Chimica del suolo

Appunti di chimica del suolo basati su appunti personali del publisher presi alle lezioni del professore Cardelli, dell’università degli Studi di Pisa - Unipi, della facoltà di agraria, Corso di laurea in scienze agrarie. Scarica il file in formato PDF!

Esame Chimica del suolo

Facoltà Agraria

Dal corso del Prof. Cardelli Roberto

Università Università degli Studi di Pisa

Publisher gino.ughi

A.A. 2020-2021

75 pagine

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CORREZIONE DI SUOLI ACIDI

La correzione viene effettuata sulla base dell'acidità potenziale ed è temporanea in quanto le basi apportate saranno comunque lisciviate. Si usa il metodo elettrometro che permette di sostituire gli H+ con un sale di calcio (Ca(OH)2). Si pone in grafico la misura del pH (x) e della concentrazione di Calce (y), ottenendo una curva di neutralizzazione. La quantità di calce necessaria per portare il pH a livello desiderato dipende, oltre che dall'acidità del suolo, dal suo potere tampone. Per calcolare la quantità di correttivo necessaria a correggere 1 ettaro, occorre riportare i valori ottenuti in laboratorio alla situazione di campo, calcolando il peso di un ettaro, supponendo una profondità di 25cm. - 10000m^2 x 0,25m = 2500m^3 - 2500m^3 x 1,2(densità media) = 300 t Il terreno si oppone alla variazione di pH e a seconda del tipo di terreno varia la quantità di calce necessaria. Un terreno colloidale si

oppone in maniera maggiore a variazioni di pH. La calcinazione comporta dei vantaggi, tra cui l'aumento dell'attività microbica, il miglioramento della struttura del suolo, poiché il calcio è un agente flocculante.

I SUOLI ALCALINI

L'alcalinità nel suolo deriva da dissociazione e idrolisi di minerali (calcari e silicati). La maggiore solubilità del calcare rispetto ai silicati determina un pH del suolo maggiore di 7.

Scambio cationico su colloidi minerali e organici in suoli ad alto TSB;
Idrolisi alcalina dei colloidi;
Concimazione (NaNO3);
Irrigazione con acque dure (tanto calcio e magnesio).

Esistono due tipi di alcalinità:

ALCALINITÀ COSTITUZIONALE

L'alcalinità costituzionale corrisponde ad una reazione moderatamente alcalina con un pH <8,5, dovuta alla presenza del calcare attivo. I suoli che manifestano alcalinità costituzionale sono detti suoli calcarei e sono presenti in tutta la

fascia dei climi temperati.- L'aumento del pH può essere causato dall'alcalinità costituzionale ed in particolare dall'idrolisi alcalina di CaCO3 con liberazione di Ca(OH)2 e H2CO3, oppure dall'idrolisi alcalina dei colloidi, con liberazione di OH-.

EFFETTI SULLA FERTILITÀ

Comporta una struttura stabile dovuta al calcio nel complesso di scambio, infatti i suoli calcarei sono soffici e di facile lavorabilità. Comporta un'interferenza con l'assorbimento radicale degli elementi in quanto K fa da antagonista di Ca e Mg, P diventa insolubile perché si forma [Ca3(PO4)2] insolubile, Fe non viene assorbito portando alla clorosi ferrica.

EFFETTI SULLA CONTAMINAZIONE

Si riduce sensibilmente l'assorbimento e la mobilità di metalli pesanti causa insolubilizzazione.

ALCALINITÀ DI ASSORBIMENTO

L'alcalinità di assorbimento dovuta alla presenza di Na, si individua una ESP (percentuale di Nascambiabile) dove

se ESP è > del 15% si ha problemi di tossicità. Inoltre Na ha azione deflocculante, Infatti porta all'idrolisi alcalina di Na2CO3 e dei colloidi.- L'alcalinità di assorbimento invece, determina un pH > 8,5, difficilmente sostenibile per le piante. Il pH si corregge con CaSO4 x 2H2O. Si utilizza questo prodotto per fare scendere la capacità di scambio del sodio sotto al 10%, infatti il calcio sostituisce il sodio e SO42- è acidificante NaCO3 + CaSO4 -> CaCO3 + Na2SO4 Na2SO4 è un sale solubile, che viene lisciviato. EFFETTI SULLA FERTILITÀ L'alta percentuale di Na e l'elevato pH hanno effetti negativi su molte proprietà del suolo: Ca e Mg sono immobilizzati e quindi poco disponibili, per la difficoltà di rimozione dal complesso di scambio, la struttura è compromessa poiché Na ha azione deflocculante e comporta difficoltà di drenaggio e ristagni idrici. Inoltre il pH elevatoaumenta la solubilità dell'humus rendendolo più mobile lungo il profilo e deprime l'attività microbica. Infine si hanno fenomeni di fitotossicità causati dalle alte concentrazioni di Na. VARIAZIONI DI pH NEL SUOLO 1. Cambiamenti climatici: le piogge determinano un'acidificazione del terreno perché portano via le basi, se il terreno è acido la concentrazione di acidi viene diluita; 2. Stagionalità: in primavera, con la ripresa vegetativa le piante secernono sostanze acide; 3. Variazioni di colture: le colture hanno diversa capacità di assorbire le basi dal suolo, acidificando in modo differente; 4. Uso di concimi che possono essere acidificanti nitrici e ammoniacali; 5. Debbio: uso delle ceneri ricche di basi, consiste nella bruciatura delle stoppie, rimangono le ceneri che alcalizzano, eliminando CO2; 6. Incendi: lasciano ceneri ricche di basi; 7. Sommersione di terreni-areazione: aumento di pH in ambiente aerobio, si.POTERE TAMPONE DEL SUOLO

Capacità di opporsi alle variazioni di pH dovute alla sostanza organica e alle sostanze minerali.

Il sistema tampone è composto da un acido debole (colloide) e basi forti che sono metalli alcalini e alcalino terrosi.

Nei confronti dell'alcalinizzazione:

Nei confronti dell'acidificazione: ACIDO CARBONICO

Se si alcalinizza il suolo con una diminuzione di H+, H2CO3 dissocia in H+ e HCO3- acidificando il suolo.

Se si acidifica il suolo, l'ione HCO3- viene protonato a dare H2CO3 (H2O + CO2).

I suoli acidi (basso TSB) hanno uno scarso potere tampone verso l'acidificazione, ma forte verso l'alcalinizzazione.

I suoli alcalini hanno un forte potere tampone verso l'acidificazione, ma scarso verso l'alcalinizzazione.

I suoli con maggiore potere tampone, sia verso l'acidificazione che verso l'alcalinizzazione, sono quelli con un TSB medio.

Che verso l'alcalinizzazione, sono quelli con TSB al 50%. La diversa variazione del pH dei suoli dopo l'aggiunta di acido o base, è indice del loro diverso potere tampone.

POTENZIALE REDOX DEL SUOLO

Il suolo è un sistema chimico nel quale avvengono anche reazioni redox, esso si comporta come agente ossidante o riducente nei confronti di alcune specie chimiche.

Le reazioni redox si svolgono in un ambiente in cui sono presenti acqua e aria, con limiti estremi in corrispondenza della completa sommersione e della completa aerazione.

Il potenziale redox mi dice quanto il suolo è ossidante. Dei valori che si aggirano tra 600-800 mV indicano un ambiente ossidante.

Il potenziale redox dipende dal potenziale normale (uguale concentrazione dei due termini nell'equazione di Nerst). Un valore di 0,4V è il punto di equilibrio tra processi di riduzione e quelli di ossidazione, al di sotto prevalgono le riduzioni, mentre al di sopra prevalgono le ossidazioni.

EFFETTI

DI UN ALTO POTENZIALE

Disponibilità di O2, necessario per lo svolgimento dei processi respiratori per piante e microorganismi aerobi, equilibrio tra mineralizzazione e umificazione della SOM, disponibilità di N in forma nitrica, e assenza di specie chimiche ad azione fitotossica.

EFFETTI DI UN BASSO POTENZIALE

Carenza di O2, con asfissia radicale e prevalenza di microorganismi anaerobi denitrificanti e solfato riduttori, arresto della mineralizzazione e umificazione stentata con conseguente accumulo di SOM indecomposta, perdita di N per denitrificazione, riduzione dei solfati, azoto elementare e solfuri fitotossici, condizioni di sommersione permanenti che determinano un ambiente riducente tale da favorire la riduzione del carbonio, con sviluppo di H2 e CH4.

SUOLI SALINI

I suoli con concentrazione di sali > 1% sono SALINI.

Per misurare la salinità si guarda la conducibilità, tanto è maggiore, tanto maggiore è la concentrazione di sali.

TUTTI I SALI

CHE HANNO CONCENTRAZIONE MAGGIORE DEL CaSO₄ sono SOLUBILI.I principali sali solubili sono cloruri, solfati di Na+, Ca²⁺,Mg²⁺.La misura della corrente elettrica (C.E) mediante un conducimetro consente quindi di valutare inmodo semplice e rapido la quantità di sali solubili nel suolo.

MISURA DELLA SALINITA’%Sali = (CE*0,64)* Peso H₂O/peso suoloLa C.E è determinata sull’estratto del suolo saturo, infatti nella pasta satura il rapporto pH₂O/psuolo è di solito uguale a 1.Valori superiori di 4 sono indice di salinità.

CAUSE DELLA SALINIZZAZIONE

scarse precipitazioni che, in zone aride, non sono suﬃcienti ad allontanare i sali solubiliformati durante la pedogenesi.
Fenomeni di risalita capillare da falda poco profonda.
Irrigazione con acque ricche di sali.
Eccessiva fertilizzazione.

CLASSIFICAZIONE TERRENI SALINI-SODICI

SUOLI SALINI-ALCALINISe ci sono tanti sali e tanto Na, il pH nel terreno può non essere eccessivamente elevato.Nei soli

salini la soluzione circolante concentrata determina una diﬃcoltà delle colture adapprovvigionarsi di acqua e depressione dell’attività microbica.

Nei suoli salino-sodici si verificano fenomeni di dispersione colloidale e disgregazione dellastruttura.

Si ha la formazione di croste superficiali che rendono diﬃcile la germinazione di semi.

LE BIANCANEI sali (Na2SO4) risaliti in superficie e precipitati in seguito ad evaporazione dopo essere statidisciolti dell’acqua piovana formano le biancane.

I sali determinano una quasi totale assenza di copertura vegetale rendendo scarsa sia lavegetazione arborea che la possibilità di introdurre colture come la vite e l’olivo. In Italia, lebiancane sono molto diﬀuse nella Val d’orcio e nei pressi di Orvieto.

BONIFICA DEI SUOLI SALINI

Si ricorre al FABBISOGNO DI LISCIVIAZIONE per regolare la salinità.

CE(acqua irrigua)/CE(acqua di drenaggio)*100

CICLI DEGLI ELEMENTI

Vi sono 38 elementi totali usati

dalle piante, di cui 19 sono essenziali per la vita.

ASSIMILABILITÀ DEGLI ELEMENTI

Un suolo può essere molto ricco in elementi presenti però in forme non disponibili per la nutrizione vegetale.

Dipende da: forma chimica, reazioni ed equilibri nell'ambiente.

AZOTO

Nei vegetali è presente dal 1,5 a 3% e nel suolo è presente dall'1 al 2%.

Nel suolo lo troviamo come: elementare (N2), minerale (1-5%) e organico (95-99%).

La frazione organica non è assimilabile, mentre nella frazione minerale una parte è troppo solubile e viene persa per lisciviazione, una parte è fissata nei minerali argillosi e una parte è persa per volatilizzazione.

Le fonti di N sono i letami, scarti di lavorazione agro-alimentare, e il sovescio (con leguminose) e la precipitazione dove l'N atmosferico, con le scariche elettriche, durante i

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