Domande e risposte Chimica agraria

1) Il suolo: generalità

1. Quali sono gli 8 elementi più abbondanti nel suolo?

   O, Si, Al, Fe, Ca, K, MG, Na.

   Carbonio e azoto sono abbondanti nelle piante o nel suolo e poco nella crosta terrestre

2. Elencare almeno tre elementi chimici che siano normalmente presenti nel suolo in quantità superiore al 5%

   Al, Si, O che sono tutti e tre alluminosilicati

3. Elencare gli elementi macro, meso e micro nutritivi

   N, P, K sono macro

   Mg, Ca, S sono meso

   Fe, Cu, Mb, Zn sono micro

4. Elencare due nutritivi che siano presenti nel suolo in forma cationica

   Ca 2+, Mg 2+

5. Elencare due nutritivi che siano presenti nel suolo in forma anionica

   OH-, Cl-

6. Perché la % di C presente nel suolo è più alta di quella presente nelle rocce?

   Perché c’è più sostanza organica derivante dall'attività biotica e perché le piante fissano la CO₂

2) Genesi ed evoluzione del suolo

1. Quali sono le cause della variabilità del suolo

   Il suolo non è un corpo statico. In zone anche non molto estese possono essere presenti suoli molto diversi tra loro a causa della variabilità orizzontale e verticale. Le proprietà del suolo possono essere collegabili alle caratteristiche di certe aree geografiche.

2. Quali sono le cause della variabilità verticale, orizzontale, temporale del suolo

   La variabilità verticale è influenzata dalle attività antropiche, dalla natura litologica e dalle lavorazioni che subisce il suolo.

   La variabilità orizzontale dipende dal contenuto di C organico nella superficie orizzontale dei suoli (in Europa, in Scozia, in Svezia, in Finlandia e sulle Alpi ci sono suoli ricchi di s.o.) e dal pH (dove piove molto il pH è acido e i cationi vengono sostituiti dall'idrogeno).

   Temporale del suolo:

   • Suoli recenti, vicini alla stabilità (CLIMAX);
   • Suoli relitto, hanno raggiunto il climax in passato e sono modificati da nuove condizioni climatiche;
   • Suoli sepolti, sono ricoperti da accumuli e hanno interrotto il processo evolutivo e mantengono le loro proprietà.

3. Definizione di pedogenesi, pedosfera, pedon, polipedon, profilo, orizzonte.

   Pedogenesi: indica tutti i fenomeni e i processi che sono alla base della formazione e dell’evoluzione di un suolo con le sue caratteristiche morfologiche, mineralogiche, chimiche, fisiche e biologiche che lo rendono un habitat naturale per una specifica associazione vegetale.

Pedosfera: è la parte più superficiale della crosta terrestre in cui le radici delle piante penetrano e trovano nutrimento e sostegno. È un continuum di suoli presenti sulla crosta terrestre.

Pedon: è il più piccolo volume di pedosfera , consente la descrizione delle proprietà di ciascuna unità pedologica e offre la possibilità di prelevare campioni che possano rappresentarla.

Polipedon: è un gruppo di pedon simili contigui.

Profilo: sezione verticale del suolo, permettendo di studiarne gli orizzonti.

Orizzonte: è uno strato di suolo circa parallelo alla superficie; possiede specifiche e caratteristiche proprietà chimiche, fisiche e biologiche risultanti da processi di formazione.

4. Definizione di orizzonte: O, A, E, B, C, R

• O: orizzonte superficiale, i suoli lavorati non ne sono provvisti ed è composto da materiali organici.
• A: orizzonte superficiale, ha caratteristiche influenzate dalla presenza di sostanza organica. È più scuro degli altri orizzonti e spesso ha una struttura granulare o grumosa.
• E: orizzonte eluviuale minerale impoverito.
• B: orizzonte minerale che mostra la massima espressione dei processi pedogenetici. È caratterizzato da colore o struttura diversa dall’orizzonte sovrastante.
• C: orizzonte che mantiene molte delle caratteristiche del substrato da cui ha avuto origine.
• R: roccia madre con scarsa o nulla pedogenesi.

5. Equazione di Jenny

La formazione del suolo dipende dall’interazione di: Clima, organismi viventi, roccia madre, rilievo e morfologia e tempo. Questi 5 aspetti formano l’equazione di Jenny, un modello concettuale.

6. Fattori di cui dipende la pedogenesi

La pedogenesi dipende dal clima, dagli organismi viventi, dalla roccia madre, dal rilievo e morfologia e dal tempo.

7. I processi pedogenetici

La formazione del suolo dipende da processi che apportano, asportano, modificano o traslocano componenti stessi del suolo: input ed output di materia ed energia, trasformazioni interne e traslocazioni interne

8. Azione del clima, degli organismi viventi sulla pedogenesi

Il clima è il fattore più importante perché agisce sia sulla formazione del suolo e in modo indiretto anche sulla vegetazione. Influenza la pedogenesi attraverso l’umidità in quanto è in acqua che si svolgono la maggior parte dei processi abiotici e biotici, e la temperatura influenzando la velocità dei processi chimico-fisici e biologici nel suolo.

Gli organismi viventi apportano al suolo residui organici. Le piante asportano nutritivi dal suolo ma sono fonte di s.o. tipo essudati radicali; i microrganismi sono i responsabili della trasformazione della s.o.; la micro e la macro fauna influenzano la pedogenesi attraverso i loro movimenti, la secrezione e infine con la loro morte.

La roccia madre influenza molto il tipo di suolo e si modifica in modo diverso a seconda del clima.

Rilievo e morfologia: esposizione e pendenza influenzano lo sviluppo vegetativo, le relazioni acqua- suolo, la profondità della falda e l’erosione.

12. Quale/i elementi sono in grado di sostituire il SI?

Al3+

13. Quali elementi sono in grado di sostituire l'Al?

Mg2+, Fe3+, Fe2+

14. Qual è la conseguenza principale delle sostituzioni isomorfe negli alluminosilicati?

Se i cationi hanno stessa carica il minerale rimane elettricamente neutro, mentre se la carica è diversa si verifica uno squilibrio di carica.

15. Quali sono le unità strutturali degli alluminosilicati? Da quali elementi sono composte e che numero di coordinazione ha l'elemento centrale?

Le principali unità strutturali sono il tetraedro con al centro il silicio 4+ con intorno 4 ioni ossido (O2-) e numero di coordinazione 4, e l'ottaedro con al centro l'alluminio 3+ con intorno OH- e numero di coordinazione 6.

16. Definire i seguenti termini: nesosilicati, borosilicati, inosilicati, fillosilicati, tectosilicati.

Nesosilicati: i tetraedri sono isolati e collegati da ioni metallici quali Mg2+, Fe2+, Ca2+, Al3+, Cr3+, Fe3+.

Borosilicati e ciclosilicati: ogni tetraedro è unito ad un altro in configurazione ciclica.

Inosilicati: ogni tetraedro è legato a due o a tre tetraedri. Si può formare una catena singola o doppia.

Tectosilicati: ciascun tetraedro è legato ad altri 4 costituendo una struttura tridimensionale poco alterabili.

Fillosilicati: hanno una struttura complessa. Mettono in comune i tre vertici basali a formare un foglio tetraedrico. La carica degli ossigeni non condivisi viene compensata da cationi in coordinazione ottaedrica che formano un foglio ottaedrico.

17. Definire: foglio ottaedrico, tetraedrico, tri-ottaedrico, di-ottaedrico.

Foglio tetraedrico: combinazione di piani di ioni O2- e Si 4+ (O-Si-O).

Foglio ottaedrico: combinazione di piani OH- e Al3+ (OH-Al-OH)

I cationi bivalenti (Mg2+, Fe2+) formano fogli tri-ottaedrici.

I cationi trivalenti (Al3+, Fe3+) formano fogli di-ottaedrici.

18. Per un fillosilicato definire i seguenti termini: piano, foglio, strato, distanza basale.

Piano: combinazione di ioni?

Foglio: è una combinazione di piani

Strato: una combinazione di fogli.

Distanza basale: distanza tra un piano basale di uno strato e l'omologo piano di uno strato successivo.

19. Elencare due fillosilicati primari

Il talco e le miche e pirofillite

20. Elencare due fillosilicati 2:1

Quarzo, feldspati

1:1 =