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12   acqua nei suoli  - Suoli
 

12 acqua nei suoli - Suoli

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A little about soils and their classification - This is the first of a sequence of slides that cover the soil description and their hydrology

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12   acqua nei suoli  - Suoli 12 acqua nei suoli - Suoli Presentation Transcript

  • L’acqua nei suoli e nel sottosuolo Suoli Riccardo Rigon JayStrattonNoller,NekiaatSpringbrook,2009
  • “Il mezzo è il messaggio” Marshall McLuham
  • R. Rigon Obbiettivi: !3 •Definire cosa sono i suoli L’acqua nei suoli e nel sottosuolo •Parlare di tessitura e struttura dei suoli
  • R. Rigon Che cosa sono i suoli ? Con suolo, si intende la porzione superficiale del terreno composto da materiale inorganico ed organico in proporzione diverse da luogo a luogo, caratterizzato da una propria composizione chimico-mineralogica, da una sua propria atmosfera, da una particolare idrologia e da una determinata flora e fauna. ! Questa accezione è diversa da quella del linguaggio comune di superficie del terreno sulla quale si cammina'. !4 L’acqua nei suoli e nel sottosuolo
  • L’acqua nei suoli e nel sottosuolo Giacomo Sartori 5 http://www.directseed.org/soil_quality.htm • è un corpo naturale vivente, risultato di lunghi processi evolutivi, determinati dall’insieme dei fattori ambientali (clima, materiale parentale, morfologia, vegetazione, organismi viventi) • è un elemento fondamentale degli ecosistemi terrestri • il suolo è in equilibrio dinamico: interagisce • è una risorsa naturale non rinnovabile Il suolo
  • L’acqua nei suoli e nel sottosuolo Giacomo Sartori 6 Microflora e fauna del suolo Cunningham/Saigo,EnvironmentalScience,1999
  • R. Rigon ATMOSPHERE S I T O N E C O S Y S T E M S O I L WEATHERING MANTLE REGOLITH ABOVEGROUND STAGE BELOWGROUND STAGE Una visione di insieme !7 AfterTargulian,2003 L’acqua nei suoli e nel sottosuolo
  • R. Rigon Pedogenesi solar- Il processo che dalla roccia madre forma i suoli si chiama pedogenesi. Questo processo è un insieme di azioni fisiche chimiche e biologiche che concorrono a strutturare i suoli in orizzonti !8 AfterTargulian,2003 L’acqua nei suoli e nel sottosuolo
  • L’acqua nei suoli e nel sottosuolo Giacomo Sartori 9 Pedogenesi Substrato/Regolite/Suolo Substrato := Roccia Regolite := materiale parentale http://gis.ess.washington.edu/grg/courses05_06/ess230/lectures/257,1,Soils
  • L’acqua nei suoli e nel sottosuolo Giacomo Sartori 10 Definizioni materiale parentale: (o regolite) si intende il materiale non consolidato (incoerente, debolmente coerente, o pseudocoerente) da cui il suolo deriva ! substrato si intende la formazione rocciosa, consolidata, che ha dato origine al suolo, o che è intervenuta nella formazione del suolo indirettamente, o che non è intervenuta affatto, nel caso per es. di un substrato calcareo coperto da una sottile copertura di materiali alloctoni (glaciali…), da cui il suolo deriva ! suolo: parte superiore della superficie terrestre che mostra segni di alterazione ed è influenzata all’influenza dagli organismi viventi
  • L’acqua nei suoli e nel sottosuolo Giacomo Sartori 11 Definizioni profilo: sezione verticale del suolo che mette in luce la eventuale sequenza degli orizzonti ! orizzonti: rappresentano degli strati di spessore variabile, all’interno del profilo, di solito con andamento circa parallelo alla superficie del suolo, che presentano caratteristiche omogenee per quanto riguarda colore, tessitura, struttura, pH, carbonati, ecc.
  • L’acqua nei suoli e nel sottosuolo Giacomo Sartori 12 suolo sottile su materiale parentale costituito da materiali glacialisuolo molto sottile su roccia basaltica (= substrato) Pedogenesi Substrato/Regolite/Suolo
  • R. Rigon !13 Orizzonti orizzonte vegetato substrato roccioso roccia non consolidata suolo vero e proprio orizzonte vegetato substrato roccioso suolo vero e proprio orizzonte A orizzonte B orizzonte C orizzonte A orizzonte B orizzonte C L’acqua nei suoli e nel sottosuolo
  • L’acqua nei suoli e nel sottosuolo Giacomo Sartori 14 I materiali parentali
 Classificazione dei minerali
 che compongono le rocce tratto da: prof. Dazzi, Università di Palermo I PIU’ IMPORTANTI: - silicati e alluminosilicati - carbonati
  • R. Rigon Tempi della pedogenesi Steady-state model of soil development (Dokuchaev, Jenny, Rode, Yaalon) Steady-state Soil features Fast processes Slow processes time, years101 102 103 104 105 Soil A Soil B Soil C Progressive pedogenesis Regressive pedogenesis T0 T1 T2 Tn Evolutionary model of pedogenesis (Johnson, Keller, & Rockwell, 1984) Soil features La formazione dei suoli impiega generalmente molto tempo. !15 AfterTargulian,2003 L’acqua nei suoli e nel sottosuolo
  • L’acqua nei suoli e nel sottosuolo Giacomo Sartori 16 Pedogenesi Esempio di evoluzione di un suolo Col passare del tempo il profilo diventa più profondo, e più differenziato (= orizzonti più distinti)
  • R. Rigon Dal punto di vista dell’idrologo potremmo estendere il concetto ad includere tutto ciò che proviene dall’alterazione/demolizione del substrato roccioso (regolite) ma anche il prodotto di ripetute fasi di erosione/accumulo/ alterazione, ecc, anche senza la presenza di orizzonti ben definiti. !17 PassoSella, RifugioValentini FotoOnorevoli,2009 Che cosa sono i suoli ? L’acqua nei suoli e nel sottosuolo
  • L’acqua nei suoli e nel sottosuolo Giacomo Sartori 18 Il colore del suolo Il colore del suolo riflette alcune caratteristiche importanti ! • indicazioni che si ottengono dal colore: - colori scuri: molta sostanza organica - colori chiari: poca sostanza organica - colori bruni: presenza di complessi argilla-humus (originati dai lombrichi) - colori arrossati: presenza di ossidi di ferro in forma anidra (climi caldi) - colori giallastri: presenza di ossidi di ferro in forma idrata (climi umidi) - colori verdi o blu: condizioni di idromorfia permanente (niente O2) - colori screziati: condizioni di idromorfia temporanea (oscillazioni della falda)
  • L’acqua nei suoli e nel sottosuolo Giacomo Sartori 19 Il colore del suolo NB: certe rocce molto colorate (es. Arenarie della Val Gardena, o la Scaglia Rossa, entrambe rosse), “passano” la loro colorazione al suolo; la colorazione che è quindi “ereditata”, e non è dovuta a processi di alterazione
  • R. Rigon Folic horizon (from Latin folium, leaf) consists of well-aerated organic material Defined SOM % content, and thickness !20 AfterErikaMicheli,2004 La classificazione dei suoli Classificazione dei suoli
  • R. Rigon Defined colour and thickness Albic horizon (from Latin albus, white) is a light-coloured subsurface horizon !21 AfterErikaMicheli,2004 La classificazione dei suoli Classificazione dei suoli
  • R. Rigon Defined pH, color or chemical Spodic horizon (from Greek spodos, wood ash) is a subsurface horizon that contains illuvial amorphous substances composed of organic matter and Al, or of illuvial Fe. !22 AfterErikaMicheli,2004 La classificazione dei suoli Classificazione dei suoli
  • R. Rigon Reducing conditions (defined by low rH or presence of Fe++, iron sulphide or methane), that appear in staging colour patterns Abrupt textural change !23 AfterErikaMicheli,2004 La classificazione dei suoli Classificazione dei suoli
  • R. Rigon Folic horizon Albic Horizon Spodic horizon Reducing conditions Staging colour patterns Abrupt textural change Step 1 Diagnostics !24 AfterErikaMicheli,2004 La classificazione dei suoli Classificazione dei suoli
  • R. Rigon 5. Soils set with Fe/Al chemistry Allophanes or Al-humus complexes: ANDOSOLS Cheluviation and chilluviation: PODZOLS Accumulation of Fe under hydromorphic conditions: PLINTHOSOLS Low-activity clay, strongly structured: NITISOLS Dominance of kaolinite and sesquioxides: FERRALSOLS !25 AfterErikaMicheli,2004 La classificazione dei suoli Classificazione dei suoli
  • R. Rigon 0 100 % D E P T H volume 50 SOLID PHASE: MINERAL AND ORGANO- MINERAL PARTICLES HUMUS INTERACTIVE COMPONENTS OF MULTIPHASE BIO-ABIOTIC SOIL SYSTEM LIVING BIOTA 1! 2 ! 0 POROSITY GASES SOLUTIONS !26 AfterTargulian,2003 In 3D L’acqua nei suoli e nel sottosuolo
  • L’acqua nei suoli e nel sottosuolo Giacomo Sartori 27 suolo Suoliepaesaggio come risultato dell’azione dei diversi fattori della pedogenesi che sono in gioco, le differenti porzioni del paesaggio hanno suoli diversi, caratterizzati da profili diversi paesaggio
  • L’acqua nei suoli e nel sottosuolo Giacomo Sartori 28 Carta dei suoli
  • R. Rigon !29 AfterErikaMicheli,2004 L’acqua nei suoli e nel sottosuolo
  • R. Rigon Suoli + Acqua !30 AfterWarric,2003 L’acqua nei suoli e nel sottosuolo
  • R. Rigon !31!31 Four phases Notazione
  • R. Rigon Tessitura dei suoli !32 L’acqua nei suoli e nel sottosuolo
  • L’acqua nei suoli e nel sottosuolo Giacomo Sartori 33 Sabbia: 2- 0,050 mm Limo: 0,050- 0,002 mm Argilla: <0,002 mm Tessitura
 Rapporti dimensionali
 sabbia-limo-argilla
  • L’acqua nei suoli e nel sottosuolo Giacomo Sartori 34 Tessitura
 Sabbia • 2 mm - 0.05 mm (50 – 2000 μm) ! • visibile senza microscopio ! • forma arrotondata o angolare • i granelli di quarzo sono bianchi, gli altri minerali hanno colorazioni diverse • i colori scuri, gialli e rossi possono essere però causati da patine di Fe, Al e Mn che ricoprono i granuli
  • L’acqua nei suoli e nel sottosuolo Giacomo Sartori 35 ! limo: 0.050 - 0.002 mm (2-50 μm) ! ! ! ! ! ! immagine al microscopio (non è visibile ad occhio nudo) tratto da: prof. Vittori, Università di Bologna Tessitura
 Limo
  • L’acqua nei suoli e nel sottosuolo Giacomo Sartori 36 ! • argilla: <0.002 mm (<2μm) ! • ampia area superficiale ! • dotate di cariche negative Tessitura
 Argille
  • L’acqua nei suoli e nel sottosuolo Giacomo Sartori 37 ! • in quanto colloidi, possono trovarsi nel suolo allo stato disperso o flocculate (Ca2+ ha un’azione flocculante, Na+ deflocculante): ruolo molto importante nell’aggregazione del suolo ! • alcune argille hanno la capacità di assorbire acqua tra i foglietti, il che determina un grande cambiamento di volume nei cicli di inumidimento ed essicamento: argille espandibili (es. montmorillonite, tipiche dei Vertisols) Tessitura
 Argille
  • R. Rigon Tessitura dei suoli !38 L’acqua nei suoli e nel sottosuolo
  • R. Rigon Tessitura dei suoli !39 L’acqua nei suoli e nel sottosuolo
  • R. Rigon Individual clay platelet interaction (rare) Individual silt or sand particle interaction Clay platelet face-face group interaction Clothed silt or sand particle interaction Partly discernible particle interaction Intra-elemental pores !40 Struttura dei suoli L’acqua nei suoli e nel sottosuolo
  • R. Rigon Regular
 aggregations Connectors Connectors Irregular
 aggregations Interweaving 
 bunches Granular 
 matrix Clay
 matrix Intra-assemblage pores Inter-assemblage pores !41 Struttura dei suoli L’acqua nei suoli e nel sottosuolo
  • R. Rigon Volume rappresentativo elementare !42 Poriestrutturaetessituradeisuoli L’acqua nei suoli e nel sottosuolo
  • R. Rigon !43 Vista la variabilità dei suoli alla scala dei pori La rappresentazione matematica del moto tenderà ad essere una descrizione statistica che assumerà una scala minima di aggregazione del mezzo poroso, detta scala di Darcy