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IL SUOLO
Abbiamo parlato finora di acqua e di aria. Parliamo di suolo, ne parliamo perché ci stiamo costruendo le conoscenze per parlare poi di quelle che sono le scienze naturali ossia l’interazione tra le piante, gli animali, l’atmosfera, l’aria, l’acqua e il suolo. Il sole ci da calore, ci da luce, ha un’intensa attività, quindi c’è un’energia che arriva sul nostro pianeta. Queste 3 componenti delle quali il sole la trattiamo in modo relativo. Queste 3 componenti sono componenti che si definisco abiotiche, cioè componenti che non sono viventi ma sono formate di materia inorganica, però il nostro pianeta è così complesso che quando andiamo a parlare di aria e quindi di atmosfera sappiamo benissimo che se guardiamo in quest’atmosfera possiamo trovarci vari tipi di animali. Quando parliamo di acqua in maniera analoga parliamo anche di animali e piante che vivono nell’acqua, di acqua che è presente all’interno nei vari organismi, quindi di conseguenza stiamo cercando di semplificare. Il suolo, termine che deriva dal latino solum (vuol dire pavimento), può essere definito come l'epidermide della terra. L’epidermide di fatto in un corpo è lo strato più superficiale della pelle, è formata da cellule piatte che servono per proteggere ciò che c’è sotto. Il suolo si “accontenta” di posizionarsi in una zona molto sottile, non protegge il resto della Terra, perché in realtà la vita è in questa zona, ossia nel suolo. Il suolo è quella parte del pianeta sulla quale camminiamo. Ve ne sono di differenti tipi e la loro formazione e caratterizzazione è dovuta a complessi e innumerevoli processi di trasformazione chimica e fisica delle componenti della crosta terrestre. Tantissimi processi diversi che sono di tipo fisico, chimico e biologico. Perché il suolo può purificarsi perché è composto di determinate componenti chimiche che possono interagire con l’esterno ed è formato da atomi e molecole che obbediscono alle leggi della fisica. Ed è abitato sia sopra che sotto da animali e piante, di conseguenza queste lo modificano. La crosta terrestre è dove c’è vita ed è molto sottile, è l’unica parte solida del nostro pianeta, il mantello è fluido con continui movimenti e il nucleo è anche quasi liquido per quanto è alta la temperatura. La parte superficiale della crosta terrestre, quella a diretto contatto con l'aria, verso l’atmosfera, si chiama suolo, la parte più esterna della crosta terrestre si chiama suolo, ed è formato da materiale inorganico, come argilla, sabbia o ghiaia (che sono in realtà rocce sbriciolate) e una parte organica (quindi viva, o che viene dagli esseri viventi) chiamata "humus" (sono ad esempio le radici, pezzi di legni che cadono dagli alberi, foglie che cadono a terra, e anche i resti di animali, ecc. che cadono dall’alto). Argilla sabbia o ghiaia viene ad essere definita una parte della materia esclusivamente per qual è il diametro delle sue particelle. Quindi è esclusivamente una definizione di dimensioni, non è basata sul contenuto, non è il contenuto organico o inorganico in questo materiale che determina se sia argilla sabbia o ghiaia, ma le dimensioni delle particelle che le compongono.
Molecole organiche sono alla base della vita, es. metano, zuccheri, lipidi, proteine o alcuni altri gas, in qualche modo si trasformano in parte organica. Mentre quelle inorganiche potrebbero non esserlo es. acqua, gas, rocce. Nel terreno sono presenti anche acqua e aria. RICORDARE! Se non fosse così tutti gli organismi che vivono nel suolo non potrebbero respirare, non potrebbero avere l’acqua che gli serve. Lo stesso vale per le piante, perché le radici delle piante che entrano nel suolo hanno estremamente bisogno di acqua che devono portare alle foglie per poi riempir tutta la pianta, ma soprattutto debbono anche come tutte le cellule di tutti gli organismi viventi effettuare una respirazione cellulare che fa produrre energia, per farla serve l’ossigeno, se nel suolo non ci fosse l’aria, non ci sarebbe l’ossigeno. Da questa zona più alta man mano che andiamo in profondità da questa zona in cui troviamo sia materiale organico che materiale inorganico, che aria ed acqua troviamo sempre rocce rotte ma sempre in maniera un po’ più grossolane fino a che non si arriva alla cosiddetta roccia madre. Roccia durissima e compatta. Nonostante questa parte sia vicina al mantello è una parte ancora solida perché la temperatura del mantello viene schermata dal mantello esterno. Composizione di un suolo medio: la roccia madre nel corso dei millenni è andata a spaccarsi a causa degli agenti atmosferici e del passare del tempo fino a diventare più disgregata. Man mano che si scende in profondità, troviamo lo strato dei minerali e lo strato delle rocce sempre meno sbriciolate, fino ad arrivare alla roccia madre, durissima e compatta. Non è stata toccata da nessuno in quanto nessun essere vivente può arrivare a queste profondità. -Percentuali in un terreno mediamente fertile: Parte di rocce (formate da minerali) rappresenta il 40-60% del suolo Parte di sostanze organiche, ossia l’humus, rappresenta il 10% del suolo A seconda di dove ci troviamo possiamo avere il 20-50% del suolo costituito da acqua, e il 10-25% da aria. Humus è formato da foglie, legni, radici, resti di animali che sono caduti dall’alto, sono caduti dagli alberi, sono stati portati dal vento, dalle acque. Formano una parte importantissima. Una serie di fattori che influenzano come si può o meno modificare la composizione di un suolo. La roccia madre nel corso dei millenni con gli agenti atmosferici e il passare del tempo si è spaccata. Fino a diventare più disgregata. Per questo piccoli esseri viventi come possono essere ad esempio i funghi, le alche, i licheni, i muschi, cercano di vivere in questo contesto, e traggono nutrimento dal fatto che la roccia si spacca. Tutto questo è un inizio per la vita. Inoltre muschi, alghe e funghi una volta che sono morti rimangono nel suolo e quindi formano una prima componente organica. Si considera un processo circolare, perché la pianta fa cadere le foglie, le foglie vengono decomposte dai funghi, il materiale decomposto viene riassorbito dalla pianta che a sua volta fa di nuovo le foglie che poi di nuovo cadranno. Quindi questi meccanismi si auto sostengono, ed è importante che ci siano
In questa zona il lavoro dei microorganismi che erano sopra è al suo massimo, perché tutto ciò che è stato distrutto sopra piano piano diventa più sottile e piccolo e di conseguenza per gravità cade nella parte più bassa e va a finire a formare l’humus. Ossia materiale organico in parte decomposto e in parte no, di cui animali e piante sono in esigenza. È la parte più ricca on assoluto di nutrimento, piante ed animali che debbano vivere nel suolo. è l'orizzonte che presenta la maggiore attività biologica ed è generalmente ricco di materia organica tanto da apparire di colore più scuro rispetto allo strato sottostante. Nella parte superiore troviamo grandi quantità di humus e materiale organico parzialmente decomposto misto a materiale minerale. Materiale di cui animali e piante sono in esigenza. Nello strato inferiore, per percolazione dagli strati superiori, si accumula materiale minerale e organico. Orizzonte B: (fino a 30 cm) Qui ci vanno le radici delle piante, perché le pianti sono nella parte più superficiale e alta e le ultime radici vanno in basso perché cercano di trovare i Sali, di trovare l’acqua e l’aria, dato che nella parte superficiale dove c’è l’humus c’è meno acqua e meno aria. Mentre qui sotto dove la roccia è più sgretolata e rotta a piccoli sassolini l’acqua e l’aria possono stagnare e di conseguenza in questa zona ci sono le radici più profonde delle piante. In esso si accumulano i materiali provenienti dagli strati superiori in particolar modo argille carbonati e ossidi di alluminio. In questo strato la materia organica è molto scarsa, ma le radici si spingono fino a qui a cercare acqua e aria. Orizzonte C: (fino a 45 cm) Rappresentato da roccia, mentre manca materiale organico. Lì non ci può essere vita. Nella parte superiore, c’è roccia parentale parzialmente frammentata. Le caratteristiche chimiche del suolo assomigliano a quelle della roccia sottostante che è quasi completamente inalterata. In questa zona qui non ci può essere vita. All’inizio si era sgretolata la roccia. Rimane una zona, un orizzonte che ancora adesso non è adatto alla vita ma sopra di lui si sono depositati altri strati, per cui sgretolandosi man mano ha fatto sì che si creassero zone per l’aria, per l’acqua, per i microorganismi. Sotto l’orizzonte C c’è la roccia madre, sotto la quale non scorre acqua né arriva aria. Come si formano gli orizzonti: orizzonte c piano piano tende a diminuire di quantità perché si spezzetta sempre di più e con il passare del tempo abbiamo poi la comparsa dell’orizzonte 0, poi A, poi B, poi C. In determinati ambienti, come ad esempio il bosco, vi è un ulteriore strato dovuto alle radici di piante molto grandi che disgregano tantissimo la roccia, ma che non contribuiscono a modificare la parte superiore né quella inferiore. Questo strato prende il nome di Orizzonte E. PEDOGENESI. Abbiamo avuto la PEDOGENESI. Ossia la formazione del suolo.
Pedogenesi: L’insieme dei processi di degradazione meteorica delle rocce e di trasformazione della sostanza organica che portano alla formazione di un suolo costituisce la pedogenesi. Ovviamente non in tutti i suoli la sequenza degli orizzonti è facilmente riconoscibile. Quali sono i fattori che influenzano la pedogenesi?
- Il clima. Nella vegetazione c’è dell’humus, degli animali, altre piante più piccole. Clima secco o umido e la temperatura favorisce la pedogenesi.
- La roccia madre.
- La durata della pedogenesi.
- Gli esseri viventi.
- La morfologia del territorio. Sulla pedogenesi influisce anche la fisica e la chimica. Nel tempo (millenni) sul nostro pianeta ci sono stati continui mutamenti. PROPOSTA: dire ai bambini allora proviamo anche noi a scavare la Terra del giardino della scuola o del parco, per vedere cosa troviamo dentro. Il suolo è un miscuglio eterogeneo ossia formato da più cose diverse fra loro, naturale, di materiali rocciosi e di sostanza organica. E ricopre tutta la nostra Terra e supporta la crescita degli alberi. La pianta ha bisogno della parte degradata minerale ed organica. Il suolo è il terreno dove camminiamo ed è la parte che nella crosta terrestre sta più in alto. Nella parte più in alto è formato da foglie, semi, resti di animali che formano l’humus. Che dona alla terra un colore nero. Esistono diversi tipi di suolo. -sabbioso: formato soltanto di granelli di sabbia. Ma quello che succede con i granelli di sabbia è che l’acqua non può rimanere quindi se abbiamo un suolo ricoperto di sabbia e piove l’acqua se ne va, quindi è un suolo non buono per le piante che hanno bisogno di acqua. In realtà però è un suolo ricco di aria perché i granelli di sabbia lasciano comunque dei piccoli spazi tra loro e quindi la sabbia da questo punto di vista della parte dell’aria è molto positiva. -argilloso: L’argilla è impermeabile, i suoli argillosi normalmente quando piove stagnano l’acqua. Non c’è abbastanza aria, tiene tanto l’acqua ma la tiene troppo e non permette minimamente di avere l’aria. Di conseguenza il suolo misto che ha un po’ di sabbia e un po’ di argilla e che quindi fa passare sia l’acqua e sia l’aria ma non troppo è quello giusto per essere coltivato. Quindi i suoli fertili sono un mix tra sabbia argilla e addirittura ciottoli. E fa sì che si formino delle zone di arie. L’acqua e l’aria sono componenti che variano molto nel suolo. Si tratta di una composizione dinamica. Le proprietà fisiche di un suolo sono: -tessitura: proporzione tra le particelle di argilla, limo e sabbia. Ghiaia sabbia, limo e argilla sono la stessa identica sostanza, tutti minerali. Questa tessitura fa sì che quel suolo sia più o meno adatto a seconda delle varie componenti a dare origine ad un ambiente che poi diventerà un ecosistema.
- Essa comprende le componenti minerali del suolo che costituiscono la sua
tessitura e che a sua volta possiamo suddividere in vari componenti:
ghiaia → formata da rocce frantumate fino a formare granellini e sassi
non molto grandi
sabbia → composta principalmente da grani di quarzo e altri minerali
che si cristallizzano dal magma
argilla → una miscela di sostanze di grana molto sottile
- Ciò che differenzia ghiaia, sabbia e argilla è solamente la dimensione del
granello che le compone.
- Inoltre questi tipi di terreno si comportano in modo molto differente in
presenza di acqua:
La ghiaia → completamente permeabile. L'acqua passa facilmente fra gli
spazi dei sassolini e scivola via rapidamente negli strati sottostanti.
La sabbia → abbastanza permeabile. Inizialmente la sabbia assorbe
l'acqua, ma in un secondo momento la lascia passare.
L'argilla → quasi impermeabile. Quando l'acqua raggiunge uno strato di
argilla si arresta.
La roccia → completamente impermeabile
Fase solida organica
- Essa è rappresentata dalla materia organica del suolo che a sua volta deriva
dal contributo di flora e fauna.
- Il maggiore apporto di materia organica è attivo
1. gli organismi e le radici delle piante espellono nel suolo vari composti
che alterano e degradano il substrato roccioso, la porzione del suolo che
circonda le radici nota come rizosfera e l'interazione pianta
microrganismi è la parte più dinamica del sistema pianta suolo. Inoltre
la penetrazione radicale comporta una variazione della compattazione
del suolo e contribuisce al consolidamento dei suoli
2. i decompositori che convertono attraverso complessi processi di
trasformazione la materia organica in sostanza minerale.
Infine, la materia organica subisce fenomeni di decomposizione portati avanti
principalmente da processi di decomposizione chimico fisica (umificazione)
che portano alla formazione di un composto noto come humus, fondamentale
consentire la disponibilità di Sali minerali.
Fase colloidale del terreno
- Essa è composta principalmente di argilla.
-Le micelle di argilla presentano una grande superficie per area di volume e
consentono l'assorbimento di acqua causando dilatazione e contrazione del
suolo in seguito a idratazione o disseccamento.
- L’argilla inoltre è carica negativamente, lega cationi e li rende disponibili alle
piante
Fase fluida
- Essa è caratterizzata dall'acqua che proviene essenzialmente dalle
precipitazioni, dalle falde acquifere e dai soluti in essa disciolti.
- L'acqua tende ad occupare gli spazi liberi (veri e propri pori) presenti nel
suolo. A seconda delle dimensioni di questi pori, l’acqua può o meno essere
disponibile per le piante. La quantità di acqua trattenuta dipende
primariamente dalla tessitura del suolo, per dirla breve dalla permeabilità.
Fase gassosa
- Essa è caratterizzata da gas che provengono essenzialmente dall’atmosfera.
- L’aria permea negli strati del suolo se vi sono pori attraverso i quali può
espandersi. La presenza dell’ossigeno nella fase gassosa permette alle radici
di compiere il processo di respirazione cellulare e agli animali di respirare.
- Ad un metro di profondità non c’è più aria.
RIASSUMENDO
Terreno:
fase liquida (acqua)
fase gassosa (aria)
fase solida: - minerali organici → scheletro, sabbia, limo, argilla
Come rappresentato nel disegno, questi tipi di terreno si comportano in modo molto differente in presenza di acqua. La ghiaia è completamente permeabile. L'acqua passa facilmente fra gli spazi dei sassolini e scivola via rapidamente negli strati sottostanti. La sabbia è abbastanza permeabile. Inizialmente la sabbia assorbe l'acqua, ma in un secondo momento la lascia passare. L'argilla è quasi impermeabile. Quando l'acqua raggiunge uno strato di argilla si arresta. La roccia, infine, è completamente impermeabile sia all’acqua che all’aria. Il suolo può essere fatto di tante componenti. La fase solida organica è rappresentata dalla materia organica del suolo che a sua volta deriva dal contributo di flora e fauna. Il maggiore apporto di materia organica è attivo La fase solida organica è rappresentata dalla materia organica del suolo che a sua volta deriva dal contributo di flora e fauna, quindi di piante ed animali. Il maggiore apporto di materia organica che abbiamo nel suolo è attivo.
- gli organismi e le radici delle piante espellono nel suolo vari composti che alterano e degradano il substrato roccioso, la porzione del suolo che circonda le radici nota come rizosfera e l'interazione pianta microrganismi è la parte più dinamica del sistema pianta suolo. Inoltre la penetrazione radicale comporta una variazione della compattazione del suolo e contribuisce al consolidamento dei suoli; 2)i decompositori che convertono attraverso complessi processi di trasformazione la materia organica in sostanza minerale. Infine, la materia organica subisce fenomeni di decomposizione portati avanti principalmente da processi di decomposizione chimico fisica (umificazione) che portano alla formazione di un composto noto come humus, fondamentale consentire la disponibilità di Sali minerali. fase solida organica La fase colloidale del terreno è composta principalmente di argilla, perché l’argilla oltre a trattenere l’acqua fa un’altra cosa, ne fa delle zone di accumulo. Questa argilla tiene in parte l’acqua e anche degli ioni carichi positivamente, importantissimi per le piante e di conseguenza le ritrovano Le micelle di argilla presentano una grande superficie per area di volume e consentono l'assorbimento di acqua causando dilatazione e contrazione del suolo in seguito a idratazione o disseccamento. L’argilla inoltre è carica negativamente, lega cationi e li rende disponibili alle piante. fase solida colloidale Pelo radicale
La fase fluida La fase fluida del suolo è caratterizzata dall'acqua che proviene essenzialmente dalle precipitazioni, dalle falde acquifere e dai soluti in essa disciolti. L'acqua tende ad occupare gli spazi liberi (veri e propri pori) presenti nel suolo. A seconda delle dimensioni di questi pori, l’acqua può o meno essere disponibile per le piante. La quantità di acqua trattenuta dipende primariamente dalla tessitura del suolo, per dirla breve dalla permeabilità. fase fluida La fase gassosa La fase gassosa del suolo è caratterizzata da gas che provengono essenzialmente dall’atmosfera. L’aria permea negli strati del suolo se vi sono pori attraverso i quali può espandersi. La presenza dell’ossigeno nella fase gassosa permette alle radici di compiere il processo di respirazione cellulare e agli animali di respirare. Ad un metro di profondità non c’è più aria. 17/ Nella parte più alta abbiamo la lettiera. Il suolo viene definito un sistema polifasico ed eteorogeneo. Possiamo definirlo in termini chimico fisici. Polisafico vuol dire che ha più di una fase. Queste due parole insieme vogliono dire che non esiste una uniformità, non troveremo mai un suolo che sia Questa eter è dovuta al fatto che nei millenni il suolo si pdifica, si latera non solo nella sua componente inorganica cioè la roccia ma anche nella sua parte organica. Il clima, gli organismi, le età e la morfologia di un determinato terreno in tantissimo sulla struttura e sulla caratterizzazione della struttura di un suolo Parte di laboratorio: La prof ha portato argilla, sabbia e terra che è molto scura perché ricca di Humus. Se noi prendessimo un po’ di Terra dal giardino della scuola probabilmente troveremo un po’ di tutto questo, ossia argilla sabbia e terra. Perché il suolo è eterogeneo. Ed ha più di una componente. Abbiamo messo oltre la componente inorganica anche quella organica, ossia quella nera. Quello che posso fare per vedere di che cosa è composto il suolo è quello di mettere un po’ di acqua, riempio il barattolo, agito e poi lo appoggio sulla cattedra. Faccio vedere che prendo una manciata di terra la mescolo con l’acqua e la lascio lì perché ci vuole del tempo, voglio sapere cosa c’è nella terra. Dopo un po’ di tempo noteremo che c’è una componente di argilla,
