Appunti di Agrometeorologia sull’Ecologia ed i suoi termini tecnici.

L’ecologia studia le relazioni fra esseri viventi e ambiente naturale.

Gli agroecosistemi si differenziano da quelli naturali perché strettamente legati all’azione dell’uomo:

• Riduzione della complessità biologica: solo le specie coltivate sono volute;
• Somministrazione di input energetici;
• Asporto di biomassa (output energetici);
• Perturbazioni (lavori dell’uomo sul terreno);
• Miglioramento genetico delle piante.

L’agronomia si occupa di migliorare le condizioni produttive primarie alterando il meno possibile l’ambiente produttivo.

Appunti di Agrometeorologia sugli effetti della grandine in campo agricolo

La grandine non apporta una grande quantità di acqua. Si forma nei cumuli che possono diventare cumulonembi. Gli eventi grandinigeni si verificano in estate quando si ha la presenza di forti correnti ascensionali cariche di umidità.

Cumulonembi: si sviluppano per un’altezza che va da 500 a 1200 metri. Ogni cumulonembo può essere suddiviso in 3 zone:

• Zona superiore: presenza di cristalli di ghiaccio;
• Zona mediana: presenza di goccioline allo stato sopraffuso;
• Zona inferiore: dove avviene la formazione di piccole gocce per condensazione di vapore.

Per formare la grandine si susseguono 3 fasi: formazione, accrescimento, dissipazione.

Appunti di Agrometerologia sull’Erosione Idrica del Suolo

Erosione: processo naturale di distacco, trasporto e sedimentazione delle particelle di terreno ad opera degli agenti atmosferici. Il processo può essere influenzato dalle attività umane.

Può essere causata dal vento, dall’acqua e dai movimenti di massa dove l’acqua altera le condizioni di stabilità del suolo, come nelle frane. Inizialmente le particelle si distaccano e poi vengono trasportate tramite gli agenti erosivi.

L’erosione può portare alla degradazione della struttura del suolo, a perdita della sostanza organica, alla riduzione della produttività del suolo, alla riduzione dello spessore fertile e alla diminuzione di capacità idrica del suolo.

La pianta interagisce col suolo mediante le radici. Lo sviluppo delle radici è determinato dal genotipo della pianta, ormoni (ghiberelline), carenze nutrizionali. Assorbono acqua e Sali minerali. Compattano il terreno (meno lisciviazione, ruscellamento, erosione) quindi risanano terreni collinari. Sistema di riserva, producono secreti (rizodeposizioni, modificano caratteristiche rizosfera), possono fungere come organi respiratori (acquatiche). Si sviluppano nella rizosfera. Ectorizosfera (terreno attaccato alle radici), rizoplano (sommatoria delle cellule dell’epidermide delle radici). Endorizosfera (parti delle radici dove scorre l’acqua per via apoplastica).

I suoli possono essere salini, sodici o salini e sodici.

La salinità è legata alla quantità di Sali solubili. La sodicità è legata alla quantità di sodio presente nei cationi del suolo. Le piante hanno difficoltà in entrambi i tipi di terreni.

I suoli salini

I suoli salini si formano in condizioni pedoclimatiche di aridità, nei quali è presenta un’elevata evapotraspirazione. L’acqua, essendo poco presente, lascia i sali che erano in essa dissolti nei suoli. Favorito dalla presenza di falde superficiali e strati impermeabile nel sottosuolo, acque di scarsa qualità.  Il mare condiziona i suoli tramite il trasporto di aerosol (salino). Maggiore è la conducibilità elettrica della soluzione, maggiore sarà il contenuto di Sali solubili. L’alta concentrazione dei Sali solubili in acqua, aumenta il loro potenziale osmotico, ovvero la capacità di attirare acqua per stabilizzare le due concentrazioni. Le piante dovranno spendere più energia per assorbire l’acqua. Maggiore è la concentrazione, minore è il potenziale idrico. Le radici

Terreni caratterizzati da carenza di basi ed un’eccessiva presenza di ioni H+, Al nella soluzione del suolo e nei complessi di scambio. Se il ph è molto basso, vengono compromesse le attività di nutrizione delle piante. L’acidificazione di un terreno è causata principalmente da un elevato tenore di Si e Al nelle rocce che hanno generato il suolo, dalle condizioni atmosferiche e dalla pedogenesi. Anche le piante sottopongono il terreno ad una lenta acidificazione, anche se in maniera non troppo rilevante. Esse rilasciano ioni H+ nella soluzione suolo durante i processi di scambio. Questa acidificazione è spesso contrasta dal potere tampone del suolo.

Il suolo è caratterizzato da una vasta biodiversità.

I batteri sono importanti mineralizzatori di detriti (carbonio organico). Non hanno bisogno di elevate quantità di elementi nutritivi e possono trasformare varie tipologie di composti organici, liberando CO₂ e sali minerali. Le ossidazioni dei substrati sono concatenate tramite l’utilizzo dei prodotti terminali di ogni reazione, formando anche associazioni batteriche. In base alla velocità di reazione e alla concentrazione del substrato, i batteri si possono dividere in zimogeni e autoctoni:

• I batteri zimogeni attaccano velocemente le frazioni di C organico più facili da utilizzare. La loro presenza nell’ambiente è fortemente dipendente dalla composizione del substrato e dalla materia organica presente. Mineralizzano velocemente la maggior parte della sostanza organica se in quantità sufficienti.
• I batteri autoctoni mantengono un’attività costante nel tempo che è scarsamente influenzata dalle condizioni ambientali. Attaccano meno rapidamente substrati non accessibili dai batteri zimogeni. Mineralizzano lentamente.

Il carbonio organico è presente maggiormente nel suolo, il quale è sede di chiusura del ciclo. Il ciclo del carbonio è collegato con i cicli di P, N e S. Tutti questi cicli presentano reazioni omologhe, come mineralizzazione e immobilizzazione.

La prima fase è quella di scomposizione della sostanza organica di origine vegetale, animale e industriale a carica dei microrganismi del suolo. Inizialmente attuata dalla mesofauna tramite degradazione fisica, successivamente dai batteri e funghi tramite degradazione chimica. Queste piccole molecole semplificate forniscono il C e l’energia necessaria per gli organismi eterotrofi. Una parte del C demolito viene trasformato in molecole altamente stabili, formando le sostanze umiche. Il processo di formazione di queste sostanze avviene in 3 fasi: resintesi (i microrganismi sintetizzano sostanze per loro dannose che vengono quindi rilasciate nell’ambiente esterno),

Ph nel terreno

Influenza organismi vegetali che possono vivere in un determinato terreno, attività microbiche (mineralizzazione, fissazione…), solubilità degli elementi, ciclo degli elementi, fornisce indicazioni su possibili carenze, sulla speciazione e sulla tossicità. Si determina tramite il clima, matrice litologica (studia la roccia madre di partenza) e la pedogenesi (studia la roccia madre in cambiamento). Inoltre, in modo secondario è determinato da idrolisi di Al e Fe, dissociazione di acido carbonico (ioni H+ in soluzione), rizodeposizioni (ioni H+ espulsi dalla pianta), popolazioni batteriche che espellono acidi organici, mineralizzazione, deposizioni atmosferiche (piogge acide). Difficilmente modificabile. I ph estremi ostacolano qualsiasi attività biologica. Il suolo determina un potente potere tampone limitando le variazioni di ph; gli ioni presenti in soluzione e suoi colloidi annullano le variazioni entro un centro limite. Il potere tampone è correlato alla diversità dei gruppi funzionali presenti nelle sostanze del suolo.

La sostanza organica migliora la condizione di vita nel suolo, fornisce energia ai microrganismi, modifica la temperatura del suolo, avvolge particelle e grumi, altera i rapporti tra costituenti solidi e liquidi.

Per rifornire i suoli di sostanza organica si utilizzano gli ammendanti. Questi stimolano l’attività microbica, la quantità di enzimi e la probabilità di interazione tra la componente organica e quella minerale per aumentare l’efficienza degli elementi nutritivi.

Il suolo è suddiviso in frazione attiva e stabile. La prima comprende sostanze organiche fresche, la seconda sostanze umiche e recalcitranti.