SUOLO: CARATTERISTICHE, FORMAZIONE, COMPOSIZIONE, STRATI, TIPOLOGIE - AMBIENTE - 2024

Il suolo è lo strato superiore della litosfera causato dall'erosione del substrato roccioso dovuto all'azione del clima e delle entità biologiche. Comprensione alterando la frammentazione della roccia che forma un materiale non consolidato con una struttura e una consistenza definite.

L'aggregazione delle particelle solide che compongono il suolo determina la sua struttura e la proporzione relativa di particelle inferiori a 2 mm definisce la tessitura. Queste particelle sono raggruppate in tre classi generali, che vanno dal diametro più grande al più piccolo: sabbia, limo e argilla.

Suolo. Fonte: Road to Gaia

L'azione di fattori climatici come precipitazioni e temperatura nonché organismi viventi sono responsabili della formazione del suolo. Questi fattori esercitano un'azione sul materiale genitore o sul substrato roccioso, frammentandolo per lunghi periodi di tempo.

Questo processo dà origine a una complessa struttura porosa composta da vari minerali, acqua, aria e materia organica. Questa struttura si presenta in orizzonti o strati più o meno definiti con colore, composizione, consistenza e struttura caratteristici.

Esiste un'ampia diversità di tipi di suolo, descritti e classificati secondo diversi sistemi di classificazione. Il suolo è la base di sostegno della copertura vegetale, sia naturale che agricola, essendo un elemento fondamentale dell'ecosistema.

Tuttavia, il suolo si sta degradando e perdendo a causa dell'erosione, conseguenza di fattori climatici e dell'azione umana. Mentre l'inquinamento degrada il suolo introducendovi sostanze tossiche o che ne alterano le proprietà fisiche, chimiche e biologiche.

Caratteristiche del suolo

Il suolo è una matrice composta da elementi abiotici come minerali, acqua e aria, con fattori biotici, in determinate condizioni di clima e rilievo. Questa matrice ha una consistenza, una struttura, una densità e una porosità definite e costituisce un ecosistema con il suo biota caratteristico.

- struttura

La tessitura di un terreno è determinata dalla proporzione relativa di sabbia, limo e argilla presenti in esso. Questa costituisce la frazione fine del suolo (terra fine), dove la sabbia ha particelle più grossolane, con un diametro da 2 a 0,08 mm. Il secondo componente di diametro è limo con 0,08-0,02 mm e infine argilla con meno di 0,02 mm,

Questa composizione dipende dal materiale genitore o dal substrato roccioso che ha dato origine al suolo, nonché dai fattori che hanno preso parte alla sua formazione. Qualsiasi frammento con un diametro superiore a 2 mm è già considerato una frazione grossolana del terreno o della ghiaia.

La sabbia

La composizione della sabbia è per la maggior parte silice, poiché questo è il minerale più abbondante nelle rocce sulla Terra. Tuttavia, ci sono anche sabbie calcaree dall'erosione dei coralli o sabbia vulcanica dalle rocce vulcaniche.

La limousine

È un sedimento eterogeneo di frazioni intermedie, composto da elementi sia inorganici che organici.

Argilla

Le argille sono silicati di allumina idrata e sono considerate chimicamente attive nel suolo. Hanno un comportamento colloidale, caricati elettricamente e sono importanti per la ritenzione dell'umidità e degli elementi minerali.

- Struttura

La struttura del suolo è data dall'unione delle particelle solide del suolo che formano zolle o unità strutturali chiamate peds. La formazione di queste strutture è il prodotto del processo di flocculazione o aggregazione causato da eventi fisico-chimici.

Struttura del suolo. Fonte: nessun autore leggibile dalla macchina fornito. Pastranec ipotizzato (in base alle rivendicazioni di copyright).

Ciò si verifica a causa dell'attrazione di cariche elettriche opposte tra le particelle, che coinvolgono acqua, humus e ossidi di alluminio e ferro.

Complessi umici

L'humus è una sostanza colloidale causata dalla decomposizione della materia organica dovuta all'azione di batteri e funghi in decomposizione. Gli aggregati di humus formano complessi che agglutinano le particelle di terreno, formando i ped.

Organismi viventi che aggiungono suolo

Le radici delle piante e le sostanze che trasudano contribuiscono anche ad agglutinare le particelle che formano struttura nel terreno. Allo stesso modo, organismi come i lombrichi sono fondamentali nella lavorazione del suolo e nella definizione della sua struttura.

- Densità e porosità

La consistenza e la struttura del terreno determinano l'esistenza di pori in esso, che sono di diametro variabile. La composizione e la porosità del terreno determinano anche una densità variabile, essendo che minore è la porosità, maggiore è la densità del suolo.

I pori del suolo sono importanti perché costituiscono il sistema di spazi attraverso i quali l'acqua e l'aria circolano nel suolo. Sia l'acqua che l'aria nel suolo sono vitali per lo sviluppo della vita su e al suo interno.

- Interfaccia ed ecosistema

Nel suolo interagiscono gli elementi minerali della litosfera, l'acqua dell'idrosfera, l'aria dell'atmosfera e gli esseri viventi della biosfera. Il suolo mantiene uno scambio di elementi chimici con l'acqua, così come i gas con l'atmosfera, come O2 e CO2.

D'altra parte, gli esseri viventi dal suolo ottengono nutrienti e acqua, fornendo materia organica e minerali. In questo contesto, il suolo è un ecosistema in cui i fattori abiotici e abiotici sono correlati.

rizosfera

È l'ambiente che circonda le radici delle piante nel suolo e forma una condizione particolare nel suolo. In questo ambiente le radici ottengono acqua e nutrienti minerali dal terreno e forniscono vari essudati, oltre a stabilire relazioni simbiotiche.

La rizosfera è il luogo in cui si svolge la maggior parte della vita del suolo, poiché è lì che c'è più disponibilità di carbonio.

- Fertilità

Proprietà fondamentale del suolo è la sua fertilità, in quanto contiene elementi minerali essenziali per lo sviluppo delle piante terrestri. Tra questi minerali ci sono macronutrienti come azoto, fosforo e potassio, nonché micronutrienti (ferro, boro, zinco, manganese, nichel, molibdeno, tra gli altri).

- Acqua

L'acqua si trova circolante nella parte porosa della sua struttura, ha aderito alle particelle colloidali (argille) e svolge un ruolo fondamentale nella formazione della struttura del suolo. La principale fonte di acqua per la vegetazione è il suolo e in esso vengono disciolti minerali essenziali per le piante.

Formazione del suolo

Il processo di formazione del suolo o pedogenesi, è il prodotto dell'azione di diversi fattori. Questi vanno dalla roccia che lo dà origine ai fattori che lo resistono.

- Materiale genitoriale

Il substrato roccioso che forma la litosfera è uno strato continuo di varia composizione mineralogica a seconda della sua natura. Possono essere rocce sedimentarie, metamorfiche o ignee formate da diversi processi.

Vista del substrato roccioso. Fonte: Road to Gaia

regolite

Sotto l'azione di fattori climatici e biologici, la roccia gradualmente si disaggrega o si frammenta, formando uno strato variabile di materiale spesso chiamato regolite. Il clima e gli esseri viventi continuano ad agire su questo materiale fino a formare il suolo.

- Tempo metereologico

La superficie terrestre è soggetta a diverse condizioni climatiche, generando un gradiente di temperatura e umidità. Ogni regione ha un regime di precipitazioni, venti e temperature che varia durante il giorno e l'anno.

Queste condizioni agiscono sul materiale madre, degradandolo e conferendogli una struttura particolare, creando diversi tipi di terreno.

Precipitazione

L'acqua influisce sulla formazione del suolo sia per effetto erosivo fisico sulla roccia sia per l'approvvigionamento idrico stesso. L'acqua, in quanto solvente universale, è un elemento fondamentale nelle reazioni chimiche che avvengono nella formazione del suolo.

Inoltre, l'eccesso di umidità e l'alternanza tra periodi umidi e secchi influenzano il tipo di terreno che si forma.

Temperatura

Le alte temperature favoriscono vari processi chimici che contribuiscono alla formazione del suolo. Mentre le estreme variazioni di temperatura favoriscono sollecitazioni strutturali nella roccia, generando fratture.

- Fattori biotici

L'attività degli esseri viventi che abitano il suolo e su di esso è determinante nella formazione del suolo.

Vegetazione

La presenza di una copertura vegetale gioca un ruolo nella stabilità del substrato, fornendo un ambiente favorevole alla formazione del suolo. Senza copertura vegetale aumenta l'erosione e la conseguente perdita del suolo in formazione.

D'altra parte, le radici delle piante e il loro essudato contribuiscono alla frammentazione del materiale parentale e sono leganti del suolo.

Altri organismi

I microrganismi e macroorganismi che popolano il suolo contribuiscono sostanzialmente alla sua formazione. Decompositori come batteri, archaea, funghi e protozoi processano la materia organica e formano l'humus.

I lombrichi perforano gallerie e ingeriscono il suolo, elaborando la materia organica in modo tale da contribuire a generare struttura nel suolo. Ciò aumenta la porosità del suolo e quindi il flusso di acqua e aria.

Ci sono anche un gran numero di animali da scavo più grandi che contribuiscono anche alla formazione del suolo, come talpe, toporagni e altri.

- sollievo

È molto importante nella formazione del terreno, perché una forte pendenza impedisce la permanenza del terreno in formazione. D'altra parte, una pianura o una depressione vicino a un'area montuosa riceverà il materiale del terreno lavato.

- Tempo metereologico

La formazione del suolo richiede un lungo processo di erosione del substrato roccioso e elaborazione della regolite. Quindi il fattore tempo è fondamentale per l'evoluzione del suolo fino al suo apice.

- pavimento climax

Una volta raggiunto un equilibrio nel processo di formazione in relazione alle condizioni ambientali, si è formato un terreno climax. A questo punto, si ritiene che il suolo in questione abbia raggiunto il suo massimo livello evolutivo.

Composizione del suolo

La composizione del suolo varia a seconda della roccia madre che l'ha originata e dei processi di formazione del suolo coinvolti.

minerali

Quasi tutti i minerali conosciuti possono essere trovati nel terreno, i gruppi più abbondanti sono silicati, ossidi, idrossidi, carbonati, solfati, solfuri e fosfati.

Materiale organico

A seconda del bioma in cui si sviluppa, un suolo avrà un contenuto maggiore o minore di materia organica. Pertanto, nella foresta pluviale tropicale la maggior parte della materia organica si trova nella lettiera superficiale (orizzonte 0) e il suolo sottostante è povero di humus.

Nella foresta temperata decidua c'è un più alto tasso di accumulo di materia organica decomposta e nelle aree desertiche questo accumulo di materia organica è molto basso.

acqua

Nella matrice porosa del suolo, l'acqua circola sia in forma liquida che come vapore acqueo. Parte dell'acqua è fortemente attaccata alle particelle di terreno colloidale.

Aria

La matrice porosa contiene aria e quindi ossigeno, anidride carbonica e azoto atmosferico. L'aria nel suolo è importante per mantenere la vita nel suolo, compresa la respirazione radicale.

Strati (orizzonti)

Nella formazione del suolo, gravità, infiltrazione d'acqua, dimensione delle particelle e altri fattori creano una struttura a strati. Questi strati orizzontali sono disposti in un gradiente verticale e sono chiamati orizzonti del suolo, formando insieme il cosiddetto profilo del suolo.

Orizzonti del suolo. Fonte: Mariiana QM

Tradizionalmente 3 orizzonti fondamentali vengono identificati in un suolo identificato dall'alto verso il basso con le lettere A, B e C. Mentre il Soil Survey Division Staff degli Stati Uniti definisce 5 orizzonti fondamentali e 2 possibili strati.

Orizzonte 0

È la presenza di uno strato di materia organica superficiale con una composizione minerale inferiore al 50% in volume. In questo caso, il livello di decomposizione della materia organica presente non ha importanza.

Horizon A

È l'orizzonte superficiale o sotto l'orizzonte 0, caratterizzato dal contenuto di humus misto alla componente minerale. È di colore scuro e ci sono radici, così come l'alterazione dovuta all'attività biologica.

Horizon E

C'è una predominanza di sabbia e limo a causa della perdita di argille, mostrando un colore chiaro.

Orizzonte B

È un orizzonte ricco di minerali con accumuli di argille e altre sostanze, che possono formare blocchi o strati di argilla impermeabili.

Horizon C

È l'orizzonte più vicino al substrato roccioso e quindi meno soggetto ai processi di pedogenesi. È costituito da frammenti di rocce, accumuli di gesso o sali solubili, tra le altre sostanze.

Strato R

Identificare strati di roccia dura, che richiedono l'uso di attrezzature pesanti per la perforazione.

Strato W

Questo strato è stato recentemente aggiunto per riferirsi alla presenza di uno strato di acqua o ghiaccio a qualsiasi livello. Cioè, questo strato può essere posizionato tra uno qualsiasi degli orizzonti sopra menzionati.

Tipi di terreno

Esistono vari criteri per classificare i suoli, da schemi molto semplici basati su tessitura o clima, a sistemi complessi. Tra questi ultimi ci sono l'USDA (Dipartimento dell'Agricoltura degli Stati Uniti) e la FAO-UNESCO.

- Secondo la consistenza

Si basa sulla tessitura del terreno, in base alla sua proporzione di sabbia, limo e argilla. Per definirlo, viene utilizzato il triangolo strutturale del suolo (FAO o Dipartimento dell'Agricoltura degli Stati Uniti).

Si stabiliscono così le classi tessiturali, che presentano terreni sabbiosi, argillosi o limosi, e le varie combinazioni, come un terreno argilloso-sabbioso.

- Secondo il tempo

Questa classificazione si applica ai terreni nella cui formazione l'elemento fondamentale è il clima e danno origine ai cosiddetti suoli zonali.

Suoli a clima umido

L'elevata umidità accelera i processi di formazione del suolo, dissolvendo il carbonato di calcio e disgregando silicati e feldspati. Il ferro e l'alluminio predominano, essendo terreni a bassa fertilità e ad alto contenuto di materia organica come i tipi di laterite della foresta pluviale tropicale.

Suoli a clima secco

La bassa umidità ritarda il processo di formazione del suolo, quindi sono sottili e con la presenza di materiale madre poco esposto alle intemperie. Presentano poca materia organica data la scarsa vegetazione che supportano e abbondante carbonato di calcio come gli aridisol.

Suoli a clima temperato

Le condizioni di umidità e temperatura sono moderate e si formano nel tempo terreni profondi e fertili. Presentano quantità significative di materia organica e minerali insolubili come ferro e alluminio come negli alfisoli.

- USDA

È il sistema di tassonomia del suolo del Dipartimento dell'Agricoltura degli Stati Uniti, che riconosce 12 ordini come categoria superiore. Segue la categoria del sottordine con 64 classi, i gruppi con più di 300 classi e i sottogruppi con più di 2.400 classi.

Caratteristiche diagnostiche

Questo sistema utilizza come elementi diagnostici per assegnare un terreno a una classe, il tipo di umidità del suolo e il regime di temperatura. Allo stesso modo, la presenza di determinati orizzonti sia in superficie (epipedoni) che all'interno del suolo (endopedoni).

FAO-UNESCO

La categoria principale in questo sistema, equivalente all'ordine nel sistema USDA, è il Major Soil Group e comprende 28 classi. Il livello successivo nella gerarchia è l'Unità del suolo e copre 152 classi.

Ruoli e importanza

Il suolo è una componente fondamentale degli ecosistemi terrestri e la base della maggior parte delle attività umane.

Supporto e nutrizione della vegetazione terrestre

Il suolo fornisce il supporto su cui si stabiliscono le piante terrestri attraverso il loro apparato radicale. Inoltre, fornisce nutrienti minerali e acqua che le piante richiedono per il loro sviluppo.

Basi dell'agricoltura e dell'allevamento

È un fattore di produzione essenziale in agricoltura, anche se esistono tecniche moderne che ne fanno a meno, come l'idroponica. Tuttavia, la produzione di massa della maggior parte delle colture è possibile solo su vaste aree di suolo.

Ciclo del carbonio e sequestro

Nel suo scambio di gas con l'atmosfera, il suolo fornisce e assorbe CO2. In questo senso il suolo contribuisce a ridurre l'effetto serra e quindi il riscaldamento globale.

Permafrost

È uno strato di suolo organico congelato alle latitudini circumpolari, che costituisce un'importante riserva di CO2 nel suolo.

Fondazione di costruzione

Il suolo è la base di supporto per le costruzioni umane, come strade, canali, edifici, tra molti altri.

Erosione del suolo

L'erosione è la perdita del suolo dovuta all'azione di fattori climatici o dell'attività umana. L'erosione estrema del suolo produce desertificazione ed è una delle maggiori minacce per i suoli agricoli.

Erosione del suolo. Fonte: US Fish and Wildlife Service

Erosione idrica

Le precipitazioni provocano la perdita del suolo a causa dell'impatto delle goccioline d'acqua sugli aggregati e del conseguente deflusso superficiale. Più il terreno è esposto e più ripida è la pendenza, maggiore è la resistenza causata dal ruscellamento.

Erosione eolica

Il vento trasporta le particelle di terreno, soprattutto in condizioni aride, dove è secco e con poca aderenza. La vegetazione funge da barriera contro il vento, quindi la sua assenza contribuisce ad aumentare gli effetti dell'erosione eolica.

Erosione antropica

Tra le attività più erosive ci sono la deforestazione e le colture intensive, soprattutto a causa della meccanizzazione agricola. Oltre all'estrazione mineraria, in particolare miniere a cielo aperto, e alla costruzione di infrastrutture.

Contaminazione del suolo

I suoli possono essere contaminati da cause sia naturali che antropiche, ma i casi più gravi sono dovuti alle attività umane.

Agrochemicals

L'applicazione di pesticidi chimici e fertilizzanti è una delle principali cause di contaminazione del suolo. Molti di questi prodotti sono residui e richiedono lunghi periodi di tempo per biodegradarsi.

Acque effluenti e di ruscellamento

Le acque reflue mal canalizzate e non trattate, così come le acque di scolo dalle aree urbane e industriali, sono la causa dell'inquinamento. Le acque di deflusso trasportano rifiuti come lubrificanti, oli motore e residui di vernice che contaminano il terreno.

Estrazione

Questa attività non solo degrada fisicamente il suolo, ma è anche una fonte di sostanze chimiche inquinanti. Questo è il caso del mercurio e dell'arsenico utilizzati nell'estrazione di metalli come l'oro.

Allo stesso modo, l'utilizzo di pompe idropneumatiche ad alta potenza per erodere il suolo alla ricerca di metallo, rilascia metalli pesanti inquinanti.

Industria petrolifera

Le fuoriuscite di petrolio negli impianti di perforazione e le perdite dagli argini di ritenzione del fango inquinano il terreno.

Pioggia acida

Mappa delle piogge acide. Fonte: Alfredsito94

La pioggia acida prodotta dai gas industriali reagendo in atmosfera con il vapore acqueo, provoca l'acidificazione dei terreni.

spazzatura

Gli accumuli di rifiuti solidi, in particolare plastica e rifiuti elettronici, sono una fonte di contaminazione del suolo. Tra le altre cose, le materie plastiche rilasciano diossine e i rifiuti elettronici apportano metalli pesanti al suolo.

Riferimenti

1. FAO (2009). Guida per la descrizione dei suoli. Organizzazione per l'alimentazione e l'agricoltura delle Nazioni Unite.
2. INIA (2015). Giornata porte aperte della settimana della scienza e della tecnologia. Istituto Nazionale di Ricerca Agricola, Tacuarembó.
3. Jaramillo, DF (2002). Introduzione alla scienza del suolo. Facoltà di Scienze, Università Nazionale della Colombia.
4. Lal, R. (2001). Degradazione del suolo per erosione. Degrado e sviluppo del suolo.
5. Morgan, RPC (2005). Erosione e conservazione del suolo. Blackwell Publishing.