Il substrato pedogenetico è la massa detritica da cui il terreno prende origine e influisce sulle sue proprietà fisiche e chimiche. Il substrato oggetto del nostro studio è costituito da sedimenti di origine alluvionale formati prevalentemente (nella Bassa Padana) da depositi sabbiosi, limosi o argillosi. Scopo delle analisi chimico-fisiche è quello di verificare la capacità del terreno di svolgere alcune fondamentali funzioni:
- meccaniche di sostegno per lo sviluppo dei vegetali
- chimiche di nutrimento per le colture che ci vivono sopra
- biologiche quale adeguato ambiente per i microrganismi e rispettivi processi biochimici
La prima fase dello studio di un campione di terreno è la misura fisico-meccanica delle particelle che lo compongono suddivise in base alle loro dimensioni.
SCHELETTRO: è la porzione di terreno formata a da particelle con diametro superiore a 0,2 mm suddivise in:
CIOTTOLI superiori a 10 mm
GHIAIA tra i 5 e i 10 mm
GHIAINO tra i 2 e i 5 mm
SABBLA GROSSA tra 2 e 0,2 mm
TERRA FINE: è la porzione di terreno formata da particelle con diametro inferiore a 0,2 mm suddivise in:
SABBIA FINE tra 0,2 e 0,02 mm
LIMO tra 0,02 e 0,002 mm
ARGILLA inferiori ai 0,002 mm





SCHEDE SPERIMENTALI
Tu tte le anal i s i ch imico-fisi ch e ve ngono effettu ate su l l a terra fine che viene prep a rata nel seguente modo:





ESSICAZIONE E POLVERIZZAZIONE
Un campione di terreno del peso di 500 gr viene sistemato su un vassoio di cartone, lasciato asciugare all'aria per almeno due giorni e, così essicato, pesato per il calcolo della percentuale di acqua contenuta.


Formule - Grafici - Tabelle


Successivamente si procedere alla polverizzazione del campione in mortaio e alla sua setacciatura su rete da 0.2 mm.





GRANULOMETRLA DEL TERRENO
(metodo densimetrico Bouyoucos)

Per la separazione e la determinazione dei costituenti del terreno di varia grandezza, si utilizzano procedimenti basati sulla diversa velocità di caduta degli stessi in un mezzo liquido viscoso. Il metodo Bouyoucos sfrutta le proprietà colloidali del limo e dell'argilla e i pesi specifici delle particelle che, quando si trovano in sospensione in una soluzione al 5 % di esametafosfato di Na (Calgon), sedimentano in tempi diversi e permettono di misurare il variare della densità del mezzo liquido in cui sono sospese.
Tempo di esecuzione: 2 ore e 30' circa
Materiale utilizzato: beker da 250 ml, cilindro graduato da 100 ml, bacchette di vetro, agitatore elettromagnetico (capace di produrre 1600 giri/minuto) o apposito agitatore a pale, contasecondi, cilindri per granulometria (tarati a 1130 e 1205 ml), densimetro;
- soluzione al 5 % di CALGON (esametafosfato di sodio) preparata come segue:
50 gr di Calgon in beker con 200 ml di acqua distillata a scaldare fino a scioglimento; travasare in matraccio da 1000 ml e portare a volume dopo raffreddamento;
- alcune goccie di Etere etilico se necessario per schiumare.

PROCEDIMENTO
Si pesano 50 gr di terra fine e si mettono in un beker da 250 ml aggiungendo 100 ml di soluzione di Calgon, si stempera bene e si lascia a contatto per circa 24 ore.
Il giorno dopo si aggiungono 200 ml di acqua e si agita su agitatore magnetico per 5' minuti a 1600 giri/minuto. Si versa immediatamente in cilindro apposito per granulometria portando a volume con acqua di lavaggio del beker (dopo il recupero dell'ancoretta magnetica) fino alla tacca indicata per la tipologia del terreno in esame (terreni molto sabbiosi fino a tacca 1205 ml, altrimenti fino a tacca 1130) e agitando velocemente con una lunga bacchetta di vetro per amalgamare la soluzione. Si immerge il densimetro attendendo 4' per la precipitazione completa della sabbia per poi procedere alla la lettura di densità (che sarà data dalla somma delle componenti limo e argilla). Se si forma schiuma in superficie, aggiungere qualche goccia di etere etilico. Dopo due ore, il tempo necessario per la completa precipitazione del limo, si procede alla IIª lettura della densità data dalla sola componente argillosa (rimasta in sospensione nel mezzo liquido).

CALCOLO DELLE PERCENTUALI DEI COMPONENTI
% Sabbia = 100 - ( Iª lettura x 2)
% Limo = ( Iª lettura x 2 - IIª lettura x 2)
% Argilla = (IIª lettura x 2)
Quando la temperatura della soluzione è diversa da 20° C bisogna aggiungere (+ di 20° C) o togliere (- di 20° C) il valore di 0.36 alla lettura del densimetro.





DETERMINAZIONE DEL pH
(metodo potenziometrico)

Esprime la quantità di ioni H+ nel terreno e ne conferisce il carattere acido o alcalino. E' indicativo sia delle caratteristiche "costituzionali" del terreno che dalla solubilità dei sali in esso presenti per cause colturali che ambientali. Un terreno è acido con valori di pH inferiore a 6,5 e caratterizza i terreni fortemente organici o umiferi e di origine vulcanica, può essere causato da ambienti con climi fortemente umidi e piovosi e dall'utilizzo di acque dolci per l'irrigazione. Un terreno con pH superiore a 7,5 è di tipo alcalino e caratterizza terreni fortemente calcarei e argillosi in ambienti poco piovosi. Per lo più le piante coltivate si sviluppano bene in terreni con valori di pH vicini alla neutralità (ó,8 > pH < 7,2 ), diversamente esercitano una azione tossica più o meno marcata nociva alla crescita e allo sviluppo dei vegetali.
Tempo di esecuzione: 45' per campione
Materiale utilizzato: phmetro con soluzioni per taratura strumento, beker da 100 ml, agitatore magnetico, cilindro graduato da 25 ml.

PROCEDIMENTO
l0 gr di terra fine in beker da 100 ml con aggiunti 25 ml di acqua distillata; si agita per 15'su agitatore magnetico e si lascia a riposo per 30' a sedimentare il sospeso. Procedere alla lettura con phmetro (dopo le necessarie operazioni di taratura).
Awertenza: gli elettrodi del phmetro subiscono forti inquinamenti durante l'immersione a causa delle particelle di terreno fine sospese in soluzione. Pertanto è necessario lavare bene con acqua distillata subito dopo ogni utilizzo e fare frequenti e accurate pulizie manutentive.





IL CALCARE TOTALE
Il calcare totale è dato dalla quantità di carbonati presenti nel terreno e ha l'importante funzione di conferire un buon comportamento agronomico anche ai terreni ricchi di materiale argilloso, influisce sul pH totale (è correttore di terreni acidi), rende il terreno
più "fragile" e meno compatto. Si considera "calcareo" un terreno che ne contenga più del 20 % ma per terreni destinati a coltivazione non dovrebbe superare il 7 % . Fino a tale percentuale il pH dovrebbe essere < 7,6 per terreni con più' del 25 % di argilla e < 7,3 per terreni con meno del 25 % di argilla.

DETERMINAZIONE SECONDO IL METODO DE ASTIS
Si effettua misurando la quantità di anidride carbonica (CO2 ) che si sviluppa quando i carbonati reagiscono con acido cloridrico diluito secondo la reazione:
CaCO3 + 2 HCl
® CaCl2 + ­ CO2 + H2O
De Astis ha predisposto uno strumento che, utilizzando il principio dei vasi comu-nicanti e la capacità di un gas di spostare volumi di acqua equivalenti, permette di effettuare delle letture dirette di carbonato di calcio espresso in %.
Tempo di esecuzione: 15' circa per campione
Materiale utilizzato: Calcimetro De Astis ,beuta da 250 ml, pipetta tarata e provettina da 5 ml, pinza lunga a punte diritte, Acido cloridrico diluito 1:2.






PROCEDIMENTO
Attraverso il bicchiere metallico (4) collegato al calcimetro si riempie il cilindro di vetro graduato (3) fino allo 0. Pesare un grammo di terra fine e porlo nella beuta (1) ove si collocheraà una provettina (2) contenente 5 mg di HCl diluito 1:2 (con apposita pinza) facendo attenzione che l'acido non venga in contatto con il terreno. Collegare la beuta all'apparecchio, regolare le valvole di riempimento e svuotamento (a-b) del cilindro. Agitare la beuta cautamente per provocare il contatto della soluzione acida con il terreno. La reazione è immediata. Continuare a roteare la beauta fino a chè non esce più acqua dal sifone (5) del corpo centrale del calcimetro (spostata dal gas sviluppatosi) e leggere sulla scala il valore raggiunto.
Ogni grado della scala di lettura corrisponde direttamente all'1 % di Carbonio di Calcio puro. Tale valore subisce delle variazioni per effetto della temperatura ambiente (diversa da 20° C) e della pressione atmosferica, pertanto occorre fare delle correzioni come da tabella "B"allegata.





DETERMINAZIONE DELLA SOSTANZA ORGANICA
(Metodo di ossidazione con bicromato)

E' uno dei costituenti essenziali del suolo e si trova in quantità variabile (mediamente 5% nei terreni coltivati) negli orizzonti superficiali ai quali conferisce il colore scuro.
Le sue funzioni principali sono di tipo:
-STRUTTURALE, attraverso la cementazione delle particelle elementari di terreno favorisce la formazione di aggregati che consentono di mantenere un migliore rapporto fra le fasi solide, liquide e gassose;
-NUTRIZIONALE, favorendo l'assorbimento di sostanze utili all'accrescimento delle piante come l'azoto, il fosforo e il potassio resi disponibili dalla mineralizzazione;
-DEPURANTE, attraverso l'assorbimento di sostanze inquinanti come erbicidi, metalli pesanti, insetticidi, ecc.
Il costituente principale della sostanza organica è l'humus che si forma per decomposizione dei resti vegetali e animali ad opera dei microrganismi del suolo (batteri, funghi, microartropodi). La sua decomposizione è fondamentale perchè libera e rende disponibile alle piante le sostanze nutritive che altrimenti rimarrebbero imprigionate negli organismi morti.
Tempo di esecuzione: circa 1 ora
Materiale utilizzato: beker da 600 ml, pipette tarate varie e aspiratore di sicurezza, vetrini d'orologio, buretta da 50 ml con supporto da banco, bacchette di vetro, cappa spirante; - Bicromato di potassio N = 49,04 gr a volume con acqua dist. in matraccio da 1 litro - Sale di Mohr 0,5 N = 196,1 gr di Fe(NH4)2(SO4)26H20 in 800 ml di acqua e
20 ml di H2S04 conc., portato poi ad un litro - Indicatore difenilammina = 0,5 gr in 20 ml di H20 e 100 ml di H2S04

PROCEDIMENTO
Questa procedura richiede l'esecuzione in parallelo della prova "su bianco", owero si effettuano tutte le operazioni in un beker senza nessun campione di terreno.
Si pesano 0,5 gr di terreno fine e si pongono in beker da 600 ml; si pipettano sul terreno l0 ml di soluzione di Bicromato di potassio 1 N roteando lentamente il beker per favorire il contatto della soluzione con il campione. Portarsi sotto cappa aspirante e aggiungere lentamente e con cautela 20 ml di H2SO4 conc. coprendo l'imboccatura del beker con un vetro d'orologio per proteggersi dallo sviluppo dei fumi e roteare ancora il beker per circa un minuto avendo cura di evitare che il terreno si fermi sulle pareti del beker. Lasciare a riposo per 30' trascorsi i quali diluire con acqua fino a 200 ml di volume.
A questo punto si procede alla titolazione con il sale di Mohr dopo aver aggiunto 10 ml di acido fosforico 85% e 30 goccie di indicatore. Il viraggio va da verde-marrone al bleu al verde brillante.

CALCOLO
Si indicano con T i ml di titolante usato per il campione di terreno e con S i ml di titolante usato per la prova in " bianco", si applica la formula:


Formule - Grafici - Tabelle


Il valore in % della sostanza organica si può tradurre in Carbonio organico, valore espresso in percentuale, applicando la seguente formula:


Formule - Grafici - Tabelle


Formule - Grafici - Tabelle





AZOTO TOTALE
Le principali riseve di azoto nel suolo sono costituite dalla sostanza organica e dagli ioni ammonio "fissati" presenti negli interstrati di alcuni fillosilicati. Altre forme di azoto minerale dipendono dalle attivita' biochimiche che si svolgono nel terreno, da apporti di concimi ammoniacali, dal contenuto di azoto elementare contenuto nell'aria tellurica. In laboratorio si determina l'azoto totale utilizzando il metodo Kjeldahl che effettua la trasformazione di tutto l'azoto presente nel campione in N ammoniacale per trattamento riducente con acido fenol-solforico in presenza di catalizzatore (Zn/Ossido di Cu o biossido di selenio).Questo metodo di analisi richiede una strumentazione com-plessa di cui il nostro laboratorio non è dotato e quindi ci siamo awalsi di collaborazione esterna (Dott. Pradella di Quingentole) resa possibile solo per i campioni prelevati in autunno.
Poichè in media l'humus contiene il 5% di azoto organico, si ne può calcolare il valore attraverso la formula:


Formule - Grafici - Tabelle





C/N: RAPPORTO CARBONIO E AZOTO TOTALE
E' un indice del grado di decomposizione della sostanza organica e quindi della sua humificazione. Un humus ben decomposto ha un valore di C/N compreso fra 8 e 10, mentre valori numerici superiori denunciano una decomposizione lenta e valori inferiori una mineralizzazione rapida.