Moretti, Pierpaolo (2013) STABILIZZAZIONE DELLA SOSTANZA ORGANICA IN ANDOSUOLI CAMPANI – il ruolo dei minerali a basso ordine cristallino (ITM). [Tesi di dottorato]

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Item Type: Tesi di dottorato
Lingua: Italiano
Title: STABILIZZAZIONE DELLA SOSTANZA ORGANICA IN ANDOSUOLI CAMPANI – il ruolo dei minerali a basso ordine cristallino (ITM)
Creators:
CreatorsEmail
Moretti, Pierpaolomorettipierpaolo@gmail.com
Date: 2 April 2013
Number of Pages: 101
Institution: Università degli Studi di Napoli Federico II
Department: Agraria
Scuola di dottorato: Scienze agrarie e agro-alimentari
Dottorato: Valorizzazione e gestione delle risorse agro-forestali
Ciclo di dottorato: 25
Coordinatore del Corso di dottorato:
nomeemail
D'Urso, Guidoguido.durso@unina.it
Tutor:
nomeemail
Vingiani, Simonasimona.vingiani@unina.it
Date: 2 April 2013
Number of Pages: 101
Uncontrolled Keywords: stabilizzazione sostanza organica
Settori scientifico-disciplinari del MIUR: Area 07 - Scienze agrarie e veterinarie > AGR/14 - Pedologia
Aree tematiche (7° programma Quadro): BIOTECNOLOGIE, PRODOTTI ALIMENTARI E AGRICOLTURA > Produzione sostenibile e gestione delle risorse biologiche della terra, della foresta e dell'ambiente acquatico
Date Deposited: 09 Apr 2013 16:02
Last Modified: 21 Nov 2014 12:02
URI: http://www.fedoa.unina.it/id/eprint/9518

Abstract

In relazione alla capacità degli Andosuoli di accumulare elevate quantità di C organico, il principale obiettivo di questo programma di ricerca è stato indagare l'interazione organo-minerale connessa con la stabilizzazione della SOM in questa tipologia di suoli. Sono stati campionati 3 profili pedologici, da cui è stata selezionata, come caso studio principale, una cronosequenza di suoli vulcanici nella pianura compresa tra i Campi Flegrei ed il Vesuvio. Oltre alla determinazione delle principali proprietà chimiche dei suoli, è stato stimato (Parfitt & Wilson, 1985) il contenuto di ITM (Imogolite Type Materials), il rapporto Alp/Alo e il contenuto di Sio per identificare le tipologie Aluandic e Silandic Andosols (WRB, 2006). Tra i suoli più ricchi in CO, solo 2 presentano proprietà andiche, mentre tutti gli altri sono vitrici. Sui campioni che presentavano un contenuto in CO sufficiente, la SOM è stata separata per via densimetrica in libera particolata (F-POM), occlusa particolata (O-POM) e associata ai minerali (MOM), dopo taratura del metodo per valutarne l’applicabilità ai suoli vulcanici. Le prove relative all’energia di sonicazione hanno evidenziato la presenza di 4 gruppi di sostanza organica con rapporto C/N decrescente; la spettroscopia FT-IR non evidenzia però differenze significative tra le OPOM estratte a differenti sonicazioni, ma solo tra spettri dell’FPOM e dell’OPOM: la prima è più ricca in carboidrati, mentre le sonicazioni progressive favoriscono l’estrazione della frazione più ricca in gruppi carbossilici. Il metodo è poi stato applicato alla cronosequenza. Sono stati analizzati 5 orizzonti pedologici di tipo A, superficiali e sepolti, di età diversa. Al termine di tutti i frazionamenti densimetrici, la somma delle masse delle singole frazioni corrisponde all’85-92% della massa di suolo impiegata. L’FPOM di questi suoli ha sempre bassi tenori di C. L’OPOM ha un elevato contenuto di C (30-40%), ma data la sua ridotta quantità nel suolo, contribuisce poco al C organico totale. Il maggior contenuto di C è concentrato nelle frazioni di densità comprese tra 1.6 e 2.4 g cm-3, in cui si accumula per il 80-90%. Questo stesso intervallo è quello in cui è concentrato il maggior contenuto di ITM. Non sempre al contenuto di C più elevato corrisponde il maggior tenore in ITM, e l’andamento del rapporto Alp/Alo suggerisce che parte del C sia in forma di complessi Al-humus. La diffrattometria a raggi-X evidenzia che in tutti gli orizzonti, le frazioni da 1.6 a 2.4 g cm-3 sono caratterizzate da spettri con pochi picchi di diffrazione e ampie bande, tipici di fasi minerali a basso grado di cristallinità (Yoshinaga, 1962). I picchi di diffrazione diventano intensi per le densità superiori a 2.3 g cm-3 e sono attribuibili ad analcime o sanidino, in funzione del suolo esaminato. Inoltre, non sono presenti minerali argillosi. Dagli spettri FT-IR si evidenzia, per le densità fino a 2.4 g cm-3, la presenza di picchi attribuibili a composti allofanici ricchi in silicio (Montarges-Pelletier et al., 2005). I segnali attribuibili alla sostanza organica, tendono a ridursi di intensità con l’aumentare della densità di estrazione. Per l’orizzonte più antico, solo per le densità da 2.0 a 2.4 g cm-3, sono riconoscibili picchi attribuibili a proto-hallositi. La spettroscopia NMR 27Al e Si29 conferma la presenza di allofani ricche in sicilio nelle densità da 1.6 a 2.4 g cm-3. Inoltre, i bassi chemical shift rilevati per le densità più basse negli spettri 27Al sono attribuibili a complessi della SO con materiale allofanico (Farrar and Becker, 1971). La sostanza organica estratta, mostra una progressiva diminuzione del contenuto di composti aromatici all’aumentare della densità, associata alla riduzione dei segnali riferibili agli ITM e all’incremento dei carboidrati e polisaccaridi. Si ha un maggior contributo di composti azotati nelle frazioni a maggiore densità. I valori del rapporto ligninico suggeriscono la presenza di composti aromatici non derivanti dalla lignina nel suolo più antico e, negli orizzonti superficiali, un basso contenuto di composti fenolici e il possibile contributo di materiale peptidico. Le componenti più stabilizzate sono presenti nelle frazioni meno dense. Il confronto della distribuzione di CO tra i suoli evidenzia un contenuto medio più basso di sostanze aromatiche nel suolo di recente formazione, mentre la maggiore presenza di componenti aromatiche si riscontra nel suolo più profondo (più antico), che mostra tuttavia anche il contenuto più basso di ITM. Si ha poi una tendenziale maggiore stabilizzazione della SOM in relazione alla profondità degli orizzonti. In conclusione, lo studio condotto sembra confermare il ruolo degli ITM nella stabilizzazione della SOM. A causa della elevata variabilità strutturale di questi minerali, per rilevarne la presenza e la quantità e successivamente caratterizzarli, è stato indispensabile l’uso combinato di più tecniche analitiche (FT-IR, NMR, XRD). Sebbene questi suoli mostrino proprietà andiche poco sviluppate ed un basso contenuto di ITM, la SOM è principalmente associata proprio alla presenza di questi minerali. Tuttavia, le differenze maggiori sembrano essere legate alla profondità-età, all’aumentare della quale aumentano le componenti aromatiche. Integrare le pregresse conoscenze sugli Andosuoli con i risultati ottenuti in questo lavoro è utile al fine di comprendere al meglio il ruolo degli ITM che, dominando la fase minerale di questi suoli, ne determinano le proprietà chimiche e fisiche. In particolare l’interazione tra ITM e SO è dimostrata anche in Andosuoli giovani e pertanto la loro integrità all’interno degli ecosistemi deve essere preservata, sia poter continuare a utilizzarne l’elevata fertilità, sia per poterne sfruttare la capacità di stoccare e stabilizzare C riducendo la quantità di CO2 in atmosfera.

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