La tessitura e la struttura del suolo sono entrambe proprietà uniche del suolo che avranno un effetto profondo sul comportamento del suolo, come la capacità di trattenere l’acqua, la ritenzione e la fornitura di nutrienti, il drenaggio e la lisciviazione dei nutrienti.
Nella fertilità del suolo, i suoli più grossolani hanno generalmente una minore capacità di trattenere i nutrienti rispetto ai suoli più fini. Tuttavia, questa capacità si riduce quando i suoli a tessitura fine subiscono un’intensa lisciviazione in ambienti umidi.
Tessitura del suolo
La tessitura del suolo ha un ruolo importante nella gestione dei nutrienti perché influenza la ritenzione dei nutrienti. Per esempio, i terreni a tessitura più fine tendono ad avere una maggiore capacità di immagazzinare i nutrienti del suolo.
Nella nostra discussione sulla composizione minerale del suolo, abbiamo menzionato che le particelle minerali di un suolo sono presenti in una vasta gamma di dimensioni. Ricordiamo che la frazione di terra fine include tutte le particelle di suolo che sono inferiori a 2 mm. Le particelle di terreno all’interno di questa frazione sono ulteriormente suddivise in 3 classi di dimensioni separate, che includono sabbia, limo e argilla. Le dimensioni delle particelle di sabbia sono comprese tra 2,0 e 0,05 mm; il limo, tra 0,05 mm e 0,002 mm; e l’argilla, meno di 0,002 mm. Si noti che le particelle di argilla possono essere più di mille volte più piccole delle particelle di sabbia. Questa differenza di dimensioni è in gran parte dovuta al tipo di materiale genitore e al grado di erosione. Le particelle di sabbia sono generalmente minerali primari che non hanno subito molti agenti atmosferici. D’altra parte, le particelle di argilla sono minerali secondari che sono i prodotti dell’invecchiamento dei minerali primari. Man mano che gli agenti atmosferici continuano, le particelle del suolo si rompono e diventano sempre più piccole.
Tessitura del triangolo
La tessitura del suolo è la proporzione relativa di sabbia, limo o argilla in un suolo. La classe di tessitura del suolo è un raggruppamento di suoli basato su queste proporzioni relative. I suoli con la tessitura più fine sono chiamati suoli argillosi, mentre i suoli con la tessitura più grossolana sono chiamati sabbie. Tuttavia, un terreno che ha una miscela relativamente uniforme di sabbia, limo e argilla ed esibisce le proprietà di ciascuno separato è chiamato un loam. Ci sono diversi tipi di terriccio, basati su quale componente del suolo è più abbondantemente presente. Se le percentuali di argilla, limo e sabbia in un terreno sono note (principalmente attraverso analisi di laboratorio), si può usare il triangolo della tessitura per determinare la classe di tessitura del vostro terreno.
Figura 15. Triangolo strutturale. Il triangolo strutturale descrive le proporzioni relative di sabbia, limo e argilla in vari tipi di suolo.
Fonte: http://soils.usda.gov/technical/manual/print_version/complete.html
Le principali classi strutturali per i suoli di Maui sono fornite nella tabella 3. Ciascuna delle classi testuali elencate nella tabella 3 costituisce i suoli a tessitura fine. Come si può vedere, le indagini del suolo mostrano che più del 90% dei suoli di Maui sono finemente strutturati. Questo è in gran parte dovuto al tipo di materiale genitore della maggior parte dei suoli delle Hawaii, che è il basalto. Dal momento che il basalto è una roccia a tessitura fine, si asciuga in terreni a tessitura fine. La quantità relativa di argilla ha grande importanza nel suolo.
Tabella 3. Classi testuali principali dei suoli di Maui
| Classe testuale |
Percentuale dei suoli di Maui che rientrano nelle classi testuali principali |
|
Isabbia argillosa |
44% |
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Isabbia argillosa |
23% |
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Limo argilloso |
11% |
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Limo |
10% |
|
A argilla |
5% |
Per saperne di più sul triangolo strutturale e sulle classificazioni strutturali del suolo, clicca sull’animazione della North Carolina State University qui sotto:
http://courses.soil.ncsu.edu/resources/physics/texture/soiltexture.swf
Importanza dell’argilla e di altre particelle di dimensioni simili
Le particelle di argilla, così come altre particelle di dimensioni simili, sono componenti importanti di un suolo. C’è una differenza fondamentale tra i terreni che contengono grandi quantità di particelle di sabbia e quelli che contengono grandi quantità di particelle molto piccole, come l’argilla. Questa differenza è l’area superficiale. La superficie totale di una data massa di argilla è più di mille volte la superficie totale delle particelle di sabbia con la stessa massa. Per mettere questa idea in prospettiva, immaginate un singolo cubo con 6 lati. Questo cubo rappresenta una particella di sabbia. Ora, immaginate di spezzare questo singolo cubo in 100 cubi più piccoli, che rappresentano 100 particelle di argilla. Questi 100 cubi hanno ciascuno 6 lati. Essenzialmente, rompendo il cubo più grande, hai esposto molte più superfici. Quindi, la superficie totale dei cubi più piccoli sarà molto più grande della superficie del singolo cubo.
Per esplorare ulteriormente questo concetto, guarda una breve animazione cliccando il seguente link alla North Carolina State University:
http://courses.soil.ncsu.edu/resources/physics/texture/soilgeo.swf
Questo aumento della superficie ha un’importante implicazione nella gestione dei nutrienti perché fornisce molti posti per le particelle del suolo per trattenere e fornire nutrienti (come calcio, potassio, magnesio, fosfato) e acqua per l’assorbimento delle piante
Tipi di particelle molto piccole nel suolo
- I minerali argillosi più comuni nel suolo di Maui sono chiamati argille di silicati stratificati, o fillosilicati. Ci sono diversi tipi di silicati stratificati, come caolinite, halloysite, montmorillonite e vermiculite. I vari tipi di silicati stratificati differiscono notevolmente, come discuteremo più avanti.
Per maggiori dettagli sui vari minerali argillosi di silicati stratificati, clicca sul link qui sotto e scorri fino alla “Stanza dei fillosilicati:”
http://www.soils.wisc.edu/virtual_museum/silicates.html
- Minerali amorfi, come allofano, imogolite e ferriidride, possono essere trovati nei suoli vulcanici delle Hawaii che si sono sviluppati dalla cenere vulcanica. Come le argille di silicato, questi minerali hanno un’area superficiale molto alta. Di conseguenza, i suoli con minerali amorfi trattengono grandi quantità di acqua e nutrienti immagazzinati, a seconda del grado di erosione.
- Gli ossidi di alluminio e ferro si trovano tipicamente nei suoli altamente erosi dei tropici. Quando i minerali argillosi sono intensamente esposti agli agenti atmosferici, la struttura delle argille di silicati cambia. In particolare, le argille di silicati perdono la silice. Ciò che rimane nel suolo sono gli ossidi di alluminio e di ferro. La gibbsite è un esempio di ossido di alluminio, che ha una tonalità grigiastra e biancastra. La goethite è un esempio di ossido di ferro, che conferisce un colore rossastro al suolo.
Proprietà degli ossidi
- Gli ossidi sono abbastanza stabili e resistenti a ulteriori agenti atmosferici.
- Gli ossidi possono agire come una colla e tenere insieme altre particelle del suolo.
- Gli ossidi possono legare i nutrienti, come il fosforo.
- Gli ossidi hanno un’alta capacità di scambio anionico (AEC).
- L’humus è la parte di materia organica che è più resistente alla decomposizione e rimane nel suolo. L’humus è composto da piccole particelle, con una superficie enorme. Queste particelle hanno una grande capacità di trattenere e fornire nutrienti, così come di trattenere l’acqua.
Struttura del suolo
La struttura del suolo è la disposizione delle particelle del suolo in raggruppamenti. Questi raggruppamenti sono chiamati peds o aggregati, che spesso formano forme distintive che si trovano tipicamente all’interno di certi orizzonti del suolo. Per esempio, le particelle granulari del suolo sono caratteristiche dell’orizzonte superficiale.
L’aggregazione del suolo è un indicatore importante della lavorabilità del suolo. I terreni che sono ben aggregati sono detti avere una “buona tessitura del suolo”. I vari tipi di strutture del suolo sono forniti nella tabella 4.
Tabella 4. Tipi di strutture del suolo nei suoli
Fonte: http://www.cst.cmich.edu/users/Franc1M/esc334/lectures/physical.htm
Aggregati del suolo
Generalmente, solo le particelle molto piccole formano aggregati, che includono argille silicate, minerali di cenere vulcanica, materia organica e ossidi. Ci sono vari meccanismi di aggregazione del suolo.
Meccanismi di aggregazione del suolo
- I microorganismi del suolo espellono sostanze che agiscono come agenti cementanti e legano insieme le particelle del suolo.
- I funghi hanno filamenti, chiamati ife, che si estendono nel suolo e legano insieme le particelle del suolo.
- Le radici espellono anche zuccheri nel suolo che aiutano a legare i minerali.
- Anche gli ossidi agiscono come colla e uniscono le particelle. Questo processo di aggregazione è molto comune in molti suoli tropicali altamente esposti alle intemperie ed è particolarmente prevalente alle Hawaii.
- Infine, le particelle del suolo possono essere naturalmente attratte l’una dall’altra attraverso forze elettrostatiche, proprio come l’attrazione tra i capelli e un palloncino.
Stabilità degli aggregati
L’aggregazione stabile del suolo è una proprietà molto preziosa dei suoli produttivi. Tuttavia, la stabilità dell’aggregazione del suolo dipende molto dal tipo di minerali presenti nel suolo. Alcuni minerali argillosi formano aggregati molto stabili, mentre altri minerali argillosi formano aggregati deboli che si disgregano molto facilmente.
- Le argille silicatiche altamente degradate, gli ossidi e i materiali vulcanici amorfi tendono a formare gli aggregati più stabili. La presenza di materia organica con questi materiali migliora la formazione di aggregati stabili. Nella gestione dei nutrienti, la stabilità degli aggregati è importante perché i minerali ben aggregati sono ben drenati e abbastanza lavorabili.
- Al contrario, le argille di silicato meno stagionate, come la montmorillonite, formano aggregati deboli. Si dice che alcune argille silicatiche abbiano un potenziale di restringimento. Questo significa che i minerali del suolo si espandono, o si gonfiano, quando sono bagnati, facendo diventare il suolo appiccicoso e drenante. Quando sono asciutti, questi terreni si restringono e formano delle crepe. La composizione della struttura reticolare delle argille di silicato determina il potenziale di ritiro. Anche se non ci sono suoli con un potenziale di restringimento a Maui, questi suoli possono essere trovati su Molokai.
Per una semplice discussione sulla chimica delle argille del suolo, clicca sul seguente link:
http://www.aehsmag.com/issues/2002/june/soilclays.htm