88374 - SOIL CHEMISTRY AND CARBON CYCLE

Conoscenze e abilità da conseguire

Soil component and chemistry of the finest fractions: clay minerals, oxy-hydroxides, humic substances. Cycles of organic carbon and nitrogen. Strategies to increase C sink: recycling of agricultural, forest, agro- industrial and urban biomasses. Behavior of pollutants in the soil-water-plant ecosystem according to their chemical-physical characteristics. Adsorption, accumulation and biotic and abiotic transformations of pollutants at rhizosphere level and vegetable absorption.

Contenuti

Panoramica del corso

Questo corso di chimica del suolo è progettato per fornire agli studenti una comprensione approfondita dei processi e delle proprietà chimiche che governano l'ambiente del suolo. Il corso è suddiviso in quattro unità didattiche, che coprono i seguenti argomenti chiave:

A) Pre-requisiti

Gli studenti che frequentano questo corso dovrebbero possedere conoscenze di base in chimica ambientale e chimica del suolo. Inoltre, dovrebbero essere familiari con l'uso di fogli di calcolo elettronici per la gestione dei dati prima del corso.

B) Unità didattiche

UNITÀ 1. Introduzione alla chimica del suolo (2 ore)

- Definizione di suolo

- Interazione del suolo con altri comparti ambientali

UNITÀ 2. Componenti e proprietà del suolo (14 ore)

2.1 Caratteristiche degli elementi chimici nel suolo. Presenza di elementi nel suolo. Elementi essenziali. Contaminanti inorganici. Sostanze chimiche organiche di origine antropica. Proprietà degli elementi nel suolo.

2.2 Fasi fluide. Chimica dell'acqua del suolo: componenti nella soluzione del suolo, acidi e basi, dissoluzione dei gas, reazioni di precipitazione e dissoluzione, idrolisi dei cationi, complessazione - Chimica dell'aria del suolo: componenti nell'aria del suolo, processi redox del suolo, limiti del potenziale redox nei sistemi naturali.

2.3 Fase solida. Componenti inorganici (minerali): minerali (minerali comuni del suolo, chimica dei cristalli dei minerali, silicati, carbonati, fosfati), chimica delle argille del suolo. Componenti organici: componenti della materia organica del suolo (SOM), stoccaggio e flussi di carbonio nell'ecosistema, fattori di formazione della SOM, funzione della materia organica nel suolo.

2.4 Proprietà delle superfici dei colloidi del suolo. Carica permanente, carica dipendente dal pH, processi di adsorbimento (sfera esterna, sfera interna, sostanze chimiche non cariche, desorbimento), scambio cationico, previsione dei processi di adsorbimento nel suolo.

Conoscenze acquisite nell'Unità Didattica 2:

Principali componenti minerali e organici del suolo
Principali reazioni idriche del suolo
Principali reazioni redox nel suolo
Principali proprietà delle superfici dei colloidi del suolo

UNITÀ 3. Il ciclo del carbonio (12 ore)

3.1. Il ciclo biogeochimico del carbonio. L'inventario e il ciclo globale del carbonio. Ciclo del carbonio a lungo e a breve termine. Collegamenti tra il carbonio e i cicli dell'azoto e dell'ossigeno.

3.2 Il sequestro di carbonio nel suolo. Il sequestro del carbonio nel suolo. Gli stock di carbonio organico del suolo (SOC). Misure di incremento e protezione del SOC. Riciclaggio di biomasse agricole, agroindustriali e urbane (letame, compost, fanghi di depurazione, biochar) come ammendanti organici.

Conoscenze acquisite nell'Unità didattica 3:

Dimensioni e flussi dell'inventario globale del carbonio
Principali misure per aumentare il carbonio organico del suolo
Riciclaggio di biomasse organiche in agricoltura

Tradotto con www.DeepL.com/Translator (versione gratuita)

UNITÀ 4. Seminari ed esercitazioni (14 ore)

4.1 Seminari con relatori invitati su argomenti chiave

4.2 Esercitazioni individuali e/o di gruppo su attività pratiche relative ai contenuti del corso

Questo corso completo fornirà agli studenti una profonda comprensione dei processi e delle proprietà chimiche che governano l'ambiente del suolo, dotandoli delle conoscenze e delle competenze necessarie per affrontare le sfide ambientali legate alla salute e alla sostenibilità del suolo.

Testi/Bibliografia

Il materiale didattico sarà fornito dal docente e reso disponibile on-line (IOL); letture specifiche saranno indicate durante il corso.


Libri di testo suggeriti:

Blume et al. (2016), SOIL SCIENCE, Springer (capitoli: 1-3, 5 e 10).


Strawn et al. (2020), SOIL CHEMISTRY 5th edition, Wiley.

Metodi didattici

Il corso è suddiviso in tre parti:


1. Lezioni frontali: attraverso la spiegazione di unità didattiche, gli studenti devono acquisire la conoscenza dei principali strumenti disponibili su argomenti chiave della chimica del suolo e del ciclo del carbonio.


2. Seminari: relatori invitati terranno seminari su argomenti chiave del corso. Alla fine di ogni seminario verrà svolta un'attività interattiva (peer instruction) con l'obiettivo di stimolare la discussione e rafforzare la comprensione degli argomenti trattati durante il seminario.


3. Esercitazioni: In classe si svolgeranno esercitazioni individuali e/o di gruppo. Durante le esercitazioni verranno assegnati compiti pratici su argomenti chiave del corso da risolvere individualmente o in gruppo.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La valutazione si baserà sulla partecipazione alle attività di classe (seminari, esercitazioni) e su un esame finale sotto forma di presentazione orale (20+80%).

L'esame finale consiste in una conversazione tecnica su una presentazione fatta dal candidato sulla base di un articolo/recensione scientifica pertinente al contenuto del corso.

Il materiale sarà fornito dal docente.

In questo esame, il professore porrà anche due domande volte a verificare l'acquisizione delle conoscenze sulla parte teorica del corso. L'esame finale durerà circa 20 minuti.


Il voto finale del corso "CHIMICA DEL SUOLO, AGRONOMIA E BIOMASSE ERBACEE" sarà la media di questo voto e del voto ottenuto per il corso "Agronomia e biomasse erbacee".

Strumenti a supporto della didattica

Lezioni frontali: lavagna, proiettore, film, videotutorial e piattaforma di apprendimento.

Le esercitazioni si svolgeranno in aula e/o nel laboratorio informatico: utilizzo di software per il calcolo e la grafica.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Marco Grigatti