65857 - BIOCHIMICA AGRARIA E FERTILITÀ DEL SUOLO

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine dell'insegnamento lo studente possiede le conoscenze di base e le capacità operative per la comprensione dei principali processi molecolari e funzionali nelle piante (sia a livello cellulare che di organismo), con particolare riferimento agli aspetti relativi al complesso sistema suolo-pianta-atmosfera, oltre a possedere gli strumenti per valutare, sotto il profilo chimico-fisico e biologico, la fertilità dei suoli e mettere in atto le strategie per mantenerla o migliorarla in relazione agli obiettivi produttivi e/o ambientali prefissati.

Contenuti

A)     Prerequisiti

Allo studente che accede a questo insegnamento e' CALDAMENTE consigliato di essere in possesso di una buona preparazione nei fondamenti della matematica, della fisica, della chimica, della biologia vegetale e della microbiologia agraria. Questi prerequisiti vengono forniti dagli insegnamenti di base erogati durante il primo anno di corso. 

B)     Unita'  didattiche

L'insegnamento si articola su tre unita'  didattiche 

Unita'  1 - Biochimica Agraria (totale unita'  didattica 12 ore) 

1.1   Costituenti inorganici e organici (biomolecole) degli essere viventi

Gli elementi. Struttura delle biomolecole. Amminoacidi e proteine. Zuccheri: monosaccaridi, polisaccaridi, amido e cellulosa. Acidi grassi, lipidi, cere. Vitamine. Terpeni e terpenoidi. 

1.2   Reazioni enzimatiche e metabolismo cellulare

Aspetti energetici delle reazioni chimiche e biochimiche. Enzimi: struttura, proprieta'  e classificazione. Meccanismo e cinetica delle reazioni enzimatiche. Inibitori e attivatori delle reazioni enzimatiche. Coenzimi.

1.3   Fotosintesi clorofilliana

Clorofille e altri pigmenti. Schema a Z. Reazioni della fase luminosa e della fase oscura. Fotosintesi nelle piante C3, C4 e CAM. Fotorespirazione. Ciclo dei pentosi fosfati.

1.4   Respirazione

Glicolisi. Fermentazioni alcolica e lattica. Ciclo di Krebs. Sistema ossidativo citocromico e fosforilazione ossidativa. Ciclo dell'acido gliossilico. Beta-ossidazione degli acidi grassi. Via metabolica dei pentosi fosfati. Aspetti energetici della respirazione.

1.5   Metabolismo dell'azoto e dello zolfo

Riduzione dei nitrati e dei solfati e biosintesi degli amminoacidi. Reazioni di transamminazione. Proteolisi e catabolismo degli amminoacidi. Metabolismo dei lipidi. Biosintesi del glicerolo e degli acidi grassi.

Competenze acquisite nell'unita'  didattica 1:

• conosce la struttura dei principali componenti della vita (biomolecole).
• conosce i principali meccanismi che stanno alla base del processo fotosintetico.
• conosce le vie metaboliche che stanno alla base della produzione di energia nei vegetali.
• conosce gli aspetti principali del metabolismo dell'azoto e dello zolfo.

Unita'  2 - Fertilita'  del suolo (totale unita'  didattica 30 ore)

2.1 Nutrizione minerale delle piante

Elementi assorbiti, elementi essenziali, elementi tossici. Introduzione agli aspetti di assorbimento, metabolismo e alle funzioni biochimiche degli elementi nutritivi nei vegetali.

2.2   Ciclo degli elementi nel suolo

Azoto, fosforo, zolfo , potassio, mesoelementi e microelementi. Elementi tossici. Fase liquida, solubilita' delle fasi minerali: ruolo del pH e delle condizioni redox. Importanza della complessazione di specie metalliche. L'analisi chimica del suolo per la determinazione della frazione assimilabile degli elementi. Il ferro: strategie I e II di assimilazione. Valutazione della fertilita' dei suoli.

2.3   I fertilizzanti e loro legislazione

I fertilizzanti. La legislazione nazionale (D.Lgs. 75/2010) ed Europea (Reg. CE 2003/2003). Agricoltura biologica (Reg. CE 889/2008) e a basso impatto ambientale. Impiego di biomasse civili e agroindustriali.

Competenze acquisite nell'unita'  didattica 2:

• conosce gli elementi essenziali e tossici nella nutrizione vegetale e acquisisce le conoscenze di base relative al loro assorbimento e alle funzioni biochimiche;
• conosce i cicli degli elementi nutritivi nel sistema suolo e il loro peso nel determinare le risposte produttive;
• conosce le principali legislazioni vigenti a livello nazionale ed europeo sui fertilizzanti.

Unita'  3 - Esercitazioni (totale unita'  didattica 18 ore)

Gli studenti sviluppano aspetti relativi alle modalita'  di determinazione di alcune attivita'  enzimatiche (per es. deidrogenasi, ureasi, fosfatasi) e degli elementi assimilabili (per es. nitrati, ammonio, P-Olsen) e alla loro valutazione sotto il profilo agronomico e ambientale. Al termine dell'unita'  di esercitazione gli studenti sono invitati a stendere una breve relazione. Il contenuto della relazione puo' rappresentare argomento d'esame.

Testi/Bibliografia

Oltre al al materiale distribuito dal docente e reso disponibile in rete e degli appunti delle lezioni, si consiglia di studiare gli argomenti trattati e oggetto del programma su:

A.VV. (2003). Biochimica agraria, Scarponi L. Coord., Pàtron Editore, Bologna.

Si suggerisce di consultare anche: http://www.slideshare.net/LoretoPuig/biochemistry-mathews-3rd-ed - http://www.chimicagraria.it/

AA.VV. (2005). Fondamenti di Chimica del Suolo, Sequi P. coord., Pàtron Editore, Bologna.

Mengel K. e Kirkby E.A. (2001). Principles of Plant Nutrition. 5th Edition. Pp. 849. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, Boston, London.

In relazione ai contenuti e agli obiettivi formativi del corso saranno specificate le parti da approfondire maggiormente.

Metodi didattici

Il corso si suddivide in due parti:

1)      Didattica frontale: attraverso la somministrazione delle unità didattiche in aula lo studente acquisisce le conoscenze necessarie alla comprensione dei processi di natura chimica, biochimica e microbica che stanno alla base del funzionamento del sistema suolo-pianta. L'acquisizione delle conoscenze e la capacità di comprensione saranno costantemente monitorate, durante lo svolgimento delle lezioni frontali, attraverso una continua interazione tra docente e studenti. L'interazione docente studenti, attività che si concretizzerà nella richiesta del docente di discutere argomenti trattati nell'insegnamento anche in funzione della loro ricaduta su problematiche di stretta attualità inerenti la disciplina insegnata, avrà anche lo scopo di promuovere l'interesse, lo sviluppo di autonomia di giudizio e di migliorare le abilità comunicative.

2)      Esercitazioni: lo studente partecipa ad esperienze di laboratorio e seminariali che hanno lo scopo di fornire parametri analitici utili alla previsione e inetrpretazione dei processi chimici e biologici che caratterizzano il sistema suolo-pianta. Questa parte dell'insegnamento avrà anche l'obiettivo di verificare le capacità di applicazione delle conoscenze acquisite alla gestione.

 

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento dell'insegnamento di Biochimica Agrarie e Fertilita'  del Suolo avviene attraverso un colloquio finale, condotto congiuntamente alla verifica del modulo 2 (Chimica del Suolo) del corso integrato di Chimica Agraria. Il colloquio vertea'  sugli argomenti svolti nelle lezioni dei due insegnamenti, saranno poste, di norma, 3 domande di base, una per ogni area tematica (chimica del suolo, biochimica agraria e fertilita'  del suolo). Partendo da questa struttura si procedera'  agli opportuni approfondimenti relativi agli argomenti affrontati. La verifica dovra'  essere superata in modo globale ed e' necessario che il candidato raggiunga la votazione di 18 trentesimi in ognuna delle 3 aree disciplinari caratterizzanti questo corso integrato. La commissione valutera'  i punteggi raggiunti in ciascuna delle tre aree disciplinari e facendo una media pesata dei punteggi, in funzione dei CFU dedicati a ciascuna area (6 CFU Chimica del suolo, 2 CFU Biochimica vegetale e 4 CFU Fertilita'  del suolo), giungera'  a formulare la valutazione complessiva. La durata della prova orale sarÃÆ'  di circa 30 minuti.

LUOGO: Viale Fanin 40 - 40127 Bologna,  terzo piano, ala ovest

Strumenti a supporto della didattica

Per la didattica frontale si farà uso del videoproiettore, del PC, della lavagna luminosa, oltre che della tradizionale lavagna a muro.

Le esercitazioni di laboratorio avranno luogo nei laboratori didattici di chimica e biochimica agraria.

Link ad altre eventuali informazioni

http://www.scienzeagrarie.unibo.it/it/attivita-didattica

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Claudio Ciavatta