Mechanisms of soil organic matter protection and sequestration

I meccanismi di protezione del carbonio organico del suolo rappresentano un argomento di grande attualità poiché, attraverso di essi, si esplica l'azione di carbon sink indicata nelle politiche volte alla mitigazione dell'effetto serra. Una maggior conoscenza di questi processi è quindi fondamentale per promuovere strategie di sequestro efficaci, così come previsto dall'articolo 3.4 del protocollo di Kyoto. Per realizzare lo studio è stato effettuato,a partire da macroaggregati prelevati da una prova di lungo periodo, un frazionamento degli aggregati stabili all'acqua con l'obiettivo di isolare dei pool di carbonio omogenei e riconducibili a specifici meccanismi di stabilizzazione. Sono stati frazionati in questo modo differenti suoli (argilloso, torboso e sabbioso) trattati con letame e con fertilizzanti minerali, ottenendo tre classi di aggregati (2000-250 μm, 250-53 μm and <53 μm). È stato quindi determinato, per i diversi aggregati, il carbonio organico (OC) e umico (HC), le frazioni umiche a diverso peso molecolare (HS), i gruppi funzionali presenti nelle sostanze umiche (spettroscopia NMR e DRIFT) e la porosità degli aggregati (porosimetria a intrusione di mercurio MIP). L'obiettivo è stato quello di valutare l'effetto delle differenti tesi sull'aggregazione e sulla distribuzione del carbonio organico, nonché valutare il ruolo delle sostanze umiche quali agenti leganti persistenti. Più in generale si è cercato di studiare quali meccanismi di protezione governano le diverse frazioni di aggregati. La tesi è stata strutturata in quattro capitoli; il primo capitolo è una review sul carbonio organico del suolo, i suoi meccanismi di protezione e le relative tecniche di analisi. Il secondo capitolo è dedicato alla distribuzione del carbonio organico e umico negli aggregati, delle frazioni umiche a diverso peso molecolare nonché del ruolo del carbonio umico come agente legante persistente. Il terzo capito è incentrato sull'analisi qualitativa degli estratti umici dei diversi aggregati sulla base dei gruppi funzionali rilevati dall'analisi NMR e DRIFT. Il quarto capitolo analizza le correlazioni fra la porosità dei diversi aggregati e le caratteristiche quali-quantitative del carbonio umico.