STABILIZZAZIONE DELLA SOSTANZA ORGANICA IN ANDOSUOLI CAMPANI - il ruolo dei minerali a basso ordine cristallino (ITM)

In relazione alla capacità  degli Andosuoli di accumulare elevate quantità  di C organico, il principale obiettivo di questo programma di ricerca ਠstato indagare l'interazione organo-minerale connessa con la stabilizzazione della SOM in questa tipologia di suoli. Sono stati campionati 3 profili pedologici, da cui ਠstata 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, ਠstato 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 pi๠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 ਠstata 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 perಠdifferenze significative tra le OPOM estratte a differenti sonicazioni, ma solo tra spettri dell'FPOM e dell'OPOM: la prima ਠpi๠ricca in carboidrati, mentre le sonicazioni progressive favoriscono l'estrazione della frazione pi๠ricca in gruppi carbossilici. Il metodo ਠpoi 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 ਠconcentrato 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 ਠquello in cui ਠconcentrato il maggior contenuto di ITM. Non sempre al contenuto di C pi๠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 pi๠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  pi๠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 pi๠antico e, negli orizzonti superficiali, un basso contenuto di composti fenolici e il possibile contributo di materiale peptidico. Le componenti pi๠stabilizzate sono presenti nelle frazioni meno dense. Il confronto della distribuzione di CO tra i suoli evidenzia un contenuto medio pi๠basso di sostanze aromatiche nel suolo di recente formazione, mentre la maggiore presenza di componenti aromatiche si riscontra nel suolo pi๠profondo (pi๠antico), che mostra tuttavia anche il contenuto pi๠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, ਠstato indispensabile l'uso combinato di pi๠tecniche analitiche (FT-IR, NMR, XRD). Sebbene questi suoli mostrino proprietà  andiche poco sviluppate ed un basso contenuto di ITM, la SOM ਠprincipalmente 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 ਠutile 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 ਠdimostrata 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.