Investigating the effects of SOC on soil structure: three-dimensional visualisation and modelling

La quantificazione della struttura del suolo è di primaria importanza per determinare gli effetti di diverse pratiche colturali sul terreno. La struttura è influenzata dal contenuto di carbonio organico (SOC), il quale è ampiamente identificato come il principale indicatore della fertilità del suolo, anche grazie alle sua attitudine di migliorarne la struttura fisica. Le interazioni che legano la struttura al SOC sono complesse e principalmente legate alla capacità di agire come agente aggregante tra le particelle che compongono la matrice del suolo. Molti studi si sono concentrati sulle dinamiche che legano il SOC e la microporosità degli aggregati (che è riconosciuta come un surrogato della complessa struttura del suolo) trascurando, in questo modo, la macroporosità, la quale non è individuabile in campioni di piccole dimensioni. Le misure fatte a scala di aggregato, perciò, ricoprono solo una parte delle importanti e complesse proprietà di un suolo. Di conseguenza è importante valutare l’effetto che esercita il SOC sia in piccoli aggregati che in campioni indisturbati. L’obiettivo generale di questo lavoro è valutare gli effetti di diversi regimi di fertilizzazione (organica, minerale e mista) in una prova di lungo periodo, iniziata nel 1962, gestita secondo una monosuccessione di mais. Sono stati analizzati sia aggregati di piccole dimensioni (pochi mm), che campioni indisturbati (5 cm di diametro, 6 cm di altezza), con innovative tecniche tridimensionali. La tesi è strutturata in cinque capitoli: il primo è una review sulle interazioni struttura del suolo-SOC e sulle tecniche tridimensionali utilizzate per la quantificazione della struttura. Il secondo capitolo analizza gli effetti del SOC e delle frazioni umiche sulla stabilità di struttura degli aggregati, individuando inoltre un nuovo meccanismo, legato alla diversa distribuzione della porosità, finora non considerato. Il terzo capitolo confronta e combina la porosimetria a intrusione di mercurio e la microtomografia a raggi X per la caratterizzazione della struttura. Il quarto capitolo analizza tridimensionalmente la struttura di campioni indisturbati e gli effetti del SOC sulla struttura stessa. Infine, l’ultimo capitolo riporta le conclusioni generali del lavoro.