Scienze del suolo e fisiologia della pianta

A.A. 2020/2021
16
Crediti massimi
144
Ore totali
SSD
AGR/13 AGR/14
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
L'insegnamento ha l'obiettivo di fornire:
- Conoscenze delle caratteristiche del suolo e delle sue principali funzioni, sia agronomiche sia per quanto attiene gli aspetti legati alla sua vulnerabilità in relazione al suo utilizzo.
- Conoscenze di base dei processi di formazione del suolo; descrizione dei suoli e degli ambienti circostanti; interpretazione dei caratteri e dei parametri chimici e fisici dei suoli e dei criteri classificatori dei principali sistemi tassonomici internazionali; valutazione delle influenze antropiche sui suoli e sui paesaggi fisici. Cenni sulla geografia dei suoli. Metodi di valutazione delle potenzialità delle terre.
- Strumenti per la comprensione dei processi biochimici e fisiologici fondamentali che stanno alla base del ciclo vitale delle piante. Particolare attenzione sarà rivolta agli effetti/risposte delle piante alle condizioni ambientali.
Risultati apprendimento attesi
Al termine dell'insegnamento lo studente dovrebbe avere acquisito:
- Conoscenze degli aspetti chimici, fisici e biologici del suolo e delle loro relazioni. Attività di laboratorio per la determinazione delle principali caratteristiche dei suoli agrari.
- Competenze necessarie per un corretto utilizzo dei dati descrittivi, analitici e cartografici riguardanti i suoli e le loro relazioni con vegetazione, substrati litologici, processi geomorfici in territori rurali ed ambienti naturali in cui si sono generati ed evoluti.
- Nozioni di biochimica e fisiologia delle piante coltivate. Le conoscenze acquisite costituiranno la base per futuri approfondimenti e per lo svolgimento di attività di ricerca.
Nel complesso lo studente saprà comunicare in forma scritta e orale queste conoscenze e avrà acquisito le basi indispensabili per l'applicazione del processo scientifico. Lo studente sarà inoltre in grado di intraprendere autonomamente nuovi studi atti ad approfondire le conoscenze della scienza del suolo e della biochimica e fisiologia degli organismi vegetali.
Programma e organizzazione didattica

Edizione unica

Responsabile
Periodo
annuale
Le lezioni verranno erogate utilizzando la piattaforma Microsoft Teams, in modalità in parte sincrona e in parte asincrona. Compatibilmente con le normative e i regolamenti, si terranno alcuni incontri in presenza finalizzati a momenti di discussione sugli argomenti del programma. Le esercitazioni di laboratorio di chimica del suolo si svolgeranno a piccoli gruppi. Le esercitazioni di cartografia pedologica si svolgeranno utilizzando la piattaforma Microsoft Teams, in modalità sincrona e rese fruibili anche in modalità asincrona come registrazioni. Per le esercitazioni di pedologia sarà inoltre previsto un incontro in presenza finalizzato alla discussione sugli argomenti del programma.
Gli esami orali saranno condotti da remoto sulla piattaforma Microsoft Teams.
Tutte le informazioni dettagliate verranno pubblicate sui siti Ariel dei tre moduli, che si raccomanda di consultare di frequente.
Prerequisiti
Conoscenze di base della chimica inorganica, chimica organica e di botanica.
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
La verifica dell'apprendimento è effettuata mediante lo svolgimento di tre prove.

Chimica del suolo
L'esame sarà svolto a distanza in forma orale utilizzando la piattaforma Microsoft Teams. Verranno sottoposti 3 quesiti: sulla base dei dati forniti lo/la studente/studentessa dovrà illustrare il metodo adatto a formulare un piano di concimazione o di ammendamento più 2 domande aperte. Ad ogni quesito verrà applicato un punteggio massimo di 10 punti. Il voto viene espresso in trentesimi.

Geopedologia
L'esame sarà svolto a distanza in forma orale utilizzando la piattaforma Microsoft Teams, con domande relative agli argomenti trattati durante le lezioni, al termine della quale verrà registrato un voto espresso in trentesimi. La lode sarà attribuita quando il grado di preparazione sarà più che eccellente. Le domande d'esame saranno coerenti con le tipologie di argomenti ed i metodi di studio ed analisi relativi agli argomenti trattati. La valutazione finale terrà conto delle conoscenze acquisite (60%) e delle capacità di organizzare e illustrare le argomentazioni (30%) e delle capacità espositive (10%).

Biochimica agraria e fisiologia delle piante coltivate
La prova orale, al momento condotta a distanza utilizzando la piattaforma Microsoft Teams, è strutturata in 5 domande aperte sui diversi argomenti oggetto del corso e ha la durata di 30 minuti. Ogni domanda viene valutata con un punteggio da 0/30 a 6/30. La votazione complessiva è data dalla somma dei voti attribuiti ad ogni domanda. Nella valutazione vengono considerati l'esattezza della risposta, la terminologia impiegata per definire il processo descritto e il livello di approfondimento della risposta.

Il voto complessivo è costituito dalla media pesata, in funzione del numero di CFU, della votazione conseguita in ogni singolo modulo.
Chimica del suolo
Programma
Definizione del suolo: il suolo come sistema aperto.
Le principali funzioni: funzione produttiva, funzione protettiva, funzione naturalistica.
Il suolo come sistema trifasico: fase solida, liquida e gassosa.
Minerali e rocce: minerali non silicati, classificazione e struttura dei minerali silicati. Processi di alterazione dei minerali.
Alterazione dei fillosilicati: le argille. Struttura delle argille: argille 1:1, argille 2:1, sostituzioni isomorfe eterovalenti.
Le proprietà fisiche del suolo: tessitura reale e apparente, struttura, densità e porosità.
La sostanza organica: componente non umica e componete umica, processi di accumulo e consumo in relazione alla fertilità del suolo. Ruolo nella fertilità del suolo.
Proprietà chimiche del suolo: adsorbimento e scambio: principali teorie; le caratteristiche e la composizione del complesso di scambio del suolo, grado di saturazione basica, adsorbimento cationico e anionico specifico e non specifico.
I rapporti suolo/acqua.
I rapporti suolo/aria: il suolo come sistema respiratorio.
Potenziale red-ox del suolo: principali coppie red-ox.
pH attuale e potenziale. Suoli acidi, salini, sodici, sommersi. Suoli a pH anomalo e loro correzione. Cicli biogeochimici: azoto, fosforo, potassio, zolfo e altri meso e micro elementi in relazione alla disponibilità nel suolo.
I fertilizzanti: concimi, ammendanti e correttivi.
Piani di concimazione.
Analisi del suolo con esercitazioni di laboratorio.
Metodi didattici
Lezioni frontali ed esercitazioni di laboratorio.
Materiale di riferimento
Libri di testo:
- P. Violante Chimica del suolo e nutrizione delle piante Edagricole
- L. Radaelli e L. Calamai Chimica del terreno Ed. Piccin
- P. Sequi, C. Ciavatta, T. Miano Fondamenti di chimica del suolo Ed. Patron.
Slides su ARIEL
Geopedologia
Programma
Il suolo come interfaccia tra biosfera, atmosfera e litosfera: definizioni di suolo; i costituenti del suolo.
Il profilo pedologico e la sua differenziazione in orizzonti: caratteristiche dei diversi tipi di orizzonte e la loro nomenclatura; la descrizione del profilo sul terreno.
Pedogenesi, processi e fattori: i processi generali di evoluzione del suolo; i processi fondamentali della pedogenesi; i fattori di evoluzione del suolo e l'equazione di Jenny; il fattore tempo e i paleosuoli.
La classificazione dei suoli: le classificazioni genetiche e la classificazione francese ecologica di Duchaufour; le classificazioni gerarchiche e la Soil Taxonomy; le classificazioni referenziali, FAO-Unesco, IRB, WRB.
I suoli nel contesto ambientale: suoli e geomorfologia; relazioni tra suolo e paesaggio; il rilevamento e la cartografia pedologica; la valutazione delle terre, capacità d'uso e attitudine del territorio.
Metodi didattici
Lezioni frontali + esercitazioni in aula per la parte di cartografia.
Materiale di riferimento
- CASALICCHIO G. (2006). Geopedologia con elementi di geoarcheologia. Pitagora Editrice, Bologna.
- DAZZI C. (2013). Fondamenti di pedologia. Le Penseur, Brienza (PZ).
- GIORDANO A. (1999). Pedologia. UTET, Torino.
- CREMASCHI M. & RODOLFI G. (1991). Il Suolo. La Nuova Italia Scientifica, Roma.
- SANESI G. (2000). Elementi di Pedologia. Calderini Edagricole, Bologna.
- DUCHAUFOUR P. (1995). Pédologie: Sol, Végétation, Environnement. Abregés (IV Édition). Masson, Paris.
- LEGROS J.P. (2007). Les Grands Sols du Monde. Presses Polytechniques et Universitaires Romandes, Lausanne.
- SCHAETZL R. & ANDERSON S. (2005). Soils: Genesis and Geomorphology. Cambridge University Press.
- BRADY N.C. & WEIL R.R. (1999). The Nature and Properties of Soils (XII Edition). Prentice Hall, New Jersey.
Biochimica agraria e fisiologia delle piante coltivate
Programma
CFU I: Amminoacidi, proteine ed enzimi. Strutture delle proteine. Principi di bioenergetica e termodinamica. Entropia ed energia libera. Reazioni endoergoniche ed esoergoniche. Trasferimento di gruppi fosforici e ATP. Reazioni di ossidoriduzione d'interesse biologico. Realazione fra delta E e delta G. Catalisi e cinetica enzimatica. Equazione di Michaelis Menten. Regolazione enzimatica Metabolismo primario del carbonio.

CFU II: Glicolisi e fermentazione. Ciclo degli acidi tricarbossilici. Respirazione e fosforilazione ossidativa. La teoria chemiosmotica. Bilancio energetico della respirazione. Via dei pentosi fosfati. Beta-ossidazione. Biosintesi di saccarosio e polisaccaridi. Fotosintesi.

CFU III: Chimica e fisiologia dei pigmenti fotosintetici. Eccitazione e de-eccitazione dei pigmenti. Organizzazione dell'apparato fotosintetico: unità fotosintetica; fotositema I e fotosistema II. Trasporto fotosintetico degli elettroni e fotofosforilazione. Assimilazione del carbonio. Enzimi fissatori di CO2. Ciclo C3. Fotorespirazione. Ciclo C4. Piante CAM. Ecologia della fotosintesi. Considerazioni ecofisiologiche della fotosintesi.

CFU IV: L'acqua e la pianta. Caratteristiche chimico-fisiche dell'acqua. Il potenziale idrico. L'acqua e la cellula vegetale: osmosi e turgore. L'assorbimento radicale dell'acqua e il movimento delle soluzioni nello xilema. La traspirazione: le forze della traspirazione; stomi e regolazione stomatica.

CFU V: Il trasporto nelle piante: assorbimento dei soluti, integrazione dei vari meccanismi di trasporto attraverso la membrana cellulare. Il trasporto a lunga distanza: il meccanismo di trasporto nel floema.
La nutrizione minerale: i macronutrienti ed i micronutrienti e loro funzioni. L'assimilazione dell'azoto e dello zolfo.

CFU VI: Gli ormoni vegetali ed i regolatori di crescita: aspetti fisiologici e cenni sul loro meccanismo di azione. Le risposte alla luce: il fitocromo e il recettore della luce blu. Le risposte agli stress abiotici.
Metodi didattici
Lezioni frontali.
Materiale di riferimento
- Taiz L., Zeiger E. Moller I.M. "Elementi di fisiologia vegetale", a cura di M. Maffei - Ed. Piccin Padova
- Lehninger A.L., Nelson D.L., Cox M.M. "Introduzione alla biochimica", Ed. Zanichelli, Bologna
- Slides del corso su ARIEL
Moduli o unità didattiche
Biochimica agraria e fisiologia delle piante coltivate
AGR/13 - CHIMICA AGRARIA - CFU: 6
Lezioni: 48 ore
Docente: Espen Luca

Chimica del suolo
AGR/13 - CHIMICA AGRARIA - CFU: 6
Laboratori: 16 ore
Lezioni: 40 ore
Docente: Tambone Fulvia

Geopedologia
AGR/14 - PEDOLOGIA - CFU: 4
Esercitazioni: 16 ore
Lezioni: 24 ore
Docente: Trombino Luca

Docente/i
Ricevimento:
Venerdì dalle 9.00 alle 12.00. Per giorno/orario diverso su appuntamento.
c/o lo studio el Docente o mediante piattaforma MS Teams.
Ricevimento:
su appuntamento tramite e-mail
DiSAA - sezione chimica agraria - I piano
Ricevimento:
Su appuntamento
Nel proprio ufficio, ubicato in Via Mangiagalli 34, 2° piano, stanza 77