Spiegazioni sul tema del suolo

Spiegazioni sul tema del suolo

Spiegazioni sul tema del suolo

Nota: Questa pubblicazione è un estratto delle spiegazioni e informazioni sul tema del suolo e della pedologia contenute nella guida all’ambiente n. 10 «Costruire proteggendo il suolo» dell'Ufficio federale dell'ambiente, delle foreste e del paesaggio (UFAFP, 2001). La guida all’ambiente n. 10 «Costruire proteggendo il suolo» è stata sostituita nel 2022 dal modulo «Corretta gestione del suolo nell’edilizia» dell’aiuto all’esecuzione «Costruire proteggendo il suolo».

2 Indice

2.1 Interfaccia suolo /

pianta Microorganismi/piante

La pianta trova nel suolo sostegno e nutri- I microorganismi e le piante convivono in mento. In tal modo può crescere e molti- vario modo e si completano in modo ideale. plicarsi. Il suolo, a sua volta, è colonizzato dalle radici delle piante. I secreti delle radici delle piante sciolgono le sostanze nutritive nel suolo. Gli aggregati del suolo, soprattutto quelli calcari, vengono aggrediti, disgregati e di-

2 Vita nel suolo 5

Capita spesso che lo sviluppo di una specie vegetale dipenda da determinati microorganismi. 2.2 Classificazione D’altra parte, diversi microorganismi dipendono da piante vive. Nel seguito sono illustrati e breve descrizione due esempi noti di scambio reciproco di so- secondo l’ordine stanze. di grandezza Allo stesso modo della composizione granulometrica (cap. 4) e della dimensione dei pori della matrice minerale del suolo (cap. 6), gli esseri viventi presenti nel suolo sono classifi- cati in 5 gruppi secondo la grandezza del loro habitat.

1 Microflora, Ø 0,5 - 5 μm

Dal punto di vista numerico e ponderale, questa frazione invisibile della vita nel suolo costituisce di gran lunga la parte più grande della biomassa nel suolo.

Fig. 03 - Simbiosi con batteri fissatori dell’azoto, specialmente nelle leguminose. La capacità di sintesi è notevole: un prato di erba medica o trifo- Cocchi Bacilli Spirilli glio può fissare fino a 170 kg di N per ha e anno.

Actinomiceti Muffe Alghe azzurre

Fig. 05 - Raffigurazione schematica di importanti rappresentanti della microflora del suolo, assai ricca di specie.

La microflora vive stazionaria, solitamente formando cosiddetti tappeti, alla superficie delle più piccole particelle del suolo e negli interstizi. Spesso cementa finissime componenti organiche e minerali con una patina gelatinosa. Tali componenti alimentano a loro volta piccoli animali del suolo. I microorganismi vivono spesso in simbiosi con le radici delle piante, e la loro densità è quindi particolarmente ele- Fig. 04 - Arbuscoli di micorrize che penetrano vata nella rizosfera. nelle cellule radicali. I carboidrati prelevati dalla pianta vengono scambiati con sostanze nutritive del suolo.

6 2. Vita nel suolo

Altri microorganismi (per es. i funghi), possono avere un effetto antibiotico o inibitore della crescita che può anche essere positivo (per es. la distruzione di germi patogeni).

Salvo poche eccezioni, questi organismi necessitano di un ambiente aerato e ossigenato, motivo per cui la loro concentrazione negli strati di suolo prossimi alla superficie è maggiore. Fig. 07 - Da s. a d.: ameba (rizopodo), flagellato, tecameba (ameba con guscio, testaceo), ciliato.

3 Mesofauna, Ø 50 - 2000 μm

Nei macropori vive la mesofauna. Le specie più note, appena visibili a occhio nudo, sono facilmente osservabili sotto la lente. Esistono specie apodi come i nematodi (vermi cilindrici), ma anche numerosi artropodi come i collemboli, gli atterigoti, gli acari e i piccoli ragni.

Rotatoria (Rotifero)

Fig. 06 - Alcuni microorganismi producono sostanze antibiotiche, tra cui la penicillina e la Collembolo streptomicina. La foto mostra catene di spore spiraliformi di uno streptomiceto (ingrandimento:

2 Microfauna, Ø 5 - 50 μm Acarina (Acaro)

In questa categoria sono classificati gli organismi più grandi della microflora come i funghi Nematodo (Verme cilindrico) e le alghe, ma anche le parti più piccole delle piante (peli radicali) e la microfauna come gli unicellulari animali (protozoi), i rizopodi, i Tardigrado ciliati e gli sporozoi. Essi vivono in parte in forma pressoché stazionaria e in parte si muovono nell’acqua del suolo remando con filamenti detti flagelli (flagellati) o con il movimento fibrillante delle ciglia distribuite sul corpo (ci- Fig. 08 - Alcuni esempi di mesofauna. liati). Si nutrono di sostanze organiche disciolte e di detriti (particelle cellulari, sostanze in sospensione o depositate) ma anche di batteri, il che ne stimola la moltiplicazione.

2 Vita nel suolo 7

I collemboli sono specializzati nella decompo- 4. Macrofauna Ø 2 – 20 mm sizione della sostanza vegetale morta, men- (= ghiaia fine = fessure e gallerie tre i ragni sono piuttosto predatori. Gli acari dei lombrichi) possono essere parassiti succhiatori o roditori, ma anche utili nemici naturali di insetti no- La macrofauna comprende una moltitudine di civi. Spesso sono vittime collaterali della lotta insetti, larve, ragni, crostacei (isopodi) e piccoli antiparassitaria chimica. vermi (enchitrei)

B

A

Fig. 09 - I funghi predatori del genere entomophtorales sono in grado, mediante speciali ife (B), di catturare e digerire piccoli animali del suolo come il parassita (nematodo) nella figura (A).

Fig. 11 - Questa illustrazione mostra i rappresentanti della macrofauna lucifughi e che diffi- cilmente si incontrano alla superficie del suolo. Si tratta di diverse forme di insetti, crostacei, ragni, diplopodi. Molti sono predatori. I ragni, i centipedi, le forbicine, gli isopodi terrestri, i glomeridi frammentano la lettiera e decompongono i residui vegetali.

I rappresentanti della macrofauna che vivono e cacciano in superficie si distinguono dai congeneri sotterranei tramite una netta pigmentazione e una colorazione spesso appariscente. Un gruppo ben noto di animali utili è formato Fig. 10 - Un acaro predatore (in basso) attacca dalla grande famiglia dei carabidi, importanti un ragnetto rosso (fitofago succhiatore). Nella viti- indicatori per l’attività biologica del suolo. coltura in Svizzera, gli utili acari predatori sono stati pressoché sterminati in seguito alla lotta chimica contro il ragnetto rosso.

8 2. Vita nel suolo

2.3 Il lombrico

Il lombrico è considerato il lavoratore della terra, motivo per cui sarà trattato più dettagliatamente. Sulla base dei suoi scavi, Darwin ha constatato che tramite la loro attività i vermi di terra avevano ammucchiato in 2000 anni uno strato di suolo di oltre un metro. Durante la digestione, il lombrico mescola materiale organico con finissime componenti minerali del suolo, che formano stabili complessi argilloumici. In questo modo fornisce un importante contributo alla strutturazione del suolo.

I lombrichi sono animali ermafroditi. Nel clitello (ispessimento anellare chiaro della regione centrale negli animali adulti) si forma un bozzolo che sarà depositato nel suolo. Da questo bozzolo usciranno i lombrichetti già formati.

La cinquantina di specie di lombrichi presenti nei nostri suoli vengono suddivisi in tre gruppi in funzione delle loro caratteristiche vitali. Fig. 12 - Carabidi con larve. Grandezza naturale tra 7 e 33 mm. Specie epigee (per es. Dendrobaena, Eiseniella,

5 Megafauna Ø > 20 mm Eisenia foetida)

(= pietre = fessure da ritiro, glosse) Vivono nella lettiera poco decomposta, nel Fanno parte della megafauna gli animali del compost e nel letame. Sono piuttosto picsuolo più grandi come i lombrichi, i grandi coli e snelli, molto vivaci, di colore rossastro o coleotteri e molluschi nonché tutti i piccoli arancione. Questi vermi si prestano bene per mammiferi della terra (topi, talpe). l’allevamento di massa.

Specie endogene (per es. Allolobophora, Octolasium, Nicodrilus allo stadio giovanile)

Vivono prevalentemente nello strato superiore del suolo e salgono raramente in superficie. Si nutrono scavando gallerie nel suolo e ingerendo la terra. L’aratura le porta spesso in superficie in massa. Anche le specie che scavano in verticale come Lumbricus passano parte dello stadio giovanile in forma endogena.

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Specie scavatrici in verticale (vermi anecici) (soprattutto specie Lombricus e Nicodrilus)

Vermi di terra grandi e fortemente pigmentati. Vivono in una galleria verticale, che raggiunge notevoli profondità nello strato inferiore del suolo. Questi vermi di terra sono caratterizzati dal fatto che cercano il nutrimento (solitamente di notte) in superficie per poi trascinarlo nella loro galleria.

Fig. 14 - Alcuni giorni dopo un’inondazione (24/25 agosto 1987 presso Seedorf/UR) alcuni vermi hanno scavato una galleria verso la superfi- cie attraverso uno strato di sabbia alluvionale dello spessore di un metro (turricoli scuri).

I vermi di terra sono attivi soprattutto durante i mesi primaverili e autunnali, più freschi e più umidi. Nel periodo estivo secco si interrano in profondità nello strato inferiore umido del suolo. In questo stadio sono meno minacciati dagli interventi relativi alla coltivazione.

Fig. 13 - Lombrico mentre trascina in galleria fili di paglia (fotografia in teca).

In galleria, le parti coriacee e fibrose delle piante vengono predigerite da microorganismi e quindi ingerite e digerite dal lombrico in uno stadio parzialmente decomposto. La sostanza organica viene intensamente mescolata con la terra fine ingerita assieme ad essa ed escreta sotto forma di turricoli.

I lombrichi forniscono così, tra tutti gli animali del suolo, il contributo più importante alla neoformazione, all’aerazione e al drenaggio del suolo. Le loro gallerie formano passaggi ricchi di sostanze nutritive per le radici delle piante. Le popolazioni di vermi di terra possono essere protette e sviluppate soprattutto rinunciando all’impiego di colaticcio corrosivo e di erbicidi, lasciando i resti del raccolto sul campo e con la lavorazione del suolo senza aratura (semina diretta).

10 3. Tipi di suolo

3 Tipi di suolo

I fattori pedogenetici come la litologia, la Valore k Velocità Regime morfologia, il clima e la vegetazione, a cui si di percolazione idrico aggiunge l’utilizzazione antropica del suolo, hanno determinato una grande varietà di 10-1 cm/sec 3600 mm/h Estremamente tipi di suolo che formano il sottile strato vivo 10-2 cm/sec 360 mm/h permeabile di transizione tra la parte minerale del globo 10-3 cm/sec 36 mm/h Leggera umidità terrestre (per es. roccia o sedimento sciolto) e 10-4 cm/sec 3,6 mm/h stagnante l’atmosfera che lo circonda. 10-5 cm/sec 0,36 mm/h Se in un rapporto figurano termini come terra stagnante bruna lisciviata, terra bruna calcarea o podsol, 10-8 cm/sec 0,00036 mm/h Impaludato si tratta del tipo di suolo. Per contro, i termini suolo sabbioso o limo riguardano la tessitura del suolo (vedi capitolo seguente). Il tipo di Fig. 15 - Confronto tabellare tra valore k, velocità suolo è quindi determinato in larga misura di percolazione e regime idrico dalla pedogenesi, dalla tessitura e dal materiale parentale.

3.1 Suoli permeabili

Nelle nostre condizioni climatiche il regime idrico (classe I) assume un’importanza determinante per lo sviluppo del suolo. Per la sua Sono detti permeabili (percolabili) i suoli la caratterizzazione si considera spesso la con- cui permeabilità all’acqua supera i 100 mm al ducibilità idraulica. Esso costituisce pertanto giorno, ossia più di k =10-4 cm/sec. I suoli perla prima delle sette classi di classificazione dei meabili sono generalmente caratterizzati nel suoli in Svizzera. Le altre classi sono determi- profilo da una colorazione uniforme da bruna nate dalla roccia madre (classe II), dai compo- a giallastra. Anche se gli orizzonti del suolo nenti chimico-minerali (classe III), dalla migra- (strati) presentano colori differenti, mancano zione delle sostanze (classe IV) e dall’intensità macchie di ruggine o colorazioni grigie. di espressione delle caratteristiche del profilo (classe V). Inoltre, l’identificazione tiene conto Terre brune sia delle caratteristiche importanti per la crescita delle piante come la profondità di pervasio- Le terre brune presentano una colorazione da ne radicale, la capacità di immagazzinamento giallastra a bruna. Queste tonalità di colore d’acqua e la presenza di sostanze nutritive sono dovute al ferro ossidato. L’ossidazione (classe VI), sia dei fattori ambientali come la avviene soltanto in presenza di ossigeno. I suoposizione, la vegetazione e l’utilizzazione (clas- li bruni sono pertanto sempre ben aerati e gese VII). neralmente profondi. Le terre brune sono ampiamente diffuse nelle zone climatiche tem- La conducibilità idraulica del suolo (permeabi- perate dell’Altopiano e delle Prealpi e costituilità del suolo) è espressa dal valore k (fig. 15 e scono suoli coltivabili fertili. cap. 8). Regosuoli (suoli bruti)

Sono meno evoluti dei suoli bruni e piuttosto superficiali. Il colore dello strato superiore del suolo ricco di humus (orizzonte A) si distingue nettamente dal materiale parentale inalterato (orizzonte C). Manca uno strato di transizione o di disgregazione sotto forma di strato inferiore del suolo (orizzonte B), motivo per cui questo tipo di suolo è detto anche suolo A/C.

3 Tipi di suolo 11

Terre brune lisciviate

3.3 Suoli idromorfi

Si distinguono dai suoli bruni per il fatto che una parte delle particelle d’argilla vengono Questi suoli vengono designati anche con il illuviate e accumulate in strati più profondi del nome di suoli bagnati sul fondo e sono pesuolo. riodicamente o permanentemente soggetti all’afflusso di acque estranee. Tale afflusso può Podsol avvenire lateralmente, in un pendio (gley di versante), o tramite elevamento della falda I podsol sono suoli acidi fortemente dilavati freatica in pianura. che non fissano praticamente nessuna sostanza nutritiva. Per questo motivo sono molto po- Gley veri di sostanze nutritive. I podsol sono presenti soprattutto su rocce silicee (per es. granito e Si tratta di suoli bagnati da acque di pendio o gneiss) nei boschi di conifere delle Alpi. di falda. Poiché queste acque solitamente trasportano calcare, di regola il gley (a differenza dello pseudogley) non si inacidisce. Lo strato

3.2 Suoli con umidità superiore del suolo è spesso di colorazione scustagnante ra (anmoor, humus nero), mentre il sottosuolo

sovrasaturo presenta, in seguito alla riduzione I suoli con umidità stagnante, insufficiente- del ferro, toni da grigio-nerastri a grigio-verdi e mente permeabili, sono caratterizzati da un’in- bluastri. filtrabilità da ridotta a scarsa. Nel primo caso, una leggera inibizione dell’infiltrabilità può I gley, essendo in condizioni di saturazione essere segnalata da screziature, mentre nelle re- permanente, sono scarsamente sollecitabili. In gioni con abbondanti precipitazioni i suoli del un ambiente saturo le sostanze fertilizzanti vensecondo tipo sono costantemente saturi d’ac- gono trasportate molto rapidamente e possoqua fino quasi alla superficie. L’orizzonte no minacciare le acque sotterranee. Uno sfrutdell’acqua stagnante si trova nello strato di cre- tamento intensivo di questi suoli è pertanto scita radicale del profilo del suolo. sempre problematico.

Pseudogley

3.4 Suoli alluvionali

Si tratta di suoli con umidità stagnante che in seguito a intasamento o a una granulometria fine sono periodicamente bagnati da acqua Suoli golenali d’infiltrazione. La zona di umidità periodica è riconoscibile nel profilo sulla scorta delle tipi- I suoli golenali sono limitati a poche aree in che macchie di gley (macchie di ruggine) e prossimità dei corsi d’acqua periodicamente di concrezioni nere di manganese. Nelle regioni inondate dalle acque non corrette. Fuori dai piovose gli pseudogley sono abbastanza fre- boschi, i suoli alluvionali vergini, ossia inaltequenti. Il loro sfruttamento agricolo è presso- rati, sono assai rari. Nei suoli golenali il mateché impossibile o assai limitato. riale alluvionale è riconoscibile nelle singole stratificazioni del profilo.

12 3. Tipi di suolo

3.5 Suoli idromorfi

organici Suoli paludosi

Benché i suoli paludosi presentino una colorazione nera, non vanno confusi con i chernozem, che non esistono in Svizzera. Il colore scuro dei suoli paludosi dipende dalla presenza di umina. Nell’acqua stagnante i residui vegetali non possono essere decomposti, il che determina la formazione di torba. In questo ambiente povero di ossigeno e acido i frammenti vegetali e intere piante possono essere conservati per secoli. Nel nostro Paese, le torbiere basse (paludi) e le torbiere alte allo stato naturale sono ormai rare.

Se i suoli paludosi vengono prosciugati sono facili da coltivare e, nelle zone favorevoli, sono spesso sfruttati in modo intensivo (orticoltura). In seguito al prosciugamento e all’apporto di aria che ne consegue la massa organica si decompone però molto rapidamente. Le conseguenze indesiderate che risultano da questo processo sono tra l’altro la diminuzione dello strato di torba e il rilascio di grandi quantità di nitrati.

4 Tessitura del suolo 13

4 Tessitura

del suolo Se si procede alla classificazione del suolo in Suddivisione semplificata della funzione del materiale, come per esempio limo tessitura nel triangolo di tessitura sabbioso o argilla limosa moderatamente siltosa, si caratterizza la tessitura o la natura del suolo. Essa è definita in base alla proporzione espressa in per cento di argilla, silt e sabbia, ossia la composizione granulometrica della terra fine minerale. Per terra fine si intende la Argilla totalità delle particelle del suolo di diametro inferiore a 2 mm. Tutti i componenti del suolo minerali con un diametro > 2 mm fanno parte dello scheletro del suolo (= ghiaia fine e grossolana, ciotoli, pietre). La tessitura caratterizza Suoli argillosi pesanti le proprietà tattili di un suolo. Suoli mediamente Suoli Per la determinazione della tessitura in base limosi siltosi mediamente alla composizione granulometrica nella terra Suoli sabbiosi pesanti fine si fa capo al cosiddetto triangolo della Sabbia leggeri Silt tessitura, in cui sono indicati tramite una griglia le frazioni di Denominazione esatta della tessitura argilla (T) (Ø del granulo < 0,200 mm) silt (U) (Ø del granulo 0,002 - 0,05 mm) Argilla % Silt % sabbia (S) (Ø del granulo 0,05 - 2 mm) Suoli argillosi pesanti Nella griglia vengono riportati i tenori delle Argilla limosa 50 - 40 < 50 singole frazioni misurate in laboratorio o stima- Limo argilloso 40 - 30 < 50 te mediante prova tattile. Silt argilloso 50 - 30 > 50 Suoli siltosi mediamente pesanti 100 % argilla Silt limoso 30 - 10 > 50 0 % silt Silt sabbioso < 10 50 - 70 0 % sabbia

arg Suoli mediamente limosi o illa Ten Limo 30 - 20 < 50 Ten in Limo sabbioso 20 - 15 < 50 ore nte 0% sce cre % cre Suoli sabbiosi leggeri sce re 50 nte Sabbia fortemente limosa 15 - 10 < 50 5 in silt Sabbia limosa 10 - 05 < 50 Sabbia siltosa 10 - 05 15 - 50 bia 0 sabgilla 50 % 0 %s 0 % ar 0 %% ar ilt A seconda del tenore di silt, si suddividono i suoli 10 0 % silt Tenore crescente in sabbia sabgilla 0% bia inoltre in: debolmente siltoso < 15 mediamente siltoso 15 - 35 Fig. 16 - Triangolo della tessitura (3). Il punto fortemente siltoso 35 - 50 d’intersezione dei tre tenori riportati in % determina la designazione corretta della tessitura. Fig. 17 - Questo schema permette una designazio- Nell’esempio (•) si tratta dunque di un suolo ne corretta e semplificata della tessitura del suolo limoso medio. Designazione corretta: limo mo- in base alla composizione granulometrica. deratamente siltoso.

14 4. Tessitura del suolo

L’argilla è una componente fondamentale del 4.1 Argilla (T) suolo. Con la sostanza organica decomposta, essa forma i cosiddetti complessi argillo-umici (grumi), di grande importanza per il nutri- Con il termine di argilla si intende in senso pe- mento delle piante e la stabilità strutturale. In dologico la frazione granulometrica minerale virtù della sua capacità di rigonfiamento e più fine del suolo. Il diametro dei granuli è contrazione, l’argilla contribuisce allo smuoviinferiore a 2 μm (< 0,002 mm). Questa defini- mento naturale del terreno e alla sua aeraziozione non va confusa con i concetti geologico- ne. Le radici cercano di preferenza in queste mineralogici di «argilla/argille» riferiti a mine- fessure da ritiro la via verso maggiori profondirali argillosi o rocce argillose. L’argilla nel suolo tà. Nonostante l’apparente compattezza, i suoli ha la proprietà di gonfiarsi a contatto con argillosi sono ancora biologicamente attivi e l’acqua e di ritirarsi quando si prosciuga (fessu- aerati anche in profondità. re da ritiro). Inoltre, in virtù della sua grande superficie specifica, può trattenere e scambiare Un eccessivo tenore di argilla riduce la lavoragli ioni di diversi elementi. L’argilla migra bilità e lo sfruttamento del suolo. Il suolo nella soluzione del suolo. Ciò si manifesta ne- argilloso, prosciugandosi, si indurisce rapidagli involucri di argilla attorno alle pietre e nelle mente formando zolle molto dure. Con la superfici di rottura degli aggregati negli stra- diffusione della lavorazione meccanica del suoti inferiori del suolo (tipica caratteristica della lo, specie con macchine che fresano, sminuzterra bruna lisciviata). zano o frantumano le zolle, questa tendenza negativa viene ulteriormente rafforzata. Per contro, sono efficaci una colonizzazione biologica e il miglioramento del regime umico.

Fig. 18 - Una particella di argilla al microscopio elettronico a scansione. La lunghezza del lato dell’immagine corrisponde a circa 1/1000 di mm. Si riconosce bene la struttura a lamine. Fig. 19 - Le zolle grosse e dure di un suolo argilloso arato in autunno esposte all’effetto del gelo (sbriciolamento per effetto del gelo).

4 Tessitura del suolo 15

Proprietà meccaniche Il suolo argilloso asciutto è molto duro e portante. Con l’aumento dell’umidità, il suolo argilloso acquisisce deformabilità plastica e risulta assai sensibile agli impatti meccanici (suscettibile di costipamento).

Esame tattile In stato bagnato l’argilla è appiccicosa al tatto, mentre in stato umido presenta deformabilità plastica. Minore è il residuo sul palmo della mano, maggiore è il tenore d’argilla.

Prova della plasticità Se un campione umido può essere modellato in cilindretti con Ø di 2 mm senza disgregarsi, il tenore di argilla è maggiore del 30 %. In stato Fig. 20 - Granuli di silt al microscopio illuminati secco il tenore d’argilla dei suoli è più difficile dall’alto. Lunghezza di lato della parte fotografata: da valutare. Gli aggregati del suolo asciutti, a ca. 1/10 mm. elevato tenore di argilla, sono difficili da frantumare. Proprietà meccaniche Test dell’unghia Allo stato naturale, i suoli siltosi sono relativamente stabili e ben permeabili. Per contro, Una superficie di striscio liscia e brillante indi- sono sensibili al transito in stato bagnato. ca un elevato tenore di argilla (> 40 %). I suoli ricchi di silt sono soggetti a erosione non appena vengono rimossi o messi a nudo. Spesso i suoli ricchi di silt sono relativamente

4.2 Silt (U) poveri di humus e argilla. La scarsa stabilità

strutturale va compensata mediante una suf- ficiente stabilizzazione biologica (copertura Anche il silt è una componente del suolo mol- vegetale permanente e crescita radicale). La lato fine. Il diametro dei granuli si situa tra 2 vorazione del suolo va ridotta al minimo. e 50 μm, pari a 0,002 e 0,05 mm. Il loess, per esempio, contiene di regola molto silt, essendo stato depositato dal vento (deposito eolico). Tipiche regioni di loess sono il Möhlinerfeld e la Wallbacher Höhe (AG). Anche i sedimenti sciolti possono essere ricchi di silt (Valle del Reno sangallese).

Al silt mancano in larga misura le caratteristiche fisiche e chimiche (capacità di rigonfiamento e contrazione, scambio di ioni) proprie dell’argilla.

16 4. Tessitura del suolo

4.3 Sabbia (S)

La sabbia è la frazione granulometrica minerale più grossolana della terra fine (Ø 0,05 - 2 mm). I suoli sabbiosi sono sciolti e permeabili, ma poco stabili e debolmente strutturati. Grazie alla notevole dimensione dei singoli granuli, i suoli sabbiosi sono scarsamente esposti al rischio d’asfissia anche in caso di carico elevato, dato che gli spazi interstiziali (macropori) restano pressoché inalterati. Il suolo sabbioso si asciuga rapidamente anche dopo un’elevata sollecitazione meccanica ed è pertanto assai apprezzato specialmente per la coltivazione delle primizie, nonostante le caratteristiche negative (irrigazione, dilavamento delle sostanze nutritive). Fig. 21 - Loess, parzialmente incolto con mais, fortemente incrostato in superficie. Con una debole pendenza sussiste una forte tendenza all’erosione.

Esame tattile In stato bagnato, il silt dà una sensazione tattile scivolosa e saponosa. In stato umido, presenta una deformabilità plastica ridotta. Sul palmo della mano è untuoso.

Prova della plasticità Il silt umido può essere modellato in sfere di 2 - 5 mm di Ø che si sfaldano esercitando una lieve pressione. Allo stato asciutto, il silt è morbido-vellutato al tocco (come il talco). Gli aggregati del suolo contenenti silt sono relativamente facili da rompere.

Test dell’unghia Fig. 22 - Sabbia (miscuglio di diversi minerali). La lunghezza del lato dell’immagine corrisponde a La superficie di striscio è da liscia a screpolata, ca. 1 cm. ma non granulosa.

4 Tessitura del suolo 17

Proprietà meccaniche Prova della plasticità I suoli sabbiosi sono scarsamente sensibili a in- Se il campione umido non può più essere terventi del genio civile e allo spostamento di modellato in sfere di ca. 10 mm di Ø, la propormateriale. Il dissodamento meccanico (ripunta- zione d’argilla è inferiore al 10 %. La sfera tura) di suoli sabbiosi compattati è efficace solo si sfalda rapidamente anche senza pressione. a breve termine se la proporzione d’argilla è inferiore al 12-15%. Una ripuntatura è quindi Test dell’unghia raccomandabile solo se è accompagnata da un inerbimento stabilizzante. La superficie di striscio è, a seconda della parte di sabbia, più o meno ruvida e granulosa; la superficie è sempre opaca.

Fig. 23 - Suolo sabbioso (alluvionale) in stato incolto. Sono facilmente riconoscibili i singoli strati di sabbia più fine e grossolana risultanti da diversi episodi di deposizione.

Esame tattile In stato bagnato e asciutto, la sabbia dà una sensazione tattile ruvida, simile allo smeriglio. Un’elevata proporzione di sabbia nel suolo rende la coesione debole, a tal punto che gli aggregati sono quasi o del tutto assenti.

In stato umido, è difficile distinguere con le dita la frazione di silt grossolana dalla più fine frazione di sabbia.

Consiglio pratico: la sabbia con Ø > 0,05 mm scricchiola distintamente sotto i denti.

18 5. Struttura del suolo

5 Struttura

del suolo In ogni suolo, le diverse granulometrie (sabbia, silt e argilla) della terra fine minerale sono disposte in un determinato modo e coese con maggiore o minore forza. La struttura è sempre caratterizzata anche dai fattori pedogenici, segnatamente dalla sedimentazione, dal clima, dal regime idrico e dal chimismo.

Il concetto di «struttura del suolo» si riferisce sempre unicamente alla profondità di disaggregazione (profondità del profilo) e mai alla roccia madre inalterata (orizzonte C).

5.1 Struttura primaria

Ogni suolo presenta una struttura tipica (strut- Fig. 24 - La struttura prismatica, tipica dei suoli tura primaria), riscontrabile soprattutto nel- argillosi. l’orizzonte non lavorato del suolo. Si distinguono tre tipi di strutture: Struttura poliedrica e colonnare

• strutture differenziate: aggreganti e segre- Queste forme di struttura costituiscono altre ganti; varianti risultanti da segregazione, ossia da divisione. La struttura poliedrica è piuttosto

• strutture massive: forme coerenti difficile da distinguere dalla struttura prismaticementate; ca; la struttura colonnare è rara.

• strutture sciolte: singoli granuli Struttura lamellare separati (assenza di struttura).

Strutture differenziate Struttura prismatica

Le fessure da ritiro determinano una continua formazione di aggregati ben delimitati con spigoli vivi.

Fig. 25 - Soprattutto i suoli siltosi presentano spesso strutture lamellari con fessure orizzontali.

5 Struttura del suolo 19

Strutture massive e coerenti Le strutture coerenti si distinguono dalla struttura particellare sciolta per il fatto che le singole particelle fini (soprattutto sabbia e silt) sono cementate tra loro in modo più o meno solido e si fratturano in blocchi. Le strutture coerenti compatte sono difficilmente colonizzabili dalle radici (vedi forme negative, p. 59)

Fig. 27 - Struttura particellare sciolta.

5.2 Struttura secondaria

In seguito all’azione delle radici delle piante e della pedofauna, della lavorazione del suolo e della trasformazione di materiale organico in humus nonché in seguito alla formazione dei complessi argillo-umici (formazione di grumi), Fig. 26 - In caso di granulometria e densità fa- nello strato superiore del suolo si forma una vorevoli la struttura coerente può essere biologica- struttura secondaria più o meno marcata che, mente attiva e molto fertile (regioni di loess). a seconda dello sviluppo, esercita un’influenza positiva o negativa sul suolo come luogo di Struttura particellare sciolta crescita delle piante e contribuisce così a determinarne la fertilità. La struttura sciolta a singoli granuli separati è riscontrabile soprattutto in suoli sabbiosi leg- Forme pure di struttura geri poveri di argilla e humus. secondaria Una buona struttura migliora la permeabilità del suolo all’aria, il che tra l’altro comporta un rapido riscaldamento del suolo e un migliore trasporto d’acqua e di sostanze nutritive. Una struttura sana offre inoltre nicchie e biotopi alla pedofauna. In una struttura sciolta, le radici delle piante si sviluppano meglio e la lavorazione è più facile. Più la struttura di un suolo è fine, maggiore è la sua superficie interna e quindi la sua efficacia filtrante.

20 5. Struttura del suolo

Struttura grumosa

Questa forma di struttura ideale di suoli medio-leggeri è formata da aggregati tondeggianti di diametro 2 - 5 mm.

Fig. 29 - Struttura a frammenti poliedrici.

Assemblati Lo sfruttamento agricolo intenso del suolo modifica la struttura in un assemblato di grumi, frammenti grumosi e frammenti angolari che Fig. 28 - Struttura grumosa. si evolve di anno in anno e da particella a particella. Struttura a frammenti poliedrici

I frammenti poliedrici presentano forme spigolose e superfici di rottura lisce. Questa è la tipica forma della struttura secondaria di suoli ricchi d’argilla. Essa si forma in seguito al rigonfiamento e alla contrazione. Piccoli frammenti poliedrici in suoli ricchi d’argilla sono segno di un buono stato strutturale.

Fig. 30 - Gli assemblati con grumi predominanti contengono molte biocavità e vanno considerati come una buona struttura secondaria.

5 Struttura del suolo 21

Assemblato a blocchi

I singoli blocchi sono duri e compatti e, a causa della carenza di pori all’interno, di difficile colonizzazione biologica. La difficoltà di lavorazione aumenta con il peggioramento della struttura del suolo.

Fig. 31 - Gli assemblati con frammenti grumosi più grossolani contengono meno biocavità e quindi in generale presentano una ripartizione meno favorevole dei pori. I frammenti grumosi sono il risultato dell’intervento meccanico e della lavorazione di suoli umidi. Questa forma strutturale è appena soddisfacente.

Forme negative Fig. 32 - Le forme dei blocchi sono spesso la conseguenza della frantumazione meccanica di La «struttura a frantumi fini» risultante dalla suoli troppo bagnati. lavorazione meccanica (frantumazione, fresatura) è da considerare negativa e riduce Strutture speciali la fertilità del suolo: provoca la perdita di struttura, l’incrostazione, l’erosione e la compat- Tali strutture comprendono le forme non artazione per trasferimento. I frantumi fini non ticolate della struttura particellare. La struttura hanno involucri umici! massiva coerente si presenta in forma di struttura a blocchi. Assemblati con frammenti angolosi predominanti Struttura particellare Questi assemblati di grandezza e forma varia- Tali strutture costituiscono la migliore forma bile ed eterogenea (frantumi, frammenti an- possibile, in particolare in suoli sabbiosi poveri golosi) sono quasi privi di biocavità. La porosi- di humus. Il suolo, privo di sostanze colloidali, tà è mal ripartita. Questa struttura secondaria è senza legame e non presenta aggregati consiinsoddisfacente è caratterizzata dall’assenza stenti, spesso anche in condizioni leggermente di involucri umici e dalla tipica consistenza umide (a seconda della granulometria). sciolta-briciolosa degli aggregati. Le forme spigolose sono spesso classificate come pseudopoliedriche.

22 6. Densità e porosità

6 Densità e porosità

Non meno importanti degli aggregati solidi (sostanza del suolo) sono gli spazi vuoti tra di 6.1 Densità apparente essi, definiti nel loro insieme come sistema dei pori del suolo. e densità reale Se con un cilindro a bordo tagliente a volume A seconda della tessitura, il volume occupato noto si preleva nel suolo un equivalente vodai componenti solidi cresce con l’aumento lume di suolo indisturbato, lo si secca nel fordella granulometria, mentre diminuisce il vo- no e lo si pesa, si ottiene la densità apparente lume totale dei pori. (da), o massa volumica, come peso specifico apparente (vedi capitolo 8.3). La densità appa- Volume dei componenti: rente dipende dal contenuto di cavità (volume sabbia * limo * silt * argilla dei pori) di un suolo. Di regola, aumenta con la profondità. Volume totale dei pori: argilla * silt * limo * sabbia La densità reale (dr) di un suolo corrisponde al peso specifico della sostanza solida del suolo. La densità reale di un suolo dipende quindi dalla sua composizione minerale e dal tenore di sostanza organica della sostanza solida.

La densità (da e dr) è espressa in g/cm3 o Mg/m3 (megagrammi per metro cubo) e si situa nei seguenti intervalli:

Densità apparente/massa volumica appa- UHQWHSHVRVSHFLÀFRDSSDUHQWH GD Suoli minerali 1,10 - 1,80 Mg/m3 Valori frequenti 1,30 - 1,50 Mg/m3 Suoli paludosi intera- ca. 0,15 Mg/m3 mente organici

'HQVLWjUHDOHSHVRVSHFLÀFR GU Suoli minerali 2,60 - 2,75 Mg/m3 Suoli da debolmente 2,40 - 2,65 Mg/m3 a moderatamente umici Fig. 33 - Sezione di un grumo (campione trasparen- Quarzo 2,65 Mg/m3 te) nella luce passante sotto il microscopio (lun- Sostanza organica ca. 1,40 Mg/m3 ghezza dell’immagine ca. 1 mm). Le cavità (i pori) umificata appaiono chiaramente in bianco. Materiale non decompo- < 1,50 Mg/m3 sto (suoli paludosi) Nell’area non lavorata di un suolo, a circa 25 - 30 cm sotto la superficie, il volume complessivo dei pori (porosità) varia tra il 35% (suoli minerali compatti poveri di humus) e oltre l’80% (torbe) del volume del suolo. I danni della coltivazione (suole di aratura, danni di costipazione causati da mietitrici) e interventi del genio civile possono influenzare considerevolmente il volume e la ripartizione dei pori. Un suolo sano è costituito per oltre il 50% da pori.

6 Densità e porosità 23

La nuova formazione della rete di pori è ga-

6.2 Pori (cavità) e loro rantita nei suoli biologicamente attivi e inizia

distribuzione nel suolo subito dopo la lavorazione del suolo, per esempio l’aratura, con il processo di assestamento. Ogni suolo presenta, in funzione del tipo (pe- L’attività della pedofauna è di importanza dogenesi), della tessitura (composizione gra- centrale. I pori grossolani sono creati principalnulometrica) e della struttura, un proprio volume mente dai vermi di terra. Questi pori vengono dei pori e una relativa distribuzione dei pori utilizzati spesso dalle radici delle piante come all’interno del corpo solido del suolo. vie di crescita preferenziali. Nei suoli argillosi i macropori sono dovuti alla formazione di fes- 0 cm sure da ritiro durante il prosciugamento.

Profondità

100 cm 0% Volume 100%

Pori grossolani Ø > 50 μm = aria (acqua di percolazione) Pori medio-grandi 10 - 50 μm = acqua facilmente disponibile per le piante (capacità di campo utile) Pori medio-fini 0,2 - 10 μm = acqua difficilmente disponibile pe Fig. 35 - Le gallerie dei vermi di terra formano vie le piante (capacità di campo utile) di crescita preferenziali per le radici. Gran parte Pori fini di questi preziosi pori viene però distrutta dal tran- < 0,2 μm = acqua non disponibile per sito di macchine pesanti su suoli in stato umido. le piante (acqua di adesione) Sostanza organica del suolo La nuova formazione di pori è concentrata nel- Sostanza minerale del suolo lo stato superiore, biologicamente attivo, vale a dire popolato da organismi viventi e colonizzato dalle radici. Pertanto, contrariamente Fig. 34 - Lo schema illustra le parti di volume del- allo strato inferiore del suolo biologicamente la sostanza solida del suolo e la distribuzione dei meno attivo, questo strato dispone di una buopori secondo le classi di grandezza in diverse pro- na capacità di rigenerazione. fondità con l’esempio di un suolo limoso umifero e arato. Il volume dei pori grossolani > 50 μm corrisponde alla capacità d’aria (maggiore nel solco da 0 - 20 cm), la somma dei volumi dei pori medio-grandi e medio-fini alla capacità di campo utile, ossia all’acqua di lenta infiltrazione o immagazzinata a disposizione delle piante.

24 6. Densità e porosità

Affinché un suolo disponga della necessaria permeabilità all’acqua e all’aria per lo sviluppo delle piante e la sopravvivenza della pedofauna, occorre anche un’interrelazione con i pori negli strati più bassi. Maggiore è la profondità di colonizzazione biologica di un suolo, più tale suolo è fertile.

La dimensione di pori ancora utilizzabile dalle radici termina a livello di macropori fini. I pori medio-grandi possono ancora essere pervasi da miceli, per esempio micorrize o actinomiceti, non però dal sistema radicale delle piante superiori.

Fig. 37 - Le tracce del transito di veicoli sullo strato superiore del suolo saranno poco estetiche, ma sono molto meno gravi del costipamento nello strato inferiore del suolo.

I costipamenti riguardano in primo luogo la rete dei macropori. Siccome lo strato inferiore del suolo è più compatto e possiede quindi meno macropori comprimibili, e dato che le macchine pesanti lasciano tracce meno evidenti, sembra più portante. In realtà, i costipamenti dello strato inferiore del suolo sono assai difficilmente rigenerabili. Lo strato inferiore del suolo è fortemente esposto al rischio di costipamenti, specialmente se la Fig. 36 - Flessione trasversale in seguito a costipa- portanza è ridotta in seguito a un’eccessiva menti durante l’aratura. Le suole di aratura sono umidità del suolo. spesso talmente costipate da rendere impossibile la crescita verticale delle radici. Il ripristino del sistema naturale dei pori può durare oltre un anno.

6 Densità e porosità 25

Finché l’acqua si muove nel suolo per gravità,

6.3 Dimensione dei pori, si trova nell’ambito dei pori grossolani. I pori

regime idrico e dell’aria grossolani più stretti frenano tuttavia il transito dell’acqua. I pori naturali del suolo sono generalmente classificati in funzione della dimensione nelle Pori medi tre classi principali pori grossolani, medi e pori fini. Il volume totale dei pori e la parte di I pori medi (Ø 0,2 - 50 μm) trattengono l’acciascuna classe di grandezza rispetto al volume qua nel suolo contro la gravitazione. Il volume totale dei pori dipendono dalla tessitura, dei pori medi è pari alla capacità di campo utidal contenuto scheletrico (pietre), dall’attività le di un suolo. biologica, dalla densità apparente e dalla copertura vegetale. La proporzione di pori medi di un suolo è da una parte determinata dalla tessitura (compo- Questo sistema di pori viene modificato con la sizione granulometrica) e, dall’altra, creata lavorazione del suolo, lo sterro e la movimen- e rinnovata dalla fauna e microfauna del suolo tazione. Le gallerie dei lombrichi e le fessure e dalle radici fini delle piante. da ritiro verticali passanti vengono interrotte, altre, soprattutto in presenza di un’elevata umi- In seguito a compattazione del suolo la prodità del suolo, schiacciate e distrutte. A breve porzione dei pori medi può aumentare a scapitermine, soprattutto in suoli sabbiosi e siltosi to della parte di pori grossolani. I suoli costipoveri di argilla, si forma una struttura co- pati asciugano perciò di regola molto più lensiddetta secondaria con un’elevata presenza di tamente (deflusso dell’acqua ostacolato!). cavità artificiali che tuttavia, nel seguente processo di assestamento, cedono in gran parte. Fanno eccezione i suoli sabbiosi. Qui la gran- Queste cavità non costituiscono pori nel senso dezza degli interstizi è determinata dalla didescritto di seguito. mensione di ciascuna particella di suolo (granulometria). Di conseguenza, i suoli di sabbia Pori grossolani grossolana non diventano impermeabili in seguito a compattazione. Poiché contengono Grazie ai pori grossolani con Ø > 50 μm l’ac- pochi pori medi o ne sono del tutto privi, non qua può infiltrarsi nel suolo. Tramite la rete dei possono nemmeno ritenere l’acqua e costipori grossolani l’acqua eccedente fuoriesce da- tuiscono perciò una stazione di crescita delle gli strati superiori attivi del suolo per gravita- piante secca e poco fertile. zione (tensione capillare < 0,1 bar) per formare

acqua della falda freatica. Attraverso i larghi I pori medi trattengono l’acqua, come una pori grossolani l’acqua può percolare rapida- spugna, con tensioni capillari tra 0,1 e 15 bar mente attirando aria nel suolo. I macropori più e servono da riserva d’acqua per le piante. larghi costituiscono quindi il sistema di aera- A 0,1 - 1 bar l’acqua è facilmente disponibile zione del corpo del suolo. ed è definita acqua capillare a flusso rapido o, a 1 – 15 bar, acqua capillare a flusso lento. L’elevata fertilità naturale dei suoli profondi dipende soprattutto dai pori grossolani di origine naturale che penetrano verticalmente molto in profondità (gallerie di vermi di terra, canali delle radici, fessure da ritiro).

26 6. Densità e porosità

Pori fini Nei pori fini (Ø < 0,2 μm) si trova da un lato acqua igroscopica (ossia in equilibrio con la pressione del vapore acqueo dell’aria circostante) e dall’altro acqua con legame cristallino o chimico e che può essere estratta dal suolo solo in stufa a temperature superiori al punto d’ebollizione. Queste acque residue sono fissate troppo solidamente per poter essere utilizzate dalle radici delle piante (forza di suzione oltre 15 bar). Si tratta della cosiddetta acqua di adesione non più disponibile per le piante.

Piezometro

Menischi d’acqua Zona aerata

in assenza di tensione in tensione Frangia capillare Fig. 38 - Rappresentazione schematica delle forme dell’acqua nel suolo. Livello della falda

Acqua del suolo Nella zona completamente satura della falda freatica freatica tutti gli interstizi del suolo sono pieni d’acqua (acqua del suolo in assenza di tensione). Aggregati del suolo con pori medi e fini Nella frangia capillare l’acqua risale nel suolo Pori grossolani contenenti aria per capillarità oltre il livello della falda (acqua Pori pieni d’acqua del suolo in tensione).

Nella parte superiore del suolo aerata l’acqua è coesa dalla propria tensione superficiale e dalla capillarità negli spazi vuoti tra le particelle più fini del suolo (menischi).

7 Portanza e trafficabilità 27

7 Portanza e

trafficabilità La trafficabilità di un suolo dipende in larga Capacità di drenaggio misura dalla sua umidità. Più un suolo è umido e minore è la sua sollecitabilità meccanica. Per valutare la trafficabilità di un suolo va con- Più la granulometria di un suolo è fine, più siderata la sua capacità di drenaggio. facilmente tenderà alla deformazione plastica. Ogni deformazione comporta una notevole perdita di macropori. Con l’aumento della profondità, diventa sempre più difficile rigenerare A questa perdita.

Poiché il volume complessivo dei pori varia fortemente secondo il tipo di suolo, la misurazione della massa volumetrica d’acqua non è un metodo adatto per la determinazione della trafficabilità del suolo. Bisognerà invece veri- B ficare, prima di un intervento o di un transito, lo stato di prosciugamento delle cavità del suolo.

7.1 Conducibilità

idraulica o permeabilità C La rapidità di drenaggio di un suolo dipende in primo luogo dal suo volume di pori grossolani. I suoli che si trovano sopra un sottofondo permeabile (per es. ghiaia) sono per loro natura ben permeabili e vengono perciò anche defini- Fig. 39 - Differenze della capacità di drenaggio ti suoli a percolazione verticale (cfr. cap. 3). tra un suolo permeabile (a sinistra) e un suolo idromorfo (a destra). La permeabilità (k), detta anche conducibilità idraulica del suolo, è più elevata nei suoli sa- A Dopo un periodo secco: lo strato superiore del turi d’acqua. Per questa ragione, il processo di suolo è asciutto in entrambi i suoli, lo strato indrenaggio rallenta in funzione del progressivo feriore del suolo a destra è bagnato in seguito prosciugamento del suolo. La permeabilità a ristagno nella parte inferiore. (k) non dipende però solo dalla proporzione dei pori grossolani, ma anche dalla loro continui- B Dopo un periodo di pioggia: in entrambi i casi tà fino agli strati profondi del suolo. Questi lo strato superiore del suolo è saturo. A sinipori di aerazione e drenaggio rapido sono conti- stra lo strato inferiore del suolo ha assorbito nuamente ricreati da lombrichi, radici e fes- acqua dall’alto mentre a destra è già completasure da ritiro, ma il costipamento dello strato mente saturo. Attraverso i macropori, a sinistra inferiore del suolo e il colmataggio dei pori, so- l’acqua eccedente è convogliata nel sottosuolo, prattutto in seguito ad aratura in suoli trop- mentre a destra si innalza il livello della falda. po bagnati, li distrugge o perlomeno li interrompe. C Splende di nuovo il sole: l’acqua evapora, a destra e a sinistra lo strato superiore del suolo risulta asciutto. Nel suolo permeabile a sinistra l’acqua può inoltre defluire in profondità. In questo modo inizia ad asciugarsi anche lo strato inferiore del suolo. A destra, il suolo rimane umido per ristagno.

28 7. Portanza e trafficabilità

Unità di misura

7.2 Misurazione della

tensione idrica (y) La tensione capillare è espressa in cm di colonna d’acqua (cm CA), valore pF (= log cm CA), Il grado di prosciugamento può essere rilevato in Pascal o in bar tramite la tensione capillare o forza di suzione. Lo strumento più diffuso a tal fine è il ten- 1 Cb (centibar) = siometro, utilizzato tra l’altro anche per la 10-2 bar = 1 kPa = 10 hPa = 10 cm CA = pF 1 gestione automatica di sistemi d’irrigazione e impianti di irrigazione a pioggia.

10 Cb

In stato di saturazione, acqua a flusso nel suolo non vi è ten- rapido sione (si tratta ad es. dello stato permanente della falda freatica). acqua a flusso Pori grossolani lento, facilmente Non appena l’acqua disponibile defluisce in profondità, 60 Cb evapora o è utilizzata Pori medio- acqua sempre dalle piante, ossia le grandi più difficilmente cavità del suolo (i pori) Ø 10 - 50 μm disponibile esercitano un’azione drenante, si sviluppa Pori medio-fini una cosiddetta forza di Ø 0,2 - 50 μm suzione o tensione ca- 1500 Cb pillare (depressione). Pori fini acqua non Ø < 0,2 μm disponibile (acqua di adesione) Per la determinazione Fig. 40 - La superficie della trafficabilità, scura rappresenta i pori questa tensione viene pieni d’acqua. Le zone misurata in modo uni- pF 1 pF 1,8 pF 2,5 pF 4,2 prosciugate per la tentario a una profon- sione capillare tra pF 1 dità di 35 cm. Per dettagli sull’impiego pra- (quasi saturo) e pF 4,2 (punto di appassimento tico del tensiometro vedi il capitolo 8 nonché permanente) sono più chiare. L’acqua della zona (5) e (6). < 6 Cb è detta gravitazionale. Tra 6 - 60 Cb l’acqua è facilmente disponibile per le piante, da 60 Cb fino a circa 1500 Cb la disponibilità è limitata. pF 4,2 = 1500 Cb corrisponde al punto di appassimento permanente.

7 Portanza e trafficabilità 29

7.3 Relazione tra peso

totale, superficie di contatto e trasmissione Peso: 2 t Peso: 4 t Pneumatico: Pneumatico: della pressione (6) 40 cm 80 cm Carico: 1 bar Carico: 1 bar La pressione sulla superficie di contatto (o carico sul terreno, pressione sul suolo) di un veicolo cingolato si calcola a partire dal suo peso totale diviso per la superficie di contatto. In casi particolari (per es. superficie portante irregolare) le pressioni sulla superficie di contatto dei cingoli possono raggiungere un valore pari a 1,5 volte il valore calcolato.

Per i veicoli gommati, a una pressione interna dei pneumatici di 2 bar, vale la seguente approssimazione Fig. 41 - Questo modello semplificato di rulli mostra la trasmissione della pressione delle ruote in 3UHVVLRQHVXOODVXSHUÀFLHGLFRQWDWWR SVF profondità. In grigio sono indicati gli aggregati Carico per ruota (kg) x 100 del suolo gravati da un’unità di peso e con ciò Diametro dei cerchioni (cm) x larghezza dei l’area di propagazione della pressione in profondipneumatici (cm) tà. Nonostante lo stesso carico sul terreno, la propagazione della pressione a destra raggiunge La superficie di contatto dei pneumatici dia- profondità maggiori. gonali può inoltre essere stimata mediante la formula seguente:

7.4 Tensione capillare (y)

diametro dei pneumatici (cm) x larghezza dei pneumatici (cm) x 0,27 macchine (5,6) Se la tensione capillare è inferiore a 10 Cb Per tutti i veicoli vale: la pressione sulla su- (= pF 1) non è ammesso il transito sul suolo. perficie di contatto (= peso totale : superficie Da pF 2,5 il suolo è transitabile per la maggior di contatto) è sopportabile per il suolo se è parte delle macchine da cantiere leggere o di inferiore a 50 psc = 0,5 bar. peso medio con sistema di movimento a cingli. Le macchine pesanti possono essere impiegate senza misure di protezione solo a partire da un pF di 2,8.

Il limite esatto d’impiego, vale a dire la tensione capillare ammissibile a partire dalla quale un suolo può essere transitato, può essere determinato come segue per i veicoli cingolati:

/LPLWHGLXWLOL]]R &E peso totale (t) x pressione sulla superficie di contatto (bar) x 1,25

30 7. Portanza e trafficabilità

Nomogramma: limite di utilizzo delle macchine da cantiere

60 centibar 30 centibar Limite di utilizzo (Cb)

Carico sul terreno (bar) 15 centibar

80 centibar

(bar) 0,40 40 centibar 20 centibar 0,1 10 centibar

0,01 1 10 30 100 Peso totale (t) Limite di utilizzo (Cb) = peso totale (t) x carico sul terreno (bar) x 1,25

Esempio: Peso totale 30 tonnellate Carico sul terreno 0,4 bar Limite di utilizzo 15 centibar

Fig. 42 - Dal grafico (5, 6) è possibile dedurre direttamente la tensione capillare minima necessaria. Esempio: una macchina di 30 t di peso totale e un carico sul terreno di 0,4 bar può essere impiega- > 3,5 t di carico sulla ruota: dannoso per il ta senza particolari misure di protezione a partire suolo; da una tensione capillare di 15 Cb. 2,5 - 3,5 t carico sulla ruota: critico per il suolo; L’impiego sopportabile per il suolo di mez- < 2,5 t carico sulla ruota: sopportabile per zi gommati leggeri richiede tensioni capillari il suolo a con- > 25 Cb. dizione di una tensione capilla- L’impiego sopportabile per il suolo di mezzi re > 25 Cb e di gommati può inoltre essere suddiviso nelle una pressione sulseguenti categorie in funzione del carico sulla la superficie di ruota: contatto < 0,5 bar.

8 Analisi del suolo 31

8 Analisi del suolo

In questo capitolo vengono descritti alcuni reno richiede in condizioni normali almeno metodi pedologici relativamente semplici. La quattro ore se il suolo prima del rilevamenmaggior parte di tali metodi è nota da tempo, to era quasi saturo. Nel seguito sono descritti anche se nella pratica sono spesso criticati an- alcuni infiltrometri. ziché usati correttamente. Poiché il suolo non è una sostanza omogenea e presenta nello spa- Infiltrometro a doppio anello zio più ristretto le più disparate composizioni e condizioni, per ottenere risultati affi- Il doppio cilindro viene infisso verticalmente dabili è necessario di regola effettuare per ogni nel suolo a una profondità di circa 10 cm sito e/o orizzonte pedologico più misurazioni o e riempito d’acqua. Mediante un’asta graduata prelevare più campioni. sul galleggiante viene misurata, ad avvenuta saturazione del suolo, il tempo d’infiltrazione Questo capitolo offre in primo luogo una vi- per un determinato livello d’acqua nell’anello sione d’assieme e non ha alcuna pretesa di es- interno. L’anello esterno, riempito d’acqua, sere esaustivo. L’applicazione dei metodi spetta provvede a un inumidimento esterno e limiallo specialista del suolo e ai laboratori del suo- ta la dispersione laterale dell’acqua che s’infiltra lo competenti. I metodi sono standardizzati nel suolo, soprattutto in suoli disomogenei. e descritti in dettaglio in diversi manuali di riferimento (5, 6, 11, 12, 13, 14). Asta di livello Livello dell’acqua con galleggiante Oltre ai classici strumenti di indagine, al capitolo 8.5 sono illustrati anche alcuni semplici ed efficaci esperimenti empirici sul campo. Questi metodi si prestano in particolare a dimostrazioni durante esercizi pratici sul terreno.

8.1 Misurazione della

permeabilità La permeabilità (o capacità d’infiltrazione) di un suolo fornisce importanti indicazioni sulla esterno Inumidimento interno esterno sua qualità come luogo di crescita delle piante ed è fortemente influenzata dagli interventi meccanici, segnatamente dal costipamento. Fig. 43 - Schema di un infiltrometro a doppio L’osservazione della permeabilità è di parti- anello (sezione) colare rilevanza per la constatazione di possibili danni del suolo prima (stato iniziale) e Infiltrometro (sistema LBL) dopo (controllo successivo) gli interventi del genio civile. Inoltre, serve al controllo dei Questo apparecchio di facile impiego è particorisultati di suoli ricostituiti (riporti, rinterri, larmente adatto per dimostrare efficacemente ricoltivazioni). sul campo le differenze di permeabilità in aree ristrette. La velocità d’infiltrazione è resa Sul terreno visibile anche con tassi d’infiltrazione deboli grazie al diametro fortemente ridotto del tubo Il rilevamento del tasso d’infiltrazione, vale di misurazione rispetto all’anello infisso nel a dire della quantità di acqua che in una data suolo. unità di tempo s’infiltra nel suolo, richiede molto tempo. Siccome il tasso costante viene raggiunto solo con la saturazione d’acqua nel suolo, una prova dell’infiltrazione sul ter-

32 8. Analisi del suolo

Permeametro di Guelph In Svizzera questo apparecchio di origine canadese è ancora poco utilizzato per i rilevamenti.

Tubo graduato in plexiglas

Riduzione con Fig. 44 - Sche- manicotti a innesto ma di montaggio di un infiltrometro LBL per la dimostrazione sul Tubo d’acciaio campo. con bordo inferiore affilato

Per l’impiego di questo apparecchio occorre Fig. 45 - Controllo della permeabilità di un riporto tenere presente i punti seguenti: esteso in occasione di una campagna sul terreno dell’istituto IATE/EPFL (Al Carcale, 1994) presso 1. Il suolo dev’essere saturato con acqua in pre- Gordola/TI. cedenza, sia il giorno prima come pure circa un’ora prima del rilevamento sul terreno. Mediante un sistema a due camere è mantenuta costante la pressione dinamica tra il ser-

2 Il tubo d’acciaio va infisso verticalmente, batoio d’acqua e la zona di lettura dei risultati

il che può essere problematico in suoli che si trova a una comoda altezza su un sosassosi. Il tubo viene coperto con una solida stegno a tre piedi da un lato e la sonda d’infilasse di legno duro e battuto nel suolo per trazione regolabile in profondità dall’altro. almeno 5 cm con un battipalo a mano. Con una speciale sonda viene forato lo strato 3. Per una migliore leggibilità, l’acqua nel del suolo da analizzare. Ciò consente di evitubo di vetro può essere colorata con un denziare la differente permeabilità nel profilo. colorante alimentare. Anche per questo apparecchio l’investimento in termini di tempo per la preparazione e l’ese- Il suolo risulta costipato se la mediana di cin- cuzione della misurazione è considerevole. que singole misurazioni allo stesso sito è in- Inoltre si tratta di un’apparecchiatura costosa giorno (6, 13). Metodo Porchet Nel suolo saturo d’acqua si scava un foro con una sgorbia (per es. di 8 cm di diametro e 50 cm di profondità). I pori della parete sul fondo del foro non devono essere colmati. Il foro viene riempito d’acqua. In seguito, si procede alla

8 Analisi del suolo 33

misurazione del livello dell’acqua nel foro Il suolo risulta costipato se la mediana di cina intervalli dati (per es. dopo 5, 10, 15, 20, 25 que singole misurazioni k sat è inferiore a e 30 minuti). Con l’ausilio della legge di Darcy 10-6 m/s ~ 10-4 cm/s ~ 4 mm/h ~ 10 cm/giorno (1856) è possibile calcolare a partire dai ri- (6, 13). levamenti sul campo la conducibilità idraulica (coefficiente k). La densità di flusso q, detta an- In laboratorio che velocità di filtrazione, è proporzionale al gradiente idraulico i del potenziale idraulico Misurazione della conducibilità totale. idraulica satura (ksat ) q=-ki Nel campo vengono prelevati per ciascun orizzonte pedologico più campioni indisturbati Il segno negativo significa che il flusso idrau- di suolo mediante cosiddetti cilindri a bordo lico avviene in senso opposto al gradiente. affilato (= anelli d’acciaio, cfr. cap. 8.3). I cam- Il fattore di proporzionalità k è detto conduci- pioni vengono saturati in laboratorio. In sebilità idraulica, e in caso di saturazione è de- guito, mediante permeametri si procede alla designato con k sat. Il gradiente è determinato a terminazione della quantità d’acqua defluita partire dalla variazione del potenziale idraulico durante una data durata di misurazione, a totale H sulla distanza considerata dz partire dalla quale sarà infine possibile dedurre, mediante la legge di Darcy, la conducibilità idraulica satura (k sat). dH dz La conducibilità è suddivisa nelle seguenti classi (11, 13): Classificazione secondo il metodo Altra classificazione secondo PYZYL-WD - FAL (11) la proposta FaBo HZ (13) ksat ksat Classe di Umidità Tipo di suolo

> 3,5 10 -5 > 126 estremamente estremamente suoli totalmente Classe di permeabilità elevata, elevata permeabile aerati buona permeabilità 3,5 10 -5 126 molto molto suoli totalmente a a elevata permeabile aerati 1,2 10 -5 43 1,2 10 -5 43 elevata piuttosto suoli totalmente Classe di permeabilità normale, a a permeabile aerati permeabilità normale 4,6 10 -6 17 (10 -5 a 10 -6 m/s; 4 a 40 mm/h) 4,6 10 -6 17 normale permeabile suoli totalmente a a aerati 2,9 10 -6 10 2,9 10 -6 10 rallentata permeabilità sol totalemente a a frenata aerati 1,2 10 -6 4 1,2 10 -6 4 frenata da umidità co- pseudogley Classe di permeabilità ridotta, a a stante a moderata terra bruna- permeabilità limitata 4,6 10 -7 1,7 umidità stagnante pseudogley (10 -6 a 10 -7 m/s; 0,4 a 4 mm/h) 4,6 10 -7 1,7 debole umidità pseudogley a a stagnante 1,2 10 -7 0,4 < 1,2 10 -7 < 0,4 molto forte umidità gley opaco Classe di permeabilità molto ridotta, debole stagnante permeabilità molto limitata

34 8. Analisi del suolo

Esistono vari tipi di tensiometri. Tuttavia, il

8.2 Misurazione della principio di funzionamento è identico per tuttensione capillare ti. Una punta ceramica porosa a stretto contatto

con il suolo circostante instaura con il progressivo drenaggio del suolo una depressione Tensiometro che nello schema raffigurato viene trasmessa dalla massa d’acqua racchiusa nello spazio La tensione capillare consente (contrariamente vuoto dell’apparecchio al manometro di dead altri metodi di misurazione sul terreno pressione dove può essere letta come tensione quali la resistenza alla penetrazione, la resisten- capillare in centibar. Gli apparecchi con coza al taglio e il tenore d’acqua) una valutazio- lonnina di mercurio sono più precisi ma costine affidabile della transitabilità di un suolo (cfr. tuiscono una latente minaccia per l’ambiente cap. 7.4). (rottura dell’apparecchio).

La depressione può essere rilevata con preci- Tappo a vite sione con apparecchi di misurazione digitale. Attraverso il tappo viene introdotto un ago Guarnizione d’iniezione che trasmette la depressione all’apparecchio di misurazione. Dopo un certo numero di punture, il tappo in gomma speciale perde la tenuta e dev’essere sostituito. Questi apparecchi vengono utilizzati soprattutto per scopi scientifici. Manometro Norme di misura

Colonna d‘acqua La misurazione della tensione capillare va eseguita uniformemente a 35 cm di profondità (5, 6). Per ogni sito di rilevamento vanno installati 5 tensiometri a una distanza laterale Tubo contenitore di al massimo 50 cm. I valori vanno rilevati Fig. 46 - Rap- di preferenza all’alba, in caso di più siti di rilepresentazione vamento se possibile simultaneamente. La schematica di mediana del sito è determinata a partire dai un tensiometro cinque valori singoli di ciascun sito. a manometro. Punta di ceramica Installazione dei tensiometri

È di capitale importanza che la punta di ceramica del tensiometro abbia un buon contatto con il suolo e che nel foro non possa penetrare aria o acqua lungo il tubo. Per la posa si realizza un foro con una trivella. Soprattutto nei suoli con un notevole contenuto di scheletro è necessario rifinire il foro con una barra di ferro che abbia approssimativamente il diametro del tensiometro. All’inserimento dell’apparecchio, il materiale sterrato fine inumidito con un po’ d’acqua, potrà servire da lubrificante. Infine, si comprimerà a mano la superficie del suolo attorno al tubo affinché vi aderisca perfettamente.

8 Analisi del suolo 35

Possibili errori un manometro). Importante è una buona reazione (una reazione ritardata può essere dovuta È possibile che nella zona della punta di cera- a danni causati dal gelo) e che l’ago del mamica si formi un ristagno d’acqua locale o che nometro torni completamente a zero immerin seguito a fessure da ritiro o pietre non si sta- gendo la punta ceramica del tensiometro bilisca un contatto completo tra la punta e il in acqua. suolo e penetri quindi dell’aria. In entrambi i casi il valore rilevato si scosterà dai valori degli altri apparecchi. In questi casi, l’apparecchio che presenta valori alterati dovrà essere spostato. Il gelo del suolo causa sovente danni al manometro, motivo per il quale è raccomandabile aggiungere un po’ di antigelo nelle stagioni di transizione.

Manutenzione corretta

Oltre alla lettura quotidiana dei valori occorre controllare anche il livello dell’acqua. Specialmente in caso di elevate tensioni capillari,che si verificano soprattutto in estate, bisogna in genere riportare il liquido a livello quotidianamente. A tal fine si raccomanda di utilizzare acqua disaerata, ossia bollita. Per facilitare il controllo, si può aggiungere all’acqua un Fig. 47 - Tensiometri a manometro di diverse po’ di colorante ben solubile e atossico come lunghezze e tipologie con accessori la fluorescina. Controlli successivi sul terreno Al termine del periodo di misurazione, gli apparecchi vanno accuratamente puliti e liberati La tensione capillare può essere rilevata ovunda alghe e mucillagine batterica all’interno que sia con tensiometri fissi sia mediante un del tubo e attorno al tappo. I tappi screpolati e apparecchio portatile a lettura rapida (Quickle punte di ceramica danneggiate vanno sosti- Draw, fig. 47 a destra). La misurazione rapituiti. da non va considerata sostitutiva ma complementare alla rete di misurazione esistente. Il funzionamento del manometro va accurata- L’impiego del Quick Draw richiede un’accurata mente verificato mediante un apparecchio manutenzione (spurgo quotidiano dell’aria) di controllo (pompa per vuoto equipaggiata con e dà risultati utilizzabili solo rispettando i tempi di risposta indicati dal produttore. Quando non viene usato, l’apparecchio va conservato in un contenitore di protezione saturo d’acqua. Si raccomanda di usare solo acqua distillata o deionizzata ben disaerata.

36 8. Analisi del suolo

Dopo il ritiro del cilindro, la terra emergente

8.3 Misurazione della va rimossa accuratamente mediante taglio netdensità apparente (da) to con un coltello senza colmare i pori della

superficie della carota. Se si desidera determinare soltanto la densità e il tenore d’acqua, Per la misurazione della densità apparente il campione può essere prelevato anche oriz- (massa volumica apparente o peso specifico ap- zontalmente nella parete di un profilo. Per parente) del suolo sul campo sono disponibili la misurazione della conducibilità idraulica diversi metodi. o della ripartizione dei pori, il prelievo orizzontale non è però ammesso (cfr. cap. 8.1). Campionamento con il cilindro (campione indisturbato) Prelievo verticale su superfici di cam- Con un cilindro a bordo affilato a volume noto pionamento predisposti (campiona- (per es. 100 / 500 / 1000 ml) che viene inse- mento scalare) rito verticalmente nel suolo naturale mediante un martello e con l’ausilio di una bussola a innesto, si preleva un equivalente volume di suolo. Prelievo orizzontale nella parete del profilo

Anello di fissaggio con inserito cilindro Superficie del a bordo affilato suolo e impugnatura di battuta

Fig. 49 - Rappresentazione schematica del prelievo di campioni in un profilo scalare. In pratica, oc- Piastra al suolo correrà ovviamente prelevare diversi campioni per con guida ciascun livello di profondità. I costipamenti e le colmature dei pori eventualmente causati dallo sterro meccanico del profilo andranno accuratamente rimossi in precedenza.

Fig. 48 - L’illustrazione mostra un set di prelievo Trattamento successivo da 100 ml. in laboratorio

Il campione indisturbato può essere utilizzato in laboratorio per altre misurazioni (per es. volume dei pori, distribuzione dei pori, conducibilità idraulica satura ecc.). In questo caso il campione (di regola si tratta di cilindri di piccolo volume) va lasciato nella custodia di metallo chiusa ermeticamente per evitare che si dissecchi.

8 Analisi del suolo 37

Determinazione della da

La densità apparente da viene calcolata a partire dal peso secco per volume del cilindro ed è 3 di regola espressa in Mg/m3 o in g/cm3. Per la determinazione del peso secco, il campione viene seccato per diverse ore in una stufa a Pesatura 13 4 5 6 7 105°C. della terra prelevata Svantaggi

Questo metodo è utilizzabile solo in suoli con 1 Piastra al scheletro assente o scarso. Per ottenere risul- suolo tati attendibili occorre esaminare un numero elevato di campioni (eterogeneità del suolo). Questa analisi è pertanto onerosa in termini di 2 tempo e materiale.

Il densitometro a membrana La densità apparente a umidità di campo di un suolo può essere determinata sul terreno mediante un densitometro a membrana. Il vantaggio di questo metodo consiste nell’immediata disponibilità di risultati relativamente Misurazione precisi. del volume d’acqua eva- Densità apparente a umidità di campo = 4 cuata peso della terra prelevata diviso per il volume d’acqua rimosso. Acqua rimanente

Volume d’acqua raccolta nel foro trivellato Membrana

Fig. 50 - Rappresentazione schematica della procedura di prelievo mediante densitometro in sezione. Descrizione nella pagina seguente.

38 8. Analisi del suolo

Procedimento

8.4 Misurazione della

1 Su una superficie di campionamento accuratamente preparata e piana viene fissata

resistenza alla penetrauna piastra al suolo (piastra ad apertura cir- zione colare).

2 Attraverso l’apertura della piastra si preleva La resistenza alla penetrazione di un suolo può

un po’ di suolo. essere determinata in vari modi. Esiste una vasta scelta di apparecchi a lettura diretta e con 3. Il materiale terroso prelevato viene deposi- registrazione grafica o digitale dei valori. tato sul piatto di una bilancia e pesato. Sistema statico (penetrometro

4 Il densitometro riempito d’acqua e chiuso a molla)

alla base da una membrana di gomma, viene applicato alla piastra sul suolo. L’asta di misurazione, alla cui estremità è fissata una punta conica con un particolare

5 L’acqua viene evacuata dal cilindro con angolo d’incidenza e una superficie data, viene

una pompa. Raggiunta la pressione di misu- spinta verticalmente nel suolo mantenendo razione, viene rilevato il volume rimosso. possibilmente una pressione costante. Tramite la molla a compressione viene messa in mo- Spesso con il prelievo e la pesatura del ma- vimento una rotella graduata sulla quale vanno teriale di sterro sul campo si effettua anche una letti i valori. Gli apparecchi più sofisticati setacciatura grossolana (Ø > 2 mm) per la fra- dispongono di un meccanismo di scrittura che zione ghiaia-pietra, per portare in laboratorio, trascrive la resistenza in base al carico del diai fini di un ulteriore esame (granulometria namometro su una striscia di carta trascinata. e parametri chimici), solo la frazione di terra fine. I modelli più recenti di questo apparecchio dispongono di un sistema elettronico di sensori Anche il peso secco può essere determinato con indicazione digitale dei valori e memosuccessivamente in laboratorio. A tal fine rizzazione su logger. Tuttavia, nonostante il mii campioni prelevati vengono accuratamente glioramento della tecnica di registrazione, imballati. l’impiego dell’apparecchio statico rimane dif- ficile, in particolare su suoli sassosi o molto La riproducibilità delle condizioni di prelievo secchi. viene controllata mediante il manometro integrato nell’apparecchio. Il metodo è abbastanza semplice. Il limite d’impiego è dato da orizzonti molto sottili (< 5 cm di spessore dello strato).

Svantaggi del metodo

Richiede abbastanza tempo (ca. 1 giorno per profilo).

8 Analisi del suolo 39

Mazza battente

Incudine Numero colpi

Metro Profondità

Fig. 51 - Due esempi di penetrogrammi diretta- Punta mente registrati con 4 e 3 misurazioni. A sinistra: conica campo agricolo in una zona di loess; la zona di costipamento dovuta alla coltivazione (15 - 25 mm Fig. 52 - Il penetrometro a percussione a mano di profondità) è facilmente riconoscibile. A destra: nella sua esecuzione più semplice. La rapprepenetrogramma in un prato naturale; la resisten- sentazione della resistenza alla penetrazione avvieza superficiale alla penetrazione è sensibilmente ne sotto forma di istogrammi. maggiore (a partire da 15 cm di profondità le pietre impediscono di continuare la misurazione). La mazza battente viene sollevata lungo un’asta di metallo fino all’arresto superiore e lasciata Sistemi dinamici (penetrometri cadere sull’incudine. Il numero di colpi nea percussione) cessari per una determinata misura di penetrazione (per es. 2 cm) viene annotato. Nella rap- Un metodo noto applicato in scala molto presentazione grafica ne risulta un istoridotta è basato sul ben conosciuto e ampia- gramma. Poiché l’energia per battuta (peso delmente collaudato principio della sonda a la mazza battente x altezza di caduta) e il peso percussione (12). Questo sistema è meno sensi- della parte immobile dell’apparecchio sono bile alla presenza di pietre e alla siccità. noti, il risultato può essere trasformato in unità specifiche della meccanica del suolo come l’SPT (Standard Penetration Test) (12).

Un altro sistema è la cosiddetta sonda PANDA (Penetrometro Automatico Numerico Dinamico Assistito,14). Si tratta di un apparecchio portatile di misurazione sul terreno (fig. 53).

40 8. Analisi del suolo

Per ogni sito si eseguono dieci misurazioni a distanze di 20 cm fino a una profondità di 0,5 m. Martello Le misurazioni vanno eseguite in suolo asciutto a una tensione capillare di almeno 15 fino al massimo 55 centibar. L’umidità del suolo al Unità superiore per la misurazione momento delle misurazioni viene determinata della velocità di battuta con dei tensiometri (cap. 8.2). Cavo Il grado di costipamento fino a una profondità di 0,5 m viene valutata in Megapascal (MPa) mediante la curva della mediana o della media Metro delle resistenze alla penetrazione rilevate (6): a nastro Asta Logger Resistenza alla Grado di costipamento, penetrazione densità Guide < 2 MPa Non costipato, densità normale 2,0 – 3,5 MPa Costipato, densità elevata Unità inferiore per la > 3,5 MPa Fortemente costipato, misurazione della densità compatta profondità di penetrazione Se in una data profondità o sopra una zona di profondità la curva supera i limiti rispettivamente di 2,0 e 3,5 MPa, il suolo in quell’area è costipato o fortemente costipato. Punta della sonda Suolo

Fig. 53 - Rappresentazione schematica della son- 8.5 Esperimenti dimoda PANDA e delle sue componenti (14). strativi sul campo Il principio fondamentale della sonda si basa A complemento dei metodi classici, sono sul fatto che un’asta è battuta nel suolo a colpi menzionati di seguito alcuni esperimenti adatti di martello. La determinazione della resistenza alla dimostrazione sul campo. alla penetrazione si effettua tramite il rilevamento della velocità di battuta. Ciò avviene Influenza della pressione nell’unità superiore del sistema, dove viene dei pneumatici misurata, per ogni colpo di martello, la durata della corsa di un magnete mobile tra due Un trattore viene fatto transitare in un campo sensori fissi. Il rilevamento della profondità di appena arato. Una delle ruote posteriori è penetrazione mediante il metro a nastro e gonfiata a pressione normale, nell’altra la presl’unità inferiore del sistema consente di calco- sione è ridotta a circa 1/3. Trasversalmente alle lare la resistenza alla penetrazione per ciascun tracce dei pneumatici viene infissa verticalcolpo di martello, essendo nota sia la superficie mente nel suolo una lamiera e marcato con un della punta conica sia la massa del martello, colore spray il profilo della traccia. dell’asta e della punta della sonda, mediante una formula programmata nel logger. Sul La differenza della forma e della profondità terreno i dati vengono registrati e memorizzati della traccia è generalmente notevole. Nelautomaticamente dal logger. la ruota a pressione normale è soprattutto il suolo che cede, mentre il pneumatico meno gon- fio risulta «meno duro del suolo».

8 Analisi del suolo 41

Il pneumatico viene appiattito e distribuisce Le zolle dello strato inferiore del suolo sono lo stesso peso su una superficie molto più gran- in generale più dure e difficili da rompere. Simulde. taneamente si pone una zolla di ciascuno strato in un bicchiere colmo d’acqua. La terra dello Suola di aratura e strato inferiore del suolo si disgrega genepermeabilità ralmente in breve tempo, mentre quella dello strato superiore del suolo rimane in blocco. La crescente meccanizzazione lascia in mol- Il comportamento di sfaldamento varia secondo ti suoli tracce visibili. Nei suoli pesanti arati la tessitura e il tenore in humus e argilla. Parogni anno si notano spesso costipamenti, detti ticolarmente evidente è la stabilità dei turricoli. suole di aratura. Sulla superficie del suolo e nel solco dell’aratro vengono installati infiltro- Test di calpestamento metri (di preferenza il sistema LBL, cap. 8.1) per la verifica della presenza riempiti d’acqua. Se i tubi sono installati cor- di lombrichi rettamente e se l’esperimento non viene falsato dalla casuale presenza di una grande gal- I lombrichi, una componente molto imporleria di lombrichi o di una fessura da ritiro, si tante della pedofauna, sono attivi soprattutto noterà una durata d’infiltrazione molto più nelle stagioni umide e fresche (primavera e lunga nella zona della suola di aratura. autunno). Nei suoli saturi d’acqua la presenza dei lombrichi può essere verificata con un sem- Asfissia plice esperimento:

In seguito al costipamento, e in particolare nei dopo esservi inoltrati a passo leggero e silensuoli umidi, si possono osservare condizioni zioso in un prato, saltate a piedi pari. L’impatto anaerobiche causate dalla carenza d’ossigeno. sul suolo genera una vibrazione che viene Tramite uno scavo, ma anche con il prelievo di registrata dai vermi di terra in un largo raggio campioni mediante trivella, si constata la provocandone l’immediato ritiro nelle gallerie. colorazione grigia e l’odore spesso penetrante Ciò determina un risucchio di acqua e aria di fanghi di depurazione emanato da questi che dà origine a un suono di suzione crepitanstrati. L’odore è dovuto allo sviluppo di metano te percepibile facilmente. (gas di fermentazione) durante la putrefazione di sostanza organica nel suolo. Vale quindi la Test dei fuscelli pena verificare le condizioni dei depositi dello strato superiore del suolo ricchi di humus, Nei periodi di attività, la presenza di specie soprattutto se formati con materiale troppo che scavano in profondità in un terreno agriumido o a un’altezza eccessiva. colo può essere osservata come segue:

Stabilità una superficie di suolo viene accuratamente mondata e delimitata con una cinta di cartone. Spesso si confonde rigidità con stabilità. All’interno dell’area delimitata vengono stret- Per esempio, transitando sullo strato inferiore tamente allineati in file regolari sottili fuscelli del suolo, si lasciano tracce molto meno evi- di legno dolce verde della grandezza di un denti. Lo strato inferiore del suolo è meno vitale fiammifero. Le file di fuscelli vengono quindi e quindi la sua stabilità strutturale è inferiore. cosparse con uno strato sottile di farina di Un esperimento impressionante è il test di sfal- gesso. La mattina seguente i fuscelli che solo damento nel bicchiere d’acqua. difficilmente possono essere trascinati nelle gallerie dai vermi di terra, sono visibilmente Alcune zolle di materiale dello strato inferiore spostati. Come tutti gli esperimenti descritti sodel suolo e dello strato superiore del suolo di pra, il test dei fuscelli è di indubbio interesse, grandezza più o meno uguale vengono essicca- anche se non si tratta di una prova scientifica. te per circa due giorni a temperatura ambiente.

Bibliografia 43

Bibliografia

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9 Fachstelle Bodenschutz des Kantons

Zürich, Fachberichte zur Messung von Boden-verdichtungen im Feld, Zurigo, 1997, 1998, 1999

44 Illustrazioni

Illustrazioni

Fonte Fig. n.

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• UFE, «Direttive per la protezione del suolo relative alla costruzione 42 di impianti di trasporto in condotta (Direttive per la protezione del suolo)», Berna 1997

Le illustrazioni, le foto, i grafici, le tabelle, gli schemi ecc. sono stati rielaborati da Hans-Peter Imhof. La relativa documentazione è stata fornita – salvo le illustrazioni menzionate sopra – dagli autori della presente guida (Christoph Salm e Stephan Häusler) o dall’editore (UFAFP).

Nota editoriale 45

Nota editoriale

Editore Ufficio federale dell’ambiente, delle foreste e del paesaggio (UFAFP) CH-3003 Berna

Autori Stephan Häusler Angewandte Erdwissenschaften Effingerstrasse 97

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Christoph Salm Terre AG Mitteldorfstrasse 185

5704 Egliswil

Direzione del progetto Jean-Pierre Clément Jürg Zihler UFAFP Sezione Suolo

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Supervisione redazionale Norbert Ledergerber UFAFP Sezione Comunicazione

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Traduzione Peter Schrembs (Coop-Terziario)

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Grafica e impaginazione Hans-Peter Imhof Grafik-Atelier Elfenauweg 3

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