L’insegnamento si propone di fornire agli studenti e alle studentesse una generale comprensione dei processi bio-geochimici che interessano gli agroecosistemi. Al termine del corso, lo studente acquisirà: -conoscenza avanzata sui processi biotici ed abiotici a livello del suolo; -conoscenza avanzata sui cicli biogeochimici negli agroecosistemi; -conoscenza avanzata sull’utilizzo di materiali di origine geologica per l’agricoltura; -conoscenza avanzata sull’utilizzo di isotopi stabili per studi inerenti gli agroecosistemi. Lo studente inoltre sarà in grado di: -Impostare correttamente esperimenti di laboratorio o di campo in modo che abbiano valenza scientifica; -Applicare metodi stastici per la corretta interpretazione di dati ambientali; -Svolgere correttamente analisi di laboratorio su matrici come suoli, gas, acque e vegetali.
Prerequisiti
Conoscenze acquisite nei corsi di Chimica, Geochimica, Petrografia e Mineralogia, unitamente ai concetti relativi alle principali metodologie analitiche utilizzate per l’analisi di geomateriali.
Metodi didattici
Il corso è organizzato in lezioni in aula e prevede una serie di esercitazioni pratiche sia in aula che in laboratorio e in aula computer su fogli Excel e software R. Le lezioni in aula sono svolte tramite l’ausilio di presentazioni su schermo, costantemente aggiornate, che saranno messe a disposizione degli studenti al termine di ogni argomento trattato.
Verifica Apprendimento
L’esame sarà una prova orale che potrà essere così suddivisa: -Esposizione critica di uno o più articoli scientifici volti ad una discussione critica sull'argomento scelto. Lo studente dovrà mostrare di avere acquisito la capacità di ragionare ed esprimere anche opinioni sulle tematica, ad esempio ma non solo, valutando punti di forza e criticità dello studio e/o approfondendo gli argomenti trattati con ulteriori dati o comparandoli con altri studi simili. - Elaborazione del database acquisito in laboratorio secondo quanto imparato durante il corso e produzione di una presentazione ppt oppure di un poster che verrà esposto in sede di esame - Domande su qualsiasi argomento del corso
Il voto sarà espresso in trentesimi con soglia minima 18 per superare la prova.
Testi
- The Nature and Properties of Soils. Fifteenth edition. Ray R. Weil and Nyle C. Brady. 2017. Pearson Eductaion Limited. Edinburgh Gate. ISBN 978-0-13-325448-8,
Contenuti
Il corso è strutturato in 24 lezioni per un totale di 60 ore. - Introduzione al sistema suolo: Servizi ecosistemici Processi di formazione ed impatto del materiale parentale sulle caratteristiche del suolo Parametri che concorrono alla definizione delle proprietà di un suolo Processi pedogenetici
- L’Habitat suolo Comprensione dell’ambiente abiotico e come questo influisce sui processi biotici del suolo e sui cicli biogeochimici. Overview delle caratteristiche fisiche e chimiche del suolo: tessitura, struttura, densità, porosità, effetti dell’acqua nella porosità, temperatura, pH, principali accettori e donatori di elettroni ecc. Overview sulla microfauna del suolo: Funghi, batteri, classificazione funzionale, principali processi e ruoli, micorrizae, casi studio
- Cicli biogeochimici degli elementi principali dei sistemi idro-agro-alimentari Ciclo dell’azoto in dettaglio (processi e reazioni); metodi per la misura di specie azotate nei suoli. Tecniche isotopiche avanzate per lo studio del ciclo dell’azoto e per la quantificazione dei tassi di trasformazione dell’azoto. Ciclo del carbonio; cenni sulle dinamiche e sulla formazione della sostanza organica. Ciclo del fosforo.
- Agricoltura e geo-materiali Ammendanti inorganici ed organici per il miglioramento delle proprietà del suolo e dei substrati di coltivazione. Zeoliti naturali come ammendanti di suoli agricoli, effetti sul sistema suolo/aria/acqua. Esempi di buone pratiche mediante applicazione di zeoliti naturali (progetto ZeoLIFE, progetto ZEOLIVA). Zeoliti naturali nel trattamento di reflui agricoli: isoterme di adsorbimento, modelli di adsorbimento e guida all’interpretazione di un’isoterma tipica.
- Tecniche di campionamento di suoli, acque e gas;
-Metodi statistici per l’elaborazione dei dati inerenti gli agroecosistemi: Analysis of Variance (ANOVA 1-way 2-way 3-way con relativa verifica delle assunzioni), test di comparazione multipla (es. Tukey), Principal component analysis (PCA), matrici di correlazione. Anche tramite esercitazioni pratiche tramite software R.
Esercitazione con campionamento di suoli da parte degli studenti (in sito/i da definire), analisi di un ampio spettro di parametri chimico-fisici dei campioni da parte degli studenti e relativa creazione di un database ed interpretazione dei dati