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L’atmosfera della terra è una formidabile sfida per le piante terrestri. Da un lato essa è la fonte del biossido di carbonio necessario per la fissazione fotosintetica del carbonio. Dall’altro l’atmosfera è relativamente secca portando ad una perdita netta di acqua per evaporazione. Poiché le piante non hanno superfici che permettano la diffusione verso l’interno di CO2 e allo stesso tempo prevengano la perdita d’acqua, l’assorbimento di CO2 le espone al rischio di disidratazione. Questo è un problema complesso poiché il gradiente di concentrazione per l’assorbimento della CO2 è estremamente più piccolo di quello che causa la perdita d’acqua. Le piante, per mediare le richieste contrapposte del massimo assorbimento dell’anidride carbonica e della minima perdita d’acqua, hanno evoluto dei meccanismi adattivi che limitano la perdita d’acqua fogliare e permettono di sostituire quella persa nell’atmosfera. Il contenuto idrico e la velocità di movimento dell’acqua nel suolo dipendono per la maggior parte dal tipo e dalla struttura del suolo. A un estremo troviamo la sabbia, in cui le particelle del suolo possono essere del diametro di uno o più millimetri. I suoli sabbiosi posseggono un’area di superficie relativamente bassa per grammo di suolo e constano di grandi spazi, o canali, fra le particelle. All’altro estremo vi è l’argilla, le cui particelle sono di un diametro minore di 2 nano micron. I suoli argillosi possiedono aree di superficie più grandi e canali più piccoli fra le particelle. Con l’aiuto di sostanze organiche quali l’humus, le particelle d’argilla si possono aggregare in ”briciole” formando grandi canali che aiutano i processi di aerazione e infiltrazione di acqua nel suolo. Quando un suolo è fortemente bagnato dalla pioggia o dall’irrigazione, l’acqua percola verso il basso per gravità, passando attraverso gli spazi fra le particelle del suolo, spostando parzialmente e, in alcuni casi, intrappolando l’aria in questi canali. Poiché l’acqua è tirata negli spazi tra le particelle del terreno per capillarità, i canali più piccoli si riempiono prima. A seconda della quantità di acqua disponibile, l’acqua nel suolo può esistere come una pellicola aderente alla superficie delle particelle del terreno; essa può riempire i canali più piccoli ma non i più grandi, o può riempire tutti gli spazi tra le particelle. Nei suoli sabbiosi gli spazi fra le particelle sono così grandi che l’acqua tende a prosciugarsi, rimanendo solo sulle superfici e fra gli interstizi delle particelle. In quelli argillosi i canali sono abbastanza piccoli da trattenere l’acqua contro la forza di gravità. Pochi giorni dopo una forte pioggia un suolo argilloso può trattenere ancora il 40% d’acqua in volume. Invece nei suoli sabbiosi la ritenzione d’acqua dopo un temporale è di solo il 15% in volume.

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