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La soluzione permette la dissociazione dei gruppi funzionali acidi e la sostituzione di cationi bivalenti e trivalenti con ioni sodio (MI.P.A.F., 2000). Nel presente studio sono stati utilizzati l’idrossido di sodio e il pirofosfato. La metodologia adottata è quella di Ciavatta (Ciavatta et al., 1990) che permette l’estrazione delle seguenti componenti: - Carbonio organico estraibile (TEC) - sostanze umiche (acidi umici - HA - e acidi fulvici - HF) - sostanze non umiche (NH: proteine, polisaccaridi, resine, lignine ecc.) L’estraente mostra un limite: è in grado di solubilizzare le sostanze non umiche (NH), in particolare carboidrati e aminoacidi provenienti da residui vegetali e animali solo parzialmente decomposti. Per questo motivo è importante separare la frazione non umica da quella umica, acidi umici e acidi fulvici (HA + HF) tramite il passaggio della soluzione su resina costituita da Polyvinilpyrrolidone (PVP). Dopo la separazione per precipitazione gli acidi umici, la frazione degli acidi fulvici, costituita da sostanze di natura polifenolica, è trattenuta dalla resina in ambiente acido, per formazione di legami a idrogeno con i gruppi fenolici. Invece le sostanze non fenoliche restano in soluzione e possono essere allontanate. Successivamente gli acidi fulvici adsorbiti vengono eluiti con una soluzione di idrossido di sodio (NaOH) che comporta la distruzione dei legami a idrogeno per ionizzazione a pH elevato dei gruppi fenolici (MI.P.A.F., 2000). I risultati analitici ottenuti, sono stati poi utilizzati per il calcolo di alcuni parametri dell’umificazione, utili a definire le caratteristiche di stabilità e la dinamica della sostanza organica: - Indice di umificazione - HI: è il rapporto tra il contenuto di carbonio organico non umico (NH) e umico (HA+FA): HI NH HA HF Tale indice è tanto più basso quanto più ridotti sono i processi di umificazione rispetto ai processi di mineralizzazione ed è generalmente elevato in suoli con monocoltura (0,7-0,8); nei suoli con copertura più stabile quali il prato permanente o il bosco si hanno valori intermedi (0,4); il valore è ancora più basso per le torbe (0,2 a 0,3) fino a valori prossimi a 0 in depositi organici fossili quali le leonarditi (Giardon et al., 1992; MI.P.A.F., 2000) ovvero in presenza di estratti molto umificati (Sidari et al., 2005). - Grado di umificazione - DH (%): è il rapporto tra il contenuto di carbonio organico umico (HA+FA) e di carbonio organico estraibile: DH 100 xHA HF TEC 66
E’ un parametro di tipo quali-quantitativo ed è correlato direttamente alla quantità delle sostanze umiche estratte (Ciavatta et al., 1990; MI.P.A.F., 2000). Assume valore pari a 100% quando il Carbonio organico estratto è completamente umificato (Sidari et al., 2005). - Tasso di umificazione - HR (%): dato dal rapporto tra il contenuto di Carbonio organico umico (HA+FA) e di Carbonio organico totale presente nel suolo (Ciavatta et al., 1990): HR 100 xHA HF TOC È un parametro quantitativo ed è proporzionale allo stato di umificazione della S.O. (Gigliotti et al., 1999). E’ un parametro estremamente importante per la valutazione del grado di stabilizzazione della S.O. nei concimi e negli ammendanti organici mentre assume un significato più sfumato quando applicato al suolo, dove una parte delle sostanze umiche si trova sotto forma di umina, frazione non estraibile (MI.P.A.F., 2000). Il Livello totale di umificazione - HU (%) è stato invece calcolato in base alla relazione proposta da Dell’Abate (Dell’Abate et al., 2002): HU 100 xHA HF ( TOC TEC) TOC Per la preparazione delle colonne filtranti sono state utilizzate delle siringhe di materiale plastico da 10 ml. L’ago ipodermico è stato sostituito da un tubicino di gomma chiuso da una pinza. Sul fondo della siringa è stato posto un sottile strato di cotone pressato; su tale strato è stata versata una resina precedentemente preparata utilizzando Polyvinilpyrrolidone (PVP). Per la preparazione della resina sono stati pesati in un cilindro di vetro 50 g di Polyvinilpyrrolidone (PVP) trattati con tre lavaggi con acqua distillata. Ad ogni lavaggio la miscela è stata agitata e dopo la decantazione, sono state eliminate le frazioni più fini presenti in sospensione. Inseguito all’ultimo lavaggio la resina è stata trattata con una soluzione di acido solforico (H2SO4 0,005 moli/l) permettendone l’acidificazione. La resina in ambiente acido permette di legare i gruppi fenolici con dei ponti idrogeno presenti esclusivamente sulla frazione degli acidi fulvici. In questo modo le sostanze non umiche vengono eliminate insieme all’acido solforico. Sono stati pesati, in provette di polietilene da 110 ml, 10 g suolo setacciato a 2 mm ai quali sono stati aggiunti 50 ml di una soluzione di idrossido di sodio (NaOH 0,1 M) e 50 ml di una soluzione di pirofosfato (Na4P2O7 0,1 M). Il campione è stato tenuto sotto agitazione per 2 ore e successivamente centrifugato per 30 minuti a 9000 giri per 30 minuti. Il surnatante è stato filtrato con filtri a membrana da 0.45 µm (Whatman® 42) e 67
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