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Oggetto:
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Soil organic matter and nutrient cycling in agroecosystems

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Soil organic matter and nutrient cycling in agroecosystems

Oggetto:

Anno accademico 2021/2022

Codice attività didattica
SAF0276A
Docente
Prof. Daniel Said Pullicino (Affidamento interno)
Corso di studio
[001501-104] SCIENZE AGRARIE - curr. Smart Agriculture
Anno
1° anno
Periodo
Secondo semestre
Tipologia
C - Affine o integrativo
Crediti/Valenza
4
SSD attività didattica
AGR/13 - chimica agraria
Erogazione
Mista/Blended
Lingua
Inglese
Frequenza
Facoltativa
Tipologia esame
Scritto più orale obbligatorio
Tipologia unità didattica
modulo
Corso integrato
Soil organic matter and nutrient managment in agroecosystems - C.I. (SAF0276)
Prerequisiti

Conoscenze di base di chimica generale, chimica organica e chimica agraria. Uso di software di gestione di fogli elettronici (ez. Excel).

Basic knowledge of general, organic and agricultural chemistry, as well as the capacity to use spread sheet software (e.g. Excel) for data handling.

Propedeutico a

L’insegnamento fornisce conoscenza utile all’insegnamento “Decision support tools for crop management”

The course provides useful information for the course “Decision support tools for crop management”

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Sommario del corso

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Obiettivi formativi


L'insegnamento si inserisce nell’obiettivo del corso di studio di fornire le conoscenze necessarie, nell'ambito dell'area di apprendimento della produzione e gestione, per comprendere l'impatto di diverse forme di attività agricola sulla sostenibilità dei sistemi agrari. L'obiettivo dell’insegnamento è di instaurare nello studente un forte interesse per lo studio della biogeochimica del suolo, della fertilità del suolo e dei cicli del carbonio e degli elementi nutritivi, in quanto argomenti fondamentali per la produzione e sostenibilità ambientale dei sistemi agrari. L’insegnamento tratterà diversi processi e meccanismi che controllano il ciclo dei nutrienti, con particolare attenzione alla comprensione e valutazione quantitativa dei vincoli e delle opzioni per la corretta gestione dei nutrienti in agro-ecosistemi temperati.  


The aim of this course is to provide students with the necessary knowledge of soil biogeochemical element cycling and soil-plant-microbe interactions and their importance for managing soil fertility and crop nutrition for agricultural production and environmental sustainability of cropping systems. Apart from covering processes and mechanisms controlling organic matter and nutrient cycling in soils, particular emphasis is placed on the comprehension and quantitative evaluation of constraints and options for organic matter and nutrient management in temperate agro-ecosystems.  

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Risultati dell'apprendimento attesi


Conoscenza e capacità di comprensione
Al termine dell’insegnamento lo/la studente/studentessa dovrà:
- completare il metodo scientifico e i modelli concettuali utilizzati nello studio dei cicli degli elementi in suoli agrari.
- riconoscere le interazioni tra i diversi cicli degli elementi nel suolo e gli effetti sulla nutrizione della pianta e sull'impatto ambientale, anche attraverso l'adozione di modelli semplici.
- apprezzare le interazione pianta-suolo-microorganismi e il loro ruolo nel sostenere le produzioni primarie.
- acquisire una comprensione profonda e integrata dei processi biologici, fisici e chimici del suolo e di come questi siano influenzati dalle pratiche di gestione agronomica.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Al termine dell’insegnamento lo/la studente/studentessa dovrà:
- valutare criticamente i complessi problemi in materia di gestione dei nutrienti nei sistemi agrari e ipotizzare soluzioni scientificamente solide.
- sviluppare un ragionamento critico sugli effetti delle pratiche di gestione agronomica, sulla nutrizione della coltura e sull'impatto ambientale (il degrado del suolo, i cambiamenti climatici, l'inquinamento dei corsi d'acqua) e poter proporre misure correttive.


Autonomia di giudizio
Al termine dell’insegnamento lo/la studente/studentessa dovrà:
- valutare, anche da punto di vista quantitativo, la sostenibilità complessiva di diversi sistemi di gestione colturale.

Abilità comunicative
Al termine dell’insegnamento lo/la studente/studentessa dovrà:
- acquisire un vocabilario tecnico specifico legate alla tematica della fertilità del suolo.
- migliorare la propria abilità a comprendere e esprimere concetti scientifici in Inglese.


Knowledge and understanding
The course will enable students to:
- complete the scientific method and conceptual models used in the study of element cycling in arable soils.
- understand the interactions between element cycles and their effects on plant nutrition and environmental impact, even through the adoption of simple models.
- understand the interactions between plants, soils and microorganisms and their role in supporting primary production.
- acquire a profound and integrated understanding of the biological, physical and chemical processes in soil and how these are affected by management practices.

Applying knowledge and understanding
The course will enable students to:
- critically assess complex problems with respect to nutrient management in agro-ecosystems and suggest scientifically sound solutions.
- develop a critical thinking about the effects of agricultural management practices on crop nutrition and their impacts on the environment such as soil degradation, climate change or pollution of waterways, and be able to propose corrective measures.

Making judgements
The course will enable students to:
- quantitatively evaluate different management systems in terms of their agronomical suitability and environmental sustainability.

Communication skills
The course will enable students to:
- acquire a specific technical vocabulary related to soil fertility.
- improve their ability to understand and express scientific concepts in English.

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Programma


L’insegnamento tratterà le seguenti tematiche:
- La stabilizzazione e il turnover della sostanza organica del suolo, le interazioni con i cicli dei nutrienti e la protezione ambientale (i.e. sequestro del C, emissioni di gas serra, protezione del suolo).
- I cicli biogeochimici dei nutrienti (N, P), l'effetto dei processi biotici (competizione pianta-microorganismi) e abiotici sulla disponibilità di nutrienti e l'efficienza d'uso dei fertilizzati in suoli agrari, in funzione della fenologia della pianta e della variabilità stagionale e climatica.
- Strategie della pianta volte ad aumentare l’assimilazione di nutrienti e tollerare lo stress abiotico.
- L'effetto delle pratiche agronomiche sulle perdite di nutrienti e le relative implicazioni ambientati (i.e. qualità delle acque, cambiamenti climatici)


The course programme will develop around the following topics:
- Soil organic matter stabilization and turnover, and its interactions with nutrient cycling and environmental protection (i.e. C sequestration, green-house gas emissions, soil protection).
- Biogeochemical cycling of nutrients (N, P) and the influence of biotic (plant-microbe competition/synergism) and abiotic soil processes driving nutrient availability and fertilizer-use efficiency in arable soils, as a function of plant phenology, and seasonal and climatic variability.
- Adaptive strategies adopted by plants to enhance nutrient acquisition and tolerate abiotic stress.
- Influence of agricultural management practices on nutrient (N, P) losses and their environmental implications (i.e. water quality, climate change).

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Modalità di insegnamento


L’insegnamento comprenderà una serie di lezioni frontali, seminari e sessioni pratici per un totale di 40 ore. Le lezioni saranno trasmesse in streaming attraverso la piattaforma WebEx. Le video registrazioni delle lezioni e tutto il materiale didattico utilizzato sarà reso disponibile attraverso la piattaforma Moodle nella pagina  dedicata all’insegnamento, dove saranno anche fornite tutte le istruzioni per seguire questo insegnamento.

The course will include lectures, seminars and practical sessions for a total of 40 hours. All lessons will be streamed live though the WebEx platform. Audio-video recordings of the lectures and slides used will be made available through a dedicate site on the Moodle platform, that will also contain all the instructions for following this course.

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Modalità di verifica dell'apprendimento


Il docente procederà ad una verifica dell'efficacia didattica, mediante la somministrazione di valutazioni in itinere, senza valore per la valutazione finale, ma utile allo studente per valutare il proprio grado di apprendimento. La verifica finale si basa su una relazione scritta che tratterà la valutazione dei principali fattori che incidono sulla gestione della sostanza organica del suolo e dei nutrienti in un sistema colturale specifico. La relazione sarà discussa in un colloquio orale per verificare la capacità di ragionamento critico e di collegamento tra le conoscenze acquisite. La valutazione della relazione e della discussione determinerà l'esito finale.


During the course the lecturer will provide in-course assessments that will allow the students to self-evaluate their level of understanding. The final evaluation will involve a written assignment consisting of the analysis of the main drivers related to soil organic matter and nutrient management in a specific cropping system. The assignment will be subsequently discussed in an oral exam in order to evaluate the student’s ability to critically assess and interconnect between acquired knowledge. The final evaluation will be based on the assignment and its oral discussion.

Testi consigliati e bibliografia

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E' fortemente consigliato l'utilizzo del materiale didattico scaricabile dal sito dell'insegnamento. Testi di approfondimento:


The use of study material downloadable from the course website is strongly suggested. Suggested reading:

Nutrient Cycling in Terrestrial Ecosystems.
Autore: Marschner P., Rengel Z.
Casa editrice: Springer-Verlag
ISBN: 978-3-540-68027-7
Url: https://www.springer.com/gp/book/9783540680260

Cycles of soil
Autore: Stevenson F.J., Cole M.A.
Casa editrice: John Wiley and Sons Inc.
ISBN: 978-0-471-32071-5
Url: https://www.wiley.com/en-us/Cycles+of+Soils%3A+Carbon%2C+Nitrogen%2C+Phosphorus%2C+Sulfur%2C+Micronutrients%2C+2nd+Edition-p-9780471320715



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Note


Le modalità di svolgimento dell'attività didattica potranno subire variazioni in base alle limitazioni imposte dalla crisi sanitaria in corso. In ogni caso è assicurata la modalità a distanza per tutto l'anno accademico.

The configuration and delivery of this course may be subject to changes depending on any unforeseen circumstances related to the current sanitary crisis. However, the delivery of the course contents via e-learning platforms is guaranteed for the entire academic year.

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Ultimo aggiornamento: 30/09/2021 10:37
Location: https://www.sa.unito.it/robots.html
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