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Chimica agraria

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AGRICULTURAL CHEMISTRY

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Anno accademico 2020/2021

Codice attività didattica
AGR0083
Docente
Prof. Daniel Said Pullicino (Affidamento interno)
Corso di studio
[001717] SCIENZE E TECNOLOGIE AGRARIE
Anno
2° anno
Periodo
Primo semestre
Tipologia
B - Caratterizzante
Crediti/Valenza
8
SSD attività didattica
AGR/13 - chimica agraria
Erogazione
Mista/Blended
Lingua
Italiano
Frequenza
Facoltativa
Tipologia esame
Scritto più orale obbligatorio
Prerequisiti

Chimica generale: caratteristiche degli elementi nutritivi (nomenclatura, stati di ossidazione e principali composti naturali); leggi dell'equilibrio chimico: teoria e capacità di calcolo (pH, soluzioni tampone, idrolisi, solubilità, equilibri redox).
Chimica organica: gruppi funzionali, principali reazioni di alcol, aldeidi, chetoni ed acidi carbossilici; biomolecole (carboidrati, amminoacidi, proteine, lipidi).
Matematica: Capacità di calcolo (proporzioni, equivalenze, equazioni di primo e secondo grado, logaritmi); Capacità di comprensione del significato di una equazione, di un grafico e di una tabella.


General Chemistry: characteristics of nutritive elements (nomenclature, oxidation states, principle natural compounds); chemical equilibrium laws: theory and calculations (pH, buffer solutions, hydrolysis, solubility, redox equilibria).
Organic Chemistry: functional groups, main reactions of alcohols, aldehydes, ketones and carboxylic acids; biomolecules (carbohydrates, amino acids, proteins, lipids)
Mathematics: Calculations (proportions, equivalents, first and second degree equations, logarithms); Capability to understand equations, graphs and tables.
Propedeutico a

L'insegnamento è propedeutico a tutti gli insegnamenti specialistici che trattano di coltivazioni (erbacce, foraggere, orticole, floricole, parchi) nonché agli insegnamenti che utilizzano competenze biochimiche (nutrizione animale, difesa delle colture, uso di fitofarmaci).
Il superamento dell’esame di Chimica agraria è obbligatorio per accedere alle Esercitazioni interdisciplinari del III anno (Analisi interdisciplinare del sistema azienda).


The course provides useful basic knowledge for all the courses dealing with cropping systems (herbaceous, forage, horticultural, parks), as well as those courses that include biochemical concepts (animal nutrition, crop protection and use of phytochemicals).
Passing the Agricultural Chemistry exam is mandatory to have access to the course: Interdisciplinary Analysis of Farming Systems (3rd year)
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Sommario del corso

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Obiettivi formativi

L'insegnamento concorre agli obiettivi formativi del corso di studio nell'ambito dell'area di apprendimento delle produzioni vegetali, per massimizzare l'efficienza delle agrotecniche e di  promuovere la compatibilità ambientale. In specifico l'insegnamento fornisce agli studenti una conoscenza di base dei costituenti del suolo e degli organismi viventi e permette la comprensione dei processi che regolano i cicli biogeochimici degli elementi nutritivi nel sistema suolo-pianta.

In line with the academic objectives of the degree programme in the field of plant production, this course contributes to the preparation of graduates capable of increasing the efficiency of agricultural practices and promoting the environmental sustainability of agricultural systems. In particular, the course will provide students with the necessary fundamental knowledge regarding the main constituents of soil and its biotia, and will allow students to understand the main biotic and abiotic processes that regulate the biogeochemical cycling of nutrients in soil-plant systems.

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Risultati dell'apprendimento attesi



Conoscenza e capacità di comprensione
Al termine dell'insegnamento lo studente avrà acquisito gli strumenti chimici e biochimici necessari per la comprensione del funzionamento del sistema suolo-pianta nonchè per la conoscenza dei processi metabolici che regolano la vita. In particolare conoscerà:
- la composizione molecolare degli ecosistemi.
- la spiegazione molecolare di alcuni dei fenomeni biotici e abiotici che avvengono in essi.
- i meccanismi che regolano la disponibilità dei nutritivi.

Capacità di applicare le conoscenze
Al termine dell'insegnamento lo studente sarà in grado di:
- prevedere la disponibilità dei nutritivi per le piante note le caratteristiche del suolo, le condizioni ambientali e le caratteristiche della pianta.
- pianificare le azioni necessarie per conoscere le proprietà dei suoli di un'azienda agraria.
- risolvere semplici problemi inerenti il sistema suolo.

Autonomia di giudizio
L'insegnamento permetterà allo studente di:
- formulare un giudizio sulla fertilità fisica, biologica e chimica dei suoli di un'azienda.

Abilità comunicative
Al termine dell'insegnamento lo studente dovrà essere in grado di:
- utilizzare un appropriato linguaggio inerente al sistema suolo-pianta.
- scrivere un report professionale sulla caratteristiche di fertilità di un suolo.
- comprendere concetti scientifici mediante lingua veicolare (inglese).


Knowledge and understanding
The course will provide students with the necessary chemical and biochemical concepts to understand the functioning of the soil-plant system, as well as the metabolic processes that regulate life. In particular the student will learn:
- the molecular composition of ecosystems.
- the molecular basis of various biotic and abiotic processes that occur within.
- the mechanisms that regulate the availability of nutrients.

Applying knowledge and understanding
The course will enable students to:
- use soil characteristics, environmental conditions and plant characteristics to deduce nutrient availability for the plant.
- plan the necessary actions required to determine the soil properties of a agricultural farm.
- solve simple problems regarding the soil system.

Making judgements
The course will enable students to:
- critically assess and evaluate the physical, biological and chemical fertility of a farm's soils.
 
Communication skills
The course will enable students to:
- adopt appropriate scientific terminology when referring to the soil-plant systems.
- write a detailed professional report on the fertility characteristics of a soil.
- improve their ability to understand scientific concepts delivered in English.

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Programma

Gli argomenti 1-3 fanno riferimento all'area 'Conoscenze di base' mentre gli argomenti n. 4-17 fanno riferimento all'area di apprendimento 'Produzioni vegetali':

1. Introduzione: il sistema suolo-pianta: gli elementi costituenti il suolo ed il biota, i fattori di formazione del suolo.

2. I costituenti: le rocce ed  i minerali

3. I costituenti: le biomolecole.

4. Reazioni metaboliche. La catalisi e la cinetica chimica.

5. Reazioni metaboliche. Enzimi e reazioni enzimatiche.

6. La sostanza organica del suolo.

7. Proprietà fisiche del suolo.

8. L'interfaccia suolo-soluzione.

9. Proprietà chimiche del suolo.

10. La mobilità dei nutritivi

11. La rizofera.

12. Catabolismo dei glucidi:  la respirazione

13. L'organicazione del carbonio. La fotosintesi.

14. Metabolismo delle sostanze azotate. Sintesi degli aminoacidi.

15. I suoli anomali

16. I cicli degli elementi nutritivi. Azoto, Fosforo, Potassio, Calcio, Magnesio. I micronutrienti.

17. La fertilità del suolo e la nutrizione vegetale.

 

Topics n. 1-3 belong to the learning area 'Fundamental knowledge', while topics n. 4-17 belong to the learning area 'Crop production':

1. Introduction: the soil-plant system, soil and biota components, soil forming factors.

2. Soil components: rocks and minerals.

3. Soil components: biomolecules.

4. Metabolic reactions. Catalyses and chemical kinetics.

5. Metabolic reactions. Enzymes and enzymatic reactions.

6. Soil organic matter.

7. Soil physical properties.

8. The soil-solution interface.

9. Soil chemical properties.

10. Nutrient mobility.

11. The rhizosphere.

12. Catabolism of carbohydrates - respiration

13. Carbon fixation - photosynthesis.

14. Metabolism of nitrogen-containing substances and amino acid synthesis. 

15. Anomalous soils.

16. Nutrient cycling: nitrogen, phosphorus, potassium, calcium, magnesium and micronutrients.

17. Soil fertility and plant nutrition.

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Modalità di insegnamento


L'insegnamento consiste di 64 ore di lezione frontale e 16 ore dedicate a esercitazioni in aula o in campo. Con l'obiettivo di migliorare le capacità dello studente a comunicare mediante lingua veicolare, alcune lezioni saranno erogate in lingua inglese. 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 sulla pagina dedicata all’insegnamento, dove saranno anche fornite tutte le istruzioni per seguire questo insegnamento.

Per le lezioni frontali i docenti, oltre ad indicare i testi di riferimento, si avvalgono di slides che sono a disposizione degli studenti prima della lezione stessa. Per l'attività esercitativa in aula sono a disposizione degli studenti esempi di problemi da risolvere e svolti. Le esercitazioni in campo, che prevedono la descrizione di un profilo di suolo nonché la visita al centro sperimentale del Dipartimento insieme al Docente di Agronomia, sono preparate in aula anche attraverso l'introduzione all'uso di banche dati, di informazioni reperibili in rete e la messa a disposizione di supporti tecnici normalmente a disposizione dei professionisti che operano nel settore.



The course consists of 64 hours of lectures and 16 hours of practical work (tutorials and field work). Some of the lectures will be delivered in English in order to enable students to improve their language communication skills. 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.

Apart from the suggested books, the lecturers will make use of slides that will be made available beforehand. For tutorial sessions a series of problems will be made available together with the respective answer sheets. Field work sessions, including the description of a soil profile as well as a visit to the Department's experimental fields, will be previously introduced in the lecture room where the use of technical support (e.g. databases, online information, field instruments) generally available to professionals will be described.

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Modalità di verifica dell'apprendimento


Durante l'insegnamento saranno forniti agli studenti test di autovalutazione. L'esame consiste in una prova scritta seguita da orale. E' necessario superare la prova scritta (18/30) per accedere all'orale. Il test scritto comprende una parte, a risposta aperta e breve, volta a valutare l'acquisizione delle conoscenze di base (incluso domande sulla biochimica vegetale), una parte con esercizi di calcolo, e una parte con la discussione di una scheda analitica relativa ad un terreno agrario. L'orale include la correzione dello scritto, l'ulteriore verifica della preparazione dello studente attraverso domande e la richiesta allo studente di presentare brevemente (5') ma in forma compiuta un argomento a sua scelta. Il voto finale sarà la media della valutazione ottenuta nella prova scritta ed in quella orale.

During the course self-evaluation tests will be provided. The final evaluation will involve a written test followed by an oral examination. The student will only be allowed to sit for the oral exam if he/she passes (18/30) the written test. The written test will be divided into a first part with open questions requiring short answers in order to evaluate the student's understanding of basic concepts (including questions regarding biochemical cycles), a second part with calculation exercises, and a final part requiring the discussion of a laboratory analytical report of an arable soil. The oral exam will involve the discussion of the student's answers to the written test, as well as a comprehensive evaluation of the student's preparation through questions on the course syllabus. The student will also be evaluated on his/her ability to briefly present (5') any topic of choice in a scientifically correct and complete way. The final grade will represent the average of the grades obtained for both written and oral evaluations.

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Attività di supporto

Per prepararsi all'esame sono a disposizione degli studenti sul sito esempi di test precedenti, esempi di problemi e schede analitiche di suoli anche già svolti e corretti. Saranno previste delle sessioni di tutorato in prossimità degli appelli.

To facilitate students in preparing for their final exam, worked and corrected examples of previous tests, problems and soil analysis sheets will be provided. Tutorial session will aslo be organized close to examination sessions.

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Testi consigliati e bibliografia

Materiale di riferimento:

Sequi, Ciavatta, Miano (2017) Fondamenti di chimica del suolo, Pàtron editore Bologna

Pinton, Cocucci, Nannipieri, Trevisan (2016). Fondamenti di biochimica agraria. Patron editore Bologna.

E' fortemente consigliato l'utilizzo del materiale didattico scaricabile dal sito dell'insegnamento.

Materiale di approfondimento:

Violante (2002) Chimica del suolo e della nutrizione delle piante. Edagricole .

Nelson, Cox (2015) Introduzione alla biochimica di Lehninger, Zanichelli.

 

Suggested reference texts:

Sequi, Ciavatta, Miano (2017) Fondamenti di chimica del suolo, Pàtron editore Bologna.

Pinton, Cocucci, Nannipieri, Trevisan (2016). Fondamenti di biochimica agraria. Patron editore Bologna.

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

Follow-up texts:

Violante (2002) Chimica del suolo e della nutrizione delle piante. Edagricole .

Nelson, Cox (2015) Introduzione alla biochimica di Lehninger, Zanichelli.

Fondamenti di chimica del suolo
Autore: Sequi, Ciavatta, Miano
Casa editrice: Pàtron editore Bologna
ISBN: 9788855533621
Url: http://www.patroneditore.com/volumi/1832/fondamenti_di_chimica_del_suolo.html

Fondamenti di biochimica agraria
Autore: Pinton, Cocucci, Nannipieri, Trevisan
Casa editrice: Patron editore Bologna
ISBN: 9788855533225
Url: http://www.patroneditore.com/?page=dettagli_volume&volume=1811

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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.

Registrazione
  • Aperta
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    Ultimo aggiornamento: 20/10/2020 14:19
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