Uso della tomografia geoelettrica per lo studio della variabilità spaziale

Worldwide interest in reducing greenhouse gases has led to apply the more accurate, less invasive imaging methods of geophysics for quantifying the root biomass and evaluating their critical role in space and time. The general aim of this work is to apply the combined application of geoelectrical imaging techniques (non-destructive) and conventional soil methods (destructive) on representative soil samples to study the spatial distribution of orchard tree roots and their relation to physical soil properties in tilled soil. This combined application aims at investigating roots, characterising them from other subsurface heterogeneities and studying (empirical) relationships between electrical resistivity, pedo-hydrological properties (e.g., texture, stone content, water content and quality) and root parameters (e.g., woody and fine root length, root density). This serve identify all sources of variability encountered in the experiment in an effort to improve the applicability of electrical resistivity techniques in this field. Using 2-D electrical tomography a set of field geoelectrical measurements were carried out at the study site for studying the spatial variability of soil root zone under varying conditions of soil management, stone content, clay content and moisture content. Resulting 2D and 3D resistivity Ú models can image root zones and hydro pedological horizons and heterogeneities. The Ú models are correlated with soil and root multiparameters measured directly on a sequence of core samples collected from trenches excavated below electrical profiles post to the survey. Results reflect a complex spatial variability of these parameters. The effects on the resistivity of the measured soil system parameters were investigated through multiregressive statistical analysis using backward method with confidence intervals of 95%. Resistivity shows significant relationships with stone content, woody root length and total root biomass density, soil salinity (measured by electrical conductivity) and particularly water content ?.

La conoscenza della distribuzione spaziale delle proprietà fisiche del suolo e degli apparati radicali è di primaria importanza per la gestione delle colture con tecniche volte all'ottenimento di prodotti di qualità e conservative delle risorse naturali. La determinazione di tali proprietà però è spesso onerosa e distruttiva e la definizione della loro variabilità spaziale e temporale richiede schemi di campionamento di difficile applicazione Lo scopo generale di questo lavoro è l'applicazione combinata della tecnica geofisica Tomografia Geoelettrica (ERI) e dei più convenzionali metodi distruttivi d'analisi delle proprietà del suolo al fine di studiare la variabilità spaziale della distribuzione radicale e le relazioni con le proprietà fisiche del suolo in un sistema pescheto. Questa combinazione di metodi mira allo studio delle radici ed alla caratterizzazione di relazioni (empiriche) esistenti tra resistività, proprietà pedo-idrologiche del suolo (p.e. tessitura, percentuale di scheletro, contenuto idrico) e parametri radicali (p.e. densità radicale, lunghezza radici legnose e fini). La sperimentazione si è articolata in clima semi-arido mediterraneo, in due pescheti sperimentali gestiti, rispettivamente, con tecniche tradizionali e conservative della risorsa suolo. Nei due sistemi misure della distribuzione spaziale della resistività del suolo utilizzando la tecnica geoelettrica 2D sono state abbinate a misure distruttive della percentuale di scheletro, del contenuto in argilla, dell'umidità del suolo e della densità radicale. I dati di resistività derivanti dai modelli resistivi sono stati correlati con i parametri del suolo e delle radici, misurati direttamente su campioni di suolo prelevati da trincee scavate in corrispondenza dei profili geoelettrici. I risultati indicano una complessa variabilità delle caratteristiche del suolo misurate. Gli effetti sulla resistività dei parametri del suolo misurati sono stati esaminati attraverso un'analisi statistica multiregressiva con intervallo di confidenza del 95%. L'analisi evidenzia che una buona quota della variabilità dei valori di resistività del suolo è stimabile utilizzando quali regressori il contenuto idrico, contenuto in pietre, la lunghezza delle radici legnose, la densità radicale e la conducibilità elettrica della soluzione circolante del suolo (EC1:1). Inoltre, utilizzando un approccio univariato, è stata evidenziata la relazio