Fizikai indikátorok és a vertisolizáció mechanizmusa: a cisz-kaukázusi vertikális csernozjom esettanulmánya

Absztrakt

BEVEZETÉS

TÁRGYAK ÉS MÓDSZEREK

A vertikális agyagos Cis-Kaukázusi csernozjom (Luvic Chernozem (Epiloamic, Katoclayic, Aric, Novic, Bathyvertic)) mintáit tanulmányozták a belorechenski erdészet talajgödréből (Belorechensk város közelében, Krasznodar, Oroszország). Ezt a gödröt az 1990-es évekre visszanyúló dióültetvény alatt, egy földmunkán átívelő sík telken. A talajprofil a következő horizontokból állt: Aearthwork (0–35 cm)-A1 (35–58 cm)-AB (58–90 cm)-B1 (90–123 cm)-B2 (123–193 cm)-Kr. E. (193–230 cm)-C (> 230 cm). A vertigenesis diagnosztikai jellemzői - nagy sűrűség, repedések, durva prizmatikus szerkezet, slickensidek és a gyökér behatolásának hiánya - egyértelműen megfogalmazódtak az AB közbenső horizonttól kezdve, a B1f` horizontban maximálisan és lejjebb megnyilvánulva. A talaj nehéz szerkezetű volt: iszapos agyagos a diszperzivitás Aearthwork és az A1 horizontoktól az agyagosig az alatta lévő horizontokban. Ennek a talajtípusnak a részletes leírását Eliseeva [7] adta.

Az összegyűjtött mintákat az 1. laboratóriumi lábjegyzetben vizsgáltuk részecskeméret-eloszlásukra pirofoszfát módszerrel [15]; szilárd fázis sűrűsége (ρs) piknometriával [4]; a vízgőz deszorpciójának izotermája higroszkópos módszerrel [15], automatikus levegő hőmérséklet- és nedvességszabályozással, DS1923 logger alkalmazásával [14]; az ásványi rész ömlesztett összetétele hidrogén-fluorid-fúzióval; humusz (Tyurin szerint); és a karbonát-CO2 (acidimetriásan) a klasszikus kézikönyv szerint [1]. A tényleges fajlagos felület kiszámításához a vízgőz deszorpció izotermáit használtuk (SBET) a BET modell szerint [15] és az erősen kötött víz mennyiségével (Wa) az izoterm inflexiós pontja szerint [31].

A különbség (mült- m0) megadja a toluol tömegét, amely kitöltötte az aggregátum teljes pórustérét. A toluoltömeg sűrűségének megosztásával a nempoláris folyadék térfogata megegyezik az aggregátum pórusainak térfogatával. A szükséges jellemző-a talaj szilárd fázisának tömegével normalizált fajlagos térfogat-úgy kapjuk, hogy a térfogatot elosztjuk az aránygal m0/(1 + Wh) (a talaj tömege 105 ° C-on szárított). A higroszkópos vízzel töltött pórusok fajlagos térfogata (Wh/ ρl, ahol ρl a víz sűrűsége) a mért térfogathoz adjuk.

Mivel az aggregátumok porozitása a duzzanat (zsugorodás) során változik, az ismert levegőszáraz tömegű adalékok (m0) forró vízgőzzel nedvesítették meg, hogy a víztartalmat a szükséges szintre állítsák be, amikor a porozitás talaj víztartalomtól való függését vizsgálják. Véleményünk szerint a liofil aggregátumok folyékony vízzel (poláris folyadék) való kapilláris telítettsége, amelyet az eredeti protokoll [5] használ, nem zárja ki a levegő csapdázását és a térfogat lehetséges változását, amelyet a belső pneumatikus nyomás okozhat az aggregátumok repedéséig, mivel a túltelített (forró) gőz fokozatos kondenzálása lehetővé teszi e káros hatások elkerülését. Technikailag ez a telítettség meglehetősen egyszerűen és gyorsan valósul meg, ellentétben a kerámia lapok etetésével. Ebből a célból az adalékanyagokat csak egy bizonyos időre gőzfúvókába helyezik, attól függően, hogy lehetséges-e különböző fokú nedvesítés. Közvetlenül a nedvesítési manipuláció után az aggregátumokat darabonként megmérjük torziós mérleggel (mw) és az állványos üregekbe tesszük a toluollal való telítéshez (mtol) és a vízzel nem töltött pórustér értékelése a fent leírtak szerint.

Az aggregátum fajlagos nedvességtartalmának (talaj víztartalma) kiszámításához (W), el kell osztani a benne lévő víz mennyiségét a 105 ° C-on szárított talaj tömegével (m0/(1 + Wh)) és a víz sűrűsége (ρl). A vízmennyiség azonban a nedves adalékanyag tömege és a 105 ° C-on szárított talaj közötti különbség. Ennek megfelelően az egyenlet a következő formát ölti:

Egyenérték csökkentése (2) kisebb algebrai transzformációkkal megkapjuk a végső egyenletet: