体积密度

土壤容重(p6毫克m3)的比例是干燥的固体质量的总体积的土壤(布莱克和崔西。哈吉,1986)。它的决心是至关重要的计算土壤有机碳的质量(SOCm, Mg C m3)从SOC浓度(C Mg-1 SOCc、镁):

SOCm = SOCc x p6 (19.1)

尽管p6是一个相对简单的测量,它的评价可以接受错误。布莱克和崔西。哈吉(1993)(1986)和Culley提供出色的描述的各种方法,可以用来确定p6。萃取方法,土壤样本的已知(核心方法)或未知的体积(土块和开挖方法)提取,干燥,称重(布莱克和崔西。哈吉,1986)。体积密度也可以确定原位使用伽马辐射方法(布莱克和崔西。哈吉,1986)。仪器成本和辐射危害可能会限制利用伽马辐射碳封存项目的方法。

p6在不同深度的确定,将碳封存项目的情况下,布莱克和崔西。哈吉(1986)建议使用液压驱动探针安装在卡车,拖拉机、或其他车辆,但当然,手摇取样器是合适的。明显的目标与任何抽样法确定pb是避免压缩土壤取样器的密闭空间。遇到的挑战是当试图确定铅在土壤含有粗碎片,土壤胀缩能力大,或高有机质含量(Lal金布尔,2001)。这些挑战必须回答与特定的解决方案。拉尔和金布尔(2001)简要回顾这些和其他情况下推荐的解决方案。例如,开挖方法可能适合确定铅在土壤中含有大量的粗碎片或土壤有机质含量高。土块的方法可能是最好的方法开发大型裂缝在干燥的土壤。

pb可以估计以外的原位测量γ辐射探测器?时域反射计(TDR)技术在同轴传输线最初设计用于检测失败,第一次被应用于土壤科学测量土壤含水量(Topp et al ., 1980)。理论和应用TDR技术之后迅速扩张来测量土壤的质量和能量(Topp雷诺兹,1998)。任正非et al。(2003)使用一种thermo-TDR探测器同步字段决定的土壤含水量、温度、导电性、导热性,热扩散率,体积热容。知识的体积热容(pc)和土壤含水量(n)进一步允许他们计算其它土壤物理参数如铅、充气孔隙度和饱和度。他们计算pb,如奥克斯纳et al . (2001):

cs是具体在哪里热容的土壤固体(kJ公斤k - 1)、pw是水的密度(公斤m3)和连续波是水的比热(kJ公斤k - 1)。他们测试过程在实验室里有六个column-packed土壤质地从砂和粉砂质粘壤土pb从0.85到1.52不等

毫克m3。的p6预测thermo-TDR能够解释略超过一半的测量p6的变化,这表明一个方法,当改进,可以实现快速测量p6的领域。

土壤容重是一个动态的财产;其值的变化响应应用压力、土壤含水量和SOM的内容。在p6可能发生20%的变化与土壤水势的变化从0.03到1.5 MPa (Lal金布尔,2001)。报告p6在标准化建议土壤含水量为0.03 MPa。SOM对p6内容有很强的影响。亚当斯(1973)开发了一个方程来估计p6:

% OM SOM百分比,下午是矿物体积密度(Mg m3)和值0.244是有机物的体积密度(Mg m3)。有机物是相当恒定的体积密度。然而,这个公式很难应用因为点通常不认识。曼(1986)重新排列亚当斯的方程来计算点对121对SOM和p6土壤样品与已知值。

亚当斯方程直接很难解决,因为它有两个未知数(p6、点)。原则上,p6可以从知识估计土壤质地、土壤粒子密度(ps)和矿物粒子的包装安排。在这里,一个简单的方法提出了估计p6基于土壤质地,ps,包装安排信息。土壤颗粒密度通常假定为2.65毫克m3,但有细微变化取决于结构组成。尽管沙分数2.65毫克m3的ps,粘土和淤泥分数ps约2.78毫克m3。

如果砂(sandf)的分数值,淤泥(siltf)和粘土(clayf)是已知的,然后ps可以计算为:

ps = psa sandf + psc x (siltf + clayf) (19.4)

psa是沙的土壤粒子密度,虽然psc是淤泥和粘土的土壤颗粒密度。接下来的问题是估计可能安排这些粒子在土壤基质。

假设土壤颗粒的球形,有各种各样的几何安排包装时,这些粒子可以容纳。球包装可以通过二维和三维,但只有三维包装适用于土壤。最密集的包装是由立方密切,六角密几何图形(http://mathworld.wol-fram.com/SpherePacking.html)。这些和其他类型的包装是由包装密度(n),这是一个卷的分数由给定的固体的集合。包装密度分析可以解决某些类型的安排;对其他人来说,它不能。例如,n为立方晶格的安排是0.524;0.64是一个随机的安排,和0.74的六角密包装安排。(见http://mathworld.wolfram.com/SpherePacking.html关于这个主题的更多信息。)

后选择一个值n,矿物体积密度可以估计为:

19.1修改方程被用来计算在给定的SOC p6浓度:

0 < SOC < 58公斤(g C x - 1)

1.724在哪里转换因子通常用于SOC转化为耶鲁大学管理学院。一个理论的例子是三个如图19.1所示类型的球包装(立方晶格、随机和六角)。一个测试的模型如图19.2对土壤分类数据(美国农业部,1999)。古普塔和拉森(1979)描述了一种模型,使用相同的球体包装这里描述的原则。该模型在理论上是非常好的,因为它占各种粒子大小,但它需要完整的信息对土壤分数(非常粗砂、粗砂、中砂、细砂、极细砂、粗粉砂,细粉砂、粘土)。

	2.0
	1.8
	1.6
9
E	1.4
在
E
	1.2
£
(一个C	1.0
<你
■一个
害怕我	0.
3
q
	0. e
O
tn
	0.4
	0.2
	0.0

o

•	O
	•	o
O		•	o
	O		•
		o
			o

o o o立方o六角•随机的

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 SOC (g公斤x - 1)

图19.1土壤容重估计有三个包装密度模型在不同土壤有机碳浓度和常数纹理(0.34 0.33 0.33粘土,淤泥和沙子)。

继续阅读:在旱地农业系统的主要特征

这篇文章有用吗?

0 0