Objem pórů (půda)
Objem pórů je pojem Soil Science a vztahuje se na celý objem půdy vyplněný vzduchem nebo vodou .
Všeobecné
Půdu lze rozdělit na objem pevné půdní látky a objem pórů .
Objem pórů půdy se dělí na primární póry, které závisí na distribuci velikosti zrna minerální látky, jakož i na druhu a složení organických složek (humus), a sekundární póry, které závisí na struktuře půdy, a tedy na chemických vlastnostech minerálů, na vlivu Rostliny (kořeny tvoří kořenové trubice) a zvířata (tvoří pasáže, kopají, mísí, ...) závisí.
Pokud je půda zcela nasycena vodou (objem pórů = objem vody) a voda se z ní odebírá postupně se známými negativními tlaky ( napětí vody v půdě ), pak mohou být postupně (široko (rychle odtokající) a úzké (pomalu odtokující)) póry střední, póry střední a póry postupně vypustit. Kumulativní křivka velikostí pórů, vynesená jako funkce napětí vody v půdě, dává křivku napětí vody v půdě. Mimo jiné popisuje dostupnost půdní vody pro rostliny.
Primární póry a sekundární póry
Primární póry jsou póry související se zrny mezi jednotlivými zrny. Proto velikost převládajících jednotlivých zrn z hlediska množství také určuje určitá rozmezí velikostí pórů.
- V písčitých půdách jsou to hrubé póry.
- V sprašových půdách, kde dominuje hrubá bahno, jsou to centrální póry.
- V jílovitých půdách jsou to jemné póry a přechod do středních pórů.
Pravidlem je, že spojité kanálkovité póry odpovídají přibližně třetině dominantní velikosti zrna.
Vzhledem k tomu, že se malá zrna pohybují vůči sobě obtížněji než velká, zvyšuje se také celkový objem pórů, jak se zmenšuje velikost jednotlivých zrn; Malá jednotlivá zrna nejsou přirozeně tak pevně zabalena jako velká jednotlivá zrna.
Sekundární póry jsou strukturně ovlivněné hrubé póry (nazývané také makropóry) s ekvivalentními průměry přes 50 um mezi agregáty (tj. Ne mezi jednotlivými zrny) a biopory.
Vytváří se kamenivo ( struktura půdy ):
- čistě fyzicky opakovaným zvlhčováním a vysycháním, tj. změnou vlhkosti půdy , která je doprovázena výraznějším bobtnáním a smršťováním se zvyšujícím se obsahem jílu.
- chemicky prostřednictvím obalujících oxidů železa nebo cementujících uhličitanů
- biologicky prostřednictvím ulpívání slizu ze střev jedlíků, jako jsou žížaly, nebo prostřednictvím obstrukčního účinku (jemných) kořenů a houbových hyf
- stejně jako kořenový nebo žížalový tunel; v krajním případě také chodby myší a krtků apod.
Distribuce sekundárních pórů je často nerovnoměrná ( anizotropní ); jejich orientace převážně svislá. Systém sekundárních pórů je důležitým aspektem s ohledem na rovnováhu vzduchu a vody v obzvláště jemnozrnných půdách.
Klasifikace objemu pórů podle sacího napětí
Následující klasifikace objemu pórů ukazuje vztah mezi velikostí pórů a sacím napětím ( vodní napětí půdy ).
U půd, které nejsou ovlivněny podzemní vodou nebo podmáčením, lze k vzdušné kapacitě přidat také „úzké hrubé póry“, tj. Odečíst od (použitelné) kapacity pole.
| kategorie | Výrazy | |||
|---|---|---|---|---|
| Oblasti pórů | široké póry | úzké hrubé póry | Centrální póry | Jemné póry |
| Sací napětí v hPa | pod 60 let | 60 až 300 | 300 až 15 000 | přes 15000 |
| hodnota pF | pod 1,8 | 1,8 až 2,5 | 2,5 až 4,2 | nad 4,2 |
| Ekvivalentní průměr v µm | přes 50 | 50 až 10 | 10 až 0,2 | pod 0,2 |
| Funkce pórů | rychle se pohybující | pomalu se pohybující | rostlina- k dispozici |
není k dispozici pro rostliny |
| Průsaková voda | Lepicí voda | |||
| Charakteristické hodnoty Zkratky |
Vzduchová kapacita LK |
využitelná kapacita pole nFK |
Mrtvá voda DEAD |
|
| Kapacita pole FK |
||||
| Celkový objem pórů GPV |
||||
Poznámky: 1 hPa odpovídá 1 cm vodního sloupce.
Jedná se o výšku, do které voda stoupá v kapiláře příslušného ekvivalentního průměru a poté visí pod meniskem.
Hodnota pF = log10 (sací napětí v hPa)
Rozsahy velikosti pórů pro hlavní skupiny půdních typů
Pro rozmezí velikosti pórů jsou specifické parametry pro půdní fyzikální parametry vzduchu kapacity, využitelné kapacity pole , pole kapacity a mrtvé vody pro každý typ půdy v Pedologie mapování instrukce nebo v DIN 4220. Pokud je typ půdy, nebo alespoň hlavní skupinu půd je určen v poli s prstem testem, potom tabulka „Rozsah rozsahů velikostí pórů pro hlavní skupiny typů půd“ poskytuje první dojem o distribuci velikosti pórů na místě.
Sloupec vodivosti vody pro nasycené půdy ukazuje účinek různých distribucí velikosti pórů; pro vodivost vody jsou výkyvy pětina až třikrát normální!
| Hlavní skupiny typů půdy | velké póry v% | zúžené hrubé póry v% | Střední póry v% | Jemné póry v% | Vodivost vody v cm / d |
|---|---|---|---|---|---|
| Písčité půdy | 10 až 20 | 8 až 20 | 10 až 15 | 2 až 8 | 300 |
| Břidličné půdy | 0 až 10 | 5 až 15 | 10 až 20 | 10 až 20 | 30 |
| Hliněné půdy | 5 až 10 | 0 až 10 | 5 až 15 | 5 až 20 | 30 |
| Hliněné půdy | 0 až 5 | 0 až 5 | 10 až 15 | 25 až 40 | 3 |
| Rašelinové půdy | 7 až 30 | 0 až 10 | 30 až 55 | 15 až 25 | 200 |
Klíčové údaje o objemu pórů
Obvykle objem pórů Vp souvisí s celkovým objemem půdy Vges. Klíčovou postavou pak je:
- objem pórů PV = Vp / Vges × 100 (jak je uvedeno v tabulce výše) se specifikací jednotky jako%,% objemu nebo% (v / v)
- pórovitost ε = Vp / Vges s 1 ≥ epsilon ≥ 0 a specifikace jednotky měření jako „m? / m“ nebo „cm³ / cm“
Jednotka měření pro FV se často uvádí také jako „mm / dm“. Toto snížení z procenta objemu na procenta délky je zřejmé, pokud je na základě specifikace „dm³ / dm³“ rozložena kostka 1 dm³ na plochu 1 m²: získáte tělo vysoké 1 mm. Podle toho je v půdě tolik pórů na dm hloubky, že - v kostce - tvoří 1 mm „výšky“. Pokud se budete držet referenční plochy 1 m² a vezmete v úvahu, že 1 dm³ = 1 litr, pak lze informace o objemu pórů udělat nejen jako mm (podíl pórů) na hloubku dm (v půdě), ale také pro danou hloubku jako mm / m² nebo jako litry / m².
Objem pórů Vp může také souviset s objemem pevného Vf. Klíčovou postavou pak je:
- počet pórů e = Vp / Vf s e i> 1
Počet pórů umožňuje vzájemné srovnání změn objemu pórů, i když dochází k významným změnám v celkovém objemu půdy (například v případě zhutnění), protože zde na rozdíl od klíčového objemu pórů nebo pórovitosti zůstává referenční hodnota stejná.
Pórovitost a počet pórů lze převést na sebe:
- ε = e / (e + 1)
- e = ε / (1 - ε)
Viz také
literatura
- Ad hoc pracovní skupina Půda: Pokyny pro mapování půdy a vědy. Vydal Federální institut pro geovědy a suroviny ve spolupráci se Státními geologickými službami. 5. vylepšené a rozšířené vydání. Schweizerbart, Stuttgart 2005, ISBN 3-510-95920-5 .
- DIN 4220: 2008-11 - Hodnocení polohy vědy o půdě - Značení, klasifikace a odvození parametrů půdy (normativní a nominální škálování).
- Winfried Blum : Stručně o půdní vědě. 6. zcela přepracované vydání. Borntraeger, Berlin a. A. 2007, ISBN 978-3-443-03117-6 ( Hirtovy rejstříky ).
- Fritz Scheffer , Paul Schachtschabel: Učebnice vědy o půdě. 15. vydání, dotisk. Spectrum Akademischer Verlag, Heidelberg 2008, ISBN 978-3-8274-1324-6 ( učebnice spektra ).