粒度と空隙率

土粒子の粒度とそれらが形成する団粒構造は、水、空気、養分を輸送し保持する土の能力に影響を与えます。 粒径が0.002 mm未満の場合は粘土、0.002 mm以上0.05 mm未満の場合はシルト、0.05 mm以上2 mm未満の場合は砂として分類されます。 土質とは、化学組成や鉱物組成に関係なく、砂、シルト、粘土の粒径の相対的な比率のことである(図参照)。 砂質の土壌は粗いテクスチャーと呼ばれ、粘土質の土壌は細かいテクスチャーと呼ばれる。 60>

soil textures
soil textures

Soil texture as a function of the proportion of sand, silt, and clay particle sizes.ロームは約5分の1の粘土から構成される質感クラスで、残りは砂とシルトが等分に占めている。

Encyclopædia Britannica, Inc.

間隙半径(土壌粒子間の空間)は、砂粒子間のミリメートルスケールから粘土粒子間のマイクロメートルスケールまでとなることがあります。 この3つの主要なサイズに分類される土壌粒子は、様々な鉱物学的または化学的組成を有しているが、砂粒子は石英と長石からなることが多く、シルト粒子は微粒子であることが多く、粘土粒子は層状のアルミノケイ酸塩(いわゆる粘土鉱物)を含んでいることが多い。

Inceptisol
Inceptisol

Inceptisolの顕微鏡写真。炭酸塩鉱物の微結晶(中央の黒い空隙周辺)、石英砂粒(白)、酸化鉄と有機物(黒褐色)などが観察できる。

Hari Eswaran, USDA-NRCS

気孔率は土壌が空気と水を保持する能力を表し、透水性は液体とその溶解成分の輸送の容易さを表します。 土質が細かくなると空隙率が高くなるが、平均孔径が小さくなると透水性は低くなる。 小さな孔は物質の通過を制限するだけでなく、粒子表面の化学結合部位に接近して、物質の動きを遅くする。 粘土と腐植は、土壌粒子を凝集体に結合させ、水の移動を促進する大きな孔(マクロポア)のネットワークを形成することにより、土壌の空隙率と透水性の両方に影響を与える。 また、植物の根が土壌の団粒間に孔を開け、湿潤と乾燥のサイクルで水が通りやすい溝を作る。 (腐植、特に草木に由来する腐植を多く含むと、骨材の安定性が増す。 しかし、人間活動によって大きく撹乱されていない土壌では、土質よりも間隙とマクロポアの種類が空隙率の決定要因として重要である。 一般に、平均的な細孔径は、特定の農法やその他の人間による土壌利用によって減少する。