Fjölrit RALA - 15.06.2004, Síða 69

Fjölrit RALA - 15.06.2004, Síða 69
Physical and chemical study on irreversible changes of water retention properties in an Azores Andisol. C. Fernandez, F. van Oort and I. Lamy INRA, Unité de Science du Sol, RD-10, 78026 Versailles, France Introduction Andisols are widely used for agronomic land-use in many parts of the world. However, they are highly responsive to farming practices that do not sufficiently take into account their specific physical and physico-chemical properties, in particular irreversible drying effects. These effects have been for a long time attributed to a rearrangement of pore space (Maeda & Warkentin, 1975) due to a micro-aggregation of elementary allophane particles (Kubota, 1972). On the other hand, Wada (1989) mentioned that negative charges could develop during desiccation related to changes in coordination of some surface A1 atoms. In order to identify mechanisms goveming irreversible drying effects of allophanic material, we studied both soil water retention and surface charge characteristics on samples of an andisol with exceptional model physical properties. Material & Methods Samples of a deep, 7-Snd horizon in an andisol located at the Azores Islands (Lagoa do Caiado, Pico Island) were selected during the 2001 Cost 622 meeting. The soil was slightly acid (pHwater 6.2), highly weathered, containing 24% allophane. It displayed a complete isotropic character under optical polarising light. Physical study showed an extreme low bulk density (0.18 Mg/m3) and a high water content (> 450%). Soil water retention was measured during desiccation and rehydratation of centimetre-sized samples, initially equilibrated at various water potentials. On the same samples, we determined the Zero Point of Charge (ZPC) and total variable charges by NaOH - HCIO4 titration, with different ionic strenght. Results & Discussion During desiccation, the total water content decreased from 450 to 20% (air-dried), and normal shrinkage was observed (Fig. 1) until drying to < 32.5 h.r. (< -150 Mpa). These results indicated an absence of soil structure at a mm and pm scale in the studied soil material. Rewetting experiments showed that notable loss of hydration capacity occurred for water potentials > -320 kPa and < -33 MPa. For lower water potentials (-33 to - 234 MPa) only 7% of the initial water content was reached (30g/100g soil). ZPC values strongly varied with the state of drying of the samples. Calculated surface charges at different water potentials revealed two distinct domains: > - 320 kPa and < - lMpa. The soil's rehydration capacity after drying and the amounts of total negative surface charges were strongly correlated (Fig. 2). Conclusions This combined physical and chemical study suggested a two-step mechanism for irreversible changes of water retention properties in andisols. On drying of a field moist sample, the first step was mainly chemical and corresponded to coalescence of elementary allophane particles resulting from water extraction with reduction of surface charges together with a slight increase of bulk density. At higher water potentials, a second step was a mainly physical: consolidation of the material with a strong increasing bulk density. Only minor losses of surface charges were observed due to some interaction of chains of allophane particles. For the studied model material, our findings highlighted a distinct threshold of irreversibility of physico-chemical properties for water potential of approximately -500 kPa. 51
Síða 1
Síða 2
Síða 3
Síða 4
Síða 5
Síða 6
Síða 7
Síða 8
Síða 9
Síða 10
Síða 11
Síða 12
Síða 13
Síða 14
Síða 15
Síða 16
Síða 17
Síða 18
Síða 19
Síða 20
Síða 21
Síða 22
Síða 23
Síða 24
Síða 25
Síða 26
Síða 27
Síða 28
Síða 29
Síða 30
Síða 31
Síða 32
Síða 33
Síða 34
Síða 35
Síða 36
Síða 37
Síða 38
Síða 39
Síða 40
Síða 41
Síða 42
Síða 43
Síða 44
Síða 45
Síða 46
Síða 47
Síða 48
Síða 49
Síða 50
Síða 51
Síða 52
Síða 53
Síða 54
Síða 55
Síða 56
Síða 57
Síða 58
Síða 59
Síða 60
Síða 61
Síða 62
Síða 63
Síða 64
Síða 65
Síða 66
Síða 67
Síða 68
Síða 69
Síða 70
Síða 71
Síða 72
Síða 73
Síða 74
Síða 75
Síða 76
Síða 77
Síða 78
Síða 79
Síða 80
Síða 81
Síða 82
Síða 83
Síða 84
Síða 85
Síða 86
Síða 87
Síða 88
Síða 89
Síða 90
Síða 91
Síða 92
Síða 93
Síða 94
Síða 95
Síða 96
Síða 97
Síða 98
Síða 99
Síða 100
Síða 101
Síða 102
Síða 103
Síða 104
Síða 105
Síða 106
Síða 107
Síða 108
Síða 109
Síða 110
Síða 111
Síða 112
Síða 113
Síða 114
Síða 115
Síða 116
Síða 117
Síða 118
Síða 119
Síða 120
Síða 121
Síða 122
Síða 123
Síða 124
Síða 125
Síða 126
Síða 127
Síða 128
Síða 129
Síða 130
Síða 131
Síða 132
Síða 133
Síða 134
Síða 135
Síða 136
Síða 137
Síða 138
Síða 139
Síða 140
Síða 141
Síða 142
Síða 143
Síða 144
Síða 145
Síða 146
Síða 147
Síða 148
Síða 149
Síða 150
Síða 151
Síða 152
Síða 153
Síða 154
Síða 155
Síða 156
Síða 157
Síða 158
Síða 159
Síða 160

x

Fjölrit RALA

Beinleiðis leinki

Hvis du vil linke til denne avis/magasin, skal du bruge disse links:

Link til denne avis/magasin: Fjölrit RALA
https://timarit.is/publication/1497

Link til dette eksemplar:

Link til denne side:

Link til denne artikel:

Venligst ikke link direkte til billeder eller PDfs på Timarit.is, da sådanne webadresser kan ændres uden advarsel. Brug venligst de angivne webadresser for at linke til sitet.