Ugrás a tartalomhoz

Talajtan

Stefanovits Pál, Filep György, Füleky György

Mezőgazda Kiadó

8. fejezet - A talaj fizikai tulajdonságai

8. fejezet - A talaj fizikai tulajdonságai

A fizikai tulajdonságok nagymértékben befolyásolják a talajban lejátszódó kémiai és biológiai folyamatokat (az adszorpciós jelenségeket, az oxidáció–redukció feltételeit, az anyagtranszport lehetőségeit, a biológiai aktivitást, a tápanyagforgalmat) s ezeken keresztül a talaj termékenységét. A legfontosabb talajfizikai jellemzők:

  • a szemcseösszetétel (textúra),

  • a talaj szerkezete (a szerkezeti formák, a szerkezet minősége),

  • a talaj térfogattömege és tömörsége s (a fentiekkel összefüggően),

  • a pórustér nagysága, a pórusok méret szerinti eloszlása,

  • a vízgazdálkodási jellemzők (a vízáteresztő képesség, a vízkapacitás, a holtvíz és a hasznosítható víz mennyisége),

  • a levegőzöttség és a hőgazdálkodás.

A talaj szemcseösszetétele

A talajok szilárd fázisában – a kolloiddiszperz részecskéktől a durva homokig, esetenként pedig a néhány cm átmérőjű kőzettörmelékig – igen sokféle méretű komponens található. A különböző nagyságú ásványi szemcsék mennyisége, illetve részaránya döntően befolyásolja a talaj fizikai és fizikai-kémiai sajátságait. Alapvetően más feltételek alakulnak ki a talajban akkor, ha pl. a durva homokszemcsék, vagy ha az igen kis méretű kolloidrészecskék dominálnak.

A talajszemcsék mérete között fokozatos és folyamatos az átmenet, a fizikai sajátságok viszont bizonyos mérethatárok fölött, illetve alatt ugrásszerűen változnak. Ezért a szemcseösszetétel értékeléséhez nem szükséges, hogy valamennyi szemcse egyedi méretét ismerjük, hanem csak a jellemző mérettartományokba eső szemcsecsoportokat (frakciókat) kell figyelembe vennünk.

A szemcsék méret szerinti csoportosítására több (egymáshoz kisebb-nagyobb mértékben hasonló) javaslat született. Ezek közül elsősorban a Nemzetközi Talajtani Társaság által is elfogadott – és nálunk is régóta használt – Atterberg-féle, valamint az USA Talajtani Szolgálatánál alkalmazott osztályozás terjedt el (8.1. ábra). Az ábrából is látható, hogy a 2 mm-nél kisebb szemcséket három főfrakcióba: a homok-, az iszap- (por-, kőzetliszt-) és az agyagfrakcióba lehet besorolni, s ezeket egyes rendszerekben további alcsoportokra osztják.

8.1. ábra - A szemcsefrakciók mérethatárai az Atterberg és az USDA osztályozás szerint

kepek/8-1-abra.png


A legnagyobb méretű frakciók (a kőtörmelék és a kavics) csak egyes talajokban fordulnak elő.

A szemcsefrakciók jellemzői és a szemcseösszetétel meghatározása

A szemcsecsoportok tulajdonságai

Az egyes szemcsefrakciók talajban betöltött szerepe különböző, s szorosan összefügg a részecskék ásványi összetételével, valamint a méretük és alakjuk által determinált fajlagos felülettel.

a)A homok-, iszap- és agyagfrakcióban találhatófontosabb ásványokról az 8.2. ábra ad áttekintést. A homokfrakcióban a kvarc és a primer szilikátok vannak túlsúlyban, a vas- és alumínium-oxidok, -oxidhidroxidok pedig főként a szemcsék bevonataként vannak jelen. Az iszapban a szemcseméret csökkenésével a kvarc és a primer szilikátok mennyisége is csökken, s megnő a mállástermékek (főként az oxidok és oxidhidroxidok, valamint a nagyobb szemcséjű agyagásványok) részaránya. Az agyagfrakció legfontosabb alkotórészei az agyagásványok, de figyelemre méltó a vas- és alumínium-oxidok, valamint a kolloidméretű kvarc-, földpát- és csillámpor kisebb-nagyobb arányú jelenléte is.

8.2. ábra - A homok-, az iszap- és az agyagfrakció uralkodó ásványai

kepek/8-2-abra.png


b) A szemcsefrakciók fajlagos (specifikus) felületemegszabja a vízmegkötő képességet és általában az adszorpciós sajátságokat. Értéke meghatározható közvetlen mérésekkel vagy becsülhető számítással, s kifejezhető tömegegységre vagy térfogategységre vonatkoztatva.

A számításoknál az agyagrészecskéket vékony lapokból állónak, a többi szemcsét pedig gömb és kocka formájúnak tételezzük fel.

A gömb alakú szemcsékből álló rendszer egységnyi tömegére számított fajlagos felület (Ff) az f felület és az m tömeg hányadosa. A gömb felülete f = 4 πr2, tömege pedig m = ρV = [(4πr3)/3] ∙ ρ.

A fajlagos felület tehát

F f ( cm 2 / g ) = f m = 4 π r 2 [ (4 π r 3 ) / 3 ] ρ = 3 / ρ r , MathType@MTEF@5@5@+= feaagKart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaebbnrfifHhDYfgasaacH8rrps0l bbf9q8WrFfeuY=Hhcba9v8qqaqFr0xc9pk0xbba9q8WqFfeaY=biLk VcLq=JHqpepeea0=as0Fb9pgeaYRXxe9vr0=vr0=vqpWqaaeaabiqa ceaacaqabeaabaqaamaaaOqaaiaabAeadGaPaUbaaSqaiqkGcGaPag OzaaqajqkGaOGaiqkGcIcacGaPag4yaiacKcyGTbWaiqkGCaaaleqc KcyaiqkGcGaPagOmaaaajugWbiacKcyGVaGccGaPao4zaiacKcOGPa GamqkGg2da9macKc4caaqaiqkGcGaPagOzaaqaiqkGcGaPagyBaaaa cWaPaAypa0ZaiqkGlaaabGaPakacKciI0aGaiqkGec8acGaPagOCam acKcihaaWcbKaPagacKcOaiqkGbkdaaaaakeacKc4aiqkGdmaabGaP akacKcyGOaGaiqkGbsdacGaPasiWdiacKcyGYbWaiqkGCaaaleqcKc yaiqkGcGaPag4maaaakiacKcOGPaqcLbCacGaVag4laOGaiWlGioda aiacKcOLBbGaiqkGw2faaiacKciHbpaaaiadKcOH9aqpcGaPaI4maK qzahGaiqkGb+cakiacKciHbpGaiqkGbkhacGaPagilaaaa@9284@ (8.1. egyenlet)

ahol: r = a részecske sugara, cm; ρ = a részecske sűrűsége (fajlagos tömege), g/cm3.

A kocka fajlagos felülete is hasonlóképpen számítható, azaz

Ff (cm2/g) = 3/ρL,

melynél: L = az élhosszúság, cm.

Egy d vastagságú, r sugarú lapos korong felületét – ha az r >> d – a felső és alsó lap, valamint az d vastagságú szegély (perem) felületének összege adja, tömege pedig dπr2 ρ. Így

F f ( cm 2 /g) = 2 ( π r 2 + π rd) π r 2 ρ d = 2 / ρ d MathType@MTEF@5@5@+= feaagKart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaebbnrfifHhDYfgasaacH8rrps0l bbf9q8WrFfeuY=Hhcba9v8qqaqFr0xc9pk0xbba9q8WqFfeaY=biLk VcLq=JHqpepeea0=as0Fb9pgeaYRXxe9vr0=vr0=vqpWqaaeaabiqa ceaacaqabeaabaqaamaaaOqaaiaabAeadGaSaUbaaSqaialGcGaSag OzaaqajalGaOGaialGcIcacGaSag4yaiacWcyGTbWaialGCaaaleqc WcyaialGcGaSagOmaaaajugWbiacWcyGVaGccGaSag4zaiacWcyGPa GamalGg2da9macWc4caaqaialGcGaSaIOmaiacWcOGOaGaialGec8a cGaSagOCamacWcihaaWcbKaSagacWcOaialGbkdaaaGccWaSaA4kaS IaialGec8acGaSagOCaiacWcyGKbGaialGbMcaaeacWcOaialGec8a cGaSagOCamacWcihaaWcbKaSagacWcOaialGbkdaaaGccGaSasyWdi acWcyGKbaaaiadWcOH9aqpcaaIYaGaai4laiaaeg8acaqGKbaaaa@7FAA@ (8.2. egyenlet)

A fentiek szerint a fajlagos felület fordítva arányos a szemcsék méretével, s függ a részecskék alakjától is.

A különböző méretű, ρ = 2,65 sűrűségű, gömb és/vagy kocka alakú szemcsékre számított jellemzőket az 8.1. táblázatban foglaltuk össze. Az adatok azt mutatják, hogy a durvahomokfrakció fajlagos felülete mindössze 10–3–10–2 m2/g (10–100 cm2/g), az 1 grammra jutó részecskeszám pedig, a mérettől függően, 100 és 90 000 db között van. A 0,02–0,2 mm átmérőjű szemcsékből álló finom homokban már nagyságrendekkel több részecske található, mint a durva homokban, s a fajlagos felület 0,02–0,1 m2/g-ra tehető. Az iszapfrakcióban százmilliós vagy milliárdos nagyságrendű a fajlagos részecskeszám, a specifikus felület pedig, ha az átlagos átmérő 0,002 mm, az 1 m2/g-ot is eléri.

Az agyagfrakció fajlagos felülete – mint ismeretes – sokszorosan meghaladja a többi szemcsecsoportét, tényleges értéke azonban nagymértékben függ a komponens-ásványok minőségétől. Ha a montmorillonitnál 1 ∙ 10–7 cm (= 1 nm = 10 Å), a kaolinitnél pedig 4 ∙ 10–6 cm (400 Å) átlagos lapvastagsággal számolunk, a (8.2) egyenlettel kapott specifikus felület, a fenti sorrendben: 754,7; 150,9 és 18,8 m2/g-nak adódik, ami közel áll a kísérletileg mért értékekhez. A 0,0001 mm átmérőjű (0,00005 cm sugarú) gömbszerű szemcsék fajlagos felülete viszont csak 2,21 m2/g. Ezek alapján, ha egy agyagfrakció 35 tömeg%-ban montmorillonitot, 50% illitet, 5% kaolinitot és 10%-nyi 0,0001 mm átmérőjű kvarc- és/vagy földpátszemcsét tartalmaz, a becsült fajlagos felülete:

Ff = 0,35(754,7) + 0,5(150,9) + 0,05(18,8) + 0,1(2,2) = 340,75 m2/g.

8.1. táblázat - A szemcsefrakciók néhány fizikai jellemzője

A részecskék

Fajlagos felület

átmérője

(mm)

sugara

(cm)

tömege

(g)

száma

1 g-ban

cm2/g

m2/g

2

0,1

1,11 10–2

9,0 101 (= 90)

11,3

1,13 10–3

1

0,05

1,38 10–3

7,2 102

22,6

2,26 10–3

0,2

0,01

1,11 10–5

9,0 104

113,2

1,13 10–2

0,05

0,0025

1,73 10–7

5,7 106

452,0

4,52 10–2

0,02

0,001

1,11 10–8

9,0 107

1132,0

1,13 10–1

0,002

0,0001

1,11 10–11

9,0 1010

11320,0

1,13


c) A szemcsecsoportok fontosabb fizikai tulajdonságai. Az előzőekből következik, hogy a kis fajlagos felületű homokszemcsék között csak jelentéktelen tapadóerő lép fel, ezért nem képeznek aggregátumokat. A részecskék közötti tág hézagok miatt, a homok a vizet jól vezeti, de abból csak keveset tud visszatartani. A pórusok zömét, átnedvesedés után is, főként levegő tölti ki. Az iszapfrakcióban a szemcsék sokkal erősebben tapadnak egymáshoz, mint a homokban, a létrejött aggregátumok azonban könnyen szétesnek. A részecskék méretéből adódóan, a pórustér viszonylag szűk pórusokból áll, emiatt az iszap vízáteresztő képessége gyenge, vízvisszatartó képessége viszont jelentős. Az agyagfrakciónak nemcsak a fajlagos felülete nagy, hanem számottevő elektromos töltése is van. Az agyagszemcsék közötti tapadóerő rendkívül nagy, s a részecskék felületén is sok víz tud megkötődni. Ezért az agyagok nedvesen duzzadnak, száradva zsugorodnak és igen keménnyé válnak. Mivel a pórusok többsége nagyon kis méretű, az agyag a vizet rosszul vagy egyáltalán nem vezeti, víztartó képessége azonban kiemelkedően nagy. (Az említett hatások erőssége nagymértékben függ az agyagásványok minőségétől és a frakció ásványi összetételétől).

Nyilvánvaló tehát, hogy a kedvező talajtulajdonságok kialakulásának feltételeit önmagában egyik szemcsefrakció sem tudja biztosítani, ahhoz a homok-, iszap- és agyagrészecskék megfelelő arányú jelenléte (valamint megfelelő minőségű szerves anyag) szükséges.

A szemcseösszetétel meghatározásának elve

A talajok szemcseösszetételét (textúráját = mechanikai összetételét) a mértékadó szemcsefrakciók tömeg%-ban kifejezett mennyisége jellemzi. A durva szemcsék elválasztása szitálással, a finomabb frakciók meghatározása pedig általában ülepítéssel történik.

A kavicsot és a kőtörmeléket a légszáraz talajból szitálással (száraz szitálás), a durva homokot pedig a talaj vizes szuszpenziójának átszitálásával (nedves szitálás) lehet eltávolítani. A kisebb méretű frakciók (finom homok, iszap, agyag) mennyiségének meghatározása pedig ülepítéses módszerekkel végezhető. Az ülepítéses vizsgálatok alapja az, hogy nyugvó folyadékban a különböző méretű és sűrűségű szilárd részecskéknek az ülepedési sebessége is különböző. Ezt az összefüggést a Stokes-törvény fejezi ki:

v ( cm/sec ) = 2 g [ ρ 1 ρ 2 ] r 2 9 n = k r 2 MathType@MTEF@5@5@+= feaagKart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaebbnrfifHhDYfgasaacH8rrps0l bbf9q8WrFfeuY=Hhbbf9v8qqaqFr0xc9pk0xbba9q8WqFfea0=yr0R Yxir=Jbba9q8aq0=yq=He9q8qqQ8frFve9Fve9Ff0dmeaabaqaceGa baGaaeqabaqaaeaadaaakeaacaqG2bWaaeWaaeaacaqGJbGaaeyBai aab+cacaqGZbGaaeyzaiaabogaaiaawIcacaGLPaaacqGH9aqpdaWc aaqaaiaaikdacaqGNbWaamWaaeaacaqGbpWaaSbaaSqaaiaaigdaae qaaOGaai4eGiaabg8adaWgaaWcbaGaaGOmaaqabaaakiaawUfacaGL DbaacaqGYbWaaWbaaSqabeaacaaIYaaaaaGcbaGaaGyoaiaab6gaaa Gaeyypa0Jaae4AaiabgwSixlaabkhadaahaaWcbeqaaiaaikdaaaaa aa@4D04@ (8.3. egyenlet)

Jelölések:

v = az ülepedési sebesség, cm/sec,

g = a gravitációs gyorsulás, 981 cm/sec2,

ρ 1 = a szemcse sűrűsége, fajlagos tömege, g/cm3 (talajszemcséknél átlagosan: 2,65),

ρ 2 = az ülepítő közeg sűrűsége, g/cm3(víz esetén 1),

n = az ülepítő közeg belső súrlódási együtthatója, centipoise (víznél, 20 °C-on = 0,01 és 25 °C-on 0,009),

r = a részecske sugara, cm,

k = 2 g (ρ1–ρ2)/9n, s ez adott rendszernél csak a hőmérséklettől függő állandó.

Mivel egy-egy frakciónál az ülepedési sebességet (v), az ülepedési úthossz (h) és az ehhez szükséges idő (t) hányadosa adja meg, azaz

v = h t = k r 2 , MathType@MTEF@5@5@+= feaagKart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaebbnrfifHhDYfgasaacH8rrps0l bbf9q8WrFfeuY=Hhcba9v8qqaqFr0xc9pk0xbba9q8WqFfeaY=biLk VcLq=JHqpepeea0=as0Fb9pgeaYRXxe9vr0=vr0=vqpWqaaeaabiqa ceaacaqabeaabaqaamaaaOqaaiaabAhacqGH9aqpdaWcaaqaaiaabI gaaeaacaqG0baaaiabg2da9iaabUgacqGHflY1caqGYbWaaWbaaSqa beaacaqGYaaaaOGaaiilaaaa@3C81@

a t = h/v összefüggés alapján ki lehet számítani, hogy meghatározott méretű részecskék adott mélységig mennyi idő alatt ülepednek le.

A Stokes-egyenlet a gömb alakú szemcsék ülepedési sebességét fejezi ki, a talajrészecskék alakja azonban többnyire szabálytalan vagy lemezszerű. Ezek szétválasztása tehát nem a valódi átmérő, hanem az ugyanolyan összetételű s velük azonos sebességgel ülepedő gömb alakú szemcse átmérője alapján történik. Például egy szabálytalan kvarcszemcse mérete egy olyan gömb formájú kvarcrészecske átmérőjével egyenértékű, amelyiknek vizes szuszpenzióban ugyanolyan az ülepedési sebessége (ekvivalens átmérő).

A durva vázrészektől megszabadított talajminta szemcseösszetételének vizsgálata (mechanikai analízise) előtt, az aggregátumokká összeragasztott szemcséket el kell választani egymástól. A leggyakoribb ragasztóanyagok a talajban: a humusz, a vas- és alumínium-oxidok, illetve -hidroxidok, valamint a CaCO3. Az ülepedést megelőző előkészítő eljárások során tehát olyan oldószereket kell alkalmazni, amelyek a szemcséket összekapcsoló anyagokat oldják. A CaCO3 elbontásához híg HCl-ot, a vas- és alumínium-oxidok (oxidhidroxidok) kioldására komplexképző anyagokat, a humuszanyagok elroncsolásához pedig H2O2-os kezelést lehet alkalmazni. További követelmény, hogy ne következzen be a szemcsék újbóli koagulációja, ezért a vizsgálandó talajszuszpenzióhoz peptizáló anyagokat; NaOH-ot vagy lúgosan hidrolizáló Na-, ritkábban Li-sóoldatot is kell adni.

A szemcseösszetétel megállapítására használt két legelterjedtebb módszer: a pipettás és a hidrométeres eljárás.

A pipettás módszernél, a megfelelő ülepedési idő elteltével meghatározott mélységből ismert térfogatú szuszpenziót kell kipipettázni, majd azt szárazra párolva mérni a szemcsefrakció tömegét. Végül az eredményt 100 g talajra vonatkoztatva (tömeg%-ra átszámítva) fejezzük ki. Ha ezt a műveletet – az ülepedési sebesség alapján számított – több időpontban megismételjük, meghatározható a finom homok, az iszap és az agyag %-os mennyisége.

A hidrométeres eljárásnál, megfelelően kalibrált hidrométerrel (areométerrel) mérik a talajszuszpenzió sűrűségének időbeni csökkenését. Adott időpontban minél több a lebegő rész, annál nagyobb a szuszpenzió sűrűsége. A mérési adatokból nomogramok segítségével állapítható meg a szemcsefrakciók mennyisége.

A vizsgálati eredmények bemutatása történhet táblázatokkal, szemcseméret-megoszlási görbékkel (8.3. ábra) és oszlopdiagramokkal.

8.3. ábra - Egy homokos vályog-, egy iszapos vályog- és egy agyagtalaj szemeloszlási görbéje. (Pl. a bemutatott agyag talajban: agyag % = 59; iszap % = 85–59 = 26; homok % = 100–85 = 15)

kepek/8-3-abra.png


A talajok osztályozása a szemcseösszetétel alapján

A szemcseösszetétel (textúra) szerint a talajokat különböző textúracsoportokba (kevésbé szabatosan: ún. fizikai talajféleség-kategóriákba) lehet besorolni. Az értékelés a három fő szemcsefrakció (a homok, az iszap és az agyag) százalékos arányából és tulajdonságaiból kiindulva történik. Ha a finom szemcsék vannak túlsúlyban (s ezek között is az agyagfrakció dominál) a talajt agyagtextúrájúnak, ha az agyag- és az iszaptartalom valamivel kisebb, akkor vályog-, ha pedig a homokfrakció hatása jut előtérbe, akkor homoktextúrájúnak (röviden: agyag-, vályog-, illetve homoktalajnak) nevezzük. A csoportosítást tovább lehet finomítani, ha az uralkodó szemcsefrakciók mellett az alaptulajdonságokat módosító más szemcsecsoportok hatását is kifejezésre juttatjuk. (Pl. agyagos vályog, homokos vályog stb.).

A talajok besorolása háromszögdiagramok segítségével

A számszerű adatok értékelését, a textúracsoportok pontosabb elhatárolását, megfelelő táblázatok és/vagy diagramok teszik lehetővé. Ezek nagy része azonban csak egy-egy országban s csak az adott országban elfogadott „nemzeti” szemcsecsoport-beosztás esetén alkalmazható. A legszélesebb körben ismert és elfogadott az USA Talajtani Szolgálata (USDA) által kidolgozott textúraminősítés (8.4. ábra). A háromszögdiagram használatát egy példán keresztül szemléltetjük.

8.4. ábra - A textúraosztály megállapítására (a talajnak a szemcseösszetétel szerinti besorolására) szolgáló háromszögdiagram

kepek/8-4-abra.png


Ha egy mintában 22% az agyagfrakció, 35% a 0,05–2 mm átmérőjű homok és 43% a 0,002–0,05 mm közé eső iszap részaránya, akkor – amint a berajzolt vonalak metszéspontja mutatja –, vályogtalajról van szó.

Az ábrából kitűnik, hogy az USA-beli osztályozás szerint:

  • – agyagtalajoknál az agyagfrakció > 40%, az iszap < 40% és a homok < 45%;

  • – iszapos agyagnál az agyag 40–60%, az iszap szintén 40–60% közötti, a homok pedig < 20%;

  • – a homokos agyag 35–45% agyagot, kevesebb mint 20% iszapot és 45–65%-nyi homokot tartalmaz;

  • – homoktalajokban több, mint 85% a homok, és 10%-nál kevesebb az agyagfrakció;

  • – vályogtextúra esetén az agyagtartalom 7–27% közötti, az iszap 28–50%, a homokfrakció pedig 23–50% között változhat;

  • – a homokos vályogtalajban a homok 40–80% lehet, az agyagfrakció < 20%, az iszap pedig 0–50% mennyiségben van jelen.

Durva textúrájú vagy laza talajoknak nevezzük a homok, a vályogos homok és a homokos vályogtalajokat. Finom textúrájú vagy kötött talajok az agyag- és az agyagos talajok. Közepes textúrájúak a vályog- és az iszaptalajok.

A textúracsoport megállapítása egyéb fizikai jellemzők alapján

Gyakorlati célú minősítésnél legtöbbször, a szemcseösszetételnél egyszerűbben és gyorsabban mérhető, egyéb talajfizikai jellemzők értékéből következtetünk a textúracsoportokra. A Magyarországon használt ilyen paraméterek:

– a leiszapolhatórész% (LI %),

– higroszkópossági érték (hy, vagy Hy) és

– az Arany-féle kötöttségi szám (KA).

a) Leiszapolhatórész% (LI %). Az agyag- és az iszapfrakció összes mennyiségét jelenti tömeg%-ban. Az Atterberg-féle osztályozásnál tehát a 0,02 mm-nél kisebb, az USA-ban használt felosztás szerint pedig a 0,05 mm-nél kisebb szemcsék tömegét kell meghatározni.

A jelenleg használatos módszer szerint, a megfelelően előkészített talajszuszpenziót ülepedni hagyjuk, s az ülepedési sebesség alapján számított idő elteltével, meghatározott mélységből kipipettázunk adott térfogatú szuszpenziót. Azt bepárolva, majd a száraz maradék tömegét mérve számítjuk a leiszapolható részek %-os mennyiségét. Ebből következtetni lehet a homokfrakció mennyiségére is:

homok % = 100 – LI %.

b) Higroszkópossági érték. A száraz talaj által a légtér páratartalmából megkötött nedvességet higroszkópos nedvességnek nevezzük. A megkötött vízmennyiség a talaj tulajdonságaitól (elsősorban a szemcseösszetételtől, a szervesanyag-tartalomtól) és a levegő páratelítettségétől függ, s szoros összefüggésben van az agyagásványok minőségével is.

Az összehasonlíthatóság érdekében a különböző talajok higroszkóposságát ismert és állandó páratartalmú térbenkell meghatározni, azonos hőmérsékleti feltételek mellett.

Elsőként Mitscherlich végzett ilyen vizsgálatokat 10%-os kénsav feletti, 95,6%-os relatív páratartalmú térben, 20 °C-on. Kimutatta, hogy a vízfelvételt kísérő hőfejlődés addig tart, amíg a talaj eléri az általa „Hy”-nak jelölt higroszkópossági értéket.

Kuron 50%-os kénsavoldat felett, 35,2% relatív páratartalomnál mérte a talajok higroszkóposságát (jele: hy). Sik Károly pedig kénsav helyett CaCl2 6H2O-t alkalmazott. Az ezzel egyensúlyt tartó 35% relatív páratartalomnál kapott adatok (hy1) közel azonosak a Kuron-féle hy-értékkel.

A hy és a Hy közötti összefüggés Klimes-Szmik szerint:

Hy = 2 ,1 hy ± 0 ,3 . MathType@MTEF@5@5@+= feaagKart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaebbnrfifHhDYfgasaacH8rrps0l bbf9q8WrFfeuY=Hhbbf9v8qqaqFr0xc9pk0xbba9q8WqFfea0=yr0R Yxir=Jbba9q8aq0=yq=He9q8qqQ8frFve9Fve9Ff0dmeaabaqaciGa baGaaeqabaqaaeaadaaakeaaqaaaaaaaaaWdbiaabIeacaqG5bGaey ypa0JaaeOmaiaabYcacaqGXaGaaeiiaiaabIgacaqG5bGaeyySaeRa aeimaiaabYcacaqGZaGaaeOlaaaa@3DEF@ (8.4. egyenlet)

Mindkét jellemzőt tömeg%-ban fejezzük ki.

c) Arany-féle kötöttségi szám (K A ). A módszer alapja az, hogy a légszáraz talaj vízfelvevő képessége arányosan nő a finom részecskék mennyiségével. A kötöttségi szám meghatározása úgy történik, hogy porcelán dörzscsészébe ismert súlyú légszáraz talajt viszünk, majd állandó keverés, dörzsölés közben addig adunk hozzá vizet, amíg a homogenizált talajpép az ún. fonálpróbát nem adja. Ekkor, a hirtelen kiemelt keverőbothoz tapadó talajpaszta csúcsosan kiemelkedő része oldalirányban elhajlik, de a paszta még alaktartó. Ez az állapot a képlékenység felső határának felel meg.

A kötöttségi számot (KA) a 100 g talajhoz szükséges víz cm3-einek száma adja. Általánosan: KA = (V/g) ∙ 100, ahol g = a bemért légszáraz talaj tömege, g-ban; V = a bürettából adott víz mennyisége cm3-ben.

Homoktalajoknál és nagy szervesanyag-tartalmú talajoknál (láptalajok) a kötöttségi szám nem ad megfelelő értéket.

Az Arany-féle kötöttségi szám tehát elsősorban a textúrával összefüggő paraméter, s nem ad közvetlen információt a talaj művelőeszközökkel szembeni ellenállásáról, az adott talaj szabadföldi kötöttségéről. A kötöttséget általában a művelőeszközök mozgatásához szükséges vonóerővel (energiával) jellemzik. Ez pedig nemcsak a talaj szemcseösszetételétől, hanem a szerkezetétől, tömődöttségétől, nedvességtartalmától és a benne lévő növényi maradványok mennyiségétől/minőségétől is nagymértékben függ.

A leiszapolható frakció, a hy és az Arany-féle kötöttségi szám határértékeit az 8.2. táblázat tartalmazza.

8.2. táblázat - A textúraosztályok megállapítására szolgáló talajfizikai jellemzők határértékei ásványi talajoknál (Stefanovits szerint)

Textúracsoport

Leiszapolható rész%

(< 0,02 mm)

KA

hy

%

Durva homok

< 10

< 25

< 0,5

Homok

10–20

25–30

0,5–1,0

Homokos vályog

20–35

30–38

1,0–2,0

Vályog

35–60

38–42

2,0–3,5

Agyagos vályog

60–70

42–50

3,5–5,0

Agyag

70–80

50–60

5,0–6,0

Nehéz agyag

> 80

> 60

> 6,0