¿Cuáles son las características del suelo?
Esta definición no sólo señala la ubicación del suelo, sino que también señala la característica más importante del suelo: su capacidad para producir una cosecha de plantas, que es una condición necesaria del suelo. Sin él no se le puede llamar suelo, por lo que el concepto de suelo es inseparable del concepto de crecimiento vegetal. Entonces, ¿por qué el suelo produce cosechas de plantas? Esto se debe a que el suelo tiene una propiedad única: la fertilidad.
La fertilidad del suelo es la capacidad del suelo para suministrar y coordinar el agua (humedad), los fertilizantes (nutrientes), el gas (aire) y el calor (calor) necesarios para el crecimiento y desarrollo de las plantas.
El suelo es un cuerpo poroso suelto compuesto de sólidos, líquidos y gases.
¿Qué son los coloides del suelo? ¿Cuáles son las características de los coloides del suelo? 1 El concepto de coloides del suelo
Coloides del suelo: tamaño de las partículas en el suelo
Los coloides se refieren a partículas con un diámetro de 1 a 100 nm, pero en realidad son coloides con un diámetro < 1000 nm en el suelo Todas las partículas tienen propiedades coloidales, por lo que los coloides del suelo generalmente se refieren a partículas del suelo con un diámetro de 1 a 1000 nm, que es la parte más pequeña del suelo.
Sistema de dispersión gruesa
Sistema de dispersión coloidal
Sistema de dispersión molecular e iónica
2 tipos de coloides de suelo
Los coloides del suelo generalmente se pueden dividir en coloides inorgánicos, coloides orgánicos y coloides compuestos orgánicos-inorgánicos. Presentemos estos tres tipos de coloides.
2) Propiedades coloidales del suelo
1. Superficie específica y energía superficial de los coloides del suelo
La superficie de los coloides del suelo se puede dividir en:
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Superficie externa: Superficie donde están expuestos minerales arcillosos, hierro, aluminio, silicio y otros óxidos y moléculas de humus.
Superficie interna: se refiere principalmente a la superficie entre las capas de cristales minerales de silicato en capas y la superficie dentro de los agregados de moléculas de humus.
Superficie específica: Es la superficie total de un objeto por unidad de peso o volumen. Obviamente, cuanto más pequeñas sean las partículas, mayor será la superficie específica. Se puede ver en la Tabla 3-4 en la página P72 que el área de superficie específica de las partículas de arena y limo grueso es insignificante en comparación con las partículas de arcilla, por lo que el área de superficie específica del suelo en realidad depende principalmente de las partículas de arcilla. Además, la superficie de las partículas del suelo es desigual y no una esfera lisa. Su área de superficie específica es mayor que la de una esfera lisa. La mayoría de las partículas de limo y arcilla son escamosas y más grandes que la superficie.
Además, algunos coloides inorgánicos (como los minerales arcillosos de montmorillonita) no solo tienen enormes superficies exteriores, sino también enormes superficies interiores que pueden extenderse entre las capas cristalinas.
Los coloides orgánicos tienen superficies internas y externas enormes. Por lo tanto, los coloides orgánicos también tienen superficies específicas enormes. Por ejemplo, la superficie específica de las moléculas de humus puede llegar a 1000㎡/g/g.
Debido a que los coloides del suelo tienen una enorme superficie específica, generarán una enorme energía superficial. Sabemos que las moléculas dentro de un objeto están rodeadas por moléculas idénticas, por lo que las fuerzas gravitacionales de las moléculas en todas direcciones son iguales y se cancelan entre sí. Las moléculas de superficie, en cambio, son diferentes. Están en contacto con gas o líquido externo, y las superficies interna y externa están sujetas a diferentes atracciones moleculares, que no pueden anularse entre sí. Por lo tanto, existe una atracción molecular residual, que genera energía superficial y puede realizar trabajo y adsorber moléculas externas. . Cuantos más coloides, mayor será la superficie específica, mayor será la energía superficial y mayor será la capacidad de adsorción.
2. Los coloides del suelo están cargados
Los diferentes tipos de coloides del suelo tienen diferentes mecanismos para generar cargas. Según el mecanismo de generación de cargas en los coloides del suelo, generalmente se pueden dividir en cargas permanentes y cargas variables.
Respuesta: Carga permanente: Es la carga generada por sustitución isomorfa en la red mineral arcillosa. Como dijimos antes, las unidades estructurales de los minerales arcillosos son los tetraedros de sílice y los octaedros de alúmina. El ion central Si4+ del tetraedro de sílice y el ion central Al3+ del octaedro de alúmina pueden reemplazarse por otros iones, cargando así el mineral arcilloso. Si el ion central se reemplaza por un catión de baja valencia, el mineral arcilloso queda cargado negativamente; si el ion central se reemplaza por un catión de alta valencia, el mineral arcilloso queda cargado positivamente. En la mayoría de los casos, los iones centrales de los minerales arcillosos son reemplazados por cationes de baja valencia, como Al3+→Si4+ y Mg2+→Al3+, por lo que los minerales arcillosos están principalmente cargados negativamente. Dado que la sustitución isomorfa generalmente ocurre durante el proceso de cristalización de los minerales arcillosos y existe en la red cristalina, una vez que se forma esta carga, no se verá afectada por el entorno externo (pH, concentración de electrolito). Esta carga se llama carga permanente.
b: Algunas cargas en el suelo no son permanentes.
La cantidad y naturaleza de estas cargas cambian con los cambios en el pH del medio y se denominan cargas variables. Las cargas variables se producen porque los coloides del suelo liberan iones en el suelo o los adsorben. Por ejemplo:
①Descomposición de sílice hidratada
PH0=2, generalmente no genera cargas positivas.
pH ↑, SiO2? Cuanto mayor es el grado de disociación del H2O, más carga negativa lleva.
(2) La disociación del hierro y el aluminio durante la oxidación del agua.
Por ejemplo, gibbsita: Al2O3?3H2O pH0= 4,8
③Disociación de grupos OH en la superficie cristalina de minerales arcillosos.
Hay una gran cantidad de OH en la superficie de la caolinita, que pueden disociar el H+ y quedar cargados negativamente. Esta es la razón principal por la que la caolinita tiene carga negativa.
④La disociación de ciertos grupos funcionales del humus, como:
La generación de cargas coloidales mencionada anteriormente está relacionada con el valor del pH y cambiará con el cambio del valor del pH del el medio. →Carga variable.
Según las diferentes propiedades eléctricas, se puede dividir en:
Respuesta: Carga positiva: Los óxidos de Fe y Al libres en el suelo son las principales sustancias que generan cargas positivas (en suelos ácidos). Las condiciones pueden cargarse positivamente cuando se disocian a baja temperatura), la protonación del octaedro de alúmina fuera de la caolinita puede cargarse positivamente en condiciones ácidas, y la protonación de la materia orgánica-NH2 también puede cargarse positivamente en condiciones ácidas.
b: Carga negativa: sustitución isomorfa, disociación de óxido de silicio hidratado, disociación de Fe y Al hidratados en condiciones alcalinas, disociación de OH en la superficie de minerales arcillosos en condiciones alcalinas, humus Disociación de R-COOH , R-CH2-OH, -OH en grupos funcionales, etc.
Carga neta: suma algebraica de las cargas positivas y negativas del suelo. En términos generales, la cantidad de cargas negativas en el suelo es mucho mayor que la cantidad de cargas positivas, por lo que la mayoría de los suelos tienen una carga negativa neta. Sólo unos pocos suelos ácidos con óxidos fuertes de hierro y aluminio pueden tener una carga neta positiva.
3. Cohesión y dispersión de coloides del suelo.
Los coloides del suelo tienen dos estados diferentes. Uno es que las partículas de coloides del suelo se dispersan uniformemente en agua, que es un sol altamente disperso, y el otro es que las partículas de coloides se juntan para formar un gel floculento.
Los coloides del suelo se ven afectados por algunos factores, provocando que las partículas coloidales se hundan. El proceso de sol a gel y viceversa se llama aglutinación de coloides del suelo.
El hecho de que los coloides del suelo se aglomeren o se dispersen depende principalmente del potencial electromotriz: normalmente los coloides del suelo están cargados negativamente y existe un potencial electromotriz negativo entre los coloides del suelo y se repelen entre sí. Cuanto mayor sea esta fuerza electrodinámica negativa, más fuerte será la fuerza repulsiva y más estable se volverá. Sin embargo, cuando esta fuerza electrodinámica negativa se reduce hasta el punto en que la atracción molecular entre los coloides del suelo es mayor que la repulsión electrostática, los coloides se aglomerarán entre sí para formar un gel.
Por ejemplo, añadir iones multivalentes a la solución puede reducir la fuerza electromotriz negativa y promover la aglutinación coloidal.
Aglutinación: Fe3+> Al3+> Ca2+> Mg2+> H+> NH4+> K+> Na+
Cuando el coloide del suelo está en estado de gel, favorece la formación de agua. Agregados estables y Mejora de la estructura del suelo. Por lo tanto, la aplicación de cal al suelo puede promover la agregación de coloides, facilitar la formación de agregados estables en agua y tener un buen efecto en la mejora de la estructura del suelo. Cuando el coloide del suelo está en estado sol, aumentará la cohesión, adhesión y plasticidad del suelo, reducirá el período de cultivo adecuado y reducirá la calidad del cultivo.
¿Cuáles son las características de los coloides del suelo? 1. Área de superficie específica y energía superficial específica de los coloides del suelo (el área de superficie específica se refiere al área de superficie total de un objeto por unidad de peso o unidad de volumen).
2. Carga coloide del suelo (dividida en carga permanente y carga variable)
3.
El suelo fértil debe tener estas características. Un suelo con buenas características tiene las siguientes características:
1. Una capa de labranza profunda y una buena estructura del suelo son la base para un alto rendimiento del suelo. El suelo fértil debe tener una capa de labranza suave, profunda, fértil y húmeda, una capa de labranza discreta y una capa de suelo compacta.
2. Rica en materia orgánica y nutrientes. El contenido de materia orgánica y nutrientes en el suelo es uno de los indicadores importantes del nivel de fertilidad y madurez del suelo. Los suelos con alta madurez tienen un alto contenido de materia orgánica, una alta fertilidad potencial y una fuerte actividad microbiana, lo que favorece la transformación de nutrientes y aumenta el contenido de nutrientes del suelo.
3. El valor del pH es de ligeramente ácido a ligeramente alcalino. Ligeramente ácido a ligeramente alcalino es un entorno de crecimiento adecuado para la mayoría de las plantas y microorganismos del suelo, lo que es beneficioso para el crecimiento de los cultivos y la conversión de nutrientes.
4. La temperatura del suelo es estable y fértil, las capas superior e inferior del suelo y las fluctuaciones de temperatura del suelo durante el día y la noche son pequeñas, y la estabilidad de la temperatura es buena, lo que favorece la siembra temprana. vencimiento temprano y alto rendimiento.
5. La nivelación del suelo puede prevenir eficazmente la erosión del suelo y la erosión de la superficie, promover la penetración de la precipitación en el suelo y facilitar la distribución uniforme del agua y los nutrientes en el suelo.
Características de la marga Características de la marga: El suelo es entre arcilla y arena, y tiene las ventajas tanto de la arcilla como de la arena. Tiene buena permeabilidad al aire, permeabilidad al agua, retención de agua y preservación del calor, lo que lo convierte en un suelo agrícola ideal.
Suelo franco se refiere a suelo con cantidades moderadas de arcilla, limo y arena en la composición de las partículas del suelo.
El suelo es la capa superficial de la tierra y está compuesto por minerales, materia orgánica, agua, aire y seres vivos. El suelo es una capa superficial suelta que es fértil y se puede utilizar para cultivar plantas en la tierra.
El suelo se puede dividir en arenoso, arcilloso y franco.
Características del suelo arenoso: alto contenido de arena, partículas gruesas, rápida filtración de agua, pobre eficiencia de retención de agua y buena eficiencia de ventilación.
Las propiedades de la arcilla: bajo contenido de sedimentos, partículas finas, lenta filtración de agua, buena eficiencia de retención de agua y mala eficiencia de ventilación.
Propiedades de la marga: contenido medio de arena, tamaño medio de partícula, permeabilidad media al agua, eficiencia media de retención de agua, eficiencia media de aireación.
Análisis de las características del fósforo del suelo: Una pequeña parte del suelo canela de Feicheng tiene un bajo contenido de materia orgánica y una grave deficiencia de fósforo, nitrógeno y potasio. Muy pocos oligoelementos carecen de boro y manganeso. Los resultados del análisis de regresión mostraron que el contenido de fósforo disponible en el suelo canelo fue el principal factor nutricional que restringió el rendimiento del maíz de verano. El fósforo total del suelo superficial canelo es principalmente fósforo inorgánico, con el mayor contenido de Ca10-P, y el mayor contenido de fósforo orgánico es MLOP. Los resultados del análisis de correlación de grises muestran que la efectividad relativa de Ca2-P y LOP en suelo canelo es alta. Los principales sustratos para la adsorción e inmovilización de la canela son el Fe2O3 amorfo y el Fe2O3 libre respectivamente, y la desorción se ve afectada principalmente por el CaCO3. Entre las tres enzimas fosforilasas del suelo de canela, la fosforilasa alcalina tiene la mayor actividad. El número de bacterias solubilizadoras de fósforo orgánico es mayor que el número de bacterias solubilizadoras de fósforo inorgánico, y la intensidad de conversión de los microorganismos del suelo en fósforo orgánico es mayor que la del fósforo inorgánico. La intensidad del suministro de nitrógeno y fósforo hidrolizados en tierras agrícolas de alto rendimiento es significativamente mayor que en tierras agrícolas de rendimiento medio y bajo, y los contenidos de fósforo de liberación lenta, Ca2-P y LOP son significativamente mayores que en tierras agrícolas de medio y bajo rendimiento. y tierras agrícolas de bajo rendimiento. Las actividades de tres fosforilasas, el número de bacterias solubilizadoras de fósforo y la intensidad de la transformación microbiana del suelo del fósforo orgánico y del fósforo inorgánico en campos de alto rendimiento fueron mayores que en campos de rendimiento medio y bajo. La capacidad de adsorción de los campos de alto rendimiento es más débil que la de los campos de rendimiento medio y bajo, y no existe una diferencia significativa en la capacidad de fijar fósforo, por lo que es más fácil desorber el fósforo adsorbido.
¿Cuáles son las características del acero sustituto para moldes de tejas? Características del acero para moldes que sustituye a las tejas:
1. Eficiencia resistente
(1) Dureza
La dureza es el principal indicador técnico del acero para moldes y del molde. debe ser lo suficientemente alta. La dureza le permite mantener su forma y tamaño bajo alta tensión. La dureza del acero para matrices para trabajo en frío generalmente se mantiene en alrededor de HRC60 a temperatura ambiente, y generalmente se requiere que la dureza del acero para matrices para trabajo en caliente se mantenga entre HRC40~55 de acuerdo con sus condiciones de trabajo. Para el mismo tipo de acero, dentro de un cierto rango de dureza, la dureza es proporcional a la resistencia a la deformación; sin embargo, puede haber diferencias significativas en la resistencia a la deformación plástica entre aceros con la misma dureza pero con diferentes composiciones y microestructuras;
(2) Dureza del rojo
Se requieren moldes de trabajo en caliente que trabajen a altas temperaturas para mantener la estabilidad y eficiencia de su estructura, manteniendo así una dureza suficientemente alta. Esta dureza se denomina rojo. rígido. El acero para herramientas al carbono y el acero para herramientas de baja aleación generalmente pueden mantener esta eficiencia en el rango de temperatura de 180~250 ℃, mientras que el acero para troqueles de trabajo en caliente de cromo-molibdeno generalmente puede mantener esta eficiencia en el rango de temperatura de 550 ~ 600 ℃. La dureza al rojo del acero depende principalmente de la composición química del acero y del proceso de tratamiento térmico.
(3) Límite elástico por compresión y resistencia a la flexión por compresión
Los moldes a menudo están sujetos a presión y flexión de alta intensidad durante su uso, por lo que se requiere que el material del molde tenga una cierta resistencia a la compresión. resistencia y resistencia a la flexión. En muchos casos, las condiciones para las pruebas de compresión y flexión son relativamente cercanas a las condiciones de trabajo reales del molde (por ejemplo, el límite elástico a la compresión medido del acero del molde es relativamente consistente con la resistencia a la deformación del punzón durante la operación). Otra ventaja de la prueba de flexión es que el valor absoluto de la deformación es grande, lo que puede reflejar sensiblemente la diferencia en la resistencia a la deformación entre diferentes tipos de acero, diferentes tratamientos térmicos y condiciones de microestructura.
2. Dureza
Durante el proceso de trabajo, el molde soporta cargas de impacto. Para reducir los daños en forma de fracturas y astillas durante el uso, se requiere que el acero para moldes tenga cierta tenacidad.
La composición química, tamaño de grano, pureza, cantidad, forma, tamaño y distribución de carburos e inclusiones en el acero del molde, así como el sistema de tratamiento térmico del acero del molde y la estructura metalográfica después del tratamiento térmico. La resiliencia marca una gran diferencia. En particular, la pureza del acero y la deformación por trabajo en caliente tienen un impacto más evidente en su tenacidad transversal. La tenacidad, la resistencia y la resistencia al desgaste del acero son a menudo contradictorias. Por lo tanto, la composición química del acero debe seleccionarse razonablemente y deben adoptarse procesos razonables de refinación, procesamiento térmico y tratamiento térmico para lograr la mejor combinación de resistencia al desgaste, resistencia y tenacidad del material del molde.
La tenacidad al impacto se refiere a la energía total absorbida por la muestra durante todo el proceso de fractura durante un impacto. Sin embargo, muchas herramientas se fracturarán por fatiga en diferentes condiciones de trabajo, por lo que la tenacidad al impacto convencional no puede reflejar completamente la eficiencia de fractura del acero para moldes. Se están adoptando técnicas de prueba como el trabajo de fractura de impacto múltiple de baja energía o la vida de fractura múltiple y la vida de fatiga.
3. Resistencia al desgaste
La resistencia al desgaste del material del molde es a menudo el factor más importante para determinar la vida útil del molde. El molde sufre una tensión de compresión y fricción considerables durante el funcionamiento, lo que requiere que el molde mantenga la precisión dimensional bajo una fuerte fricción. El desgaste del molde es principalmente desgaste mecánico, desgaste por oxidación y desgaste por fusión. Para mejorar la resistencia al desgaste del acero para moldes, se debe mantener la alta dureza del acero para moldes para garantizar que la composición, forma y distribución de los carburos u otras fases endurecidas en el acero sean razonables. Para moldes que funcionan bajo condiciones de sobrecarga y desgaste a alta velocidad, se requiere que el acero del molde forme una película de óxido delgada y densa, tenga buena adherencia, mantenga la lubricación, reduzca el desgaste por fusión entre el molde y la pieza de trabajo y reduzca la oxidación causada por la oxidación de la superficie del molde. Por tanto, las condiciones de trabajo del molde tienen un gran impacto en el desgaste del acero.
La resistencia al desgaste se puede medir mediante pruebas de simulación y el índice de resistencia al desgaste relativo se puede utilizar como indicador para caracterizar el nivel de resistencia al desgaste bajo diferentes composiciones químicas y microestructuras. Muestra la vida útil antes de la altura de rebaba especificada, lo que refleja el nivel de resistencia al desgaste de varios materiales de acero. La prueba se basa en acero Cr12MoV para comparar.
4. Resistencia a la fatiga térmica
En condiciones de servicio, el acero para troqueles para trabajo en caliente no solo debe soportar cargas que cambian periódicamente, sino también altas temperaturas y un enfriamiento y calentamiento rápidos y periódicos. Por lo tanto, al evaluar la resistencia a la fractura del acero para troqueles para trabajo en caliente, se debe prestar atención a la eficiencia de fractura por fatiga termomecánica del material. La fatiga termomecánica es un índice de rendimiento integral que incluye la eficiencia de la fatiga térmica, la tasa de crecimiento de grietas por fatiga mecánica y la tenacidad a la fractura.
La eficiencia de la fatiga térmica refleja la vida útil del material antes de que se inicien las grietas por fatiga térmica. Los materiales con alta resistencia a la fatiga térmica tienen más ciclos térmicos para iniciar las grietas por fatiga térmica y la tasa de expansión de las grietas por fatiga térmica se refleja después del inicio de las grietas. Grietas por fatiga térmica, la envolvente de expansión de cada ciclo de tensión ocurre cuando las grietas se expanden hacia adentro bajo la acción de la presión de forjado. La tenacidad a la fractura refleja la resistencia de un material a la propagación inestable de las grietas existentes. Para materiales con alta tenacidad a la fractura, para que las grietas se propaguen, debe haber un factor de intensidad de tensión suficientemente alto en la punta de la grieta, es decir, una longitud de grieta grande. Bajo la premisa de que la tensión se mantiene sin cambios, un molde ya presenta grietas por fatiga. Si la tenacidad a la fractura del material del molde es alta, la grieta debe extenderse más profundamente antes de que se produzca un manguito de expansión inestable.
En otras palabras, la resistencia a la fatiga térmica determina la vida útil de la pieza antes del inicio de la grieta por fatiga; la tasa de expansión de la grieta y la tenacidad a la fractura pueden determinar la vida útil del paquete de expansión subcrítica después del inicio de la grieta. Por lo tanto, para obtener una larga vida útil, el material del molde debe tener una alta resistencia a la fatiga térmica, una baja tasa de crecimiento de grietas y una alta tenacidad a la fractura.
El índice de resistencia a la fatiga térmica se puede medir por el número de ciclos térmicos que inducen grietas por fatiga térmica, o por el número de grietas por fatiga y su profundidad o longitud promedio después de un determinado ciclo térmico.
5. Resistencia a la oclusión
La resistencia a la oclusión es en realidad la resistencia cuando se produce la "soldadura en frío". Esta propiedad es aún más importante para los materiales de molde. Por lo general, en condiciones de fricción seca, la muestra de acero para herramientas que se va a probar y un material con tendencia a morder (como el acero austenítico) experimentan un movimiento de doble fricción a velocidad constante y la carga aumenta gradualmente a una cierta velocidad. En este momento, el par aumenta en consecuencia, lo que se denomina "carga crítica de mordida". Cuanto mayor sea la carga crítica, mayor será la resistencia al agarre.
¿Cuáles son las principales propiedades mecánicas del suelo de arroz? El suelo lunar es diferente del suelo y las propiedades de las estrellas también son diferentes. Además, la gravedad y la aceleración de la superficie son diferentes en un factor de cinco (G tierra = 6 g de luna) y los materiales de la superficie son bastante diferentes... muchos factores marcan una gran diferencia.
Pero si te especializas en la mecánica del suelo lunar, ¡la mecánica que se enseña en la escuela secundaria y la universidad sigue siendo aplicable! Nunca ha cambiado de su religión original, solo tiene algunas definiciones diferentes debido a las diferencias. Uno: La rigidez y la holgura pueden entenderse como densidad (eso es lo que pienso), especialmente debido a la diferencia en gravedad y aceleración, el brillo diferente o incluso inexistente de varios elementos en el suelo, la escasez de recursos hídricos en la luna. superficie, etc , lo que hace que la "densidad" de la superficie lunar sea diferente, pero puede basarse en fórmulas de orden superior como la superficie lunar
¿Cuáles son los factores del suelo que afectan las características de la tierra? La temperatura está directamente relacionada con la oxidación o retención de determinadas sustancias en el suelo, lo que afectará gravemente a la formación y propiedades del suelo.
Las precipitaciones, el contenido de humedad y la permeabilidad del agua pueden afectar significativamente a las propiedades del suelo.
Iluminación. La luz afecta el crecimiento biológico y el desarrollo del suelo.
Viento. Las flores, el agua corriente y el polvo arrastrado por el viento también pueden tener un impacto significativo en el suelo.
Además, el material parental del suelo, las actividades humanas (como fertilización, plantación), el tiempo, los organismos, etc. también tendrán un gran impacto en la formación y desarrollo del suelo.