La relación entre las transiciones de fase de la humedad del suelo y la estructura de los poros del suelo durante ciclos de congelación y descongelación
Autores: Li, Qinglin; Qian, Yongqi; Wang, Yuekai; Peng, Xinhua
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
La relación entre las transiciones de fase de la humedad del suelo y la estructura de los poros del suelo durante ciclos de congelación y descongelación
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Agronomía y Ciencia de los Cultivos
Palabras clave
Transiciones de fase de la humedad del suelo
Estructura de poros del suelo
Tecnología de reflexión en el dominio del tiempo de pulso térmico
Tecnología de escaneo de tomografía computarizada de rayos X
Densidad a granel
Ciclos de congelación y descongelación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 33
Citaciones: Sin citaciones
El proceso de transiciones de fase de humedad del suelo (SMPT) bajo ciclos de congelación y descongelación se considera un factor clave que impulsa los cambios en la estructura de los poros del suelo. Sin embargo, aún no hay consenso sobre qué indicadores relacionados con SMPT afectan la estructura de los poros del suelo. Los objetivos de este estudio fueron comparar SMPT y las características de los poros del suelo bajo ciclos de congelación y descongelación, y analizar la relación inherente entre ellos según diferentes densidades a granel. Por lo tanto, empleamos la tecnología de reflexión en el dominio del tiempo de pulso térmico (T-TDR) y la tecnología de escaneo de tomografía computarizada de rayos X (X-CT) para estudiar cuantitativamente el proceso de SMPT y las características de los poros de muestras de núcleo de suelo (diámetro de 60 mm, altura de 100 mm) reempaquetadas con tres niveles diferentes de densidad a granel: 1.10 g·cm (NC), 1.30 g·cm (LC) y su combinación (1.10 g·cm para la mitad superior, 1.30 g·cm para la mitad inferior, SC) bajo ciclos de congelación y descongelación. Nuestros resultados mostraron que en comparación con NC, la porosidad de la columna de suelo de 0-5 cm de LC disminuyó en 0.070 cm·cm, la porosidad de imagen () disminuyó en 0.034 cm·cm y el contenido máximo de hielo en el suelo (MIC) disminuyó en 0.030 cm·cm. Los poros dentro del rango de 200-300 mm (2) y 300-400 mm (3) contribuyen de manera más significativa a (50-60%). El contenido de humedad inicial del suelo (IMC) y el MIC explicaron el 50.1% del cambio en 2, y la densidad a granel explicó el 49.3% del cambio en 3. Durante el proceso de fusión, un mayor contenido de humedad promueve el colapso del deshielo de las partículas del suelo, lo que resulta en una disminución en . El radio de poro promedio de la capa límite (MRLL) y el radio hidráulico (HR) muestran que los cambios en la densidad a granel de 1.10 g·cm a 1.30 g·cm no tienen diferencias significativas. Nuestros resultados muestran la relación entre SMPT y el cambio en la estructura de los poros durante los ciclos de congelación y descongelación según la densidad inicial del suelo y la condición de humedad.
Descripción
El proceso de transiciones de fase de humedad del suelo (SMPT) bajo ciclos de congelación y descongelación se considera un factor clave que impulsa los cambios en la estructura de los poros del suelo. Sin embargo, aún no hay consenso sobre qué indicadores relacionados con SMPT afectan la estructura de los poros del suelo. Los objetivos de este estudio fueron comparar SMPT y las características de los poros del suelo bajo ciclos de congelación y descongelación, y analizar la relación inherente entre ellos según diferentes densidades a granel. Por lo tanto, empleamos la tecnología de reflexión en el dominio del tiempo de pulso térmico (T-TDR) y la tecnología de escaneo de tomografía computarizada de rayos X (X-CT) para estudiar cuantitativamente el proceso de SMPT y las características de los poros de muestras de núcleo de suelo (diámetro de 60 mm, altura de 100 mm) reempaquetadas con tres niveles diferentes de densidad a granel: 1.10 g·cm (NC), 1.30 g·cm (LC) y su combinación (1.10 g·cm para la mitad superior, 1.30 g·cm para la mitad inferior, SC) bajo ciclos de congelación y descongelación. Nuestros resultados mostraron que en comparación con NC, la porosidad de la columna de suelo de 0-5 cm de LC disminuyó en 0.070 cm·cm, la porosidad de imagen () disminuyó en 0.034 cm·cm y el contenido máximo de hielo en el suelo (MIC) disminuyó en 0.030 cm·cm. Los poros dentro del rango de 200-300 mm (2) y 300-400 mm (3) contribuyen de manera más significativa a (50-60%). El contenido de humedad inicial del suelo (IMC) y el MIC explicaron el 50.1% del cambio en 2, y la densidad a granel explicó el 49.3% del cambio en 3. Durante el proceso de fusión, un mayor contenido de humedad promueve el colapso del deshielo de las partículas del suelo, lo que resulta en una disminución en . El radio de poro promedio de la capa límite (MRLL) y el radio hidráulico (HR) muestran que los cambios en la densidad a granel de 1.10 g·cm a 1.30 g·cm no tienen diferencias significativas. Nuestros resultados muestran la relación entre SMPT y el cambio en la estructura de los poros durante los ciclos de congelación y descongelación según la densidad inicial del suelo y la condición de humedad.