Lecture #7
Objectives
O Understand soil terminology and the processes
O
O
O
O
O
O
O
responsible for the development of soils
Understand soil fertility and the interactions of water in
soil processes
Become familiar with soil classification
Understand the primary engineering properties of soils
Understand relationships between land use and soils
Know what sediment pollution is and how it can be
minimized
Understand how soils affect land-use planning
Understand how we can sustain soil resources
1
Definition of Soils
O Soil Scientists: Unconsolidated materials that are capable
for supporting living organisms.
O Engineers: Unconsolidated materials that can be removed
without blasting.
2
Soil Formation
O Soil is derived from
physical and chemical
weathering of bedrock.
Examples of Chemical Weathering Reactions
3
Types of Soils
O Residual Soil: Weathered material that remains
essentially in place is modified.
O Transported Soil: Eroded rock particles that are
transported by water, wind, or glaciers and then modified
in their new deposition location.
1.
2.
3.
4.
Granite
Limestone
Shale
Sandstone
ให้นักศึกษาสืบค้นหาข้อมูล ว่าหินต้น
กาเนิดแต่ละชนิดที่กล่าวมานี้ เมื่อเกิด
กระบวนการผุพังทาลายแล้ว จะได้ดิน
ที่มีลักษณะอย่างไร? น่าจะมี
องค์ประกอบทางแร่เป็นอะไร? และ
องค์ประกอบทางเคมีอย่างไร?
[-ข้อสอบ-]
4
1. Colluvium [the process of creep whereby soil and
weathered bedrock slowly move downslope due to gravity]
2. Alluvium [all sediments deposited by streams]
3. Glacial Drift [all deposits formed by glaciers]
4. Lacustrine/Marine Deposits [fine-grained soils]
5. Eolian Deposits [windblown sediments]
Soil Horizons
Vertical and horizontal
movements of the
materials in a soil
system create a distinct
layering, parallel to the
surface called soil
horizons.
5
Formation of Soil Horizons
6
Factors Affecting Soil Formation
O Parent Materials
7
Factors Affecting Soil Formation
O Organisms
Factors Affecting Soil Formation
O Topography
O Climate
O Time
8
pedalfer
pedocal
1. อยู่ในโซนเขตร้อนชื้น (humid)
2. มีอตั ราการชะล้างค่อนข้างสูง
3. ดินจะประกอบด้วย oxides และ
hydroxides ของเหล็กและ
อลูมินัม ใน A-horizon
4. และมีแร่ดินเหนียว (clays) สะ
สมอยูใน B-horizon
5. ดินมีความเป็นกรดสูง
1. พบได้ในเขตแห้งแล้ง
2. มีอัตราการชะล้างค่อนข้างต่า
3. แร่ที่ละลายน้าได้ดีก็ยังคงหลงเหลืออยู่
ใน A-horizon เช่น calcite,
gypsum, etc.
4. ถ้ามี CaCO3 อยู่ในดิน จะทาให้มี
ความเป็นด่าง (alkalinity) สูง
Podzol soil
Laterites
Moist, cool climates, most
soluble ions are leached (Ca,
Na, Mg), A-horizon is
bleached (gray) and acidic,
B-horizon has higher pH.
This residual soil forms on
bedrock rich in Fe and Al in
tropical climate with
alternating wet/dry period
(intensed weathering).
Caliche
In hot, arid, and slow weathering, not enough
precipitation…. CaCO3 and CaSO4 formed on
top of soil.
9
Classification of Soil: Composition
O Pedalfer: The pedalfer soils were seen as characteristic of more
humid regions. Where the climate is wetter, there is naturally more
extensive leaching of the soil, and what remains is enriched in the
less-soluble oxides and hydroxides of aluminum and iron, with clays
accumulated in the B horizon. Pedalfer soil is acidic.
O Pedocal: In a drier climate, leaching is much less extensive. Even
quite soluble compounds like calcium carbonate remain in the soil,
especially in the B horizon. From this observation came the term
pedocal for the soil of a dry climate. The presence of calcium
carbonate makes pedocal soils more alkaline.
Classification of Soil: Soil Scientist
10
Classification of Soil: Engineering Properties
11
Soil Properties
O Soil porosity
O Soil moisture
O Soil permeability
O Soil plasticity (the ability of a material to deform without breaking
when a force is applied)
O Soil strength (ability to resist being deformed or, in other
O words, how well the particles stick together)
O Soil compressibility (the ability of a material to compact and
reduce its volume when placed under a force or load)
Soil Compressibility
12
Soil: Shrink-Swell Potential
Smectite
Montmorillonite
Ion Exchange Capacity
= the ability of a particular soil to
exchange ions with water. Soils with a
high ion exchange capacity naturally
contain significant amounts of
electrically charged clay and organic
particles === tells “soil fertility”
13
Soil as a Resource
O Agricultural Food Production (Soil fertility)
Soil as a Resource
O Mineral and Energy Resources
O Aluminum
O Kaolinite Clay
O Peat
14
ปัญหาทีเ่ กีย่ วข้องกับทรัพยากรดิน
ดินในเขตร้อนชื้นกลายเป็นศิลา
แลง (lateritic soil)
ดินกลายเป็นทะเลทราย (ไม่มี
สารอินทรีย)์ Desertification
การกัดเซาะพังทลายของหน้าดิน
(soil erosion)
อาจเป็ นข้ อสอบ
ดินเค็ม/ดินเปรี้ยว
(chemical alteration)
เกิดการปนเปื้อนด้วยสารพิษใน
ดิน (soil contamination)
15
1. Soil Loss
Sediment Pollution from Soil Loss
16
How to mitigate soil loss?
Contour Plowing
Contour Plowing + Crop Stripping
How to mitigate soil loss?
Terracing
Stream Buffering
17
2. Salinization of Soils
3. Soils with hardpan
Hardpan = a layer whose physical
characteristics limit the ability of either roots
or water to penetrate into the soil (Figure
10.35). Hardpans commonly consist
of dense accumulations of clay minerals, or
layers where the soil particles have been
cemented together by minerals, such as calcite
or iron oxides that have precipitated from
water within the soil.
18
4. Permafrost
Permafrost = a horizon that remains frozen
throughout most or all of the year—the frozen
zone can extend downward as much as several
thousand feet before encountering a sufficient
amount of Earth’s internal heat.
•เกิดในสภาวะแวดล้อมที่ อุณภูมิสูง และปริมาณน้าฝนมาก
•ทาให้เกิดอัตราการชะล้างค่อนข้างสูง
•ประกอบไปด้วยออกไซด์ของเหล็กและอลูมินัม (Al2O3, Fe2O3) ที่
หลงเหลืออยู่ (immobile components)
•แม้กระทั่งแร่ควอตซ์ก็ยังละลายออกไปจากดิน(ศิลา)แลงนี้
ไม่เหมาะสาหรับการเพาะปลูกอย่างยิ่ง เนื่องจาก
มีความเป็นกรดค่อนข้างสูง สารอาหารถูกชะล้าง
ออกไปหมด และหากหน้าดินถูกเปิดออกสู่
แสงอาทิตย์ จะกลายเป็นศิลาแลงแข็งๆ
เกิดกับดินที่อยู่ในเขตร้อนชื้น ฝนตกชุก เช่น
ภาคใต้ของไทย หรือแม้กระทั่ง จ.ลาพูนเองก็มี
ไม่สามารถแก้ไขกลับคืนมาได้
19