土壌
典型的な土壌の土粒子密度は 2.60 から 2.75 g/cm であり、土粒子密度は通常変化しない。土粒子密度は有機物量が多い土壌では小さく、酸化鉄量が多い土壌では大きい。土壌の仮比重(乾燥密度)は土壌の乾燥質量を体積で割った値である。すなわち、その土壌体積中の空気と有機物を含む。したがって土壌の仮比重は常に土粒子密度よりも小さく、土壌の締め固め程度を示す良い指標となる。土壌の仮比重は耕起されたロームでは 1.1 から 1.4 g/cm である(水は 1.0 g/cm)。土粒子密度とは異なり、ある土壌の仮比重は極めてばらつきが大きく、土壌生物の活動および土壌管理と強い関係がある。しかし、団粒の種類や大きさによっては、ミミズが土壌の仮比重を増加あるいは減少させる可能性があることが示されている。仮比重が小さいからといって、必ずしも植物の生育に適していることを示しているわけではない。土性や土壌構造による影響も考える必要があるためである。仮比重が大きいことは土壌が締固められているか、砂、シルト、粘土が混ざることによって小さな粒子が大きな粒子の間隙に入り込んでいることを示している。そのため土壌の多孔質体としてのフラクタル次元と仮比重の間には正の相関があり、土壌動物が作った構造が存在しないシルト質粘土ロームは透水係数が低いことが説明される。
土壌の劣化 (en) あるいは土壌劣化は、人間あるいは自然による土地の機能を害するような変化の過程である。土壌劣化には土壌の酸性化 (en)、土壌汚染、砂漠化、侵食、塩害が含まれる。
農作物の生育と収穫で、土壌中の栄養が減少することも多い。対策としては施肥や、土に有機物などを補給する他の植物との輪作などがある。
スメクタイトのような特定の粘土を多く含む土壌は、とても肥沃な土であることが多い。たとえば、タイ中部の平地は世界で最も農業生産力の高い地域の1つである。
しかし、多くの熱帯の農家では、土壌に有機物を保持することに苦労している。たとえば、タイ北部の粘土が少ない土壌で生産力が低下した時に、農家はシロアリの巣から有機物を持ってきて加えたが、長期的には持続しなかった。そこで、科学者が土壌にスメクタイトの一種であるベントナイトを加えた。
細: <1 mm の板状か粒状; <5 mm の塊状; <10 mm の柱状 小: 1–2 mm の板状か粒状; 5–10 mm の塊状; 10–20 mm の柱状 中: 2–5 mm の板状か粒状; 10–20 mm の塊状; 20-50 の柱状 大: 5–10 mm の板状か粒状; 20–50 mm の塊状; 50–100 mm の柱状 極大: >10 mm の板状か粒状; >50 mm の塊状; >100 mm の柱状
発達程度: すなわちペッド内の密着度であり、強度と安定性をもたらす。 弱度: 弱い結合はペッドが砂、シルト、粘土へと分解されやすい。 中度: 未撹乱土壌ではペッドが明瞭ではないが、撹乱すると団粒、いくらかの壊れた団粒、わずかな団粒化されていない土壌に分かれる。これが理想的な状態であるとされる。 強度: 土壌層位を観察している時点で明瞭なペッドが見られ、簡単には壊れない。 無構造: 土壌が粘土板のように大きな塊にしっかりと固着されているか、砂のように全く結合がない。
最も大きなスケールでは、土壌構造は粘土鉱物の膨潤と収縮によって形成される。初期は水平方向に働き、垂直方向の角柱のペッドを形成する。この機構はバーティソル (en) という種類の土壌に特徴的である。粘土質土壌は、土壌表面からの水の蒸発速度の差が大きいため、水平方向の亀裂を生じ、土壌の柱を塊状のペッドへと分解する。根、小動物、虫、凍結融解が大きなペッドをより小さい球形に近いペッドへと分解する。