第三章土壤的基本性狀(物理性)

1、,,,第,三,章,第一節(jié) 土壤孔隙性第二節(jié) 土壤結(jié)構(gòu)性第三節(jié) 土壤耕性第四節(jié) 土壤酸堿性第五節(jié) 土壤電性與離子交換第六節(jié) 土壤氧化還原狀況,土壤基本物理性質(zhì)和過(guò)程,第一節(jié) 土壤孔隙性 土壤孔隙性——指土壤孔隙的狀況 土壤中大小、形狀不同的復(fù)雜孔隙的狀況好壞由兩方面衡量：①孔隙的量，以孔

2、隙度表示②孔隙的質(zhì)，即大小孔隙分配，上下土層分布。孔隙狀況必須保證作物對(duì)水分和空氣的需要，有利于根系的伸展和活動(dòng)，因此一是要求土壤中孔隙的容積要較多，二是要求大小孔隙的搭配和分布較為恰當(dāng)。,,一、土壤相對(duì)密度和容重土壤相對(duì)密度（比重）：指單位體積（不包括孔隙體積）土壤固體顆粒的質(zhì)量與同體積水的質(zhì)量比。水密度1g/cm3 所以土壤比重又常用土壤密度表示，固體土粒單位體積的重量，單位為g/cm3 。 土壤物質(zhì)組成有差別，

3、土壤比重也就不同，土壤比重?cái)?shù)值的大小主要與兩個(gè)因素有關(guān)：①土壤礦物組成和含量有關(guān)，書(shū)上見(jiàn)礦物比重：P71頁(yè)②與土壤有機(jī)質(zhì)含量有關(guān)，表土層有機(jī)質(zhì)含量高，比重小于心土、底土，有機(jī)質(zhì)比重1.2-1.4g/cm3，由于土壤比重差別較小，一般2.6-2.7，通常用2.65作為土壤比重。,二、土壤容重單位體積自然狀態(tài)土壤（包括孔隙）的質(zhì)量（干重）稱(chēng)為土壤容重。單位為g/cm3 ， 土壤之間差別較大，受五個(gè)因素影響：①是土壤的礦物組成和含量

4、有關(guān);②是與土壤有機(jī)質(zhì)含量有關(guān);③與土壤質(zhì)地有關(guān);④與土壤結(jié)構(gòu)有關(guān);⑤與土壤松緊度有關(guān)。所以容重必須測(cè)定獲得，容重值砂質(zhì)土1.2 ~ 1.8，粉質(zhì)土1.0 ~ 1.5，容重用處很大，不僅在農(nóng)業(yè)上建筑、筑路、橋梁工程常用，也是十分重要的基本數(shù)據(jù)。,,、計(jì)算孔隙度，、判斷土壤熟化程度 1.1~1.3較疏松，1.5以上緊實(shí)，、利用它計(jì)算土壤重量、水分、養(yǎng)分、鹽分含量。 例已知土壤容重為1.15g/cm3，求畝（666.7m2

5、）耕層0-20cm土壤土重。解：666.7×0.2×1.15=153t=153000 kg因此過(guò)去常說(shuō)每畝耕層土壤約30萬(wàn)斤，即每公頃耕層土重225萬(wàn)kg。2、已測(cè)得有機(jī)質(zhì)含量1%，土壤容重為1.2g/cm3,求1畝耕層土壤有機(jī)質(zhì)重量？W有=W±×1%=666.7×0.7×1.2×1%=1.6t=1600kgN、P、K等都可計(jì)算出，如測(cè)得N含量0.05%，則畝

6、含N 80kg，如測(cè)得鹽含量0.3%，則畝含鹽480kg。,二、土壤孔隙度與孔隙比土壤孔性的數(shù)量指標(biāo)1、土壤孔隙度 土壤孔隙的容積占整個(gè)土壤容積的百分?jǐn)?shù)。 2、孔隙比 指土壤中孔隙容積與土粒容積的比值。 土壤孔隙度 孔隙比= 1-土壤孔隙度,,三、土壤孔隙的類(lèi)型

7、（1）非活性孔隙（無(wú)效孔隙） 土壤最細(xì)小的孔隙當(dāng)量孔徑﹤0.002mm，土壤水吸力＞1.5bar，該類(lèi)孔隙充滿(mǎn)無(wú)效水，根毛難以進(jìn)入，微生物亦難進(jìn)入， 在粘質(zhì)土壤中此孔較多，板結(jié)土壤此孔也較多。（2）毛管孔隙 該孔隙直徑d=0.002mm~0.02mm，具毛管作用，土壤水吸力1.5 ~0.15bar, 壤土和結(jié)構(gòu)好的土壤此孔較多。（3）通氣孔隙（非毛管孔隙）孔隙直徑 d＞0.02mm，此類(lèi)孔隙中的水分可在重力作用下短時(shí)間

8、內(nèi)排出而成為通氣孔隙，土壤水吸力＜0.15bar 。,（三）影響土壤孔性的因素1、土壤質(zhì)地 粘質(zhì)土孔隙度45—60%之間，以毛管孔和非活性孔為主 ； 砂質(zhì)土孔隙度33—45%，通氣孔較多； 壤質(zhì)土孔隙度45—52%，有適量通氣孔又有較多毛管孔，水氣協(xié)調(diào)，利于作物生長(zhǎng)。2、土壤有機(jī)質(zhì) 有機(jī)質(zhì)多的土壤易形成團(tuán)粒結(jié)構(gòu)而孔度較高。3、自然因素和土壤管理等,（四）土壤三相組成的計(jì)算1.土壤的固相率=1－土壤孔隙度2.土壤液相率

9、（容積含水率）=土壤含水量（質(zhì)量%）×土壤容重3.土壤氣相率=土壤孔隙度－土壤容積含水率4.土壤三相比=固相率︰液相率︰氣相率適宜旱地土壤要求固相率50%左右，容積含水量在25—30%之間，氣相率10%~20%，土體還應(yīng)“上虛下實(shí)”。,第二節(jié) 土壤的結(jié)構(gòu)性 （一）土壤結(jié)構(gòu)性的概念通常所說(shuō)的“土壤結(jié)構(gòu)”實(shí)際包含兩個(gè)方面，土壤結(jié)構(gòu)性和土壤結(jié)構(gòu)體，土壤結(jié)構(gòu)體是指土壤中的土粒相互黏結(jié)團(tuán)聚成大小形狀和性質(zhì)不同的聚合體

10、稱(chēng)之為土壤結(jié)構(gòu)體。土壤結(jié)構(gòu)性是指土體中土壤結(jié)構(gòu)體的大小、類(lèi)型、數(shù)量、品質(zhì)及其相互排列方式和相應(yīng)的孔隙狀況等的綜合特性。它是土壤的重要物理性質(zhì),（二）土壤結(jié)構(gòu)體的類(lèi)型1、塊狀和核狀結(jié)構(gòu)體，農(nóng)民稱(chēng)之為“坷垃”，土粒在長(zhǎng)寬高三軸上，大體相等，邊面不明顯，分大塊狀、塊狀和碎塊狀。表土中多見(jiàn)塊狀與碎塊狀。常出現(xiàn)于有機(jī)質(zhì)缺乏瘠薄而粘重的土壤，土壤過(guò)干過(guò)濕耕作最易形成塊狀結(jié)構(gòu)。核狀結(jié)構(gòu)表面有褐色膠膜，由石灰質(zhì)鐵質(zhì)膠膜膠結(jié)而成，常出現(xiàn)于缺乏有機(jī)質(zhì)的心

11、、底土中，農(nóng)民稱(chēng)之為“蒜瓣土”。2、柱狀、棱柱狀結(jié)構(gòu)體 在結(jié)構(gòu)體形成時(shí)縱軸發(fā)育大于水平軸，在土體中直立，邊面不明顯稱(chēng)柱狀結(jié)構(gòu)體。邊面棱角明顯稱(chēng)棱柱狀結(jié)構(gòu)。它常出現(xiàn)于北方干旱半干旱，富含粉砂或粘重質(zhì)地、干濕交替明顯的心底土中，群眾稱(chēng)之為立土、豎土。表面有鐵質(zhì)、錳質(zhì)膠膜形成棱柱狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)部緊實(shí)。,3、片狀結(jié)構(gòu) 農(nóng)民稱(chēng)臥土，水平軸 發(fā)育大大超過(guò)縱軸，呈扁平狀，厚度1-5mm。常出現(xiàn)與犁底層和雨后或灌溉結(jié)殼4、團(tuán)粒結(jié)構(gòu) 有機(jī)質(zhì)豐富的

12、自然土壤與耕作土壤中，為近似球形疏松多孔的小土團(tuán)。0.25-10mm之間，<0.25mm稱(chēng)微團(tuán)粒,是形成團(tuán)粒的基礎(chǔ),在提高水稻土和農(nóng)業(yè)土壤肥力具重要作用。,（三）土壤結(jié)構(gòu)體與土壤肥力1.團(tuán)粒結(jié)構(gòu)與土壤肥力對(duì)土壤肥力尤其是粘土的肥力起良好的作用，原因如下：（1）團(tuán)粒結(jié)構(gòu)具有較適宜的孔性；（2）團(tuán)粒結(jié)構(gòu)較多的土壤具有蓄水抗旱作用；（3）團(tuán)粒結(jié)構(gòu)較多的土壤可以協(xié)調(diào)水氣矛盾、保肥和供肥的矛盾；（4）團(tuán)粒結(jié)構(gòu)可提高土壤耕作質(zhì)量；

13、2、其它結(jié)構(gòu)與土壤肥力有這些結(jié)構(gòu)的土體中水肥氣熱極不協(xié)調(diào)，因此為不良結(jié)構(gòu)體。,（四）土壤結(jié)構(gòu)形成土壤結(jié)構(gòu)體形成大體經(jīng)歷兩個(gè)階段：第一階段是由原生土粒（分散的單個(gè)土粒）黏結(jié)形成為初級(jí)的次生土粒（復(fù)粒）或較大的土體；第二個(gè)階段則是由初級(jí)的復(fù)粒在各種膠結(jié)物的作用下進(jìn)行團(tuán)聚或由土粒粘結(jié)成的土體沿一定方向破裂而成。重點(diǎn)介紹幾個(gè)作用：,1、凝聚作用 單個(gè)細(xì)小土粒是膠體，它們相互碰撞時(shí)，當(dāng)電荷斥力小于分子引力時(shí)就相互碰撞凝聚在一起。促膠粒

14、發(fā)生凝聚作用的措施如下：（1）改變土壤中交換性陽(yáng)離子種類(lèi)各類(lèi)交換性陽(yáng)離子離子對(duì)膠體的凝聚力大小順序是Fe3+＞Al3+＞H+＞Ca2+＞Mg2+＞NH4+＞K+＞Na+ （2）增加電介質(zhì)濃度 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中采用耕翻曬田，凍垡等措施提高土壤電介質(zhì)濃度，促使粉粒相互凝聚形成團(tuán)粒微團(tuán)粒結(jié)構(gòu)。 （3）土壤中加入多價(jià)陽(yáng)離子促進(jìn)不可逆凝聚作用的進(jìn)行,2、水膜的粘結(jié)作用粘粒表面一般帶負(fù)電，可以吸引極性水分子，使土定向排列成水膜，即粘?！?/p>

15、—粘粒連接在一起。3、膠結(jié)劑的膠結(jié)作用促進(jìn)形成結(jié)構(gòu)的膠結(jié)劑三類(lèi)：＜1＞無(wú)機(jī)膠體 鐵、鋁、錳氧化物和二氧化硅等，它們以膠膜狀包破于土粒表面失水，把土粒膠結(jié)在一起，通過(guò)脫水形成具有水穩(wěn)性的結(jié)構(gòu)。一般形成不良結(jié)構(gòu)體。＜2＞粘粒 本身是形成結(jié)構(gòu)的物質(zhì)基礎(chǔ)又是膠結(jié)劑。＜3＞有機(jī)物質(zhì) 它們與粘粒結(jié)合形成有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合物，促進(jìn)團(tuán)粒結(jié)構(gòu)形成，且穩(wěn)定性強(qiáng)。,4、外力作用 ①根系與掘土動(dòng)物在土壤中活動(dòng)②干濕交替與凍融交替

16、③耕作等土壤管理措施。,五、土壤結(jié)構(gòu)性評(píng)價(jià)和管理良好結(jié)構(gòu)創(chuàng)造了良好的作物生長(zhǎng)環(huán)境，但良好結(jié)構(gòu)并不易形成也不易保持，大雨漫灌，土壤壓板，有機(jī)質(zhì)減少等都造成結(jié)構(gòu)破壞，所以不良結(jié)構(gòu)需改良，常見(jiàn)措施有：（一）合理的土壤耕作（二）合理輪作與間套種；（三）改良土壤酸堿性質(zhì)（四）增施有機(jī)肥料（五）土壤結(jié)構(gòu)改良劑的應(yīng)用有天然和合成改良劑兩類(lèi)，都具很好效果,第三節(jié) 土壤耕性 一、耕性的概念指土壤在耕作時(shí)反映出來(lái)的特性。從三方面評(píng)價(jià)：

17、（一）耕作的難易；（二）耕作質(zhì)量的好壞；（三）適耕期長(zhǎng)短；不是任何時(shí)間都可耕地，濕潤(rùn)、酥軟是旱田適耕時(shí)期，砂土、壤土、粘土適耕期長(zhǎng)短不同。,二、土壤物理機(jī)構(gòu)性（一）土壤粘結(jié)性 土粒間由于分子引力而相互粘結(jié)在一起的性質(zhì)，它使土壤具有抵抗破碎和分散的能力。粘結(jié)性的強(qiáng)弱用粘結(jié)力表示，單位kg/cm2 ，不同土壤粘結(jié)力的大小不同，同一土壤粘結(jié)力也會(huì)變化，影響因素有：①土壤質(zhì)地；②土壤含水量；③交換性陽(yáng)離子種類(lèi)；④有機(jī)質(zhì)含量。 （二）

18、土壤粘著性 指土壤在一定含水量范圍內(nèi)粘附外物的性能。用粘著力表示。影響因素為：①土壤質(zhì)地；②含水量；③有機(jī)質(zhì)含量；④代換性離子種類(lèi)。,（三）土壤可塑性 指土壤在一定含水范圍內(nèi)受外力作用而發(fā)生變形，當(dāng)外力消失后土壤繼續(xù)保持變形的性狀。原因：片狀粘粒當(dāng)外圍水膜到一定厚度時(shí)，施一定外力，原來(lái)雜亂排列的土粒，借水膜的滑動(dòng)作用，使土粒定向排列成相互平行狀，干燥失水后，由于土粒間的粘結(jié)力而保持了塑形。影響土壤可塑性強(qiáng)弱因素：①土壤含水量

19、 塑性值（塑性指數(shù)）=上塑限－下塑限；②質(zhì)地 砂土無(wú)塑性；③粘土礦物種類(lèi)，蒙脫土＞高嶺石；④有機(jī)質(zhì)。,（四）土壤壓實(shí)生 直接影響土壤耕作難易和耕作質(zhì)量 松緊性用堅(jiān)實(shí)度表示堅(jiān)實(shí)度是指 土壤抗壓縮的阻力，用壓縮單位土體所需的力來(lái)表示，單位kg/cm3。（五）土壤脹縮性 土壤在不同含水量時(shí)所表現(xiàn)出來(lái)的性狀。當(dāng)土壤含水量由少至多時(shí)，土壤結(jié)持狀態(tài)由堅(jiān)硬→酥軟→可塑→粘韌→濃漿→薄漿。與土壤耕性的關(guān)系如下：,三、土壤耕