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1、第一节土壤质地（soiltexture）一、土粒和粒级一、土粒和粒级二、土壤质地二、土壤质地三、土壤质地与肥力的关系三、土壤质地与肥力的关系四、不同质地土壤的利用四、不同质地土壤的利用五、土壤质地的改良五、土壤质地的改良第1页/共169页一、土粒和粒级土粒（土壤颗粒土粒（土壤颗粒soil particlesoil particle）是构成土壤固相骨架）是构成土壤固相骨架的基本颗粒，它们的的基本颗粒，它们的数目众多数目众多，大小大小和和形状形状迥异，迥异，矿物矿物组成组成和和理化性质理化性质变化甚大，尤其是粗土粒与细土粒的成变化甚大，尤其是粗土粒与细土粒的成分和性质几乎完全不同。分和性质几乎完全
2、不同。（一）土粒的种类（一）土粒的种类1 1、按土粒的成分划分、按土粒的成分划分2 2、按土粒的存在状态划分、按土粒的存在状态划分第2页/共169页1 1、按土粒的成分划分、按土粒的成分划分根据土粒的成分，可以分为根据土粒的成分，可以分为矿物质土粒矿物质土粒和和有机质土粒有机质土粒两种：两种：第3页/共169页（1 1）矿物质土粒是以）矿物质土粒是以土壤矿物质土壤矿物质为主的土粒。为主的土粒。（2 2）有机质土粒是指以）有机质土粒是指以土壤有机质土壤有机质为主的土粒。这些有机质或者是有机残体的碎为主的土粒。这些有机质或者是有机残体的碎屑，或者是与矿物质土粒相结合。屑，或者是与矿物质土粒相结合。
3、第4页/共169页矿物质土粒非常稳定，能够长期存在；而有机质土粒通常极易被小动物吞噬和微生物分解掉。在土壤中，矿物质土粒的数目占绝对优势，是构成土壤固相骨架的主体。我们通常所说的土粒，就是专指矿物质土粒而言的。第5页/共169页2、按土粒的存在状态划分按照土粒的存在状态，可分为按照土粒的存在状态，可分为单粒单粒（原生土粒）（原生土粒）和和复粒复粒（次生土粒）（次生土粒）。单粒是指单个的矿物质土粒。在单粒是指单个的矿物质土粒。在缺少有机质的缺少有机质的土壤中土壤中，单粒在数量上占绝对优势；而在，单粒在数量上占绝对优势；而在有机有机质含量较多的土壤中质含量较多的土壤中，许多单粒相互聚集成复，许多单
4、粒相互聚集成复粒（团聚体粒（团聚体aggregate）。团聚体团聚体:土粒通过各土粒通过各种自然过程的作用而形成的直径种自然过程的作用而形成的直径10mm的结构的结构单位。单位。由于由于有机质比较容易分解有机质比较容易分解，所以我们通常所说，所以我们通常所说的土粒，都是指的土粒，都是指矿物质土粒中的单粒矿物质土粒中的单粒而言的。而言的。第6页/共169页第7页/共169页（二）土壤粒级（粒组）1、土粒的大小分级、土粒的大小分级粒级制粒级制按土粒的大小，分为若干组，称为按土粒的大小，分为若干组，称为土壤粒级土壤粒级（粒组）。（粒组）。由于土粒形状多是由于土粒形状多是不规则不规则的，难以直接测量其
5、的，难以直接测量其真实直径真实直径。为了按大小进行土粒分级，。为了按大小进行土粒分级，通常以土粒的通常以土粒的当量粒径或有效粒径当量粒径或有效粒径来代替其真实粒径来代替其真实粒径。第8页/共169页当量粒径和有效粒径当量粒径和有效粒径的概念来自土壤机械分析（颗粒分析）时采用的假设和方法。当量粒径和有效粒径的概念来自土壤机械分析（颗粒分析）时采用的假设和方法。把全部复粒被分散成为单粒的土壤悬液，通过套筛进入沉降筒中。把全部复粒被分散成为单粒的土壤悬液，通过套筛进入沉降筒中。粗粒部分粗粒部分先后被截留在各个筛子上，即以圆先后被截留在各个筛子上，即以圆筛的孔径作土粒的有效粒径。如通过筛的孔径作土粒的
6、有效粒径。如通过1mm筛而阻留在筛而阻留在0.5mm筛上的土粒即是筛上的土粒即是1-0.5mm粒级，余类推。粒级，余类推。第9页/共169页第10页/共169页细粒部分细粒部分则根据颗粒半径与颗粒在静水中沉降速率的关系（斯托克斯定律），计算则根据颗粒半径与颗粒在静水中沉降速率的关系（斯托克斯定律），计算不同粒级土粒在静水中的沉降速度，把土粒看作光滑的实心圆球，取与此粒级沉降不同粒级土粒在静水中的沉降速度，把土粒看作光滑的实心圆球，取与此粒级沉降速率相同的圆球直径，作为该土粒的直径，这样所得到的土粒直径，就叫做当量粒速率相同的圆球直径，作为该土粒的直径，这样所得到的土粒直径，就叫做当量粒径径。水
7、的粘滞系数土粒和水的密度差重力加速度土粒半径第11页/共169页至于如何把土粒至于如何把土粒按大按大小分级小分级，分成，分成多少个多少个粒级粒级（粒组），（粒组），各粒各粒级间的级间的分界点分界点定在哪定在哪里，至今尚缺乏公认里，至今尚缺乏公认的标准，不同国家和的标准，不同国家和部门所采用的土粒分部门所采用的土粒分级制都是不同的。级制都是不同的。但目前来看，无论哪种分级制，一般但目前来看，无论哪种分级制，一般都将土粒分为都将土粒分为石砾、砂粒、粉粒和粘石砾、砂粒、粉粒和粘粒粒4 4级级。但每级大小的但每级大小的具体标准具体标准各国不尽相同。各国不尽相同。国际制国际制、前苏联制前苏联制和和我国制
8、我国制的土粒分的土粒分级标准（表）。级标准（表）。第12页/共169页粒级当量粒径/mm石砾gravel2砂粒sand粗砂粒coarsesand20.2细砂粒finesand0.20.02粉粒silt0.020.002粘粒clay3石砾31物理性砂粒物理性砂粒Physical sand（直径大小0.01mm的土壤颗粒）砂粒粗砂粒10.5中砂粒0.50.25细砂粒0.250.05粉粒粗粉粒0.050.01物理性粘粒物理性粘粒Physical clay（直径大小0.01mm的土壤颗粒）中粉粒0.010.005细粉粒0.0050.001粘粒粗粘粒0.0010.0005细粘粒0.00050.0001胶
9、粒3石砾31砂粒粗砂粒10.25细砂粒0.250.05粉粒粗粉粒0.050.01中粉粒0.010.005细粉粒0.0050.002粘粒粗粘粒0.0020.001细粘粒10cm10cm）、）、块状块状（直径（直径5 510cm10cm）和）和碎块状碎块状（直径（直径5cm5cm）结构。）结构。土坷垃是该种结构体。土坷垃是该种结构体。第76页/共169页性质：性质：块状结构体是由块状结构体是由土粒相互胶结而形成的块状土粒相互胶结而形成的块状结结构，内部构，内部比较紧实比较紧实，因而，因而通气透水性不好通气透水性不好，肥肥力状况较差力状况较差。块状结构的土壤常形成较大的空洞，加速了土块状结构的土壤常
10、形成较大的空洞，加速了土壤水分丢失，幼苗不能顺利出土，一般采用适壤水分丢失，幼苗不能顺利出土，一般采用适时耙耱或冻融作用使之破碎。时耙耱或冻融作用使之破碎。第77页/共169页大块状结构（Massive）第78页/共169页第79页/共169页块状结构第80页/共169页2 2、核状结构体、核状结构体形状：多棱角的碎块，长、宽、高三轴也大体相等，边面呈明显的棱角状。形状：多棱角的碎块，长、宽、高三轴也大体相等，边面呈明显的棱角状。大小：直径一般在大小：直径一般在5 520mm20mm。分类：按照核状结构体的大小，又可分为分类：按照核状结构体的大小，又可分为大核状大核状（直径（直径101020m
11、m20mm或稍大）和或稍大）和核核状状（直径（直径5 510mm10mm）结构。）结构。第81页/共169页性质：性质：核状结构体内部也核状结构体内部也比较紧实比较紧实，通气透水性不好，肥力状况差。通气透水性不好，肥力状况差。与块状结构体一样，核状结构体也多出现在与块状结构体一样，核状结构体也多出现在土壤质地比较粘重土壤质地比较粘重而且而且缺乏有机质的缺乏有机质的土壤中土壤中。群众多称之为群众多称之为“蒜瓣土蒜瓣土”。第82页/共169页3 3、柱状结构体、柱状结构体形状：立柱状，纵轴远大于横轴，边面呈明形状：立柱状，纵轴远大于横轴，边面呈明显或不明显的棱角状。显或不明显的棱角状。大小：柱状结
12、构体横断面的直径变化较大，大小：柱状结构体横断面的直径变化较大，从从3cm5cm5cm的都有。的都有。分类：按照边面的棱角是否明显，可分为两分类：按照边面的棱角是否明显，可分为两类，其中棱角明显的称为类，其中棱角明显的称为棱柱状结构棱柱状结构，棱角，棱角不明显的称为不明显的称为圆柱状结构圆柱状结构。第83页/共169页性质：性质：柱状结构体和棱柱状结构体，大多出现在柱状结构体和棱柱状结构体，大多出现在粘重的底土层粘重的底土层、心土层心土层和和柱状碱土的碱柱状碱土的碱化层化层。根系难以伸入，。根系难以伸入，通气不良通气不良，易，易漏水漏肥漏水漏肥。常采取逐步加深耕层，结合。常采取逐步加深耕层，结
13、合施大施大量有机肥料量有机肥料进行改良。进行改良。第84页/共169页群众称为“立土”。第85页/共169页棱柱状结构（Prismatic）第86页/共169页4 4、片状结构体、片状结构体形状：扁平状，横轴远大于纵轴。形状：扁平状，横轴远大于纵轴。大小：片状结构体的厚度变化较大，从大小：片状结构体的厚度变化较大，从1cm5cm5cm的都有。的都有。分类：按片状结构体厚度，又可分为板状、片状、页状、叶状和鳞片状结构。分类：按片状结构体厚度，又可分为板状、片状、页状、叶状和鳞片状结构。群众多称之为“卧土”或“平搓土”。第87页/共169页第88页/共169页第89页/共169页灰化土的灰化层是典
14、型的片状结构第90页/共169页片状结构体，片状结构体，薄片状薄片状，常出现在，常出现在犁底层犁底层，成成层排列层排列。旱地犁底层过厚旱地犁底层过厚，对作物生长，对作物生长不利不利，而而水稻土应有一个具有一定透水率的犁底层水稻土应有一个具有一定透水率的犁底层。水旱轮作水旱轮作和和深耕深耕是改造和加深犁底层的良好是改造和加深犁底层的良好方法。旱地表层常出现方法。旱地表层常出现土壤结皮土壤结皮，对作物不，对作物不利，消除结皮的办法是适时利，消除结皮的办法是适时中耕中耕。性质：性质：第91页/共169页5 5、团粒结构体、团粒结构体形状：近似圆球状。形状：近似圆球状。大小：自小米粒至蚕豆般大，直径大
15、小：自小米粒至蚕豆般大，直径10mm10mm。分类：按照团粒结构体的大小，又可分为分类：按照团粒结构体的大小，又可分为团团粒粒（直径约为（直径约为0.250.2510mm10mm）和）和微团粒微团粒（直径（直径0.25mm0.25mm）。）。第92页/共169页性质：与前几种结构体不同，团粒结构体是与前几种结构体不同，团粒结构体是疏松多孔的疏松多孔的小土团，具有小土团，具有水稳性水稳性（泡水后结构体不易分散）、（泡水后结构体不易分散）、力稳性力稳性（不易被机械力破坏）和（不易被机械力破坏）和多孔性多孔性，通气透通气透水性好水性好，并具有一定的，并具有一定的保水保肥性能保水保肥性能，土壤肥力，土
16、壤肥力状况良好。状况良好。第93页/共169页团粒结构团粒结构体多出现在团粒结构体多出现在有机质含量高有机质含量高，肥沃的肥沃的耕层耕层中，一般高产田的团粒结构都比较多。中，一般高产田的团粒结构都比较多。我们通常所说的改良土壤的结构性，指的就我们通常所说的改良土壤的结构性，指的就是要促进团粒结构的形成。是要促进团粒结构的形成。群众多称之为群众多称之为“蚂蚁蛋蚂蚁蛋”、“米糁子米糁子”等。等。第94页/共169页无结构（Single grained）第95页/共169页第96页/共169页第97页/共169页第98页/共169页第99页/共169页团粒状结构体是经过团粒状结构体是经过多次复合团聚
17、多次复合团聚而形成的。一而形成的。一般先是般先是单粒单粒相互相互凝聚凝聚成成复粒复粒或或粘团粘团，再经过逐级，再经过逐级粘结粘结作用，依次形成作用，依次形成微团聚体微团聚体，微团聚体再经过，微团聚体再经过多次团聚多次团聚形成较大的形成较大的团粒团粒。土壤结构体土壤结构体形成过程形成过程极其复杂，主要有胶体的极其复杂，主要有胶体的凝凝聚作用聚作用、水膜的、水膜的粘结作用粘结作用、胶结作用胶结作用、干湿交替干湿交替、冻融交替冻融交替、机械作用机械作用、生物作用生物作用、耕作措施耕作措施等作等作用机制。用机制。土壤团粒结构体形成的机制土壤团粒结构体形成的机制第100页/共169页（三）团粒结构在土壤
18、肥力上的意（三）团粒结构在土壤肥力上的意义义1 1、团粒结构土壤大小孔隙兼备、团粒结构土壤大小孔隙兼备2 2、团粒结构土壤中水、气矛盾解决、团粒结构土壤中水、气矛盾解决3 3、团粒结构土壤保肥与供肥协调、团粒结构土壤保肥与供肥协调4 4、团粒结构土壤宜于耕作、团粒结构土壤宜于耕作5 5、团粒结构土壤具有良好的耕层构造、团粒结构土壤具有良好的耕层构造第101页/共169页1 1、团粒结构土壤大小孔隙兼备、团粒结构土壤大小孔隙兼备团粒结构具有团粒结构具有多孔性多孔性，不仅，不仅总孔度总孔度大，而且大，而且大小孔隙大小孔隙兼备，因此兼备，因此蓄水、通气蓄水、通气和透水和透水可可同时同时进行，对调节土
19、壤肥力具有重要作用。进行，对调节土壤肥力具有重要作用。第102页/共169页2 2、团粒结构土壤中水、气矛盾解决、团粒结构土壤中水、气矛盾解决在团粒结构土壤中，团粒和团粒之间是通气的大孔隙，可以通气透水团粒和团粒之间是通气的大孔隙，可以通气透水，把大量雨水甚至暴雨迅速吸入土壤；同时，团粒内部又有大量可以保存水分的小孔隙团粒内部又有大量可以保存水分的小孔隙，水分在其中运动较快，可以源源供应植物根系吸收的需要。第103页/共169页3 3、团粒结构土壤保肥与供肥协调、团粒结构土壤保肥与供肥协调在团粒结构土壤中，团粒之间的在团粒结构土壤中，团粒之间的大孔隙大孔隙由于和空气接触，好气性微生物活动旺盛，
20、由于和空气接触，好气性微生物活动旺盛，有机质分解迅速有机质分解迅速，有利于，有利于养分的供应养分的供应；另一方面，团粒内部的另一方面，团粒内部的小孔隙小孔隙由于贮存水分而通气不良，只有嫌气性微生物活动，由于贮存水分而通气不良，只有嫌气性微生物活动，有利于有利于养分的贮存养分的贮存。第104页/共169页由此可见，每一个团粒既好象是一个由此可见，每一个团粒既好象是一个小水小水库库，又是一个，又是一个小肥料库小肥料库，起着保存、调节，起着保存、调节和供应水分和养分的作用。和供应水分和养分的作用。第105页/共169页4 4、团粒结构土壤宜于耕作、团粒结构土壤宜于耕作在团粒结构的土壤中，由于团粒之间
21、接触面较小，在团粒结构的土壤中，由于团粒之间接触面较小，粘结性较弱粘结性较弱，因而，因而耕作阻力小耕作阻力小，宜耕时间长；宜耕时间长；反之，在非团粒结构土壤中，耕作阻力大，耕作质量差，宜耕时间短。反之，在非团粒结构土壤中，耕作阻力大，耕作质量差，宜耕时间短。第106页/共169页5 5、团粒结构土壤具有良好的、团粒结构土壤具有良好的耕层构造耕层构造在团粒结构土壤中，具有良好的耕层构造。在团粒结构土壤中，具有良好的耕层构造。（解释：土壤耕层的三相搭配关系叫做（解释：土壤耕层的三相搭配关系叫做耕层构造耕层构造。良好的耕层构造为：具有较高的。良好的耕层构造为：具有较高的孔隙容积，可以容纳大量的水分和
22、空气；同时，大小孔隙的比例要适当，能解决水、孔隙容积，可以容纳大量的水分和空气；同时，大小孔隙的比例要适当，能解决水、气、肥之间的矛盾）。气、肥之间的矛盾）。第107页/共169页由上所述可知，由上所述可知，团粒结构土壤团粒结构土壤具有良好的物理性能（包括多孔性、力稳性和水稳具有良好的物理性能（包括多孔性、力稳性和水稳性）和耕性，因此是农业上性）和耕性，因此是农业上最宝贵的土壤最宝贵的土壤。对于非团粒结构的土壤，我们可以通过适当的耕作、施肥等措施进行改良，使之对于非团粒结构的土壤，我们可以通过适当的耕作、施肥等措施进行改良，使之适合植物生长，从而也能获得高产。适合植物生长，从而也能获得高产。第
23、108页/共169页第三节第三节 土壤孔性土壤孔性土壤孔性是指能够反映土壤孔性是指能够反映土壤孔隙总容积的土壤孔隙总容积的大小大小，孔隙的搭配孔隙的搭配及及孔隙在各土层中的分孔隙在各土层中的分布状况布状况等的综合特性。等的综合特性。土壤孔性的好坏，决定于土壤的土壤孔性的好坏，决定于土壤的质地、松质地、松紧度、有机质含量和结构等紧度、有机质含量和结构等。可以说，土。可以说，土壤孔性是土壤结构性的反映，结构好则孔壤孔性是土壤结构性的反映，结构好则孔性好，反之亦然。性好，反之亦然。第109页/共169页一、土粒密度和容重一、土粒密度和容重（一）土粒密度（一）土粒密度(Soil specific gr
24、avity)(Soil specific gravity)单位容积单位容积固体土粒固体土粒（不包括粒间孔隙不包括粒间孔隙的容积）的质量或重量称为土粒密度。的容积）的质量或重量称为土粒密度。单位为单位为g/cmg/cm3 3或或t/mt/m3 3。这里所说的。这里所说的质量或重量是指质量或重量是指105-110105-110下的烘干土重下的烘干土重。土粒密度过去曾称为土壤比重或土壤真比重。土粒密度过去曾称为土壤比重或土壤真比重。第110页/共169页第111页/共169页第112页/共169页土粒密度主要取决于土壤固相中各种矿物质和有机质的密度。一般来看，土壤固相中矿物质部分的密度大于有机质部分
25、，所以矿物质含量较高的土壤，其密度较大；而有机质含量较高的土壤，其密度较小。但由于大多数土粒的密度在2.6-2.7g/cm3左右，所以在计算时，土粒的密度通常取平均值即2.65g/cm3。第113页/共169页土粒密度值除了用于计算土壤孔度和土壤三相组成之外，还可用于计算土壤机械分析时各级土粒的沉降速度以及估计土壤的矿物组成等。土粒密度的用途第114页/共169页土壤比重测定方法：比重瓶法注意！测定比重用扰动土第115页/共169页（二）土壤容重（二）土壤容重田间自然垒结状态下，单位容积土体（包括土粒和孔隙）的质量或重量称为土壤田间自然垒结状态下，单位容积土体（包括土粒和孔隙）的质量或重量称为
26、土壤容重。容重。单位为单位为g/cm3或或t/m3。这里所说的。这里所说的质量或重量也是指质量或重量也是指105110下的烘干土重。下的烘干土重。土壤容重过去曾称为土壤假比重。土壤容重过去曾称为土壤假比重。土壤容重的数值总是小于土壤密度。土壤容重的数值总是小于土壤密度。第116页/共169页第117页/共169页土壤容重土壤容重随孔隙而变化，不是常数，大体在随孔隙而变化，不是常数，大体在1.00-1.80之间，其数值的大小主要决之间，其数值的大小主要决定于定于土壤质地、腐殖质含量、结构和松紧情况。土壤质地、腐殖质含量、结构和松紧情况。第118页/共169页土壤质地土壤质地砂性土砂性土的孔隙粗大
27、，但总的孔隙体积较小，的孔隙粗大，但总的孔隙体积较小，容重容重较大较大；粘性土粘性土的孔隙细小，但总的孔隙体积较大，的孔隙细小，但总的孔隙体积较大，故故容重较小容重较小；壤性土的情况，介于两者之间。一；壤性土的情况，介于两者之间。一般砂性土的容重为般砂性土的容重为1.2-1.8g/cm3，粘性土的容重，粘性土的容重为为1.0-1.5g/cm3。腐殖质含量腐殖质含量腐殖质含量愈多的土壤，容重愈小。腐殖质含量愈多的土壤，容重愈小。土壤结构土壤结构对于质地相同的土壤来说，形成团粒结构的土壤，对于质地相同的土壤来说，形成团粒结构的土壤，容重小；无团粒结构的土壤，容重大。容重小；无团粒结构的土壤，容重大
28、。第119页/共169页耕作耕作耕作后，土壤疏松，容重变小。随着时间的延长，耕作后，土壤疏松，容重变小。随着时间的延长，土壤受重力作用，容重增大。土壤受重力作用，容重增大。降水和灌水降水和灌水降水和灌水使土壤沉实，土粒密接，容重增大。降水和灌水使土壤沉实，土粒密接，容重增大。土壤层次土壤层次耕层容重在耕层容重在1.101.30g/cm3，能适应多种作物的能适应多种作物的要求要求，土层愈深土层愈深则则容重愈大容重愈大，可达可达1.40-1.60g/cm3。第120页/共169页一般采用一般采用环刀法环刀法来测定土壤容重。来测定土壤容重。第121页/共169页用环刀采样第122页/共169页凡士林
29、油第123页/共169页第124页/共169页土壤容重值的用途：土壤容重值的用途很多，包括土壤容重值的用途很多，包括计算土壤孔隙度计算土壤孔隙度、工程土方量工程土方量、各种土壤成分储量各种土壤成分储量、土壤储水量土壤储水量及及灌水（或灌水（或排水）定额排水）定额等。等。第125页/共169页1 1、计算孔隙度：、计算孔隙度：土壤中有土壤中有大小不同，形状不一的各种孔隙大小不同，形状不一的各种孔隙，它的多少与大小是由，它的多少与大小是由土壤质地、结构、有机质土壤质地、结构、有机质等多方面因素决定的，等多方面因素决定的，土壤孔隙度一般土壤孔隙度一般不直接测定不直接测定而是由而是由土壤容重、比重土壤
30、容重、比重计算而来，土壤孔隙度与土壤计算而来，土壤孔隙度与土壤容重密切相关。根据容重密切相关。根据实测土壤的容重与密度实测土壤的容重与密度，按下式计算：，按下式计算：土壤总孔度土壤总孔度=（1-容重容重/密度）密度）100%第126页/共169页举例举例:1 1、某土壤耕层容重为、某土壤耕层容重为1.33g/cm1.33g/cm3 3，土壤密度为，土壤密度为2.66g/cm2.66g/cm3 3 ，求该土壤的，求该土壤的总孔隙度？总孔隙度？第127页/共169页疏松排列紧密排列47.46%24.51%孔隙度第128页/共169页2 2、反映土壤的松紧度、反映土壤的松紧度土壤松紧度土壤松紧度指指
31、土壤疏松和紧实、松软和板硬的状况。土壤疏松和紧实、松软和板硬的状况。1.11.3较疏松，较疏松，1.5以上紧实。以上紧实。土壤松紧度也是孔隙性质的具体表现形态之一。土壤松紧度也是孔隙性质的具体表现形态之一。土壤容土壤容重过大重过大，表明土壤紧实，结构不良，不利于透水、通气、，表明土壤紧实，结构不良，不利于透水、通气、扎根，并会造成扎根，并会造成Eh值下降，会出现各种有毒物质和不利值下降，会出现各种有毒物质和不利养分的释放。养分的释放。土壤容重小土壤容重小，表明土壤疏松多孔，结构性，表明土壤疏松多孔，结构性良好。如果良好。如果土壤容重太小土壤容重太小，大孔隙数量多大孔隙数量多，气体通畅气体通畅又
32、又会会促使有机质加速分解促使有机质加速分解，也会使，也会使植物根系扎不牢植物根系扎不牢，而，而易易倒伏倒伏。第129页/共169页松紧程度松紧程度容重容重(g/cm(g/cm3 3)孔度孔度(%)(%)最松最松松松适合适合稍紧稍紧紧实紧实1.01.301.3060606056605656525652525052505050容重、孔隙度与土壤松紧程度关系第130页/共169页3 3、计算土壤重量及工程土方量：、计算土壤重量及工程土方量：已知土壤容重为已知土壤容重为1.15g/cm1.15g/cm3 3，求亩（，求亩（666.7m666.7m2 2）耕层）耕层0-20cm0-20cm土壤土重。土壤
33、土重。每亩土壤重每亩土壤重=面积面积深度深度容重容重解：解：666.70.21.15=153t=153000 kg666.70.21.15=153t=153000 kg因此过去常说因此过去常说每亩耕层土壤约每亩耕层土壤约3030万斤万斤，即每公顷耕层土重，即每公顷耕层土重225225万万kgkg。土壤重量=土壤体积土壤容重第131页/共169页如如在在土土工工建建设设或或土土地地整整理理工工程程中中，有有2000m2面面积积应应挖挖去去0.2m厚厚的的表表土土，其其容容重重为为1.3t/m3，则应挖去的土方为，则应挖去的土方为:土壤体积：土壤体积：2000m20.2m=400m3，土壤质量：土
34、壤质量：400m31.3t/m3=520t。土壤重量=土壤体积土壤容重第132页/共169页4、估算各种土壤成分储量：根据根据容重容重和和土壤成分土壤成分（有机质、可溶性盐、各种养分、某种污染物等）的含量，来（有机质、可溶性盐、各种养分、某种污染物等）的含量，来计算该成分在一定土体中的储量。计算该成分在一定土体中的储量。第133页/共169页如，如，1hm1hm2 2农地的耕层农地的耕层（厚（厚0.2m0.2m）容重为）容重为1.31.3t/m3，有机质含量，有机质含量为为15g/kg15g/kg（即1.5%），全氮量为全氮量为0.75g/kg0.75g/kg（0.075%0.075%），），
35、则该农地耕层土壤中则该农地耕层土壤中有机质储量是多少？有机质储量是多少？氮的储量是多少？氮的储量是多少？有机质储量为：10000m20.2m1.3t/m30.015=39.0t；氮的储量为：10000m20.2m1.3t/m30.75 10-3=1.95t。第134页/共169页5、计算土壤储水量及灌水（或排水）定额用容重值可计算某一土体容积中保存的水量，进用容重值可计算某一土体容积中保存的水量，进而计算需要的灌水（或排水）定额。而计算需要的灌水（或排水）定额。例如，某一土壤耕层，现有土壤含水量为例如，某一土壤耕层，现有土壤含水量为8%，要求灌水后达到要求灌水后达到28%，则每亩应灌多少立方米
36、的，则每亩应灌多少立方米的水？水？30万斤万斤（28%-8%）=6万斤万斤=30立方米立方米这就是说，每亩土地的灌水量是30m3。第135页/共169页二、土壤孔性二、土壤孔性土壤是多孔体，土粒、土壤团聚体之间以及团聚体内部，均有孔隙存在。土壤孔土壤是多孔体，土粒、土壤团聚体之间以及团聚体内部，均有孔隙存在。土壤孔隙是土壤中固相部分所占容积以外的空间，由水、气所占据，包括固相颗粒或结隙是土壤中固相部分所占容积以外的空间，由水、气所占据，包括固相颗粒或结构体之间的构体之间的间隙间隙和和生物穴道。生物穴道。土壤孔性是土壤孔性是土壤孔隙性质土壤孔隙性质的简称，是指的简称，是指土壤孔隙总量土壤孔隙总量
37、（总孔度）及（总孔度）及大小孔隙的分大小孔隙的分布状况布状况（分级孔度）。（分级孔度）。第136页/共169页第137页/共169页小孔隙大孔隙土壤孔性对土壤孔性对土壤肥力土壤肥力具有多方面的影响，是决定土壤结构性好坏的重要具有多方面的影响，是决定土壤结构性好坏的重要因素。因素。一般来看，土壤孔性好则结构也好；反之，土壤结构好其孔性必然也好。一般来看，土壤孔性好则结构也好；反之，土壤结构好其孔性必然也好。因此，了解土壤孔性，可以进一步认识土壤结构性，认识到为什么说因此，了解土壤孔性，可以进一步认识土壤结构性，认识到为什么说“团粒结构是农业上最宝贵的结构团粒结构是农业上最宝贵的结构”。第138页
38、/共169页第139页/共169页（一）土壤总孔度（或孔度）和孔隙比（一）土壤总孔度（或孔度）和孔隙比土壤总孔度（或孔度）和土壤总孔度（或孔度）和孔隙比孔隙比都是表示都是表示土壤中总孔隙数量多少土壤中总孔隙数量多少的指标。的指标。1 1、土壤总孔度、土壤总孔度（1 1）概念）概念土壤总孔度（或孔度）是土壤总孔度（或孔度）是土壤总孔隙度土壤总孔隙度的简称，是指的简称，是指单位体积土壤中，孔隙体积单位体积土壤中，孔隙体积占整个土壤体积的百分数。占整个土壤体积的百分数。第140页/共169页这里所说的孔隙体积，包括所有的大小和形状不同的孔隙在内；这里所说的土壤体积，包括土粒体积和孔隙体积两部分。即：
39、例如，在1cm3的土壤中，孔隙的总体积是0.55cm3，则该土壤的总孔度为55%，而其余45%的体积被固体土粒占据着。第141页/共169页（2）计算由于土壤中的孔隙复杂多样，从极微细的小孔到粗大的裂隙，从树枝状、网状到念珠状、管状以及各种不规则形状的孔隙都有，因此要直接观察并测量土壤总孔度是困难的。通常，我们是根据土壤容重和土壤密度来计算土壤总孔度的。第142页/共169页具体的计算公式为：第143页/共169页由于大多数土壤的密度在2.62.7g/cm3左右，所以在计算时，土壤的密度通常取平均值即2.65g/cm3。因此，土壤总孔度的计算公式也可以表示为：土壤总孔度=（1-容重/2.65）
40、100%从土壤总孔度的计算公式可以看到，土壤总孔度与土壤容重呈反相关，容重愈小，则总孔度愈大；反之，容重愈大则总孔度愈小。第144页/共169页对于结构良好的耕层土壤来说，其孔隙比应1。2、土壤孔隙比除了土壤总孔度之外，土壤中总孔隙数量的多少也可以用除了土壤总孔度之外，土壤中总孔隙数量的多少也可以用土壤孔隙比土壤孔隙比来表示。来表示。土壤孔隙比土壤孔隙比是是指土壤中孔隙体积与土粒体积的比值指土壤中孔隙体积与土粒体积的比值。即：。即：第145页/共169页如前例，在1cm3的土壤中，孔隙的总体积是0.55cm3，则该土壤的总孔度为55%，即45%的体积被固体土粒占据着，因此该土壤的孔隙比为55/
41、45=1.12，属于结构良好的土壤。第146页/共169页（二）土壤分级孔度（二）土壤分级孔度土壤孔隙度只说明土壤孔隙土壤孔隙度只说明土壤孔隙“量量”的问题，还不足以反映土壤孔隙的问题，还不足以反映土壤孔隙“质质”的方面，为了认识与了解土壤孔隙的性质，必须考虑孔隙粗细状况。的方面，为了认识与了解土壤孔隙的性质，必须考虑孔隙粗细状况。第147页/共169页1.土壤孔隙类型土壤是由土壤是由固体土粒固体土粒和和粒间孔隙粒间孔隙组成的极为复杂的组成的极为复杂的多孔体。多孔体。土壤孔隙土壤孔隙是是容纳水分容纳水分和和空气空气的空间，的空间，土土壤中的孔隙容积愈多，水分和空气的容量就愈大壤中的孔隙容积愈多
42、，水分和空气的容量就愈大；另一方面，土壤的孔隙有大有小，另一方面，土壤的孔隙有大有小，大的可以通气大的可以通气，小的可以蓄水小的可以蓄水。所以，为了满足作物对水分和空气的需要，有利所以，为了满足作物对水分和空气的需要，有利于根系的伸展和活动，于根系的伸展和活动，一是要求土壤中孔隙的容一是要求土壤中孔隙的容积较多积较多，二是要求大小孔隙的搭配和分布较为适二是要求大小孔隙的搭配和分布较为适当。当。第148页/共169页我们前面介绍的我们前面介绍的土壤孔隙度土壤孔隙度和和孔隙比孔隙比只能说明土壤孔隙只能说明土壤孔隙“数量数量”多少的问题；而多少的问题；而不不能能反映反映大小孔隙的搭配和分布情况。大小
43、孔隙的搭配和分布情况。研究表明，即使两种土壤的研究表明，即使两种土壤的孔隙度孔隙度和和孔隙比相同孔隙比相同，如果，如果大小孔隙的搭配和分布情况大小孔隙的搭配和分布情况不同不同，则它们的，则它们的保水、蓄水、通气以及其它性质保水、蓄水、通气以及其它性质也会有显著的差别。也会有显著的差别。第149页/共169页为此，我们需要把土壤孔隙按其为此，我们需要把土壤孔隙按其大小和作用大小和作用分为分为不同的孔隙类型不同的孔隙类型，然后，然后计算各类计算各类型孔隙所占的比例型孔隙所占的比例，以了解土壤中，以了解土壤中大小孔隙之间的搭配和分布情况。大小孔隙之间的搭配和分布情况。第150页/共169页目前，对目
44、前，对土壤孔隙的分级土壤孔隙的分级尚无一致的看法。但一般认尚无一致的看法。但一般认为，按照为，按照土壤当量孔径土壤当量孔径和和土壤水吸力的大小土壤水吸力的大小来进行土来进行土壤孔隙类型的划分较为恰当。壤孔隙类型的划分较为恰当。（1）土壤孔隙类型划分的标准）土壤孔隙类型划分的标准土壤当量孔径和土壤当量孔径和土壤水吸力土壤水吸力由于土壤中孔隙的大小、形状和连通情况极为复杂，由于土壤中孔隙的大小、形状和连通情况极为复杂，难以直接测定，因此土壤学中所说的难以直接测定，因此土壤学中所说的土壤孔隙直径土壤孔隙直径，指的是指的是与一定土壤水吸力相当的孔隙直径与一定土壤水吸力相当的孔隙直径，叫做，叫做当量当量
45、孔径或有效孔径孔径或有效孔径。（假想圆管的直径假想圆管的直径,用以描述具有用以描述具有相似性质土壤的孔隙大小相似性质土壤的孔隙大小）第151页/共169页土壤水吸力土壤水吸力N土土壤壤水水承承受受一一定定吸吸力力的的情情况况下下所所处处的的能能态态，简简称称吸吸力力。例例如如，测测得得某某时时间间土土壤壤水水吸吸力力为为1 1巴巴，就就是是说说，此此时时对对土土壤壤施施加加大大于于1 1巴巴的的吸吸力力，水水就就会会从从土土壤壤中中流流出出。而而施施加加小小于于1 1巴巴的的吸吸力力，水水就就会会被被土土壤壤吸吸进进。表表明明这这时时的的土土壤壤水水就就处处于于1 1巴巴吸吸力的能态。土壤水吸
46、力就是力的能态。土壤水吸力就是1 1巴。巴。第152页/共169页土壤水吸力土壤水吸力与与当量孔径当量孔径之间具有如下的关系：之间具有如下的关系：茹林公式茹林公式d d 为当量孔径（为当量孔径（mmmm），），T T为土壤水吸力为土壤水吸力（以厘米水柱高或毫巴（以厘米水柱高或毫巴mbarmbar表示）。表示）。当量孔径与土壤水吸力呈当量孔径与土壤水吸力呈反比反比，土壤水，土壤水吸力愈大则孔径愈小。吸力愈大则孔径愈小。每一每一当量孔径当量孔径与一定的土壤与一定的土壤水吸力水吸力相对应。相对应。例如，当土壤水吸力为例如，当土壤水吸力为10mbar10mbar时，当量时，当量孔径为孔径为0.3mm0
47、.3mm，也就是说，此时的土壤水，也就是说，此时的土壤水分是保持在孔径为分是保持在孔径为0.3mm0.3mm以下的孔隙中，以下的孔隙中，而在大于而在大于0.3mm0.3mm的孔隙中则无水。的孔隙中则无水。第153页/共169页（2 2）土壤孔隙类型）土壤孔隙类型根据根据土壤当量孔径土壤当量孔径和和土壤水吸力土壤水吸力的大小，可以的大小，可以把土壤孔隙划分为以下三种类型：把土壤孔隙划分为以下三种类型：非活性孔隙（又叫无效孔隙、束缚水孔隙）非活性孔隙（又叫无效孔隙、束缚水孔隙）(Ineffective pore)(Ineffective pore)毛管孔隙毛管孔隙(capillary pore)(
48、capillary pore)通气孔隙通气孔隙(Aeration pore)(Aeration pore)第154页/共169页非活性孔隙是土壤中非活性孔隙是土壤中最细微的孔隙最细微的孔隙，当量孔径一，当量孔径一般般150kPa。在这样细小的孔隙中，几乎总是充满着土粒在这样细小的孔隙中，几乎总是充满着土粒吸附吸附水水，留给毛管水和空气的空间极少或无。由于土，留给毛管水和空气的空间极少或无。由于土粒对水分的粒对水分的强烈的吸附作用强烈的吸附作用，使得保持在这种孔，使得保持在这种孔隙中的隙中的水分移动极慢水分移动极慢，很难被植物利用很难被植物利用。当非活。当非活性孔隙性孔隙较多较多时，土壤的时，土
49、壤的通气透水性也很差通气透水性也很差。非活性孔隙（又叫无效孔隙、束缚水孔隙）非活性孔隙（又叫无效孔隙、束缚水孔隙）第155页/共169页在最细微的一部分非活性孔隙（0.0002mm的部分）中，不但植物的细根和根毛不能伸入，而且微生物也难以侵入，使得孔隙内部的腐殖质分解非常缓慢。非活性孔隙的多少与土粒的大小和分散程度密切相关。土壤的质地愈粘重，土粒的分散程度愈高，则土粒之间排列得愈紧密，因而非活性孔隙愈多。第156页/共169页非活性孔隙丰富的土壤中保存着非活性孔隙丰富的土壤中保存着大量的无效水大量的无效水分分，缺少植物可利用的，缺少植物可利用的有效水分有效水分，通气透水性通气透水性极差，植物根
50、系伸展困难，耕作的阻力也大。极差，植物根系伸展困难，耕作的阻力也大。近年来，由于近年来，由于大型农机具大型农机具运行造成的土壤压板，运行造成的土壤压板，破坏土壤结构，产生大量破坏土壤结构，产生大量非活性孔隙非活性孔隙，限制植，限制植物根系伸展范围而严重减产的问题，日益引起物根系伸展范围而严重减产的问题，日益引起人们的关注。人们的关注。第157页/共169页毛管孔隙毛管孔隙毛管孔隙的当量孔径约为毛管孔隙的当量孔径约为0.020.002mm，土壤水吸，土壤水吸力约为力约为15150kPa。虽然实验表明，在直径。虽然实验表明，在直径0.02mm，相，相应的应的土壤水吸力土壤水吸力0.2mm0.2mm