土壤學(xué)——土壤基本性質(zhì)課件

1、第二章第一節(jié) 土壤孔性第二節(jié) 土壤結(jié)構(gòu)性第三節(jié) 土壤物理機(jī)械性與耕性第四節(jié) 土壤酸堿性土壤基本性質(zhì) 第一節(jié) 土壤孔隙性研究土壤孔隙性的意義土壤孔隙：土壤中土?；驁F(tuán)聚體之間及團(tuán)聚體內(nèi)部的空隙。土壤孔（隙）性：是指土壤孔隙的數(shù)量、大小、比例及其性質(zhì)的總稱。土壤孔性土壤孔隙度：是指土壤孔隙的多少，反應(yīng)土 壤水氣的供應(yīng)總量土壤孔隙類型：是指土壤孔隙的大小，反應(yīng)土壤水氣供應(yīng)的協(xié)調(diào)能力 土壤孔（隙）性狀況好壞由兩方面衡量：孔隙的量，以孔隙度表示孔隙的質(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

2、和分布較為恰當(dāng)。一、土壤密度、土壤容重、土壤孔隙度（一）土壤密度單位體積固體物質(zhì)的干重。單位： g/cm3 、 t/m3。一般土壤的土粒密度平均2.65。土壤密度數(shù)值的大小主要與兩個(gè)因素有關(guān)：土壤礦物組成和含量有關(guān)，書上見(jiàn)礦物比重：石英2.65，正長(zhǎng)石2.57，高嶺石2.6-2.65，蒙脫石2.00-2.20。與土壤有機(jī)質(zhì)含量有關(guān)，表土層有機(jī)質(zhì)含量高，密度小于心土、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作為土壤密度。（二）土壤容重 單位體積自然土壤的重量（干重）稱為土壤容重。反應(yīng)土壤的疏松程度。單位為g/cm3 、 t/m3，土壤之

3、間差別較大。（一）計(jì)算孔隙度（二）判斷土壤熟化程度 旱地 1.11.3適宜，水田0.5-o.6適宜。（三）利用它計(jì)算土壤重量、水分、養(yǎng)分、鹽分含量。思考題：砂土與粘土的容重哪個(gè)大？例1、已知土壤容重為1.15g/cm3，求畝（666.7m2）耕層0-20cm土壤土重。解：666.70.21.15=153t=153000 kg因此過(guò)去常說(shuō)每畝耕層土壤約150t 。2、已測(cè)得有機(jī)質(zhì)含量1%，求畝耕層土壤有機(jī)質(zhì)重量？W有=W1%=1501%=1.5tN、P、K等都可計(jì)算出，如測(cè)得N含量0.05%，則畝含N ？kg，如測(cè)得鹽含量0.3%，則畝含鹽？kg。（三）土壤孔隙度1、土壤孔隙度 土壤孔隙的容積占

4、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。（四）土壤孔隙類型（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1500KPa，該類孔隙充滿無(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=0.002mm0.02mm，具毛管作用，土壤水吸力150 1500KPa, 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 d0.02mm，此類孔隙中的水分可在重力作用下短時(shí)間內(nèi)排出而成為通氣孔隙，土壤水吸力150KPa 。通氣孔隙度%=總孔隙度（%）-毛管孔隙度（%）二、

5、土壤孔隙度的調(diào)節(jié)1、土壤孔隙性與植物生長(zhǎng)的關(guān)系“上虛下實(shí)”。一般土壤中大小孔隙同時(shí)存在，土壤總孔隙度在50%60%左右，通氣孔隙度大于10%，非活性毛管孔隙很少，則比較理想；理想的菜園地，土壤總孔隙度在50%60%左右，通氣孔隙度達(dá)28%。各種孔隙度的計(jì)算，可按照土壤中各級(jí)孔隙占土壤的容積來(lái)計(jì)算。總孔隙度（已有計(jì)算公式）通氣孔隙度=總孔隙度-田間持水量*土壤容重例：某菜園地土壤容重為1.20g.cm-3,田間持水量為28%，試分析土壤孔隙性的好壞。二、土壤孔隙度的調(diào)節(jié)2、調(diào)節(jié)措施（1）優(yōu)化機(jī)械化作業(yè)，防止土壤壓實(shí)。（2）合理輪作和增施有機(jī)肥料（3）合理耕作，創(chuàng)造良好的耕層構(gòu)造（4）改良不良的質(zhì)

6、地（5）采用工程措施。第二節(jié) 土壤結(jié)構(gòu)性一、 土壤結(jié)構(gòu)性土壤結(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)不同的聚合體稱之為土壤結(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)。（一）土壤結(jié)構(gòu)體的類型1、片狀結(jié)構(gòu)體 農(nóng)民稱臥土，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。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，邊面不明顯稱柱狀結(jié)構(gòu)體。邊面棱角明顯稱棱柱狀結(jié)

7、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、塊狀結(jié)構(gòu)體、核狀結(jié)構(gòu)體，農(nóng)民稱之為“坷垃”，縱軸與水平軸大體相等，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、底土中，農(nóng)民稱之為“蒜瓣土”。4、團(tuán)粒結(jié)構(gòu) 有機(jī)質(zhì)豐富的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稱微團(tuán)粒,是形成團(tuán)粒的基礎(chǔ),在提高水稻土和

8、農(nóng)業(yè)土壤肥力具重要作用。（二）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；2、其它結(jié)構(gòu)與土壤肥力 片狀結(jié)構(gòu)出現(xiàn)在水田犁底層、塊狀結(jié)構(gòu)出現(xiàn)在鹽堿地的表層有利于肥力的發(fā)展，其它結(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。二、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

9、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。三、土壤良好結(jié)構(gòu)性的調(diào)節(jié) 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）深耕結(jié)合施有機(jī)肥（二）合理的土壤耕作和灌溉（三）合理輪作倒茬，擴(kuò)種綠肥和牧草（四）施用土壤結(jié)構(gòu)改良劑 有天然（腐殖質(zhì)）和合成改良劑（聚乙烯醇、聚丙烯酰胺）兩類，都具很好效果第三節(jié) 土壤物理機(jī)械性與耕性一、土壤物理機(jī)械性 土壤物理機(jī)械性是多項(xiàng)土壤動(dòng)力學(xué)性質(zhì)的總稱，它包括粘結(jié)性，粘著性，可塑性，脹縮性以及其它受外力作用（農(nóng)機(jī)具的切割、穿透和壓板等作用）而發(fā)生變

10、形的性質(zhì)。（一）土壤物理機(jī)械性1、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。2、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。3、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。4、脹縮性 土壤吸水后體積膨大失水后體積收縮的性質(zhì)。（二）影響土壤物理機(jī)械性強(qiáng)弱的因素1、土壤質(zhì)地2、土壤含水量3、土壤結(jié)構(gòu)4、土壤有機(jī)質(zhì)含量5、土壤代換性陽(yáng)離子組成

11、二、土壤耕性（一）土壤耕性的概念土壤耕性：指土壤在耕作時(shí)反映出來(lái)的特性。從三方面評(píng)價(jià)：（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)間都可耕作，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。 三、土壤耕性的調(diào)節(jié)土壤宜耕期的確定： 取一把土握緊，然后放開手，松散時(shí)即為宜耕狀態(tài)。把土握成土團(tuán)，而后松手使土團(tuán)落地，碎散的即為宜耕狀態(tài)；試耕，梨起后的土垡能自然散開，即為宜耕狀態(tài)。調(diào)節(jié)土壤的耕性可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行： (一)增施有機(jī)肥 (二)客土改良質(zhì)地 (三)掌握宜耕含水量及宜耕時(shí)期（四）創(chuàng)造良好的土壤結(jié)構(gòu) 第四節(jié) 土壤酸堿性 土壤酸堿性是土壤固有的化學(xué)性質(zhì)，產(chǎn)生的原

12、因： 氣候因素 它決定成土過(guò)程的淋溶強(qiáng)度。氣溫高、降雨量大的氣候條件，母質(zhì)、土壤中的鹽基成分易于遭受淋失，使土壤逐漸酸化。反之，干旱氣候，降雨量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于蒸發(fā)量，鹽基成分積累于土壤及地下水，使土壤向堿化方向演化。即“南酸北堿”。 母質(zhì)因素 母巖母質(zhì)的組成性質(zhì)對(duì)土壤酸堿度具有深刻的影響。如酸性巖上發(fā)育的土壤容易向酸性發(fā)展，而基性巖相反。 生物因素 生物產(chǎn)生的CO2溶于水產(chǎn)生的H+對(duì)于土壤酸化有重要作用。另外植被不同，殘?bào)w成分不同，影響土壤酸堿性。 施肥和灌溉的影響 如酸性肥（NH4）2SO4、 KCl長(zhǎng)期使用造成土壤酸化等。一、土壤酸堿指標(biāo)及等級(jí)（一）土壤pH和酸堿性分級(jí)： pH 9.5級(jí)別 極強(qiáng)

13、酸性 強(qiáng)酸性 酸性 中性 堿性 強(qiáng)堿性 極強(qiáng)堿性 土壤反應(yīng)就是土壤酸堿性。土壤反應(yīng)分為酸性、中性和堿性，其區(qū)分決定于土壤溶液中游離的H+與OH-的濃度的比例。土壤的酸堿度一般用pH值表示。土壤酸堿性的來(lái)源不僅決定于土壤溶液中H+,更重要的是決定于土壤膠體上致酸離子（H+和Al3）或致堿離子（Na）的數(shù)量，也決定于土壤中酸性鹽類或堿性鹽的存在。二、土壤酸性 （一）土壤酸性的產(chǎn)生1、生命活動(dòng)2、土壤中活性鋁的作用3、吸附性H+和Al3+的作用 土壤顯酸性一方面和土壤溶液中的H+有關(guān)，另一方面又和土壤膠體上吸附致酸離子有關(guān)。土壤酸度是土壤中氫離子數(shù)量的反映。因此土壤酸度可根據(jù)H在土壤中所在的部位而分

14、為兩種類型；活性酸度和潛性酸度。 活性酸度 指與土壤固相處于平衡狀態(tài)的土壤溶液中游離的H濃度所直接顯示的酸度。它是土壤酸度的活度指標(biāo)，通常用pH值表示。一般用水浸出液加指示劑來(lái)測(cè)定。潛性酸度 指土壤膠體上吸附著的H和Al3所引起的酸度。它是土壤酸度的容量指標(biāo)。一般情況下它不顯示出來(lái)，只有當(dāng)被吸附的H和Al3被交換到溶液中后才顯示，所以稱為潛性酸度，通常用1000g烘干土中H的厘摩爾數(shù)來(lái)表示。三、土壤堿性（一）土壤堿性的產(chǎn)生1、土壤中堿性鹽的水解2、硫酸鹽還原成硫化物后水解 （水田中易產(chǎn)生）3、土壤膠體上的Na+代換水解作用 土壤呈堿性反應(yīng)主要是因?yàn)槠淙芤褐泻囊欢〝?shù)量的弱酸強(qiáng)堿鹽及土壤膠體表面

15、吸附有堿金屬及堿土金屬的陽(yáng)離子?？捎脡A化度表示：土壤堿化度土壤中交換性鈉離子占陽(yáng)離子交換量的百分?jǐn)?shù)叫做土壤堿化度。5%-10%弱堿化土10%-20%堿化土20% 堿土%四、土壤酸堿性對(duì)植物生長(zhǎng)和土壤肥力的影響及調(diào)節(jié)（一）對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育和土壤肥力的影響1、直接影響植物生長(zhǎng)發(fā)育2、影響?zhàn)B分的轉(zhuǎn)化和有效性 在中性條件下，有機(jī)質(zhì)礦化較快，土壤有效氮供應(yīng)較好，PH6-7磷的有效性最大，F(xiàn)e、Mn、Zn、Cu、Co強(qiáng)酸性條件下，溶解性強(qiáng)易對(duì)作物造成毒害。Mo在堿性條件下有效性高，B在中性條件下有效性高。3、影響土壤微生物活性 4、影響土壤物化性質(zhì) 酸性土壤和堿性土壤的物理性質(zhì)都很差表33 主要栽培植物生長(zhǎng)

16、適宜的pH范圍 大田作物 園藝作物 林業(yè)植物 名 稱 適宜pH 名 稱 適宜pH 名 稱 適宜pH 水 稻6.07.0胡 蘿 卜5.06.0 槐 樹 6.07.0 小 麥6.07.0番 茄6.07.0白 楊6.08.0 大 麥6.07.5西 瓜6.07.0洋 槐6.08.0大 豆7.08.1南 瓜6.58.0松 樹5.06.0玉 米6.07.5黃 瓜6.08.0棟 樹5.06.0 棉 花6.080柑 梅5.06.0泡 桐6.08.0馬鈴薯4.85.4杏6.08.0油 桐6.08.0向日葵6.08.0蘋 果6.08.0榆 樹6.08.0甘 蔗6.07.0桃、梨6.08.0撣 樹5.06.0花 生

17、5.56.5核 桃6.08.0冷 杉5.06.0煙 草5.06.0茶5.05.5銀 杏6.07.0紫花苜蓿7.08.5板 栗5.06.0云 杉5.06.0圖：植物營(yíng)養(yǎng)元素的有效性與pH的關(guān)系456789NCa&MgPKSFe、Mn、Zn、Cu、CoMoBPH（二）土壤酸堿性的調(diào)節(jié)（一）土壤酸性土改良 經(jīng)常使用石灰。達(dá)到中和活性酸、潛性酸、改良土壤結(jié)構(gòu)的目的。 沿海地區(qū)使用含鈣的貝殼灰。也可用紫色頁(yè)巖粉、粉煤灰、草木灰等。 （二）中性和石灰性土壤的人工酸化 露地花卉可用硫磺粉（50g/平方米）或硫酸亞鐵（150克/平方米），可降低0.51個(gè)pH單位。也可用黑礬肥水澆制。 （三）堿性土壤 施用石膏

18、，還可用磷石膏、硫酸亞鐵、硫磺粉、酸性風(fēng)化煤。五、土壤的緩沖作用（一）土壤緩沖作用的機(jī)制1.交換性陽(yáng)離子的緩沖作用 由于土壤膠體表面 吸附有各種陽(yáng)離子，當(dāng)土壤溶液中的H+增加時(shí)，膠體表面的交換性鹽基離子與其交換使土壤溶液中的H+濃度基本不變。當(dāng)土壤溶液中的OH-增加時(shí)，膠體表面的致酸離子與其交換，使土壤溶液中OH-濃度基本不變。致酸離子中的Al3+水解后可產(chǎn)生3個(gè)H+，對(duì)堿的緩沖能力特別強(qiáng)。2.弱酸及其鹽類的緩沖作用 土壤中大量存在的碳酸、磷酸、硅酸、腐殖酸和其他有機(jī)酸及其鹽類構(gòu)成許多緩沖對(duì)，也可以緩沖酸和堿的作用。 當(dāng)加入酸時(shí)：CaCO3+H2SO4 CaSO4+H2CO3當(dāng)加入堿時(shí)：H2CO3KOH KHCO3+H2O3.兩性物質(zhì)的緩沖作用 土壤中的一些兩性膠體物質(zhì)，對(duì)酸、堿都有中和緩沖作用。4.鋁離子的緩沖作用 在強(qiáng)酸性土壤中，游離的Al3+對(duì)堿有緩沖作用，這是由于Al3+結(jié)合的六個(gè)水分子能解離出2個(gè)H以中和土壤溶液和增加的OH-,而本身形成復(fù)合鋁離子的結(jié)果。反應(yīng)式如下：2Al(H2O)63+2OH- Al2(OH)2(H2O)54+4H2O當(dāng)pH5時(shí)，復(fù)合鋁離子及游離Al3+開始互相結(jié)合，成為沉淀而