土壤的孔性結構性和耕性(與“土壤”有關文檔共55張)

3.1土壤的孔性、結構性和耕性第一部分：土壤的孔性第二部分：土壤的結構性第三部分：土壤的耕性第1頁，共55頁。土壤孔度

土壤孔隙量孔隙度（總孔度）：孔隙容積/土壤容積x100%孔隙比：孔隙容積/土壤容積土壤孔性

土壤孔隙的大小和大小孔隙的分布第一部分：土壤孔性第2頁，共55頁。當量孔徑(有效孔徑)（比較當量粒徑)假想圓管的直徑,用以描述具有相似性質土壤的孔隙大?。ㄅc一定的水分吸力[或張力]相對應的孔徑）茹林公式d=3/hd：當量孔隙直徑，mmh：土壤水分吸力，cm水柱高，或mbar

第3頁，共55頁。土壤孔度的計算

利用土壤容重和土壤密度薄片觀察（土壤微形態(tài)）--偏振光顯微鏡第4頁，共55頁。土粒密度(比較土壤比重、土壤相對密度）單位容積固體土粒（不包括粒間孔隙的容積）的質量(g/cm3或t/m3)與土壤組成有關，常用土壤密度值2.65g/cm3土壤密度的用途：計算土壤孔度計算土壤三相組成用于機械組成分析計算第5頁，共55頁。組分密度(g/cm3)組分密度(g/cm3)石英2.60～2.68赤鐵礦4.90～5.30正長石2.54～2.57磁鐵礦5.03～5.18斜長石2.62～2.76三水鋁石2.30～2.40白云母2.77～2.88高嶺石2.61～2.68黑云母2.70～3.10蒙脫石2.53～2.74角閃石2.85～3.57伊利石2.60～2.90輝石3.15～3.90腐殖質1.40～1.80纖鐵礦3.60～4.10

土壤中常見組分的密度第6頁，共55頁。土壤比重土壤密度。第7頁，共55頁。土壤容重(soilbulkdensity)自然狀態(tài)下單位容積土壤的質量(g/cm3或t/m3)土壤容重的范圍1.0-1.5g/cm3理想<1.35g/cm3

第8頁，共55頁。疏松排列緊密排列47.46%24.51%孔隙度第9頁，共55頁。土壤容重的的用途：計算土壤孔隙度（松緊度）孔隙度＝（1－容重/比重）×100%估算各種土壤重量及成分儲量

土壤重量=土壤體積×土壤容重計算土壤儲水量及灌水定額

1hm2的1m土層儲水量=10000m2×1m×1.3t/m3×25%=3250m3/hm2

第10頁，共55頁。影響土壤容重的因素通過影響孔隙土壤質地土壤結構自然因素（動物孔穴等）人為因素（耕作，壓實，結構改良劑等）土壤有機質含量第11頁，共55頁。土壤容重和土壤比重（土壤密度）測定土壤容重的測定

環(huán)刀（容重圈）法土壤密度的測定

比重瓶法第12頁，共55頁。土壤三相組成計算

固相率=（容重/土壤密度）x100%土壤含水量（質量%）=（土壤水質量/干土質量）x100%土壤含水量（容積%）=土壤含水量（質量%）x土壤容重孔隙度=1－固相率=1－(容重/土壤密度）x100%氣相率=1－容積含水率土壤孔隙比=孔隙度/(1-孔隙度)第13頁，共55頁。土壤孔隙分級

毛管孔隙0.001-0.1（0.06)mm貯存孔隙0.001-0.03mm)第三節(jié)土壤孔性和土體構造第14頁，共55頁。毛管孔隙(capillarypore)孔徑：0.02(0.06)—0.002(0.0002)mm。水分水吸力在T=3/0.06=50百帕至T=3/0.002=1500百帕之間，對植物是有效的，而且植物的根系和微生物都可在其中生長和活動。第15頁，共55頁。

（又稱無效孔隙）孔徑<0.002mm(<0.0002mm)水分水吸力T=3/0.002=1500百帕，土壤對水的吸力很強，水分對植物基本無效非活性孔隙(inactivepore)第16頁，共55頁。通氣孔隙(aerationpore)孔徑＞0.02(0.06)mm，透水通氣，通常有空氣存在其中，同時植物根毛、根系和微生物均可在通氣孔隙中活動。第17頁，共55頁。土壤孔性與土壤肥力理想的土壤三相組成3)孔隙度>50%(壤土和粘土）通氣孔隙8-15%(旱作）第18頁，共55頁。一、土壤結構體（soilconfiguration)（一）土壤結構體概念1、土壤結構性(soilstructurality)土壤中單粒、復粒的數(shù)量、大小、形狀、性質及其相互排列和相應的孔隙狀況等綜合特性。第二部分：土壤結構性(soilstructure)第19頁，共55頁。

2、土壤結構體（soilconfiguration）

土粒在膠結物(有機質、碳酸鈣、氧化鐵)的作用下，相互團聚在一起形成大小、形狀、性質不同的土團。第20頁，共55頁。1、塊狀結構(cloddystructure)

形狀：立方體型，縱軸和橫軸大體相等，邊面不明顯，內部緊實。

產生條件：熟化度較低的表層土壤或缺乏有機質而粘重的底土多為塊狀結構。

大小劃分：大塊狀結構,直徑>10cm;小塊狀結構直徑5～10cm。(二)土壤結構體種類（soilconfigurationtype）第21頁，共55頁。2

、團塊狀(crumbystructure)

形狀：與塊狀相似，較塊狀結構小，略呈圓形，表面不平。

大小劃分：大團塊結構，直徑5～3cm；團塊狀結構，直徑3～1cm；小團塊狀結構，直徑<1cm。第22頁，共55頁。3、核狀結構(nuttystructure)

形狀：立方體型，邊面明顯的多棱角碎塊，內部緊實，泡水后不易散碎。

產生條件：在粘重的心土層或由氫氧化鐵膠結土粒后形成核狀結構。

大小劃分：大核狀，直徑>1cm；核狀，直徑7～10mm；小核狀，5～7mm。第23頁，共55頁。4、柱狀(columnarstructure)

形狀：側面，橫斷面形狀不規(guī)則。

產生條件：柱狀結構是堿化土壤的標志特征，常在干旱半干旱地帶的底土出現(xiàn)。

大小劃分：大柱狀結構，>5cm；柱狀結構，3～5cm；小柱狀結構，<3cm。第24頁，共55頁。5、棱柱狀結構(prismaticstructure)

形狀：同柱狀結構，棱角尖銳明顯，橫斷面略呈三角形。

產生條件：粘重土壤的底土，由于干濕交替頻繁形成棱柱狀結構。

大小劃分：大棱柱狀結構，>5cm；棱柱狀結構，3～5cm；小棱柱狀結構，<3cm。第25頁，共55頁。6、片狀、板狀結構(platystructure)

形狀：橫軸遠大于縱軸，呈扁平狀結構體。

產生條件：雨后土壤表面結殼或老耕作土壤犁底層。

大小劃分：>3mm者為板狀，<3mm者為片狀。第26頁，共55頁。7、團粒結構(granularstructure)

形狀：近似于球形，疏松多孔的小土團稱團粒結構，是含有機質豐富肥沃土壤的標志特征。

大小劃分：一般為0.25～10mm，(microaggregate)，水稻土中多為微團粒結構。第27頁，共55頁。土壤團粒體第28頁，共55頁。自然因素（動物孔穴等）薄片觀察（土壤微形態(tài)）一、土壤結構體（soilconfiguration)一、土壤結構體（soilconfiguration)非活性孔隙(inactivepore)第二部分：土壤的結構性部則有利于腐殖化(humification)，保存養(yǎng)分。1、小水庫(reservoir)團稱團粒結構，是含有機質豐富肥沃土壤膨壓的差異使土體產生裂痕，一旦融化，b、水化半徑大的離子凝聚能力弱，反之b、水化半徑大的離子凝聚能力弱，反之第29頁，共55頁。二、土壤結構體（soilconfiguration)的形成

第一階段是土粒在自身的粘結、凝聚或和外物膠結作用下粘聚形成致密土體或次生復粒(secondarycompoundparticle)(微團聚體(microaggregate))；

第二階段是團聚體(aggregate)進一步粘結形成結構體或致密土體。第30頁，共55頁。1、土粒粘聚(soilparticlecoagulation)（1）陽離子凝聚(cationcoagulation)土壤膠粒(soilcolloid)通常帶有負電荷，帶負電荷的土壤膠粒在陽離子(cation)作用下，發(fā)生相互凝聚。a、高價離子凝聚能力大于低價離子;b、水化半徑大的離子凝聚能力弱，反之則較強。第31頁，共55頁。常見陽離子凝聚能力：Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>H+>NH4+>K+>Na+農業(yè)生產(agriculturalproduction)中，常施用石灰(酸性土)或石膏(堿性土)，利用Ca2+的作用促進土粒凝聚。增加介質中電解質濃度也可促進膠粒凝聚。第32頁，共55頁。(2)水膜(waterfilm)的粘結作用土粒在水膜的作用下，在土粒接觸處形成彎月面，由于彎月面內側的負壓，把相鄰的土粒團聚在一起，形成土團。農業(yè)生產中，常采用排水曬田、曬壟、凍壟等措施，提高土壤溶液電解質的濃度，促進土壤膠粒凝聚。第33頁，共55頁。(3)膠結作用(cementation)

a、簡單的無機膠體(simplesoilmineralcolloid)土壤中Fe2O3·xH20、Al2O3·yH20、SiO2·zH20等，常以膠膜形態(tài)包被在一起，形成的結構體。往往是致密緊實的結構體，如核狀結構，對協(xié)調水肥的能力極差。第34頁，共55頁。b、粘粒(clay)粘粒具有巨大的表面積，粘結力很強，并可通過帶正電和帶負電邊面的靜電引力使其團聚。c、有機質(organicmatter)土壤中的腐殖質、多醣類、蛋白質、木質素以及許多微生物的分泌物和菌絲均有團聚作用。第35頁，共55頁。2、土壤結構的成型（1）干濕交替作用(alternationofdryingandwetting)蒙脫石類的膨脹收縮性強，而水云母類和高嶺石類的膨脹收縮性則較弱。土塊越干，驟然灌水濕潤，這種作用愈明顯，有如“爆破”一樣。促使土體破碎形成結構。第36頁，共55頁。a、當干濕交替時，由于脹縮性的差異使土體產生不等的變形而依脆弱線開裂成小塊b、當土體吸水時，由于孔隙中閉蓄的空氣所產生的壓力，使土體破碎第37頁，共55頁。（2）凍融交替作用

(alternationoffreezingandthawing)

水分結冰時體積膨脹增大約9%，對周圍的土體產生壓力而使土壤崩裂。

孔徑愈小，其中水分冰點愈低。造成膨壓的差異使土體產生裂痕，一旦融化，土壤就會沿裂痕酥散。第38頁，共55頁。(3)生物作用(biologicaleffect)

a、植物根系的穿插擠壓，可使土體破碎形成結構。b、土壤中的蚯蚓、昆蟲、蟻類等，對土壤結構形成均有一定作用。(4)土壤耕作(soiltillage)通過合理耕作，在機械壓力作用下，土體破碎形成結構。同時耕作使土肥相融、促進良好結構的形成。第39頁，共55頁。三、團粒結構(granularstructure)在土壤肥力(soilfertility)上的意義團粒結構具有小水庫、小肥料庫、空氣走廊的作用，協(xié)調水氣狀況能力強，因而是理想的結構體。第40頁，共55頁。1、小水庫(reservoir)團粒結構透水性好，可接納大量降水(precipitation)和灌溉水(irrigationwater)，而團粒內部保水性強，天旱(drought)時還可防止水分蒸發(fā)(evaporation)。天旱時表層蒸發(fā)失水后，土體收縮切斷與下層毛管連通性，水分不會由大孔隙流向小孔隙而蒸發(fā)損失。第41頁，共55頁。2、小肥料庫具有團粒結構的土壤，通常有機質含量豐富。團粒結構表面為好氣作用，有利于有機質的礦質化(mineralization)，釋放養(yǎng)分。團粒內部則有利于腐殖化(humification)，保存養(yǎng)分。

3、空氣走廊由于團粒之間的孔隙較大，有利于空氣流通(ventilation)第42頁，共55頁。四、土壤良好結構體的培育1、大量施用有機肥2、實行合理耕作3、實行合理輪作4、施用石膏或石灰5、施用土壤結構改良劑(soilconditioner)第43頁，共55頁。腐殖質

砂粒砂粒粉粒粉粒粘粒第44頁，共55頁。第三部分：土壤耕性(soiltilth)土壤耕性是指土壤在耕作時所表現(xiàn)的特性，也是一系列土壤物理性質和物理機械性的綜合反映。（1）耕作難易程度（2）耕作質量的好壞（3）宜耕期長短

第45頁，共55頁。土壤物理機械性土壤物理機械性是多項土壤動力學性質的統(tǒng)稱，它包括粘結性、粘著性、可塑性、脹縮性以及其它受外力作用后（如農機具的切割、穿透和壓板等作用）而發(fā)生形變的性質。

第46頁，共55頁。顯，橫斷面略呈三角形。同時耕作使土肥相融、促進良好結構的形成。團稱團粒結構，是含有機質豐富肥沃土壤第三節(jié)土壤孔性和土體構造--偏振光顯微鏡農業(yè)生產中，常采用排水曬田、曬壟、凍壟等措施，提高土壤溶液電解質的濃度，促進土壤膠粒凝聚。塑性(plasticity)：指土壤在外力的作用下變形，當外力撤消后仍能保持這種變形的特性，也稱可塑性。SiO2·zH20等，常以膠膜形態(tài)包被在一土壤膠粒(soilcolloid)通常帶有負電土體產生不等的變形而依脆弱線開裂成小塊（1）陽離子凝聚(cationcoagulation)團粒結構透水性好，可接納大量降水土壤塑性(soilplasticity)土壤含水量（質量%）形狀：同柱狀結構，棱角尖銳明孔徑愈小，其中水分冰點愈低。粘結性和粘著性

土壤粘結性是土粒與土粒之間由于分子引力而相互粘結在一起的性質。土壤粘著性是土壤在一定含水量的情況下，土粒粘著外物表面的性能。第47頁，共55頁。影響土壤粘結性和粘著性的因素有：

土壤質地土壤含水量土壤結構土壤腐殖質含量