土壤孔性、結(jié)構(gòu)性和耕性

第一節(jié)土壤孔性一、土壤孔性土壤孔性包含兩層含義：孔隙度是土壤孔隙的數(shù)量，孔徑大小及其比例是土壤孔隙質(zhì)量；砂質(zhì)土壤孔徑大，孔隙度小，粘質(zhì)土壤孔徑小，孔隙度大。所以，不能用孔度大小來描述土壤的通氣、透水性強弱。1、土壤孔隙度：土壤孔隙容積占土壤總?cè)莘e的百分數(shù)?？紫抖龋?－固相率＝液相率＋氣相率計算式：（一）土壤孔隙度—土壤孔隙的數(shù)量指標（1）土壤密度(ρs）①土壤密度：單位容積固體土粒(不包括粒間孔隙的容積)的質(zhì)量稱為土壤密度。（克/厘米3）

③影響土壤密度的因素：土壤密度僅僅取決于土壤固相顆粒的物質(zhì)組成.④土壤密度值：絕大多數(shù)礦物的密度為2.60~2.70g/cm3之間，對于礦質(zhì)土壤而言，經(jīng)常取其中間值2.65g/cm3作為土壤密度近似值。②定義式：（2）土壤容重（假比重）(ρb）①概念：田間自然狀態(tài)下，單位容積土壤（包括孔隙）的干質(zhì)量稱作土壤容重，也稱土壤假比重或者干容重。單位：克/厘米3或噸/米3。②定義式：③土壤容重值容重是土壤的一個動態(tài)性質(zhì)，時空變異性很大，耕層以下相對穩(wěn)定。土壤容重值多介于1.0-1.5g/cm3之間，夯實的土壤容重則可高達1.8-2.0g/cm3。④土壤容重的影響因素：質(zhì)地影響：砂土（1.2～1.8）>壤土>粘土（1.0～1.5）

土壤結(jié)構(gòu)特征：團聚良好的土壤小于結(jié)構(gòu)不良的土壤

土壤松緊程度：根、蟲孔較多容重較小；耕層小于底土。

有機質(zhì)含量：有機質(zhì)含量高的土壤容重??；反之，則大。

各種自然因素

人工管理措施⑤容重的意義與作用：是土壤松緊程度的重要判據(jù)之一計算土壤孔隙度松緊程度容重(g/cm3)孔度(%)最松松適合稍緊緊實<1.01.0~1.141.14~1.261.26~1.30>1.30>6060~5656~5252~50<50計算土壤重量一畝地農(nóng)田耕層土壤重約為30萬斤左右。計算土壤各組分的數(shù)量

設(shè)耕層厚度0.2m，容重1.3t/m3，有機質(zhì)含量15g/kg=0.015t/t，全氮量0.75g/kg=0.00075t/t，計算耕層土壤各種養(yǎng)分儲量。

1hm2（104m2）0.2m土層計：

土壤=10000×0.2×1.3=2600t

有機質(zhì)儲量=2600×0.015=39.0t

全氮儲量=2600×0.00075=1.95t

當量孔徑：與土壤水吸力相當?shù)目紫吨睆椒Q為當量孔徑。根據(jù)毛管理論，得出茹林公式：T=3/D

式中：d-當量孔徑（mm）;T-孔隙中土壤的水吸力（mb或cm水柱)

茹林公式的建立，為土壤孔隙分類提供了理論依據(jù)。通常根據(jù)孔隙的大小及作用將土壤孔隙分為三級：非活性孔隙、毛管孔隙和通氣孔隙。

（二）土壤孔隙的大小分級—土壤孔隙的質(zhì)量指標

1.非活性孔隙：孔徑小于0.002毫米（土壤水吸力為1500kPa以上），幾乎是束縛水占據(jù)的孔道，對作物無益。微生物和根毛都伸不進去，故叫無效孔隙。粘質(zhì)結(jié)構(gòu)土壤居多。

2.毛管孔隙：當土壤當量孔徑為0.02～0.002mm時（土壤水吸力150～1500kPa），毛管作用活動強烈，水分傳導(dǎo)順暢，水分對植物完全有效。

3.通氣孔隙（非毛管孔）：孔徑>0.02mm，土壤水吸力小于0.15bar，水分受重力作用明顯，灌溉時是水分是入滲通道，日常是氣體交換通道。二、土壤結(jié)構(gòu)性（一）土壤結(jié)構(gòu)的概念土壤結(jié)構(gòu)：土粒（單粒和復(fù)粒）的排列、組合形式。這個定義包含著兩重含義：結(jié)構(gòu)體和結(jié)構(gòu)性。土壤結(jié)構(gòu)土壤結(jié)構(gòu)體土壤結(jié)構(gòu)性大小形狀不良性狀結(jié)構(gòu)體良性結(jié)構(gòu)體塊狀結(jié)構(gòu)片狀結(jié)構(gòu)，鱗片狀結(jié)構(gòu)柱狀結(jié)構(gòu)，棱柱狀結(jié)構(gòu)核狀結(jié)構(gòu)團粒結(jié)構(gòu)微團聚體孔性穩(wěn)定性肥力特性水力學(xué)穩(wěn)定性機械學(xué)穩(wěn)定性生物學(xué)穩(wěn)定性協(xié)調(diào)水、肥、氣、熱的能力和改善耕性能力孔隙度和孔隙級別（二）結(jié)構(gòu)體類型良好團粒結(jié)構(gòu)體具備的基本條件：

（1）具有一定結(jié)構(gòu)體形狀、大小：旱地一般以直徑為0.25～10mm為宜，邊面不明顯，圓形較好，其中1～3mm大小為佳；水田微團聚體（0.25～0.001mm）的數(shù)量愈多愈好。（2）要有多級孔隙：同時擔負供水和通氣的功能（3）要有一定穩(wěn)定性：水力學(xué)穩(wěn)定性、機械穩(wěn)定性、生物學(xué)穩(wěn)定性。是含有機質(zhì)豐富肥沃土壤的標志特征。（三）團粒結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性（1）改善了土壤孔性（多級）（2）協(xié)調(diào)著土壤水分與空氣矛盾:水分包括透水和保水。（3）協(xié)調(diào)了土壤保肥與供肥的矛盾（4）穩(wěn)定了土壤溫度，調(diào)節(jié)了熱狀況（5）改善了土壤耕性，有利于幼苗出土和根系下扎。（6）其它方面①抑制了毛管水的上升，達到了保水和抑制土壤鹽漬化②保護土壤免遭水蝕和風蝕。直徑<0.5mm的團聚體，隨風飄移可能性大。在生產(chǎn)中，土壤結(jié)構(gòu)是經(jīng)常變化的。

1、破壞土壤結(jié)構(gòu)的措施：（1）水的作用：雨滴擊打、淹灌的泡散，粘粒的水合，以及團聚體內(nèi)部封閉空氣的爆破作用，使團粒分散—灌溉的破壞作用（2）大型農(nóng)機具重壓及人畜的踩踏。（3）土壤膠體上離子倒換過程：化肥施用、土壤板結(jié)（4）微生物的兩重性：形成腐殖質(zhì)，分解有機物（四）土壤孔性和結(jié)構(gòu)性的調(diào)節(jié)2、培育土壤團粒結(jié)構(gòu)的措施：（1）精耕細作，增施有機肥料—土肥相融（2）擴種綠肥牧草，實行合理輪作倒茬：一年生作物耕作頻繁，不利于結(jié)構(gòu)形成；多年生作物有利于結(jié)構(gòu)形成；實行糧草輪作，糧肥輪作可以改善結(jié)構(gòu)（3）科學(xué)的農(nóng)田土壤管理實行合理灌溉、曬垡、凍垡灌水方式：細流溝灌，防止大水漫灌。（4）施用土壤結(jié)構(gòu)改良劑使用石灰或石膏：改良土壤的酸堿性人工合成的高分子聚合物制劑等（一）土壤的物理機械性質(zhì)

土壤物理機械性是多項土壤動力學(xué)性質(zhì)的統(tǒng)稱，主要包括粘結(jié)性、粘著性、可塑性等，是土壤受內(nèi)外力作用后產(chǎn)生的性質(zhì)。

三、土壤物理機械性與耕性1、土壤的粘結(jié)性土壤的粘結(jié)性就是土粒間互相粘結(jié)在一起的性質(zhì)。它使土壤具有抵抗機械破碎的能力，增加耕作時的阻力，并影響耕作質(zhì)量，阻礙植物根系的發(fā)育。2、土壤的粘著性土壤的粘著性是指在濕潤狀態(tài)下土壤粘著于其它物體表面的性能。這種性質(zhì)使土壤在耕作時粘著機具，增加摩擦阻力，造成耕作困難，整地質(zhì)量惡劣。3、土壤的可塑性（1）土壤在濕潤狀態(tài)下，受外力作用塑造成各種形狀，當外力消失和干燥后，仍能保持其形狀性能，稱為土壤的可塑性。（2）影響土壤可塑性的因素a.水分含量：土壤開始呈現(xiàn)可塑狀態(tài)時的水分含量，稱為下塑限。當水分增多，使可塑狀態(tài)開始消失時的含水量，稱為上塑限。上塑限和下塑限之間的含水范圍稱為塑性范圍。上塑限與下塑限含水量之差稱為塑性值。b.土壤質(zhì)地：土壤中粘粒越多，質(zhì)地越細，可塑性越強。c.代換性陽離子種類：代換性鈉離子因水化度大，使土壤分散，因此可塑性增大。相反，鈣離子因具有凝聚作用可減小土壤的可塑性。d.有機質(zhì)含量：有機質(zhì)能提高土壤的上、下塑限，而一般不改變塑性值。（二）土壤耕性1、土壤耕性：土壤在耕作時及耕作后所反映出來的一系列物理性和物理機械性的總稱。2、適耕期：適宜于土壤耕作的土壤水分含量所能保持的時間長短．（1）耕作難易耕作機具所受阻力的大小，可以反映出耕作難易的程度，它直接影響勞動效率的高低。（2）耕作質(zhì)量土壤耕作后能否形成疏松平整、結(jié)構(gòu)良好、適于植物生長的土壤條件，是衡量土壤耕性的重要標志。（3）宜耕期的長短在保證耕作質(zhì)量和勞動效率的前提下，宜于耕作的時間長短。也反映了耕作時對土壤水分狀況要求的嚴格程度。3、衡量土壤耕性好壞的標準

掌握土壤宜耕狀態(tài)可從下面幾點著手：（1）看地表土色情況地表外白里黑，半干半濕，是正適宜耕作的土壤濕度。（２）用手檢查取土置于手中握緊后放開，看土是否松散，或?qū)⑼猎谑种心蟪赏翀F，然后將手松開，土團落地如散碎，即為土壤宜耕狀態(tài)。（３）試耕試耕后土壤被耕鋤拋散，不粘機具，則適宜耕作。4、掌握土壤宜耕狀態(tài)的方法5、旱地耕作的基本作業(yè)及其作用

（1）深耕一般耕深到22～24cm以下，其作用主要是擴大活土層，增加總孔度，增大蓄水能力，改善通氣透水性，擴大根系營養(yǎng)范圍，促進好氣微生物活動，加速礦物養(yǎng)分有效化。

（2）耙、耱其主要作用在于破碎表土土塊，平整地面，輕度壓實，破除表土板結(jié)，防止龜裂，減少水分蒸發(fā)，創(chuàng)造上需下實的孔隙分布狀態(tài)。

（3）鎮(zhèn)壓通常只能在土壤較干旱時進行。其作用為可以壓碎土塊，填實裂縫，防止透風跑墑。

（4）中耕

是在作物生長期間所進行的田間作業(yè)。其主要作用是破除灌水后表土板結(jié)