土壤质地和结构

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1、第 四 章土 壤 质 地 和 结 构 一 、 矿 物 质 土 粒第 一 节 土 壤 质 地 土 粒 ： 矿 物 质 土 粒 和 有 机 质 土 粒 两 种 。土 壤 固 体 物 质 大 小 和 形 态 各 异 ， 称 为矿 物 质 土 粒 或 矿 质 土 粒 ， 简 称 土 粒 。 土 粒 ，常 指 矿 质 土 粒 。 单 粒 和 复 粒 石 砾 ： 1mm砂 粒 ： 1-0.05mm粉 粒 ： 0.05-0.002mm粘 粒 ： 0.002mm 物 理 性 砂 粒 ：粒 径 0.01 mm的 土粒 。 物 理 性 粘 粒 ：粒 径 0.01 mm的土 粒 。 土壤颗粒表 4-3 常 见 的

2、土 壤 粒 级 制当 量 粒 径 (毫 米 ) 中 国 制(1987) 卡 钦 斯 基 制(1957) 美 国 农 部 制(1951) 国 际 制(1930)3-2 石 砾 石 砾 石 砾 石 砾2-1 极 粗 砂 粒1-0.5 粗 砂 粒 粗 砂 粒 粗 砂 粒 粗 砂 粒 0.5-0.25 物 中 砂 粒 中 砂 粒0.25-0.2 理 细 砂 粒0.2-0.1 细 砂 粒 性 细 砂 粒0.1-0.05 砂 极 细 砂 粒 细 砂 粒 0.05-0.02 粗 粉 粒 粒 粗 粉 粒0.02-0.01 粉 粒0.01-0.005 中 粉 粒 物 中 粉 粒 粉 粒0.005-0.002 细

3、 粉 粒 理 细 粉 粒 0.002-0.001 粗 粘 粒 性0.001-0.0005 粘 粘 粗 粘 粒 粘 粒 粘 粒0.0005-0.0001 细 粘 粒 粒 粒 细 粘 粒2 2 1 1砂粒 2-0.02 2-0.05 1-0.05 1-0.05 粉粒 0.02-0.002 0.05-0.002 0.05-0.001 0.05-0.002 粘粒 0.002 0.002 0.001 0.002 物理性砂粒：1-0.01m m物理性粘粒：0.01m m 土壤颗粒土壤质地分类制：国际制；三级美国制：三级卡庆斯制：二级中国制：三级 土 壤 质 地 *指 各 粒 级 土 粒 占 土 壤 重量

4、的 百 分 数 ， 也 叫 土 壤 的机 械 组 成 。 土壤质地表 4 6 卡 钦 斯 基 土 壤 质 地 基 本 分 类 （ 简 制 ） 质 地 组 质 地 名 称 不 同 土 壤 类 型 的 80 60 7575 8585 40 5050 6565 土壤质地表 4 8 中 国 土 壤 质 地 分 类 （ 邓 时 琴 ， 1985）质 地 组 质 地 名 称 颗 粒 组 成 %（ 粒 径 ： 毫 米 ）砂 粒 (1-0.05) 粗 粉 粒 (0.05-0.01) 细 粘 粒 (8070 8060 7050 60壤 土 砂 粉 土 粉 土 2020 40 30砂 壤壤 土 2020 60 国

5、 际 制 ： 根 据 砂 粒 (2-0.02毫 米 )、 粉 粒 (0.02-0.002毫 米 )和 粘粒 (0.002毫 米 )三 粒 级 含 量 的 比 例 ， 划 定 12个 质 地 名 称 ，可 从 三 角 图 上 查 质 地 名 称 。查 三 角 图 的 要 点 为 ： 以 粘 粒 含 量 为 主 要 标 准 ， 25%者 为 粘 土 组 。当 土 壤 含 粉 粒 45%时 ， “ 粉 质 ” ；当 砂 粒 含 量 在 55%-85%时 ， “ 砂 质 ” ，当 砂 粒 含 量 85%时 ， 则 称 壤 砂 土 或 砂 土 先 找 到 该 颗 粒 的 定 点 （ 100%） ， 按

6、3个 粒级 含 量 分 别 做 各 顶 点 对 应 的 三 角 形 的 3条 底 边的 平 行 线 ， 3线 相 交 点 ， 即 为 所 查 质 地 区 。质 地 三 角 图 ： 土壤质地粘 粒 粉 粒砂 粒粘 粒 20%粉 粒 40%砂 粒 40% 我 国 将 土 壤 质 地 分 为 砂 土 、壤 土 和 粘 土 三 大 组 ， 每 组 再 细 分 。一 般 常 用 的 质 地 种 类 有 ： 砂 土 、 砂 壤 土 、 轻 壤 土 、 中 壤 土 、 重 壤 土 、 粘 土 黏 性 土壤 性 土沙 性 土 1、 砂 质 土 壤 主 要 特 性 ： 砂 粒 大 于 50%； 通 气 透 水

7、， 养 分 少 ， 不 保 水 肥 ； 易 耕 ， 温 度 变 化 快 ， 暖 性 土 ； 发 小 苗 不 发 老 苗 *四 、 不 同 质 地 土 壤 的 肥 力 特 点 和 利 用 改 良 2、 粘 质 土 壤 主 要 特 性 ： 粘 高 于 30%， 通 气 透 水 不 良 ； 保 水 保 肥 ， 养 分 含 量 高 ； 升 温 慢 ， 冷 性 土 耕 性 差 ， 发 老 苗 不 发 小 苗 ，适 合 于 禾 谷 类 作 物 。 3、 壤 质 土 壤 主 要 特 性 ： 粉 粒 大 于 30% 北 方 称 为 二 合 土 ； 性 质 介 于 黏 土 与 砂 土 之 间 。 （ 二 ） 土

8、 壤 质 地 剖 面 夹 砂 层 夹 粘 层 （ 三 ） 不 同 质 地 土 壤 的 利 用 和 改 良 1、 各 种 作 物 对 土 壤 质 地 的 要 求2、 土 壤 质 改 良 客 土 法 地 改 良案 例 1： 江 苏 省 里 下 河 地 区 深 耕 、 深 翻 、 人 造 塥土 壤 质 地 主 要 是 继 承 母 质 的 性 质 ， 很 难 改 变 。但 是 ， 质 地 不 是 决 定 土 壤 肥 力 的 唯 一 因 素 施 用 有 机 肥 第 二 节 土 壤 三 相 组 成 一 、 土 壤 的 密 度 和 容 重 （ 一 ） 土 壤 密 度 表 4-1 土 壤 中 常 见 组 分

9、的 密 度 (克 /厘 米 3) 石 英正 长 石 斜 长 石白 云 母 黑 云 母角 闪 石 辉 石纤 铁 矿 2.60 2.682.54 2.57 2.62 2.762.77 2.88 2.70 3.102.85 3.57 3.15 3.903.60 4.10 赤 铁 矿磁 铁 矿 三 水 铝 石高 岭 石 蒙 皂 石伊 利 石 腐 殖 质 4.90 5.305.03 5.18 2.30 2.402.61 2.68 2.53 2.742.60 2.90 1.40 1.80 常 用 土 壤 密 度 值 ： 2.65克 /厘 米 3。注 意 ： 表 4 2 一 种 森 林 土 壤 表 层 各

10、级 土 粒 的 密 度粒 级 （ 粒 径 毫 米 ） 腐 殖 质 （ 克 /千 克 ) 密 度 (克 /厘 米 3)全 土 样 0.10 0.050.05 0.01 0.01 0.0050.005 0.001 0.001 29.50 4.314.8 53.764.2 2.622.66 2.662.62 2.592.59 （ 二 ） 土 壤 容 重 * 单 位 容 积 原 状 土 壤 （ 包 括 孔 隙 ） 的 干 质 量 。 土 壤 容 重 值 多 介 于 1.0-1.5克 /厘 米 3范 围 内 , 夯 实 的 土 壤 容 重 则 可 高 达 1.8-2.0克 /厘 米 3。 *土 壤 容

11、重 的 用 处 ： 计 算 土 壤 孔 隙 度 根 据 实 测 土 壤 的 容 重 与 密 度 ， 按 下 式 计算 ： 密 度容 重孔 隙 度 1 计 算 工 程 土 方 量 估 算 各 种 土 壤 成 分 储 量 计 算 土 壤 储 水 量 及 灌 水 （ 或 排 水 ） 定 额 3.影 响 容 重 值 的 因 素质 地 、 结 构 、 有 机 质 含 量 以 及 各 种 自 然 因 素 和 人 工 管 理 措 施 二 、 土 壤 的 三 相（ 一 ） 三 相 组 成 %100%100%100 土 体 容 积空 气 容 积气 相 率 土 体 容 积水 容 积液 相 率 土 体 容 积固 相

12、 容 积固 相 率1、 三 相 比 2、 土 壤 孔 隙 度 (孔 度 )*：指 单 位 土 壤 容 积 内 孔 隙 所 占 的百 分 数 。 孔 隙 度 1 固 相 率 液 相 率 气 相 率孔 隙 比 孔 隙 容 积 土 粒 容 积密 度容 重孔 隙 度 1一 般 沙 土 孔 度 30-45%， 壤 土 40-50%， 粘 土 45-60%。 （ 二 ） 三 相 组 成 和 孔 度 的 测 定 及 计 算1.固 相 率 由 实 测 的 土 壤 密 度 和 土 壤 容 重 计 算 之 ：密 度容 重固 相 率 2.液 相 率 （ 容 积 含 水 率 ） 干 土 质 量土 壤 水 质 量土 壤

13、 含 水 量 （ 质 量 ）土 壤 容 积 含 水 率 （ ） 土 壤 质 量 含 水 量 （ ） 土 壤 容 重 3. 气 相 率气 相 率 =孔 隙 度 容 积 含 水 率土 壤 三 相 比 固 相 率 ： 容 积 含 水 率 ： 气 相 率适 宜 的 土 壤 三 相 比 为 ： 固 相 率 50%左 右 ， 容 积 含 水 率 25-30%， 气 相 率 15-25%。 第 二 节土 壤 孔 性 和 结 构 性 小孔隙 大孔隙 疏 松 排 列 紧 密 排 列47.46% 24.51%孔隙度 当 量 孔 径 *：相 当 于 一 定 的 土 壤 水 吸 力 的 孔 径 ，单 位 为 毫 米

14、。 土 壤 的 真 实 孔 径 往 往 无 法 实 际 测 定 。非 活 性 孔 隙 0.06mm孔 隙 类 型一 、 土 壤 孔 性 根 据 茹 林 公 式 计 算 可 得D=3/h 非 活 性 孔 隙 *：当 量 孔 径 0.06 mm的 孔 隙 , 其 中 0.2 mm的 粗 孔 植 物 的 细根 可 伸 入 其 中 ； 0.2 0.06 mm的 中 孔 是 原 生 动 物 、 真 菌 和 根毛 的 栖 身 地 。 适 宜 的 孔 隙 状 况 ：耕 层 土 壤 （ 015cm） 的总 孔 隙 度 为 5060%， 其 中 通气 孔 隙 度 为 1520%， 底 层 土壤 （ 1530cm

15、） 分 别 为50%(总 ） 和 10%（ 气 ） 。 二 、 土 壤 结 构 体 *（ 一 ） 土 壤 结 构 的 概 念 土 壤 结 构 是 土 粒 （ 单 粒 和 复 粒 ） 的 排 列 、 组 合 形 式 。这 个 定 义 ， 包 含 着 两 重 含 义 ： 结 构 体 和 结 构 性 。通 常 所 说 的 土 壤 结 构 多 指 结 构 性 （ structurality） 。土 壤 结 构 体 或 称 结 构 单 位 ， 它 是 土 粒 （ 单 粒 和 复 粒 ） 互相 排 列 和 团 聚 成 为 一 定 形 状 和 大 小 的 土 块 或 土 团 。 块 状 结 构 体 块 状

16、、 核 状 ： 10cm 大 块 状 5-10cm 小 块 状 0.5-5cm 碎 块 状柱 状 、 棱 柱 状 ： 5cm 大 3-5cm 中 3 小团 粒 ： 10-0.25m m微 团 粒 0.25m m 不 良 结 构 体 ： 块 状 、 核 状 、 柱 状 、 棱柱 状 和 片 状 结 构 体 总 孔 隙 度 小 ， 主 要是 小 的 非 活 性 孔 隙 ， 结 构 体 之 间 大 的通 气 孔 隙 ， 往 往 成 为 漏 水 漏 肥 的 通 道。 植 物 根 系 很 难 穿 扎 ， 干 裂 时 常 扯 断根 系 。 良 好 结 构 体 ： 团 粒 结 构 体 不 仅 总 孔 隙 度

17、 大 ， 而 且 内 部 有 多级 大 量 的 大 小 孔 隙 ， 团 粒 之 间 排 列 疏松 ， 大 孔 隙 较 多 ， 兼 有 蓄 水 和 通 气 的双 重 作 用 。 土壤团粒体 结 构 体 的 稳 定 性 *： 机 械 稳 定 性 ； 生 物 稳 定 性 ； 水 稳 定 性 ； 土 壤 结 构 体 形 成 机 制 ：胶 体 的 凝 聚 作 用 ；水 膜 的 粘 结 作 用 ；胶 结 作 用 ；干 湿 交 替 ；冻 融 交 替 ；耕 作 措 施 ；生 物 作 用 砂 粒 砂 粒粉 粒粉粒 粘 粒腐 殖 质 单 个 土 粒团 聚 体微 团 粒 土 粒土 粒 土 粒Ca2+ 腐殖质 土 粒

18、土 粒 土 粒Fe2+ 腐殖质Fe3+Al3+ 良 好 的 团 粒 结 构 体 ：大 小 ；多 级 孔 隙 ；稳 定 性 （ 水 稳 性 、 机 械 稳 性和 生 物 稳 定 性 ） 。 土 壤 结 构 改 良 剂 ：能 够 将 土 壤 颗 粒 粘 结在 一 起 形 成 团 聚 体 的 物质 ， 包 括 天 然 物 质 和 人工 合 成 的 高 分 子 物 质 。 本 章 小 结一 、 核 心 名 词 1. 比 重 2. 容 重 3. 土 壤 孔 隙 度 4. 当 量 孔 径 5. 团 粒 结 构 6. 土 壤 结 构 体 7. 毛 管 孔 隙 1、 沙 土 和 粘 土 的 生 产 性 状 有 何 不 同 ， 如何 改 良 土 壤 质 地 ？ 2、 为 什 么 说 粒 状 团 粒 状 结 构 是 农 业生 产 上 比 较 理 想 的 结 构 ?培 育 良 好 结 构 的有 效 途 径 是 什 么 ?二 、 思 考 题