土壤的物理机械性和耕性
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土壤物理性质(四)(五)土壤力学性质与耕性土壤受外力作用(如耕作)时,显示出一系列动力学特性.统称土壤力学性质(又称物理机械性)。
主要包括黏结性、黏着性和塑性等。
耕性是上壤在耕作时所表现的综合性状,如耕作的难易,耕作质量的好坏,宜耕期的长短等。
土壤耕性是土壤力学性质的综合反映。
1.土壤黏结性和黏着性 (1)概念土壤黏结性是土粒与土粒之间因为分子引力而互相黏结在一起的性质。
这种性质使土壤具有反抗外力破裂的能力,是耕作阻力产生的主要缘由。
干燥土壤中,黏结性主要由土粒本身的分子引力引起。
而在潮湿时,因为土壤中含有水分,土粒与土粒的黏结经常是通过水膜为媒介的,所以事实上它是土粒-水膜-土粒之间的黏结作用。
同时,粗土粒可以通过细土粒(黏粒和胶粒)为媒介而黏结在一起,甚至通过各种化学胶结剂为媒介而黏结。
土壤黏结性的强弱,可用单位面积上的黏结力(g/cm2)来表示。
土壤的黏结力,包括不同来源和土粒本身的内在力。
有范德华力、库仑力以及水膜的表面张力等物理引力,有氢键的作用,还往往有如化学胶结剂(腐殖质、多糖胶和等)的胶结作用等化学键能的参加。
土壤黏着性是土壤在一定含水量范围内,土粒黏附在外物(农具)上的性质,即土粒-水-外物互相吸引的性能。
上壤黏着力大小仍以g/cm2等表示。
土壤开头展现豁着性时的最小含水量称为黏着点;上壤丧失黏着性时的最大含水量,称为脱黏点。
(2)结性与瓤着性的影响因素土壤赫结性和载着性均发生于土粒表面,同属表面现象,其影响因素相同,主要有土壤比表面大小和含水量凹凸两个方面。
1)土壤比表面及其影响因素土壤质地、黍占粒矿物种类和交换性阳离子组成,以及土壤团圆化程度等。
都是影响土壤黏结性和黏着性离子大小的因素。
土壤质地愈黏重,黏粒含量愈高,尤其是2:1型黏粒矿物含量高,交换性钠在交换性阳离子中占的比例大,而使土粒高度簇拥等,则黏结性与黏着性增加;反之,土粒团圆化降低了彼此间的接触面,所以有团粒结构的土壤就整体来说黏结力与黏着性削弱。
土壤的物理机械性与耕性土壤在受到外力作用时,显现出来各种不同的动力学特征,包括粘结性、粘着性、可塑性、胀缩性以及其他受外力作用后而发生形变的性质。
一、土壤物理机械性(一)土壤黏结性土壤黏结性是指土粒与土粒之间由于分子引力而相互粘结在一起的性质。
(二)土壤黏着性土壤的黏着性是指土粒黏附于外物上的性能,是由土粒—水膜—外物之间相互吸附而产生的。
影响土壤粘结性和粘着性的因素有:1.土壤质地土壤愈细,接触面愈大,粘结性和粘着性愈强,所以粘质土壤的粘结性和粘着性都很显著,耕作困难。
砂质土则粘结性和粘着性弱,易于耕作。
2.土壤含水量含水量愈少,土粒距离愈近,分子引力愈大,粘结性愈强,故干燥土块破碎甚为困难。
随着水分含量增加,水膜使土粒间的距离加大,分子引力减弱,粘结性减小。
土壤干燥时无粘着性,随着水分含量的增加,粘着性逐渐增强。
因为此时土粒与外物间有水膜生成。
但是当水分过多时(一般认为大约超过土壤饱和持水量的80%以后),由于水膜太厚而降低了粘着性,直到土壤开始呈现流体状态时,粘着性逐渐消失。
所以粘质土壤在水分较多时进行耕作,常因土壤粘着于农具而感到费力;而土壤在清水条件下犁耙却很少受粘着性的影响。
3.土壤结构团粒结构可使土团接触面减少,因而其粘结性和粘着性降低,土壤疏松易耕。
据试验,在相同质地条件下,有团粒结构土壤的粘结性比无团粒结构土壤要小2-6倍。
4.土壤腐殖质含量腐殖质含量增加可减弱粘土的粘结性,因为腐殖质在土粒外围形成薄膜,改变了粘粒接触面的性质。
也可减低粘性土壤的粘着性,腐殖质的粘结力和粘着力都比砂土大,因而腐殖质可以改善砂质土过于松散的缺点。
5. 土壤代换性阳离子的组成不同的阳离子种类可影响土粒的分散和团聚。
钠、钾等一价阳离子可使土粒分散,导致粘结性、粘着性增大。
二价钙、镁离子能促使土壤胶体凝聚,土粒间的接触面积减少,从而降低土壤的粘结性和粘着性。
(三)土壤胀缩性土壤吸水体积膨胀,失水体积变小,冻结体积增大,解冻后体积收缩这种性质,称为土壤的胀缩性。