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土壤的孔性

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土壤的基本理化性质[专业内容]

土壤的基本理化性质[专业内容]
<0.001
腐殖质（克/千克) 29.5 0 4.3 14.8 53.7 64.2
密度(克/厘米 3) 2.62 2.66 2.66 2.62 2.59 2.59
常用土壤密度值：
2.65克/厘米3。
高等教育
6
2、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,
沼泽土
1.10~1.30
对于大多数植物来说，土壤容重在1.14—1.26g/cm3之间比较适宜。
高等教育
7
容重、孔隙度与土壤松紧程度关系
松紧程度
最松 松 适合 稍紧 紧实
容重(g/cm3)
<1.0 1.0~1.14 1.14~1.26 1.26~1.30
>1.30
孔度(%)
>60 60~56 56~52 52~50
夯实的土壤容重典则型可土高壤达容1.重8-2.0克/厘米3。
土壤
容重（g/cm3)
土壤
容重（g/cm3)
泥炭
0.20~0.50
黄土
1.35~1.50
蓬松盐土 灰化层
0.80~1.00 0.80~1.00
土壤碱化层 土壤龟裂层
1.50~1.70 1.70~1.90
黑钙土耕层 1.10~1.30 灌溉后土壤结壳 1.60~1.90
注：式中土壤水吸力以 kPa为单位
高等教育
11
(二)土壤孔隙类型
土壤孔隙的持水功 能和毛管水上升情况 成为孔隙分类的主要 依据
孔隙类型
孔径大小 ( mm) 土壤水吸力 （kPa） 所含水分有效性
非活性孔隙（无效孔隙） < 0.002

植物生产环境-土壤孔隙性

植物生产环境-土壤孔隙性

土壤的孔隙性土壤的孔隙性是植物生长的重要土壤条件，也是土壤肥力的重要指标，关系到土壤中水气热状况和养分的调节，以及植物根系的生长和植物的生长发育。

土壤是一个极其复杂的多孔体系，由固体土粒和粒间孔隙组成。

土壤孔隙是指土壤中的土粒和土粒、团聚体与团聚具体之间、土粒与团聚体之间以及团聚体内部形成的空间。

土壤孔隙是容纳水分和空气的空间，是物质和能量交换的场所，也是植物根系生长和土壤动物、微生物活动的地方。

一、土壤孔隙和土壤孔隙性土壤孔隙——土壤中土粒或团聚体之间以及团聚体内部的孔隙。

土壤孔隙性是指土壤孔隙的数量、大小、比例和性质的总称。

土壤孔性包括：A、孔隙度（孔隙数量）决定着土壤气、液两相的总量B、孔隙类型（孔隙的大小及其比例），决定着气、液两相的比例。

二、土壤密度、土壤容重和土壤孔隙度（一）土壤密度土壤密度是指单位体积土粒（不包括粒间孔隙）的烘干土重量，单位是g/cm3或t/m3。

土壤密度数值的大小，主要决定于组成土壤的各种矿物的相对密度。

大多数土壤矿物的相对密度在2.6～2.7左右。

因此，土壤相对密度一般取其平均值为2.65。

土壤有机质的相对密度为1.25～1.40，表层的士壤有机质含量较多，所以，表层土壤的比重通常低于心土及底土。

（二）土壤容重土壤容重是指在田间自然状态下，单位体积土壤（包括粒间孔隙）的烘干土重量，单位也是g/cm3或t/m3。

土壤容重是一个十分重要的基本数据，在农业生产中主要用途有：1. 判断土壤的松紧程度因为容重包括孔隙，土粒只占其中的一部分，所以，相同体积的土壤容重的数值小于比重。

一般旱地土壤容重大体在1.00～1.80 g/cm3之间，一般土壤的容重在1.0～1.7 g/cm3之间。

旱地耕作层较利于作物生长的土壤容重为1.1～l.3 g/cm3。

相同质地的土壤，数值越小，土壤越疏松。

其数值的大小除受土壤内部性状如土粒排列、质地，结构、松紧的影响外，还经常受到外界因素如降水和人为生产活动的影响，尤其是耕层变幅较大。

《土壤学》第三章 土壤的孔性、结构性与耕性

《土壤学》第三章 土壤的孔性、结构性与耕性
（三）宜耕期的长短 指在保证耕作质量和劳动效 率的前提下，宜于耕作时间的长短。
二、影响土壤耕性的因素
• 土壤物理机械性质是土壤在不同含水量 情况下所表现的物理性质，包括土壤的 粘结性、粘着性、可塑性、胀缩性以及 其它受外力作用（如农机具的切割、穿 透和压板等作用）而发生形变的性质。
（一）土壤粘结性和土壤粘着性
一、土壤孔隙的数量
（一）土壤比重 、 土粒密度 土粒密度:单位体积的固体干土粒（不包括粒间孔隙）
的重量(g/cm3) 。 土壤比重：土粒密度与水（4℃）的密度之比，无量纲。
• 土壤比重和颗粒密度大小相等，区别在于有无量纲 • 土壤比重是土壤相对稳定的性质
• 比重大小决定于矿物组成和有机质含量 • ①土壤矿物组成和含量有关，
三、影响土壤孔性的因素
(1)土壤质地 黏土、砂土、壤土－总孔隙度，通气孔隙、毛管孔隙 和无效孔隙、大小比例比较
粘质土孔隙度45—60%之间，以毛管孔和无效孔为主 ； 砂质土孔隙度33—45%，非毛管孔（通气孔）较多； 壤质土孔隙度45—52%，有适量通气孔又有较多毛管孔，
(2)土粒排列 疏松时高，紧密时低。
非活性孔隙度（％）＝V非活性孔隙／V土×100 毛管孔隙度（％）＝V毛管孔隙／V土×100 通气孔隙度（％）＝V通气孔隙／V土×100 总孔度＝非活性孔度＋毛管孔度＋通气孔度 •毛管孔隙度%=（田间持水量—凋萎含水量）×容重 •旱作土壤耕层总孔度为50%～56％；通气孔隙度不 低于10%；大小孔隙之比在1 ：2～4较为合适
2）毛管孔隙 孔径在0.0002－0.02mm（也有0.002－0.02的 说法），土壤水吸力在15－0.15bar范围的孔隙，具有毛管 作用。保持植物利用的有效水分 。
3）无效孔隙 ：土壤中孔径＜0.0002mm（或0.002mm），土壤 水吸力＞15bar的细微孔隙。其水分不能被吸收。

土壤的孔性、结构性和耕性

土壤的孔性、结构性和耕性

紧砂土 砂壤土 轻壤土 中壤土 重壤土 轻粘土 中粘土 重粘土
38～46 46～50 43～49 43～49 43～49 48～52 48～52 48～52
砂：孔度小（38-46%），均一，大孔隙居多。 粘：孔度大，孔径均一，以毛管孔和非毛管孔为主 壤：孔度居中（43-50%）孔径分布适中。
2．土粒排列方式 理想土壤：假定全部土粒都是大小相等的刚性光滑球体，
第二节
土壤结构
一、概念：
1、土壤结构体：单粒或复粒互相胶结在一起 形成的团聚体。 2、土壤结构性：土壤中单、复粒数量、大小、 形状、性质及其相互排列的孔隙状况等的 综合特性。
土 粒 的 排 列 方 式
二、土壤结构类型
根据土壤结构体的形状： 块状、核状、粒状、团粒、柱状（棱 柱状、柱状）、片状、板状。
正长石 斜长石 白云母 黑云母 角闪石 辉 石
纤铁矿
腐殖质
1.40～1.80
注意
多数土壤的密度为2.6～2.7克/厘米3，在机械分析中计算各 级土粒的沉降速率时，往往采用“常用密度值”即
常用土壤密度值：
2.65克/厘米3。
在同一土壤中,不同大小土粒的腐殖质含量和矿物组成不同， 因而其密度也不同。
表 4－2
3、上虚下实，上粗下细，保水保肥、托水托肥 因此，在评价其生产意义时，孔隙分布比孔隙度更为重要
土壤孔性与作物生长
适于作物生长发育的土壤孔性指标
旱地 土体内 30cm耕层： 上部（0-15cm）55% 下部（15-30 cm）50% 孔度 通气孔度 50-56% 8-10%（15-20更好） 上虚下实 15-20% 10%
黄土高原
沙漠
五、土壤结构性的评价
（一）土壤结构的孔隙状况 1. 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和 毛管孔隙，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。

第四章 土壤孔性、结构性和耕性

第四章 土壤孔性、结构性和耕性
土壤粘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。 由于土壤具有粘结性，使其具有抵抗外力破碎的能力，也是 土壤在耕作时产生阻力原因之一。
在湿润时，（由于土壤含有一定的水分）土壤板结性实际土 粒-水-土粒之间相互吸引而表现的板结力。
影响粘结力的因素：
• 1.土壤颗粒的比表面积：比表面积越大， 粘接力越强。 （1）土壤质地：粘性土>壤质土>砂质 （2）粘土矿物的类型： 2：1矿物>1:1型 矿物 （3）代换性阳离子组成：土壤上代换性 Na+（盐渍土）越高，粘结力越强（白 僵土）。 （4）土壤颗粒的团聚化程度：结构性强 的土壤粘结性差 • 2.土壤水分含量 • 在适度含水量时粘结力最大。水分的 C表明由干土到湿土 变化过程也会影响到粘结力（见图） 粘结力变化，A • “湿时一团糟，干时一把刀”； (Clay）、B（sand） • “宁可干耕勿湿耕” 从湿到干变化中粘结 • 3.有机质缺乏的土壤，粘结性强。 力变化
1．土壤团粒结构的形成过程 包括“多级团聚说”和“粘团说”两种。 第一阶段：有单粒在胶体凝聚、水膜粘结以及胶结作用下形成初 级复粒或致密的小土团。 第二阶段：初级复粒进一步逐级粘合、胶结、团聚，依次形成第 二级、第三级及微团聚体的过程。
2．团粒结构形成的必备条件 ①各种各样的单粒、复粒、黏团及微团粒的数量 及组成； ②胶结物质：有机胶体、无机胶体及胶体凝聚物 质。 成型动力 包括：土壤生物的作用、干湿交替、适宜土壤含水 量下耕作。
项目四 土壤的孔性、结构性与耕性
第一节 土壤孔性
小 孔 隙 大 孔 隙
土壤孔隙是容纳 水分和空气的空 间； 是土壤中物质和 能量贮存和交换 的场所； 是众多土壤动物 和微生物活动的 场所； 是植物根系伸展 并从土壤中获取 水分和养料的介 质。

3-1 土壤孔性、结构性和耕性

3-1 土壤孔性、结构性和耕性

1、土壤结构的类型（soil configuration type）
主要根据结构体的大小、外形及与土壤肥力的关系划分的。
① 块状结构(blocky structure)
形状：立方体型，纵轴和横轴大体相等，边面不明显，
内部紧实。
产生条件：熟化度较低的表层土壤或缺乏有机质而粘 重的底土多为块状结构。
大小划分：大块状结构,直径>10cm;
2、土壤孔隙类型
通气孔隙(aeration pore)：孔径＞0.02(0.06)mm，透水通气，
通常有空气存在其中，同时植物根毛、根系和微生物均可在通气孔 隙中活动。
毛管孔隙 (capillary pore)：孔径：0.02(0.06)-0.002(0.0002)mm。
对植物是有效的，而且植物的根系和微生物都可在其中生长和 活动。
正长石 斜长石 白云母 黑云母
角闪石 辉 石
2.85～3.57 3.15～3.90
3.60～4.10
伊利石 腐殖质
2.60～2.90 1.40～1.80
纤铁矿
紧密排列
疏松排列
孔 隙 度 24.51 %
理想土壤的最松排列（左）和最紧排列（右）
47.46 %
（4）影响土壤容重的因素 通过影响孔隙
土壤质地 土壤结构 自然因素（动物孔穴等） 人为因素（耕作，压实，结构改良剂等） 土壤有机质含量
形状：横轴远大于纵轴，呈扁平状结构体。
产生条件：雨后土壤表面结壳或老耕作土壤犁底层。 大小划分： >3mm者为板状，
<3mm者为片状。
⑦ 团粒结构(spheroidal structure)
形状：近似于球形，疏松多孔的小土 团称团粒结构，是含有机质丰富肥沃土壤 的标志特征。

土壤的基本理化性质

土壤的基本理化性质

黄土 土壤碱化层 土壤龟裂层 灌溉后土壤结壳
1.35~1.50 1.50~1.70 1.70~1.90 1.60~1.90
对于大多数植物来说，土壤容重在1.14—1.26g/cm3之间比较适宜。
容重、孔隙度与土壤松紧程度关系
松紧程度 容重(g/cm3) 孔度(%)
最松 松 适合 稍紧 紧实
<1.0 1.0~1.14 1.14~1.26 1.26~1.30 >1.30
依次形成第二级、第三级……微团聚体，再经多次聚合，
最终成为大小形状不同的团粒结构体。因此，团粒结构不 仅孔度大，而且具有多级孔隙。
单个土粒 团聚体
微团粒
腐殖质
粉 粒
粉粒
砂粒
粘粒
砂粒
Ca2+
土粒
土粒
腐 殖 质
土粒
Fe2+
土粒
土粒
腐 殖 质 Fe3+
土粒
Al3+
其它结构体的形成
立方体型、条柱型、片状型结构体多由单粒直
团粒结构体的土壤肥力特点：
②能协调土壤有机质中养分的消耗和积累的矛盾；
大孔隙有充足的氧气供应，好气性微生物活动旺 盛，有机质分解快；
小孔隙中有机质进行嫌气分解，速度慢而使养分
得以保存。
团粒结构体的土壤肥力特点： ③能稳定土壤温度，调节土壤热量状况；
④团粒结构降低了土粒间的粘着性、粘结性，减
少了耕作阻力，提高了耕作质量，土壤耕性好； ⑤有利于作物根系的伸展和生长；
4℃时水的密度为1g.cm-3，因此土粒密度（单位容积固 体土粒的干重）与土壤比重数值相等，但土壤比重无单位。
表 4－2
粒级（粒径毫米） 全土样 0.10～0.05 0.05～0.01 0.01～0.005 0.005～0.001 <0.001

土壤的孔性结构性和耕性

土壤的孔性结构性和耕性

Columnar（Symbol cpr or COL）
Y X
Z
Prism-like structural units where the length of the unit in the x and y direction are much less than the z direction.
The units tend to have rounded tops.
（2）毛管孔隙 当量孔隙为，土壤水吸力为150-1500KPa。植物旳细根、原生动物和真菌
等极难进入毛管孔隙中，但植物根毛和某些细菌可在其中活动，有利于养分 旳吸收与转化，毛管孔隙保存旳水分可被植物吸收利用。为有效孔隙。
（3）通气孔隙 当量孔径不小于0.02mm，相应旳土壤水吸力不不小于150KPa。通气孔
➢ Coarse (Thick)
➢ Very Coarse (Very Thick)
Soil Structure Size (Granular and Blocky)
Image Source: NRCS, Ver. 2.0, 2023
Soil Structure Size (Platy and Prismatic)
Platy – Flat and Tabular- Units
Structure has a horizontal dimension that is longer or greater than the vertical dimension. The plates tend to parallel the surface. Typical Symbol (pl or PL)
土壤构造改良剂是用来增进土壤形成团粒，提升土壤肥力和固定表土、保护耕层、 预防水土冲刷旳矿物质制剂、腐殖质制剂和人工合成聚合物制剂，它是根据土壤中团 粒构造形成旳客观规律，提取腐殖质、木质素等物质作为团粒旳胶结剂。 要点：土壤构造性旳评价，尤其是团粒构造对土壤肥力旳调整作用。 难点：土壤团粒构造旳形成机制。

3.3 土壤孔性 soil porosity

3.3 土壤孔性 soil porosity
示成纯小数。 注意！孔度是土壤孔隙的一个总量概念，他并没有反应孔隙质 量（孔径大小）；砂质土壤孔径很大，但孔隙总体积占的比例 少，粘质土壤孔径虽小，但孔隙总量占的体积较大。所以，不 能用孔度大小来描述土壤的通气、透水性强弱。
土壤孔度
土壤孔度测定: (1)计算法 f=(1-ρb/ρs) 其实ρb/ρs是固相率; e=(ρs / ρb -1) 土壤孔度 常常计算而得 (2)测定法: 水银灌注法.最初用在地质矿物鉴定方面,这种方法可以 测定100微米~10毫微米的孔隙量及其分布. (3) 显微镜镜检法: 微结构研究中常应用. (4) The total porosity of a core of soil is determined experimentally by saturating and
一.土壤孔隙数量
容重的意义与作用： 1.是土壤松紧程度的重要判据之一 容重、孔隙度与土壤松紧程度关系
松紧程度 最松 松 适合 稍紧 紧实 容重(g/cm3) <1.0 1.0~1.14 1.14~1.26 1.26~1.30 >1.30 孔度(%) >60 60~56 56~52 52~50 <50
环刀法测定土壤容重
一.土壤孔隙数量
（三）土壤孔度（soil porosity）（f） 概念：土壤孔隙容积占土壤总容积的百分数 Porosity is the volume of the pores divided by the bulk volume 定义式
f = Vf Vt ×100
式中：Vf 孔隙占的容积（cm 3 ); Vt 土壤总体积（cm 3 )
一.土壤孔隙数量
湿容重(wet bulk density). ρt=Mt/Vt=Ms+Mw/(Vs+Vw+Va)也有 文献叫土壤总容重(total bulk density).二者差别在于分子. 一般情况下都是指干容重. 土壤干比容(dry specific volume) υb=1/ρb .容重的倒数,直观地反 映土壤松紧度 土壤容重的影响因素： 影响土壤密度的一切因子会影响到土壤容重,但在更大程度上, 影响容重因子在于土壤松紧程度.土壤容重受到外界环境因素的影 响。如降水以及一切人为活动（耕作、施肥、灌溉、等农业技术 措施）。容重是土壤的一个动态性质。耕层以下相对稳定。 质地影响：砂土（1.2~1.8）>壤土>粘土（1.0~1.5） 土壤结构特征：团聚良好的土壤小于结构不良的土壤 土壤松紧程度：根孔、虫孔较多的容重较小。耕层小于底土。一 般土壤耕层容重为1.0~1.4g/cm3. 土壤容重一般是密度的一半左右。

土壤的基本理化性质经典实用

土壤的基本理化性质经典实用

非活性孔隙（无效孔隙） < 0.002
> 1500
无效
毛管孔隙
0.002 ~ 0.02
150 ~ 1500
有效
通气孔隙
> 0.02
< 150
•土壤的基本理化性质
主要贮存空气
孔隙度
47.46%
24.51%
大小颗粒相互填 充是土壤孔隙度 达到了最低值
•土壤的基本理化性质
2、对于大多数作物适宜的孔隙状况：
•土壤的基本理化性质
3、水平轴方向发达的扁平型结构体 主要类型：片状结构体； 土壤肥力特点：结构体内部紧实，多为非活性 孔隙，有效水少且通气不良，不利于扎根；结 构体间裂隙太大，通气虽好，但易漏水、漏肥；
•土壤的基本理化性质
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。
•土壤的基本理化性质
(二)结构体类型及特性
•土壤的基本理化性质
根据结构体的形态、大小以及与土壤肥力的 关系划分为如下类型： 1、长、宽、高三轴平均发展的似立方体型结构体 主要类型：块状结构体和核状结构体；
•土壤的基本理化性质
2、垂直轴方向发达的条柱型结构体 主要类型：柱状结构体和棱柱状结构体； 土壤肥力特点：结构体内部紧实，孔隙小而少， 通气不良，根系难以伸入；结构体间易形成大 的垂直裂隙，成为水、肥下渗通道，造成跑水、 跑肥；
密度(克/厘米 3) 2.62 2.66 2.66 2.62 2.59 2.59
常用土壤密度值：
2.65克/厘米3。
•土壤的基本理化性质
2、土壤容重：单位容积原状土壤（包括孔隙）的干质

土壤孔隙性.

土壤孔隙性.

2、土壤容重 概念：单位体积原状土壤（包括粒间孔隙） 的干土质量。单位是g/cm3 土壤容重和土壤质地、土壤结构状况、有机 质含量和松紧度等有直接关系。
3.（土壤孔度）%=（1-土壤容重/土粒密度） ×100% 作物适宜生长的土壤孔度为50%-60%。
（二）土壤孔隙的类型 土壤中的孔隙按照孔径的大小和性质，通 常分为无效孔隙、毛管孔隙和通气孔隙三 种类型。 1.无效孔（非活性孔） 土壤中最微细的孔隙，直径0.002mm以下， 这种孔隙几乎被水充满，使空气不能能够容纳水 分和空气的空间，土壤物质和能量交换的场所， 也是植物根系和土壤动物、微生物活动的地方。 土壤孔隙性，通常包括孔隙的数量、孔 隙的类型和大、小孔隙的比例三个方面。
（一）土壤孔隙度 概念：单位体积自然状态的土壤中，孔隙容 积占土壤总容积的百分数。一般由土粒密 度和土壤容重来计算。 1、土粒密度。 单位体积固体土粒（不包括粒间孔隙）的质 量g/cm3. 一般矿质土壤土粒密度约为2.65 g/cm3
作业
1、河北省绝大部分土壤pH值范围是？ 6.5-8.5 2.土壤酸碱性对土壤肥力和作物生长发育的 影响。 1.影响土壤养分的有效性 2.影响作物的生长发育。 3.影响土壤微生物的活动。
作业
1.土壤的缓冲性能的概念 土壤抵抗外来物质引起酸碱反应剧烈变化的 能力，即在土壤中加入酸、碱物质后，土 壤的pH值不会相应上升或降低，仍能保持 其相对稳定性。 2.指示植物的概念：
2.毛管孔 土壤中能够通过毛管力保持水分的孔隙，直 径0.002-0.02mm，可以保持水分，可以向 上下左右各个方向运动，供给作物吸收利 用。
3.通气孔 土壤中较粗大的孔隙。直径大于0.02mm，这 种孔隙不保持水分。一定数量的通气孔隙， 利于作物根系呼吸作用及地上部生长。

土壤孔隙性

土壤孔隙性

2、土壤容重 概念：单位体积原状土壤（包括粒间孔隙） 的干土质量。单位是g/cm3 土壤容重和土壤质地、土壤结构状况、有机 质含量和松紧度等有直接关系。
3.（土壤孔度）%=（1-土壤容重/土粒密度） ×100% 作物适宜生长的土壤孔度为50%-60%。
（二）土壤孔隙的类型 土壤中的孔隙按照孔径的大小和性质，通 常分为无效孔隙、毛管孔隙和通气孔隙三 种类型。 1.无效孔（非活性孔） 土壤中最微细的孔隙，直径0.002mm以下， 这种孔隙几乎被水充满，使空气不能流通， 所以称为无效孔隙。
2.毛管孔 土壤中能够通过毛管力保持水分的孔隙，直 径0.002-0.02mm，可以保持水分，可以向 上下左右各个方向运动，供给作物吸收利 用。
3.通气孔 土壤中较粗大的孔隙。直径大于0.02mm，这 种孔隙不保持水分。一定数量的通气孔隙， 利于作物根系呼吸作用及地上部生长。
（三）土壤孔隙状况与作物生长发育的关系 一般作物要求的土壤孔隙状况是：不仅有适当的 孔隙数量，而且大、小孔隙的比例要适当。 旱地土壤耕层孔隙度要大于50%，孔隙度要在 10%以上，无效孔隙度要尽量较少，毛细孔隙度 要尽量增加，才能较好地保证作物正常生长发育。 适于作物生长发育的土体内部孔隙的垂直分布状 况，应为“上虚下实”。
作业
1、河北省绝大部分土壤pH值范围是？ 6.5-8.5 2.土壤酸碱性对土壤肥力和作物生长发育的 影响。 1.影响土壤养分的有效性 2.影响作物的生长发育。 3.影响土壤微生物的活动。
作业
1.土壤的缓冲性能的概念 土壤抵抗外来物质引起酸碱反应剧烈变化的 能力，即在土壤中加入酸、碱物质后，土 壤的pH值不会相应上升或降低，仍能保持 其相对稳定性。 2.指示植物的概念：
土壤孔隙性
土壤孔隙是土壤固体颗粒之间能够容纳水 分和空气的空间，土壤物质和能量交换的场所， 也是植物根系和土壤动物、微生物活动的地方。ห้องสมุดไป่ตู้土壤孔隙性，通常包括孔隙的数量、孔 隙的类型和大、小孔隙的比例三个方面。

土壤孔性.

土壤孔性.

Chap. 12 土壤结构性
Chap. 12 土壤结构性
§3 土壤团粒结构与土壤肥力 良好团粒结构具备的条件 ①有一定的结构形态和大小； ② 有多级孔隙； ③ 有一定的稳定性； ④有抵抗微生物分解破碎的能力。
Chap. 12 土壤结构性
§3 土壤团粒结构与土壤肥力 团粒结构对土壤肥力的作用 ① 能协调水分和空气的矛盾； ② 能协调土壤有机质中养分的消耗和积累 的矛盾； ③ 能稳定土壤温度，调节土热状况； ④ 改良耕性和有利于作物根系伸展。
1:1 Clay
Si Tetra. Al Oct. Si Tetra.
2:1 Clay
H2O H2O
Montmorillonite
100 cmol(+)/kg
Expanding H2O
H2O H2O
40 cmol(+)/kg
Illite
2:1 Clay
K
K
K
K
K
K
Interlayer K+
Non-expanding
Chap. 11 土壤孔性
Chap. 11 土壤孔性
土壤容重：是指单位容积土体（包括孔
隙在内的原状土）的干重。单位为g/cm3 或t/m3。一般旱地土壤容重大体在 1.00~1.80 g/cm3之间。 土壤容重是一个重要的参数：



反映土壤松紧度 计算土壤的重量 计算土壤中各组分（如土壤水分、有机质、养分和盐 分等）的含量 土壤孔隙比
Chap. 14 土壤胶体与土壤吸收性能
§1 土壤胶体的概念 土壤胶体：土壤中粒径<1µ m或2µ m的矿 物质颗粒和腐殖质（分散相）分散在土 壤溶液（分散介质）中的分散体系。 粗分散体系 胶体分散体系 分子、离子分散体系

土壤的孔性、结构性和耕性

土壤的孔性、结构性和耕性
孔径大小:
0.02—0.002mm
水分水吸力
T=3/0.02=150百帕~T=3/0.002=1500百帕
对植物是有效的，而且植物的根系和微生物都可在 其中生长和活动。
c. 通气孔隙(空气孔隙）
孔径 ＞0.02mm 水分水吸力
T<3/0.002=150百帕
通常有空气存在其中，同时植物根毛、根系和微生 物均可在通气孔隙中活动。
3. 土壤孔性与土壤肥力的关系
孔隙大小和数量
土壤松紧状况
水、气含量
养分有效性 和保肥供肥
土壤的增温 与稳温
第二节
定义：
土壤结构性
在内外因素的综合作用下，土粒相互团聚成
大小，形状和性质不同的团聚体，称为土壤
结构。
1. 土壤结构的类型
①块状结构
②核状结构
③ 柱状结构
④ 片状结构 ⑤ 团粒结构
土 壤 团 粒 体
b.土壤质地：土壤中粘粒愈多，质地愈细，塑 性愈强。一般而言,上塑限、下 塑限和塑性值的数值随着粘粒含 量的加而增大。 c.代换性阳离子 d.土壤有机质
③ 土壤胀缩性
土壤吸水后体积膨胀，干燥后体积收缩称为土壤 胀缩性。 土壤胀缩性对生产不利。
土壤膨胀 根系发生 机械损伤 孔隙变小、透水 困难气体交换、热 量受到障碍 土壤收缩 拉断植物 根系
1. 土壤孔隙度
定义: 土壤孔隙的容积占整个土体容积的百分数 称为土壤孔隙度，又称总孔度。 它是衡量土壤孔隙的数量指标。
土壤孔隙度的计算
土壤孔隙度=(1-{土壤容重}/土壤相对密度)×100%
① 土壤相对密度
定义： 单位容积固体土粒(不包括粒间孔隙的容积)的干重 (g/cm3或t/m3)与4℃时同体积水重之比。 土壤的比重为单位容积固体土粒(不包括粒间孔隙的容积)的 干重(g/cm3或t/m3) 土壤相对密度的大小与土壤组成有关，常用土壤 相对密度值2.65 。

土壤孔性概述

土壤孔性概述

土壤孔性概述土壤由固体土粒和粒间孔隙所组成，其中孔隙容纳水分和空气。

但土壤孔隙有大有小，大可通气，小可蓄水。

为了满足植物生长对水分和空气的需要，土壤应当既能保蓄足够的水分，又有适当的通气性，即要求土壤孔性良好。

所谓土壤孔性，是指能够反映土壤孔隙总容积的大小，孔隙的搭配及孔隙在各土层中的分布状况等的综合特性。

良好的孔性表现为，土壤中有一定数量的孔隙总容积，而且大、小孔隙搭配合理，分布适当。

一、土壤孔隙度及孔隙比土壤孔隙度和土壤孔隙比是土壤中孔隙总容积大小的定量指标。

（一）土壤孔隙度在自然状况下，单位容积的土壤中孔隙容积所占的百分数，称为土壤孔隙度（soil porosity）。

例如，在1cm3的土壤中，孔隙的容积是0.55cm3，则孔隙度为55%。

土壤孔隙度可以反映土壤孔隙总量的多少。

土壤孔隙度通常不直接测定，而是通过土粒密度和土壤容重计算得出。

土壤孔隙度=（1-土壤容重/土粒密度）×100%一般土壤孔隙度在30%～60%之间。

多数植物生长适宜的土壤孔隙度为50%～60%。

（二）土壤孔隙比土壤孔隙的数量也可以用孔隙比来表示，即土壤中孔隙容积与土粒容积的比值。

土壤孔隙比=孔隙度/（1-孔隙度）如果土壤孔隙度为55%，则孔隙比为55%/（1-45%）=1.22。

根据多数植物生长表现来看，土壤孔隙比为1或稍大于1为好。

二、土壤比重和土壤容重（一）土壤比重（土粒密度）土壤比重（soil specific gravity）是土粒密度与水的密度（4℃时）之比。

土粒密度（soil grain density）是单位容积固体土粒（不包括粒间孔隙）的烘干质量，单位为g/cm3或t/m3。

由于4℃时水的密度为1g/cm3，所以土粒密度与土壤比重数值相等，只是前者有量纲，后者无量纲。

土壤比重取决于土壤矿物质颗粒组成和土壤有机质含量。

土壤中主要矿物的比重见表3-1。

表3-1 土壤中主要矿物的比重来源：孙向阳，《土壤学》，2005土壤有机质的密度为 1.2～1.4g/cm3。

第二章-土壤孔性、结构性与耕性

第二章-土壤孔性、结构性与耕性
在宜耕期内，耕作质量好，消耗的能量 少。
过于潮湿时，粘质土泥泞粘糊，粘着性 强，耕作阻力大，耕后易产生大块。应 该选在粘结性、粘着性和塑性均较弱或 没有时进行耕作。此时耕作省力，不破 坏土壤结构，耕作后任其风干或收缩， 就会崩散为适当的土块和土团。
二、土壤压板问题
机械在田面上行走对土壤有压实作用。 过度的压实会影响耕作质量，对作物生 长不利。这种过度的压实又称为土壤压 板问题。
3、各粒级的主要性质
---砂粒本身没有粘结性、涨缩性和可塑性； 砂粒之间的间隙大；持水能力低；对养 分的吸持能力低；通透性强。
---粘粒有较强的粘结性、涨缩性和可塑性； 粘粒之间的间隙细；持水能力强；对养 分的吸持能力强；通透性弱。
---粉砂粒的性质介于砂粒和粘粒之间。
二、土壤质地及其肥力特征
（一）土壤质地分类
土壤总孔度一般以50-60%为宜。
2、土壤孔隙比
土壤孔隙容积与土粒容积之比，称为土 壤孔隙比。
例如：某土壤孔度为55%，土粒占45%， 则其孔隙比=0.55/0.45=1.12
(二) 土壤孔隙分级
1、当量孔径 与一定的土壤水吸力相当的孔径，也称 有效孔径。计算公式如下： d=3/h
D：当量孔径（mm） H：土壤水吸力（毫巴）
比较干燥的土壤承受荷载时，主要是垂 直方向上的正应力使孔隙变少、小，容 重增大。
在含水量较高时（如在塑性范围）承受 荷载，除正应力外，还要产生剪力。在 正应力和剪力的共同作用下，土壤颗粒 趋向与极紧密的排列，通气孔隙大大减 少，细孔隙急剧增多。土壤的通气-透水 性强烈减弱甚至消失。这种现象称为粘 闭。
结构体分为如下几种类型：
1、块状或核状结构体
块状： 纵轴和横轴大体相等，边面一般不明显， 但不呈球性。

第三章 土壤的基本性质

第三章 土壤的基本性质

毛管孔隙：孔隙直径在0.02～0.002mm，土壤水吸力为1.5*
104 ～1.5 * 105Pa。具有毛管作用，孔隙中水的毛管传导率大 ，易于被植物利用。 非活性孔隙：当量孔径<0.002mm，土壤水吸力>1.5*105Pa。特 点：最细的孔隙，束缚水，非活性，无效孔，移动慢，难被植
物吸收，粘质土中非活性孔隙多，耕性差，粘着力强。
良好结构体：团粒结构体。 不仅总孔隙度大，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
团粒结构体的特点：
团粒结构土壤的大小孔隙兼备。
团粒结构土壤中水、气矛盾的解决。
团粒结构土壤的保肥与供肥协调。 团粒结构使土壤宜于耕作。
耕层土壤重量＝耕层土壤体积×土壤容重
耕层养分重量＝耕层土壤重量×养分含量 耕层水份重量＝耕层土壤重量×水份含量 例：土壤容重为1.45 g/cm3，计算每亩耕层（15cm)的土重？
（667m2×0.15m×1.45t/m3＝153t＝30万斤）
影响土壤容重的因素：
（1） 土壤质地：沙土>壤土>粘土 （2）有机质含量：含量越高，容重越小。
土壤结构的影响 有机质的影响
五、土壤孔性的生产意义
土壤孔性与肥力 土壤孔性与作物生长 土壤孔隙状况的调节
合理耕作 增施有机肥 改良土壤质地
第二节
土壤结构性
一、土壤结构（Soil structure)
土壤结构指土粒的排列、组合形式。包含两重含义:
土壤结构体和土壤结构性。 土粒相互团聚成大小，形状和性质不同的团聚体， 称为土壤结构体。土壤结构性是由土壤结构的种类、数量 及结构体内外的空隙状况等综合性质。

土壤物理性质

土壤物理性质
第二章土壤物理性质
第一节土壤孔性
一、孔隙和孔性的概念
二、孔隙的类型 三、土 壤 孔 隙 度 四、土壤容重和比重 五、影 响 孔 性 的 因 素
六、土壤孔性与作物生长的关系
一、孔隙和孔性的概念
土壤是疏松多孔体，土粒或团聚体之间的空间 叫土壤空隙。土壤 孔隙是水气活动的场所，也是物质能量交换的 通道，如大孔隙可通气秀透水，小孔可保水保肥。
五、影 响 孔 性 的 因 素
土壤本身性状 质地： 粘土孔度大，容重小，以毛管孔和无效孔为主砂土相反，壤地土居中。 有机质含量： 有机质本身蔬松多孔，又利形成团粒，故有面机质越多，孔度越大。 土壤松紧和团聚情况： 壤越疏松，团聚情况越好，容重越小，孔度越大。耕作疏松土壤、施有 机肥形成团粒均可使孔度增大，反之减少。 外部因素的影响 自然因素： 降水、地下水升降、重力作用等使土体沉实孔度变小。 农业措施：中耕增加毛管孔； 耙耢、镇压、机械人畜践踏降低也孔度 ；灌水可使孔度下降。
四、土壤容重和土粒密度
土粒密度 土粒密度是指单位体积的固体土粒（不包括粒间孔隙）的质量。单位是g/cm3 影响土粒密度的因素： 主要决定于土壤的矿物组成。土壤中多数矿物的密度在2.6~2.7 g/cm3之 间，故土粒密度一般视为定值，取矿物密度的平均值2.65 g/cm3。 土粒密度还与有机质含量有关系，一般有机质的密度为125—140，但因 有机质含量不高，故予以忽略。
三、土 壤 孔 隙 度
概念
单位体积的自然土壤中，所有孔隙容积占土壤总容积的百分数。无法直接测 定，实际工作中根据比重和容重计算： 总孔隙度（%） =（孔隙容积/土壤容积）×100 =[（土壤容积-土粒容积）/土壤容积]×100 =（1-土粒容积/土壤容积）×100 =[1-（土壤质量/比重）/（土壤重量/容重）]×100 =（1-容重/比重）×100
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8 酸碱性
3.7
物理性质 化学性质
2
课程回顾：土壤的三相组成
土壤的肥力要素
矿物质
38% (95%) 有机质
12% (5%)
溶液 土壤水分的类型
15-35%
空气
15-35%
四大肥力因子： 水、肥、气、热
3.1 土壤的孔性
3.2 土壤的结构性
3
3.1 土壤的孔性 3.2 土壤的结构性 本节重点：
1 土壤容重与应用 2 土壤孔性与土壤肥力 3 土壤结构体类型 4 团聚体与土壤肥力
每公顷耕层土壤重量ms=S·h·d S 土壤面积 h 土层深度 d 土壤容重
3 计算土壤各种组分的数量
8
3.1.1 土壤的孔性--土壤容重的应用
某土壤耕层（0~20cm）容重为1.30 g/cm3，土壤相对密度为 2.60，土壤有机质含量为15 g/kg，有机质平均含碳量为58%。 请列式计算以下土壤指标： ①求土壤孔隙度； ②计算每公顷耕层（0~20cm）的土壤质量（吨）； ③计算每公顷耕层土壤（0~20cm）有机碳含量。
土壤学 知识模块
第一章 绪论 第二章 土壤的基本物质组成 第三章 土壤的基本性质 第四章 土壤分类与分布 第五章 农田土壤生态与保护
1
第三章 土壤的基本性质
土壤的 基本性质
1 土壤质地 2.1
2 土壤孔性 3.1
3 土壤结构性 3.2
4 土壤耕性 3.3
5 氧化还原性 3.4
6 土壤胶体 3.5
7 离子交换 3.6
土壤肥力：水、肥、气、热 上层土壤质地较轻，具有适当通气孔隙， 透水通气，下层质地较粘，可以迅速接纳 较大的降水量，防止地面径流。 土壤容重 导热率 麦田镇压防冻害 发老苗，发小苗。
作物生长： 适于作物生长的孔隙性指标： 耕层孔隙度50~56%，通气孔度8~10%。
粘 土 层
土壤的结构性
14
12
3.1.2 土粒中孔隙分级
土壤的分级孔度
土壤孔隙度（%）
=非活性孔度（%）+毛管孔度（%）+通气孔度（%）
田间持水量下，分别代表土壤中
非活性孔度 无效水
毛管孔度
有效水（毛管水）
通气孔度
空气容量
毛管孔度（%）
=（田间持水量-凋萎含水量） × 容重× 100%
13
3.1.3 土壤孔性与土壤肥力、作物生长的关系
9
3.1.1 土壤的孔性--土壤容重的应用
①土壤孔隙度 =（1-容重/相对密度）x 100% =（1-1.30/2.60）x 100%=50%
②土壤质量 =面积x土层深度 x 容重 =10000x20/100 x1.30=2600吨
③土壤有机碳含量 =土壤质量x有机质含量 x 平均含碳量 =2600x/1000x15x0.58=22.62（吨）
土粒密度 ：单位容积土粒的质量，曾称土壤比重，单位 g/cm3。 相对密度：指单位容积土粒的干重与4℃时同体积水重之比，一般土壤为2.65。 土壤孔隙比：孔隙容积与土粒容积的比值。
孔隙比=孔隙度/（1-孔隙度）=孔隙容积/土粒容积
7
3.1.1 土壤的孔性
土壤容重的应用：
1 反映土壤松紧度，适宜范围1.14~1.26g/cm3 2 计算土壤重量
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3.1.2 土粒中孔隙分级
土壤孔径的表示方法
指与一定的土壤水吸力相当的孔径。 d=3/| T | d-当量孔径(mm) T-土壤水吸力, 单位 Pa
Macropore Mesopore Micropore
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3.1.2 土粒中孔隙分级 土壤孔隙类型
1 非活性孔隙：当量孔径 <0.002 mm，土壤水吸力>1.5 × 105 Pa。
土壤孔隙度=（1-容重/相对密度） × 100% eg.某土壤耕层容重为1.33g/cm3，土壤相对密度为2.66，求该土
壤的孔隙度？ 将上述参数代入公式即得： 土壤孔隙度=（1-1.33/2.66） × 100% =50%
6
3.1.1 土壤的孔性
土壤容重(土壤密度soil bulk density): 单位容积土体（包括孔隙在内的原状土）的干重，g/cm3.
4
3.1 土壤的孔性 3.1.1 土壤的孔性 土壤孔隙总量 孔隙度
(soil porosity) 大小孔隙的分布 孔隙分级
Macropore Mesopore Micropore
词根法例子 laptop desktop
5
土体容积的百分数。
束缚水，无效孔，难被植物吸收。粘质土中非活性孔隙多。
2 毛管孔隙：d在0.02~0.002mm，土壤水吸力为1.5×104~1.5× 105Pa。
具有毛管作用，易被植物利用。
3 通气孔隙：孔隙粗大，d>0.02mm,土壤水吸力<1.5 ×104 Pa。
空气孔隙，旱地土壤通气孔隙>8~10%，植物生长正常。