土壤物理性质

1 第四章 土壤物理性质

主要教学目标：本章将要求学生掌握土壤物理性质如土壤质地、土壤结构以及土壤孔隙等内容。并在学习的基础上掌握改良不太适宜林业生产的某些土壤物理性质的一些方法。如客土、土壤耕作、施用化学肥料和土壤结构改良剂等。

第一节 土壤质地

一、 几个概念

1、 单粒：相对稳定的土壤矿物的基本颗粒，不包括有机质单粒；

2、复粒（团聚体）：由若干单粒团聚而成的次生颗粒为复粒或团聚体。

3、粒级：按一定的直径范围，将土划分为若干组。

土壤中单粒的直径是一个连续的变量，只是为了测定和划分的方便，进行了人为分组。土壤中颗粒的大小不同，成分和性质各异；根据土粒的特性并按其粒径大小划分为若干组，使同一组土粒的成分和性质基本一致，组间则的差异较明显。

4、土壤的机械组成：又叫土壤的颗粒组成，土壤中各种粒级所占的重量百分比。

5、土壤质地：将土壤的颗粒组成区分为几种不同的组合，并给每个组合一定的名称，这种分类命名称为土壤质地。如：砂土、砂壤土、轻壤土、中壤土、重壤土、粘土等

二、粒级划分标准：

我国土粒分级主要有2个

1、前苏联卡庆斯基制土粒分级（简明系统）

将0.01mm作为划分的界限，直径>0.01mm的颗粒，称为物理性砂粒；而<0.01mm的颗粒，称为物理性粘粒。

2、现在我国常用的分级标准是：

这个标准是1995年制定的。

共8级： 2～1mm极粗砂；1～0.5mm粗砂；0.5～0.25mm中砂；0.25～0.10mm细砂；0.10～0.05mm极细砂；0.05～0.02mm粗粉粒；0.02～0.002mm细粉粒；小于0.002mm粘粒

三、各粒级组的性质

石砾：主要成分是各种岩屑

砂粒：主要成分为原生矿物如石英。比表面积小，养分少，保水保肥性差，通透性强。

粘粒：主要成分是粘土矿物。比表面积大，养分含量高，保肥保水能力强，但通透性差。

粉粒：性质介于砂粒和粘粒之间。

土壤物理性质对植物的影响

土壤物理性质主要指土壤的机械组成。理想的土壤是“疏松、有机质丰富、具有保水、保肥力强，有团粒结构的壤士”。团粒结构内的毛细管孔隙＜o．1mm，有利于贮存大量水、肥；而团粒结构间非毛细管孔隙＞0．1mm，有利于通气、排水。植物在理想的士壤上生长得健壮长寿。 城市土壤的物理性质具有极大的特殊性。很多为建筑土壤，含有大量砖瓦与碴士，如其含量在30％时，还有利于在城市践踏剧烈条件下的通气，使根系还能生长良好，如高于30％，则保水不好，不利根系生长，城市内由于人流量大，人踩车压，增加土壤密度，降低土壤透水和保水能力，使自然降水大部分变成地面径流损失或被蒸发掉，使它不能渗透至u土壤中去，造成缺水。土壤被踩踏紧密后，造成土壤内孔隙度降低，士壤通气不良，抑制植物根系的伸长生长，使根系上移（一般他说土壤中空气含量要占土壤总容积10％以上，才能使根系生长良好，可是被踩踏紧密的土壤中，空气含量仅占土壤总容积的2。ィ?％）。人踩车压还增60了土壤硬度。一般人流影响土壤深度为3－10cm，土壤硬度为14－18kg/cm2；车辆影响到深度30－35cm，土壤硬度为10－70kg/cm２；机械反复碾压的建筑区，深度可达1m以上。经调查，油松、白皮松、银杏、元宝枫在士壤硬度1－5kg/cm“时，根系多；5－8kg/cm2时较多；15kg／cm2 时根系少量；大于15kg／cm2；时，没垠系。染、臭椿。刺槐、槐树在。0.9-8kg／cm2时，根系多；8－12kg／cm2；时，根系较多；12－22kg/cm2时，根系较少量；大干22kg／cm2时，没根系，因为根系无法穿透，毛根死亡，菌根减少 。 城内一些地面用水泥、沥青铺装，封闭性大，留出树池很小，也造成士壤透气性差，硬度大。大部分裸露地面由于过度踩踏，地被植物长不起来，提高了土壤温度。如天坛公园夏季裸地士表温度最高可达58oC；地下5cm处高达 39.5oC；地下30cm处27cm以上，影响根系生长。

土壤物理性质的改良方法

摘要 土壤物理性状严重影响土壤水、肥、气、热状况，影响吸收水分、养分及根系伸展及吸收能力，还影响耕作消耗的能量和耕作质量。改良土壤物理性质，可通过合理耕作和培肥完成，以调节耕层构造，保护良好的土壤物理性状。

关键词 土壤物理性质；改良；合理耕作；培肥

要使作物得到高产稳产，土壤必须具有良好的物理性状。因为土壤物理性状影响土壤水、肥、气、热状况；影响吸收水分、养分及根系伸展与吸收能力；还影响耕作消耗的能量和耕作质量。土壤结构是影响其物理性质的重要因素。耕层构造不是一成不变的，因为土壤团粒会不断遭到破坏，疏松的耕层将逐渐沉实。因此，在农作物生长过程中，需通过合理耕作和培肥，调节耕层构造，保持良好的土壤物理性状和结构性，以充分发挥和调节土壤肥力。通常采用以下几种调节方法改良土壤物理性质。

1合理耕作

1.1水田的干耕燥整

干耕燥整是粘质水田土壤的一项重要耕作方法。水田土壤的干耕燥整，主要在冬季进行。我们知道，粘质土壤在种植两季水稻后，土壤结构多已破坏，耕层糊散闭结。这样，如果在晚稻后期不经过一定程度的排水搁田，而在过湿的条件下进行翻耕，则土壤易形成扭曲的土垡，使泥门紧闭，孔隙堵塞，干燥后变成坚硬的大土块，来年泡水后不易化开，变为僵块；反之，如果在晚稻收割以前及时进行搁田，使土壤含水量降低至没有显著的粘着性时进行翻耕，则土垡易散开，整地、耙地时土块疏松易碎，能创造良好的耕层结构，既利于春季作物生长，又能改良土壤结构，以利来年水稻生长。

做秧田时先行干耕燥整，然后灌水耥田，可使土壤细而不烂，上糊下松，保持较好的耕层构造，促使秧苗健壮，防止烂秧。另外，多年的经验说明，冻垡和晒垡有改善耕地层构造的作用。

1.2深耕改土

耕层浅的土壤，深耕能使紧实的犁底层部分被疏松，若结合施有机肥，使行土逐步熟化，即能增加松软的耕层厚度，扩大作物根系活动的范围。耕层深浅是当前农业生产的一个重要问题。当然，深耕并不是愈深愈好，要视作物根系、土壤性质等情况而定。深耕要掌握“逐年加深，结合施肥”的原则，以免降低耕层土壤的肥力。

土的物理力学性质及其指标

1. 体积重是指土壤单位体积的质量，通常用单位是千克/立方米（kg/m^3）或兆帕（MPa）表示。体积重是土壤力学性质的重要参数，它直接影响土体的承载能力和稳定性。体积重的大小与土壤颗粒密度、含水量和孔隙度有关。

2.孔隙比是指土壤中孔隙体积与总体积的比值，即孔隙度。孔隙比能够反映土壤孔隙结构和孔隙连通性，对土壤的透水性、保水性和通气性等性质有重要影响。孔隙比的大小与土壤颗粒颗粒的形态、大小和堆积密度等因素有关。

3.毛细吸力是指土壤孔隙中水分上升或下降所受到的作用力。毛细吸力与土壤含水量、孔隙度、土壤颗粒大小和水表面张力等因素有关。毛细吸力对土壤水分运移和供水能力有着重要影响，也是评价土壤保水能力和透水性的重要指标。

4.剪切强度是指土壤在剪切应力作用下的抗剪能力。剪切强度是土体抗剪破坏的重要参数，直接影响土壤的稳定性和承载力。土壤的剪切强度与土壤颗粒间的内聚力、黏聚力和有效应力等有关。

此外，还有一些与土壤物理力学性质相关的指标，如孔隙水压力、压缩系数、孔隙率等。

5.孔隙水压力是指土壤孔隙中水分所受到的压力。它与土壤含水量、孔隙度和毛细吸力等因素有关。孔隙水压力对土壤水分状态和土壤力学性质具有重要影响。

6.压缩系数是指土壤在外力作用下体积变化与应力之间的关系。压缩系数反映土壤的压缩性质，与土壤的固结和液化等问题密切相关。 7.孔隙率是指土壤孔隙体积与总体积的比值，即孔隙系数。孔隙率能够反映土壤孔隙结构和蓄水性能，也是评价土壤质地和透水性的一项重要指标。

这些物理力学性质和指标是描述土体力学性质和水分运移特性的重要参数，对土壤科学研究、土壤工程设计和农田管理等具有重要的理论和实际意义。