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土壤的孔性结构性与耕性

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第5章 土壤的孔性、结构性与耕性

第5章 土壤的孔性、结构性与耕性

3、土壤孔性的影响因素及其调控
影响因素
土壤 性质
有机质含量 土壤结构性
有机质含量高的土壤孔度大，容重小，通气孔多； 为大孔隙； 不同结构体类型孔隙状况不同；
结构体（土团）内部较紧实，多小孔隙；结构体间则多
土壤质地 土粒排列 方式
外界 因素
粘土孔度大，但以小孔隙为主，砂土孔度小，但以通气 孔隙为多； 不同松紧状况土壤孔度不同； 排列疏松，大孔隙多一些；排列紧实则相反；
容重 固相率＝ 密度
2.液相率（容积含水率）
土壤水质量 土壤含水量（质量％） ＝ 干土质量
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%。
土壤孔性、结构性是土壤重要的物理性质。 通过本章学习，让学生掌握土壤中孔隙、结构的 概念、类型及对土壤肥力和生产性能的影响；重 点介绍团粒结构的肥力特征及创造机理；物理机 械性的概念及与耕性的关系，从而了解土壤物理 性状对土壤肥力的影响。 主要内容包括： 第一节 土壤孔性 第二节 土壤结构性 第三节 土壤物理机械性与耕性
夯实的土壤容重则可高达1.8-2.0克/厘米3。
土壤 容重（g/cm3) 土壤 容重（g/cm3)
泥炭 蓬松盐土 灰化层 黑钙土耕层 沼泽土
0.20~0.50 0.80~1.00 0.80~1.00 1.10~1.30 1.10~1.30
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
土壤肥力特点：结构体内部紧实，孔隙小而少，

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

第五章土壤肥料学

第五章土壤肥料学

3. 孔隙比：用以反映土壤孔隙的总数量。 孔隙比：用以反映土壤孔隙的总数量。 孔隙比=孔度 （1-孔度）= 孔度） 孔隙比 孔度/（ 孔度 孔度 孔隙容积/土粒容积 孔隙容积 土粒容积
二、孔隙的分级: 孔隙的分级 1. 当量孔径：采用与一定水吸力相 当量孔径： 当的孔径。 当的孔径。 d=3/h h为土壤的水吸力，单位 为土壤的水吸力， 为土壤的水吸力 单位mm 当 （kPa、Pa或mbar）d 单位 h=10kPa d=3/10=0.3mm 2. 分级：按当量孔径（水吸力）大小 分级：按当量孔径（水吸力） 及其作用分为三类： 及其作用分为三类：
当干旱少雨时， 当干旱少雨时，毛管孔可以通过毛 管作用力使地下水上升满足植物的需要。 管作用力使地下水上升满足植物的需要。 同时团粒因干燥收缩与其他结构脱 使毛管中断，减少水分的损失。 离，使毛管中断，减少水分的损失。 而非团粒结构则水气难以并存
2〉协调土壤中养分积累与释放的矛盾 〉 团粒表面与空气接触， 团粒表面与空气接触，好气性微生物 活动剧烈，有机质分解，提供养分， 活动剧烈，有机质分解，提供养分，团 粒内部多为嫌气状况， 粒内部多为嫌气状况，有利于养分的积 累和保存。 累和保存。 小肥料库” “小肥料库”
3.团粒结构的形成过程 团粒结构的形成过程 1〉粘结团聚过程 粘结团聚过程：多级团聚说 粘结团聚过程 是粘结过程和团聚过程的综合， 是团粒形成所特有的。 a. 凝聚作用 凝聚作用： 无机胶体遇到Ca2+ Mg2+ Fe3+等 多价阳离子出现凝聚，形成凝聚体. 其稳定性不高，凝胶容易转化为 溶胶
b.无机胶体的粘结作用： 无机胶体的粘结作用： 无机胶体的粘结作用 CaCO3、CaSO4·H２O、H2SiO3、 Fe2O3·nH2O和Al2O3·nH2O 以及粘粒润湿时 将土粒和微凝聚体粘结在一起，干燥时脱水 形成土块。 心土和底土层的柱状，块状，棱柱状结 构都由此形成。 其稳定性差，除Fe2O3和Al2O3粘粒不可 逆外，其余遇水易分散。

《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。

第三章 土壤的孔性、结构性和耕性分析

第三章 土壤的孔性、结构性和耕性分析

二、土壤结构体的类型及其特征
（1）块状结构体 （2）核状结构体 （3）片状结构体
(4)柱状结构体 （5）团粒状结构体
三、土壤结构性的评价
评价土壤结构性，从两个方面来考虑：
一是土壤结构体的类型、数量和总孔隙度；
二是团粒和微团粒的数量、稳定性及孔性。
四、土壤团粒结构体的形成
（一）、土壤团粒结构体形成的机制
第三节 土壤的物理机械性与耕性
一、土壤物理机械性
土壤物理机械性是指土壤的结持性（粘 结性、粘着性、可塑性）、胀缩性、松紧性 以及受其它外力作用(农机具的剪切、穿透 压板等作用)而发生形态变化的性质。
1. 土壤结持性：
不同含水量下土壤粘结性、粘着性和可塑性的综合表 现称为土壤结持性。
（1）、土壤粘结性:
练习：某土壤比重为2.7,容重为1.55 g/cm3,若土壤含水 量为25%,问此土壤含有空气容积是否适合于一般作物生长的 需要？
三、土壤孔隙状况与土壤肥力和作物生长的关系 （一）土壤孔隙状况与土壤肥力的关系
土壤疏松时保水通气能力强，紧实的土壤保水通气能力 差。不同孔隙状况，养分有效化和保肥供肥性能有较大差异。
比值。其值为1或稍大于）
（三）土壤孔隙分级
根据孔隙中的土壤水吸力大小或当量孔径 大小可将孔隙划分为三种类型：非活性孔隙、 毛管孔隙、通气孔隙。
1.非活性孔隙 土壤中最细的孔隙，当量 孔径小于0.002mm，常被束缚水充满。
非活性孔隙度=非活性孔容积/土壤总容积×100%
腐殖质含量：腐殖质的粘结性比砂土
强而比粘土弱。
代换性阳离子的组成：钾钠等一价阳
离子含量越高，粘结性越强。
（2）、土壤粘着性:
指土壤颗粒粘附在外物上的性能。土

土壤学孔性、结构性、耕性

土壤学孔性、结构性、耕性

农业生产中，常采用排水晒田、晒垄、冻 垄等措施，提高土壤溶液电解质的浓度，促进
土壤胶粒凝聚。
(2) 水膜(water film)的粘结作用
土粒在水膜的作用下，在土粒接触处形成 弯月面，由于弯月面内侧的负压，把相邻的土 粒团聚在一起，形成土团。
(3) 胶结作用(cementation)
a、简单的无机胶体
径来计算，用当量孔径表示大小
当量孔径: 是指与一定的土壤水吸力相当的孔 径。它与孔隙的形状及其均匀性无关。土壤水 吸力与当量孔径的关系式为： d = 3/S d为孔隙的当量孔径（mm）,S为土壤水吸力 （KPa） 当量孔径与土壤水吸力成反比

根据土壤孔隙的通透性和持水能力，分为三种类型：
①非活性孔：又称无效孔、束缚水孔。 这是土壤中 最细微的孔隙，当量孔径一般<0.002mm, 土壤水 吸力>1.5×105Pa。 ②毛管孔隙：当量孔径约为0.02-0.002mm, 土壤水 吸力1.5×104Pa-1.5×105Pa,具有毛管作用。 ③通气孔隙：当量孔径>0.02mm,相应的土壤水吸力 <1.5×104Pa,毛管作用明显减弱。
3.土壤三相比的计算

（1）土壤固相容积（％） ＝（1－土壤总孔隙度）×100％ （2）土壤液相容积（％） ＝土壤含水量×土壤容重


（3）土壤气相容积（％） ＝土壤总孔隙度－土壤液相容积
土壤三相组成的适宜范围(comfort zone)
土壤三相比＝固相:液相:气相
多数旱地作物(upland field crop)适宜的 土壤固、液、气三相比为：
二土壤力学性质是土壤颗粒之间以及土壤与外物之间的相互作用又称土壤物理机械性包括土壤黏结性黏着性可塑性胀缩性等土壤耕性的好坏主要是由土壤物理机械性质引起的

土壤的基本性质

土壤的基本性质
畜践踏与农机具等作用下由松变紧的过程称为土壤 压板过程。
• （2）注意土壤的宜耕状态和宜耕期： 土壤的宜耕期
是指保持适宜耕作的土壤含水量的时间。
• （3）改良土壤耕性： 可通过增施有机肥料、合理排
灌、适时耕作等方法改良土壤耕性。
• 3.2 土壤胶体与土壤吸收性能
• 3.2.1 土壤胶体(soil colloid)
• 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。
• 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。
• 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。
• ④土壤腐殖质含量：腐殖质含量增加可减弱粘土的
• （2）核状结构(subangular structure)： 结构体长、
宽、高三轴大体近似，边面梭角明显，较块状结构 小，大的直径为10-20mm稍大，小的直径为5-10mm。
• （3）柱状结构(columnar structure)：结构体的垂
直轴特别发达，呈立柱状，棱角明显有定形者，称 为棱柱状结构，棱角不明显无定形者，称为圆柱状结构。
• 3.1.3.1 土壤耕性的含义 • (1) 耕作难易程度; (2) 耕作质量的好坏; (3) 宜耕期长
短。
• 3.1.3.2 土壤物理机械性 • (1) 粘结性和粘着性 • 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。
• 土壤粘着性是土壤在一定含水量的情况下，土粒粘着
外物表面的性能。
• 3.2.1.2 土壤胶体的构造
• 土壤胶体分散系包括胶体微粒（为分散相）和微粒

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。

土壤肥料学第3章土壤孔性、结构性与耕性

土壤肥料学第3章土壤孔性、结构性与耕性
和土壤本身属性影响，内因为主。
（一）内因பைடு நூலகம்
1、土壤有机质 有机质含量高的土壤，孔度大， 容重小，通气孔多，可改善土壤通气透水性；
2、土壤结构性 土壤结构性可以影响土壤的总孔度、 大小孔隙的分配比例及其分布状况；
3、土粒的排列方式 4、土壤质地 （二）外因
降雨、 施肥、 灌溉、 耕作 土壤肥料学第3章土壤孔性、结构 性与耕性
（一）土壤孔度与孔隙比
1、孔（隙）度/总孔度：土壤（大、小）孔隙的容 积占整个土壤容积（固相+孔隙）的百分数称为土壤 孔度。它是衡量土壤孔隙的数量指标。
土壤孔度（%）=（孔隙容积/土壤容积）x100
2、孔隙比：它是土壤中孔隙容积与土粒容积
（固相）的比值。其值为1或稍大于1为好。 孔隙比=孔隙容积/土粒容积=孔度/（1-孔度）
第三章 土壤的孔性、结构性与耕性
土壤肥料学第3章土壤孔性、结构 性与耕性
土壤孔性、结构性是土壤重要的物理性质。通过 本章学习，让学生掌握土壤中孔隙、结构的概念、类型
及对土壤肥力和生产性能的影响；重点介绍团粒结构的 肥力特征及创造机理；物理机械性的概念及与耕性的关
系，从而了解土壤物理性状对土壤肥力的影响。
二、土壤相对质量密度（比重）和容重
1、土壤相对质量密度（比重） 指单位体积的固体土粒（不包括粒间孔隙）的干重
与同体积标准状况水的质量之比。 即：土壤比重=土粒密度/水密度
土壤比重是构成土粒（固相）各种组分的质量分数和 相对质量密度（比重）的综合反映。其大小主要取决于 矿物质和有机质的比重。但土壤有机质的质量分数较低 （大多在1.25-1.40%），而多数土壤矿物比重在2.62.7左右（将2.65作为土壤矿物的平均值），所以土壤 比重的大小主要取决于其矿物质组成。

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

第三章 土壤的孔性、结构性与耕性

第三章 土壤的孔性、结构性与耕性

(二)外因
降雨, 施肥, 灌溉, 降雨, 施肥, 灌溉, 耕作
第二节 土壤结构 一,土壤结构的类型及其特性
土壤中的土粒常常不是以单粒形式存在, 土壤中的土粒常常不是以单粒形式存在,而是许多单 粒粘合,胶结在一起,形成复合团聚体.或称为复粒. 粒粘合,胶结在一起,形成复合团聚体.或称为复粒. 土壤结构体: 土壤结构体:土壤中的各级土粒或其中的一部分互相 胶结,团聚而形成的大小,形状,性质不同的土团,土块, 胶结,团聚而形成的大小,形状,性质不同的土团,土块, 土片等. 土片等. 土壤结构性:土壤中的单粒和结构体的数量,大小, 土壤结构性:土壤中的单粒和结构体的数量,大小, 形状,性质及其相互的排列和相应孔隙状况等的综合特性. 形状,性质及其相互的排列和相应孔隙状况等的综合特性.
(3)推知土壤的松紧状况 ) 容重 <1.0 1.0~1.14 1.14~1.26 1.26~1.30 >1.30 松紧状况 很松 松 适宜作物生长 稍紧 紧 孔隙度 >60% 56~60% 52~56% 50~52% <50%
气三相容积比率, (4)计算土壤固,液,气三相容积比率,用 )计算土壤固, 以反映土壤自身调节肥力因素的功能
1.土壤相对质量密度(比重) .土壤相对质量密度(比重) 是指单位容积的固体土粒(不包括粒间孔隙) 是指单位容积的固体土粒(不包括粒间孔隙)的干 重与同体积水的质量之比. 重与同体积水的质量之比. 多数土壤矿物比重在2.6-2.7左右 , ( 将 2.65作为土壤 左右, 多数土壤矿物比重在 左右 作为土壤 矿物的平均值) 而一般土壤有机质的比重为1.25矿物的平均值 ) , 而一般土壤有机质的比重为 1.40. 由于表层土壤有机质含量较多 , 其比重通常都 . 由于表层土壤有机质含量较多, 低于心土及底土层. 低于心土及底土层.

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 。

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 土壤孔性、结构性和耕性

第三章 土壤孔性、结构性和耕性
近年来我国广泛开展利用腐殖酸类肥料可以在许多地区就地取材利用当地生产的褐煤泥炭生产腐殖酸类肥料它是一种固体凝胶物质能起到很好的结构改良剂作土壤耕性是指土壤在耕作时所表现的特性也是一系列土壤物理性质和物理机械性的综合反映耕性的好坏密切影响到土壤耕作质量及土壤肥力
第三章 土壤的孔性、结构性和耕性
第一节 土壤三相组成 第二节 土壤结构性
称土壤假比重。它的数值总是小于土壤密度，两者的质量均 以105－110℃下烘干土计。
或
单位容积原状土壤（包括孔隙）的质量。 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
过松的土壤（容重小），土粒间黏结力弱，大孔隙占优势，虽然耕
作起来容易，但太松也使植物根系难以扎稳，保水能力差，易漏风 跑墒，土壤养分也容易随降水或灌水流失。
概念：指单位容积(包括孔隙在内)的原状土壤的干重，单位
为g／cm3。严格地讲应称为干容重(以b表示)，其含义是干土 粒的质量与总容积之比：。
公式：
b=Ms/Vt=Ms/(Vs+V+V)
总容积包括固体土粒和孔隙的容积，应大于固体土粒Vs因而
土壤容重b必然小于土壤比重p
土壤容重b可作为表示土壤松紧程度的一项尺度。耕作层容
6.67X106X20X1.15X(25％一5％)=30(m3)
土壤孔隙状况
土壤孔隙在土壤中土粒与土粒，土团与土团，土团
与土粒(单粒)之间相互支撑，构成弯弯曲曲、粗细不 同和形状各异的各种孔洞。
为了满足农作物对水分和空气的需求，有利于根系
的伸展和下扎，要求土壤(尤其是耕作层)不仅要有适 当的孔隙数量，而且也要有适宜的大小不同孔隙的搭 配比例，土壤基模孔隙状况通常包括孔隙度(孔隙总 量)和孔隙类型(孔隙大小及比例，又叫孔径分布)两 个方面。前者决定土壤气、液两相总量，后者决定气、 液两相所占比例。

土壤的孔性、结构性与耕性

土壤的孔性、结构性与耕性
农业生产上常采用施用有机肥、适宜耕作等调控土壤 孔性。
土壤的孔性、结构性与耕性
第二节土壤结构性
自然界的土壤中，土壤固体颗粒很少以单粒形式存在， 一般都会胶结成大小、形状、性质不一的团聚体。
一、土壤结构体和土壤结构性 土壤结构是土粒（单粒和复粒）的排列、组合形式。包含 着两重含义：结构体和结构性。
土壤结构体：又称土壤结构，是指原生土粒（单粒）和次生土粒 （复粒）的排列与组合状况。
在保证良好通气性的前提下，毛管孔隙度愈大愈好。
土壤的孔性、结构性与耕性
通气孔隙*：
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。 旱地耕层土壤通气孔隙度在10%~20%为佳。
土壤的孔性、结构性与耕性
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
孔隙度＝ 1－容 密重 度
指单位土壤容积内孔隙所占的百分数。旱地耕层土壤以50%～５６％适宜大多 数作物生长。 一般砂土孔度30%-45%，壤土40%-50%，粘土45%-60%。
土壤的孔性、结构性与耕性
二、孔隙分级——质量指标
（一）当量孔径***：
土壤结构性：指土壤结构体在土壤中的类型、数量、相互排列方式 孔隙状况以及其稳定性（水稳性、力稳性、生物稳定性）的综合特 性。
通常所说的土壤结构多土指壤的结孔性构、结性构性。与耕性
二
土
壤
结
构
（
体
）
似立方体型
条柱型
的
类
型
似球型
土壤的孔性、结构性与耕性
扁平型
孔隙性质是评价结构性重要指标，良好的土壤结 构性应该具备土壤总孔隙度大，大小孔隙的分配 要适当
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影响土壤可塑性的因素： ①水分含量：干土没有可塑性，当水分含量逐渐增加时， 土壤才表现出可塑性。 下塑限（塑限）：土壤开始呈现可塑状态时的水分 含量称下塑限。 上塑限（流限）：土壤失去可塑性而开始流动时的 土壤含水量称上塑限。
②土壤质地：土壤中粘粒愈多，质地愈细，塑性 愈强。一般而言，
土壤结构改良剂是用来促进土壤形成团粒，提高土壤肥力和 固定表土、保护耕层、防止水土冲刷的矿物质制剂、腐殖质制剂 和人工合成聚合物制剂，它是根据土壤中团粒结构形成的客观规 律，提取腐殖质、木质素等物ห้องสมุดไป่ตู้作为团粒的胶结剂。
重点：土壤结构性的评价，尤其是团粒结构对土壤肥力的调节作用。 难点：土壤团粒结构的形成机制。
土壤孔性、结构性是土壤重要的物理性质。 通过本章学习，让学生掌握土壤中孔隙、结构的 概念、类型及对土壤肥力和生产性能的影响；重 点介绍团粒结构的肥力特征及创造机理；物理机 械性的概念及与耕性的关系，从而了解土壤物理 性状对土壤肥力的影响。
主要内容包括：
第一节 土壤孔性
第二节 土壤结构性
第三节 土壤物理机械性与耕性
2.土壤粘着性
土壤粘着性是指土壤在一定含水量的情况下，土粒 粘着外物表面的性能。土粒粘着性是水分子和土粒之间 的分子引力，以及水分和外物接触表面所产生的分子引 力所引起。
3．可塑性 土壤在一定含水量范围内，可被外力任意改变成各
种形状，当外力解除和土壤干燥后，仍能保持其变形的 性能，称土壤的可塑性。
第二节 土壤结构 一、土壤结构的类型及其特性
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．块状结构 2．核状结构 3. 柱状结构 4．片状结构 5. 团粒结构
团粒结构是指近似球形，疏松多孔的小团聚 体，其直径约为0.25-10mm。粒径<0.25mm以下的, 称微团粒。
生产中最理想的团粒结构粒径为2-3mm,是一 种较好的土壤结构类型
二、团粒结构对土壤肥力的调节作用
1）协调土壤水、气矛盾 2）协调土壤有机养分消耗与积累矛盾 3）能稳定土壤温度，使温度状况适宜 4）改良土壤耕性，有利于根系伸展
团粒结构是改进土壤固、液、气三相比的一 个重要因素。有团粒结构的土壤中，水、肥、气 热比较相互协调，被称为土壤肥力调节器。
毛管孔隙
当量孔隙为0.02-0.002mm，土壤水吸力为 150-1500KPa。植物的细根、原生动物和真菌等 很难进入毛管孔隙中，但植物根毛和一些细菌 可在其中活动，有利于养分的吸收与转化，毛 管孔隙保存的水分可被植物吸收利用。为有效 孔隙。
通气孔隙
当量孔径大于0.02mm，相应的土壤水吸力 小于150KPa。通气孔隙的水分主要受重力支配 而排出，不具有毛管作用，成为空气成为空气流 动的通道，不具有毛管作用，所以叫通气孔或非 毛管孔。
3．孔隙的分级
通常根据孔隙的大小及作用将土壤孔隙分 为三级：非活性孔隙、毛管孔隙和通气孔隙。
非活性孔隙
当量孔隙在0.002mm以下，土壤水吸力为 1500KPa以上。这种孔隙中，几乎是被土粒表面 的吸附水所充满。土粒对这些水有较强的分子 引力，使它们不易运动，也不易损失，无效孔 径中植物的根与根毛难以伸入，供水性差，这 部分水不能为植物所利用，故称为无效孔隙。
二、土壤相对质量密度（比重）和容重
1．土壤相对质量密度（比重） 是指单位容积的固体土粒（不包括粒间孔隙）
的干重与同体积水的质量之比。
多数土壤矿物比重在2.6-2.7左右，（将2.65 作为土壤矿物的平均值），而一般土壤有机质的 比重为1.25-1.40。由于表层土壤有机质含量较多， 其比重通常都低于心土及底土层。
第一节 土壤孔性
一、土壤孔隙性
1．土壤孔性
土壤孔性包括孔隙的数量、孔隙的大小及其 比例，土壤孔隙的数量用孔隙度或孔隙比表示。
2．土壤孔度与孔隙比
土壤孔隙的容积占整个土体容积的百分数 称为土壤孔度，又称总孔度。它是衡量土壤孔 隙的数量指标。
孔隙比：它是土壤中孔隙容积与土粒容积的比 值。其值为1或稍大于1为好。
2. 土壤容重是指单位容积土壤体（包括粒间空隙） 的烘干重，单位为g/cm3。土壤容重大体为1.001.70g/cm3之间，是土壤肥力的重要标志之一。
3. 土壤容重的应用 （1）计算土壤总孔度 （2）配合水分常数计算各级孔度
（4）计算土壤固、液、气三相容积比率，用以反 映土壤自身调节肥力因素的功能
物质。 ②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。
四、土壤结构的改善与恢复 1．精耕细作，增施有机肥料 精耕细作结合施用有机肥料是我国目前大多 数地区创造良好结构的主要方法。
2. 合理轮作倒茬、扩大绿肥及牧草的种植面积 各种作物本身的生物学特点和相应的耕作管理制度对土壤团
粒结构的形成具有很大的影响。 3. 科学的土壤管理 喷、滴灌、地下灌溉，酸性土施用石灰，碱性土施用石膏。 4. 土壤结构改良剂的应用
三、土壤团粒结构的形成
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胶结物质：有机胶体、无机胶体及胶体凝聚
（5）将土壤某些以质量为基础的数据换算为以容 积为基础。
（6）计算一定面积与深度的土壤质量
（7）计算一定土层内各种土壤成分的储量
三、土壤孔性的影响因素及其调控
（一）内因 土壤有机质 土壤结构性 土粒的排列方式
（二）外因 降雨、 施肥、 灌溉、 耕作
重点难点： 重点掌握土壤孔隙的概念、类型及调控。 难点：土壤比重和容重的区别。
第三节 土壤物理机械性
一、土壤物理机械性
土壤的物理机械性是土壤多项动力学性质的统称。 1．土壤粘结性
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，是其具有 抵抗外力破碎的能力，也是土壤有耕作时产生阻力的主 要原因之一。
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。