1、3.1 3.1 土壤的孔性、结构性和耕性土壤的孔性、结构性和耕性第一部分：土壤的孔性第一部分：土壤的孔性第二部分：土壤的结构性第二部分：土壤的结构性第三部分：土壤的耕性第三部分：土壤的耕性 土壤孔度土壤孔度 土壤孔隙量土壤孔隙量孔隙度（总孔度）：孔隙容积孔隙度（总孔度）：孔隙容积/土壤容积土壤容积x100%孔隙比：孔隙容积孔隙比：孔隙容积/土壤容积土壤容积 土壤孔性土壤孔性 土壤孔隙的大小和大小孔隙的分布土壤孔隙的大小和大小孔隙的分布第一部分：土壤孔性第一部分：土壤孔性当量孔径当量孔径(有效孔径有效孔径)（比较当量粒径（比较当量粒径)假想圆管的直径假想圆管的直径,用以描述具有相似性质土壤用以描
2、述具有相似性质土壤的孔隙的孔隙大小大小 （与一定的（与一定的水分吸力水分吸力 或张力或张力 相对应的孔径）相对应的孔径）茹林公式茹林公式 d=3/h d=3/h d d：当量孔隙直径，：当量孔隙直径，mmmm h h：土壤水分吸力，：土壤水分吸力，cmcm水柱高，或水柱高，或mbarmbar 土壤孔度的土壤孔度的计算计算 利用土壤容重和土壤密度利用土壤容重和土壤密度 薄片观察（土壤微形态）薄片观察（土壤微形态）-偏振光偏振光显微镜显微镜土粒密度土粒密度(比较土壤比重、土壤相对密度）比较土壤比重、土壤相对密度）单位容积固体土粒（不包括粒间孔隙的容积）单位容积固体土粒（不包括粒间孔隙的容积）的质量
3、的质量(g/cm3(g/cm3 或或t/m3)t/m3)与土壤组成与土壤组成有关有关，常用土壤密度值，常用土壤密度值2.65 2.65 g/cmg/cm3 3 土壤密度的用途：土壤密度的用途：计算土壤孔度计算土壤孔度 计算土壤三相组成计算土壤三相组成 用于机械组成分析计算用于机械组成分析计算土壤中常见组分的密度土壤比重土壤比重 土壤土壤密度密度与与44时纯水密度之比。一般取时纯水密度之比。一般取2.652.65。土壤容重土壤容重(soil bulk density)自然状态下单位容积土壤的质量自然状态下单位容积土壤的质量(g/cm(g/cm3 3 或或t/mt/m3 3)土壤容重的范围土壤容重
4、的范围1.0-1.5 g/cm1.0-1.5 g/cm3 3 理想理想1.35 g/cm0.1mm 毛管孔隙毛管孔隙 0.001-0.1（0.06)mm (毛管传导孔隙毛管传导孔隙 0.03-0.1mm 贮存贮存孔隙孔隙0.001-0.03mm)非活性孔隙非活性孔隙(无效孔隙无效孔隙)0.001mm第三节 土壤孔性和土体构造毛管孔隙毛管孔隙 (capillary pore)(capillary pore)孔径：孔径：0.02(0.06)0.02(0.06)0.002(0.0002)mm0.002(0.0002)mm。水分水吸力在水分水吸力在T=3/0.06=50T=3/0.06=50百帕至百帕
5、至T=3/0.002=1500T=3/0.002=1500百帕之间，对植物是百帕之间，对植物是有效的，而且植物的根系和微生物都有效的，而且植物的根系和微生物都可在其中生长和活动。可在其中生长和活动。（又称无效孔隙）（又称无效孔隙）孔径孔径0.002mm(0.0002mm)0.002mm(0.0002mm)水分水吸力水分水吸力T=3/0.002=1500T=3/0.002=1500百帕百帕，土壤对水的吸力很强，水分对植，土壤对水的吸力很强，水分对植物基本无效物基本无效非活性孔隙非活性孔隙(inactive pore)(inactive pore)通气孔隙通气孔隙(aeration pore)(a
6、eration pore)孔径孔径0.02(0.06)mm0.02(0.06)mm，透水通气，透水通气，通常有空气存在其中，同时植物根毛、根通常有空气存在其中，同时植物根毛、根系和系和微生物微生物均可在通气孔隙中活动。均可在通气孔隙中活动。土壤孔性与土壤肥力土壤孔性与土壤肥力 理想的土壤三相组成理想的土壤三相组成 固相率固相率50%（容重（容重50%(壤土和粘土）壤土和粘土）通气孔隙通气孔隙 8-15%(旱作）旱作）2、土壤结构体、土壤结构体（soil configuration）土粒在胶结物土粒在胶结物(有机质、碳酸钙、氧化铁有机质、碳酸钙、氧化铁)的的作用下，相互团聚在一起形成大小、形状、
7、性作用下，相互团聚在一起形成大小、形状、性质不同的土团。质不同的土团。1 1、块状结构、块状结构(cloddy structure)形状形状：立方体型，纵轴和横轴大体相等，边面不明立方体型，纵轴和横轴大体相等，边面不明显，内部紧实。显，内部紧实。产生条件产生条件：熟化度较低的表层土壤或缺乏有机质而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。粘重的底土多为块状结构。大小划分大小划分：大块状结构大块状结构,直径直径10cm;10cm;小块状结构直径小块状结构直径5 510cm10cm。(二二)土壤结构体种类土壤结构体种类（soil configuration type）5、棱柱状结构
8、、棱柱状结构(prismatic structure)形形 状状：同柱状结构，棱角尖锐明同柱状结构，棱角尖锐明显，横断面略呈三角形。显，横断面略呈三角形。产生条件产生条件：粘重土壤的底土，由于干粘重土壤的底土，由于干湿交替频繁形成棱柱状结构。湿交替频繁形成棱柱状结构。大小划分大小划分：大棱柱状结构，大棱柱状结构，5cm；棱柱状结构，棱柱状结构，35cm；小棱柱状结构，；小棱柱状结构，3mm者为板状，者为板状，3mm者为片状。者为片状。7、团粒结构、团粒结构(granular structure)形状形状：近似于球形，疏松多孔的小土近似于球形，疏松多孔的小土团称团粒结构，是含有机质丰富肥沃土壤团
9、称团粒结构，是含有机质丰富肥沃土壤的标志特征。的标志特征。大小划分大小划分：一般为一般为0.2510mm，Al3+Ca2+Mg2+H+NH4+K+Na+2+2、土壤结构的成型、土壤结构的成型 （1）干湿交替作用）干湿交替作用(alternation of drying and wetting)蒙脱石类的膨胀收缩性强，而水云母蒙脱石类的膨胀收缩性强，而水云母类和高岭石类的膨胀收缩性则较弱。类和高岭石类的膨胀收缩性则较弱。土块越干，骤然灌水湿润，这种作用愈土块越干，骤然灌水湿润，这种作用愈明显，有如明显，有如“爆破爆破”一样。促使土体破碎形一样。促使土体破碎形成成结构。结构。a、当干湿交替时，由于
10、胀缩性的差异使、当干湿交替时，由于胀缩性的差异使土体产生不等的变形而依脆弱线开裂成小块土体产生不等的变形而依脆弱线开裂成小块b、当土体吸水时，由于孔隙中闭蓄的、当土体吸水时，由于孔隙中闭蓄的空气所产生的压力，使土体破碎空气所产生的压力，使土体破碎（2）冻融交替作用）冻融交替作用 (alternation of freezing and thawing)水分结冰时体积膨胀增大约水分结冰时体积膨胀增大约9%，对周，对周围的土体产生压力而使土壤崩裂。围的土体产生压力而使土壤崩裂。三、团粒结构三、团粒结构(granular structure)在土壤在土壤肥力肥力(soil fertility)上的意
11、义上的意义团粒结构具有团粒结构具有小水库小水库、小肥料库小肥料库、空气走廊空气走廊的的作用，协调水气状况能作用，协调水气状况能力强，因而是理想的结力强，因而是理想的结构体。构体。1、小水库、小水库(reservoir)团粒结构透水性好，可接纳大量降水团粒结构透水性好，可接纳大量降水(precipitation)和灌溉水和灌溉水(irrigation water)，而团，而团粒内部保水性强，天旱粒内部保水性强，天旱(drought)时还可防止水时还可防止水分蒸发分蒸发(evaporation)。天旱时表层蒸发失水后，土体收缩切断与下天旱时表层蒸发失水后，土体收缩切断与下层毛管连通性，水分不会由大
12、孔隙流向小孔隙而层毛管连通性，水分不会由大孔隙流向小孔隙而蒸发损失。蒸发损失。2、小肥料库、小肥料库 具有团粒结构的土壤，通常有机质含量丰具有团粒结构的土壤，通常有机质含量丰富。团粒结构表面为好气作用，有利于有机质富。团粒结构表面为好气作用，有利于有机质的矿质化的矿质化(mineralization)，释放养分。团粒内，释放养分。团粒内部则有利于腐殖化部则有利于腐殖化(humification)，保存养分。，保存养分。腐殖质腐殖质砂粒砂粒砂粒砂粒粉粒粉粒粉粉粒粒粘粒粘粒第三部分：土壤耕性第三部分：土壤耕性(soil tilth)土壤耕性是指土壤在耕作时所表现土壤耕性是指土壤在耕作时所表现的特性
13、，也是一系列土壤物理性质的特性，也是一系列土壤物理性质和物理机械性的综合反映。和物理机械性的综合反映。（1 1）耕作难易程度）耕作难易程度（2 2）耕作质量的好坏）耕作质量的好坏 （3 3）宜耕期长短）宜耕期长短 土壤物理机械性土壤物理机械性 土壤物理机械性是多项土壤动力学性质土壤物理机械性是多项土壤动力学性质的统称，它包括粘结性、粘着性、可塑的统称，它包括粘结性、粘着性、可塑性、胀缩性以及其它受外力作用后（如性、胀缩性以及其它受外力作用后（如农机具的切割、穿透和压板等作用）而农机具的切割、穿透和压板等作用）而发生形变的性质。发生形变的性质。粘结性和粘着性粘结性和粘着性 土壤粘结性是土粒与土粒
14、之间由于分子土壤粘结性是土粒与土粒之间由于分子引力而相互粘结在一起的性质。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。下，土粒粘着外物表面的性能。影响土壤粘结性和粘着性的因素有：影响土壤粘结性和粘着性的因素有：土壤质地土壤质地 土壤含水量土壤含水量 土壤结构土壤结构 土壤腐殖质含量土壤腐殖质含量 土壤塑性土壤塑性(soil plasticity)塑性塑性(plasticity)(plasticity)：指土壤在外力的作用下变形：指土壤在外力的作用下变形，当外力撤消后仍能保持这种变形的特性，也，当外力撤消后仍能保持这
15、种变形的特性，也称可塑性。称可塑性。土壤塑性是片状粘粒及其水膜造成的。土壤塑性是片状粘粒及其水膜造成的。塑性值塑性值(plastic index)(plastic index)：上塑限和下塑限的差：上塑限和下塑限的差值，又称塑性指数（值，又称塑性指数（plasticity numberplasticity number）。）。上塑限上塑限(upper plastic limit)(upper plastic limit)：土壤呈现塑性：土壤呈现塑性的最大含水量，又称流限（的最大含水量，又称流限（liquid limitliquid limit）。）。下塑限下塑限(lower plastic l
16、imit)(lower plastic limit)：土壤呈现塑性：土壤呈现塑性的最小含水量，又称塑限的最小含水量，又称塑限(plastic limit)(plastic limit)。塑性值愈大表示土壤塑性愈强。上塑限、下塑限塑性值愈大表示土壤塑性愈强。上塑限、下塑限和塑性值均以含水量表示之，它们的数值随和塑性值均以含水量表示之，它们的数值随着粘粒含量的增加而增大。着粘粒含量的增加而增大。影响土壤可塑性的因素：影响土壤可塑性的因素：水分含量水分含量 土壤质地土壤质地 代换性阳离子代换性阳离子 土壤有机质土壤有机质 土壤胀缩性土壤胀缩性 土壤吸水后体积膨胀，干燥后体积收缩土壤吸水后体积膨胀，干
17、燥后体积收缩称为土壤胀缩性。称为土壤胀缩性。植物根系发生机械损伤植物根系发生机械损伤 2 2：1 1矿物矿物土壤土壤耕性利用改良土壤土壤耕性利用改良 注意土壤的宜耕状态和宜耕期注意土壤的宜耕状态和宜耕期 改良土壤耕性改良土壤耕性 防止压板土壤防止压板土壤 思考题什么是土壤容重？单位是什么？哪些因素影响土壤的容重？土壤容重有何用途？什么是土壤的密度和相对密度(比重)？土壤的平均密度是多少？什么是土壤的孔隙度？什么是土壤孔隙比？各如何计算？土壤孔隙如何分类？适宜作物生长的旱作土壤应有什么样的土壤孔隙状况？土壤结构体有哪些类型？各出现在什么样的土壤上，对土壤肥力有何影响？什么是土壤的粘结性，什么是土壤的粘着性？什么是土壤的可塑性？塑性值如何计算？
