土壤结构与质地

1、第四章第四章 土壤质地和结构主要内容主要内容 (重点重点)：1教学目标与要求：2教学方式与手段：3课时安排与进度：41.1.土壤三相组成（重点）土壤三相组成（重点） 2.2.土壤质地与结构（重点）土壤质地与结构（重点）3.3.土壤孔性和土体构造土壤孔性和土体构造 掌握土壤基质的基本特性，学会土掌握土壤基质的基本特性，学会土壤三相关系的换算；掌握砂粒、粉壤三相关系的换算；掌握砂粒、粉粒、粘粒的分级标准、了解不同的粒、粘粒的分级标准、了解不同的质地分类制，掌握质地土壤的生产质地分类制，掌握质地土壤的生产性质，掌握团粒结构的特点与肥力性质，掌握团粒结构的特点与肥力特性。特性。幻灯，动画演示；计算训练

2、；实验分析；幻灯，动画演示；计算训练；实验分析；课时数：课时数：3一、矿物质土粒一、矿物质土粒一、矿物质土粒一、矿物质土粒土粒：矿物质土粒和有机质土粒两种土粒：矿物质土粒和有机质土粒两种。土壤固体物质大小和形态各异，称为矿物质土粒或矿质土土壤固体物质大小和形态各异，称为矿物质土粒或矿质土粒，简称土粒。粒，简称土粒。土粒，常指矿质土粒。土粒，常指矿质土粒。单粒和复粒单粒和复粒一、矿物质土粒一、矿物质土粒石砾：石砾： 1mm1mm砂粒：砂粒：1-0.05mm1-0.05mm粉粒：粉粒：0.05-0.002mm0.05-0.002mm粘粒：粘粒： 0.002mm0.002mm一、矿物质土粒一、矿物质

3、土粒物理性砂粒：物理性砂粒： 粒径粒径0.01 mm的土粒。的土粒。物理性粘粒：物理性粘粒： 粒径粒径0.01 mm的土粒。的土粒。表 4-3 常见的土壤粒级制当量粒径(毫米)中国制(1987)卡钦斯基制(1957)美国农部制(1951)国际制(1930)3-2石 砾石 砾石 砾石 砾2-1极粗砂粒1 - 0 . 5粗砂粒粗砂粒粗砂粒粗砂粒0.5-0.25物中砂粒中砂粒0.25-0.2理细砂粒0 . 2 -0 . 1细砂粒性细砂粒0.1-0.05砂极细砂粒细砂粒0.05-0.02粗粉粒粒粗粉粒0.02-0.01粉 粒0.01-0.005中粉粒物中粉粒粉 粒0.005-0.002细粉粒理细粉粒0

4、.002-0.001粗粘粒性0.001-0.0005粘粘粗粘粒粘 粒粘 粒0.0005-0.0001细粘粒粒粒细粘粒2 2 1 12 2 1 1砂粒砂粒 2-0.02 2-0.05 1-0.05 2-0.02 2-0.05 1-0.05 1-0.051-0.05 粉粒粉粒 0.02-0.002 0.05-0.002 0.05-0.001 0.05-0.0020.02-0.002 0.05-0.002 0.05-0.001 0.05-0.002粘粒粘粒 0.002 0.002 0.0020.002 0.001 0.001 0.002 0.002 物理性砂粒：物理性砂粒：1-0.01mm1-0.0

5、1mm物理性粘粒：物理性粘粒：0.01mm0.01mm土壤质地分类制：国际制国际制: : 三级三级美国制：美国制： 三级三级卡庆斯制：二级卡庆斯制：二级中国制：中国制： 三级三级土壤质地土壤质地* * * *指各粒级土粒占土壤重量的百分数，也叫土壤的机械组成。指各粒级土粒占土壤重量的百分数，也叫土壤的机械组成。国际制：根据砂粒根据砂粒(2-0.02(2-0.02毫米毫米) )、粉粒、粉粒(0.02-0.002(0.02-0.002毫米毫米) )和粘粒和粘粒(0.002(0.002毫米毫米) )三粒级含量的比例，划定三粒级含量的比例，划定1212个质地名称，可个质地名称，可从三角图上查质地名称。

6、从三角图上查质地名称。查三角图的要点为：以粘粒含量为主要标准， 25%者为粘土组。 当土壤含粉粒当土壤含粉粒45%时，时， “粉质粉质” ； 当砂粒含量在当砂粒含量在55%-85%时，时， “砂质砂质” ， 当砂粒含量当砂粒含量85%时，时， 则称壤砂土或砂土。则称壤砂土或砂土。质地三角图：先找到该颗粒的定点（先找到该颗粒的定点（100%100%），按），按3 3个粒级含量分别做各个粒级含量分别做各顶点对应的三角形的顶点对应的三角形的3 3条底边的平行线，条底边的平行线，3 3线相交点，即为线相交点，即为所查质地区所查质地区粘粒粉粒粉粒砂粒砂粒粘粒20%粉粒40%砂粒40%土黏性土壤性土沙性土

7、*四、不同质地土壤的肥力特点和利用改良1 1、砂质土壤主要特性：、砂质土壤主要特性： 砂粒大于砂粒大于50%50%； 通气透水，通气透水， 养分少，不保水肥；养分少，不保水肥； 易耕，易耕， 温度变化快，暖性土；温度变化快，暖性土； 发小苗不发老苗发小苗不发老苗*四、不同质地土壤的肥力特点和利用改良2 2、粘质土壤主要特性：、粘质土壤主要特性： 粘高于粘高于30%30%， 通气透水不良；通气透水不良； 保水保肥，保水保肥， 养分含量高；养分含量高； 升温慢，冷性土升温慢，冷性土 耕性差，发老苗不发小苗，耕性差，发老苗不发小苗， 适合于禾谷类作物。适合于禾谷类作物。*四、不同质地土壤的肥力特点和

8、利用改良3 3、壤质土壤主要特性：、壤质土壤主要特性： 粉粒大于粉粒大于30%30% 北方称为二合土；北方称为二合土； 性质介于黏土与砂土之间。性质介于黏土与砂土之间。土壤质地剖面土壤质地剖面夹砂层夹粘层不同质地土壤的利用和改良不同质地土壤的利用和改良 1 1、各种作物对土壤质地的要求、各种作物对土壤质地的要求2 2、土壤质改良、土壤质改良 客土法地改良客土法地改良 深耕、深翻、人造塥深耕、深翻、人造塥 施用有机肥施用有机肥土壤的密度和容重（一）土壤密度（一）土壤密度土壤三相组成表 4-1 土壤中常见组分的密度 (克/厘米3)石 英正长石斜长石白云母黑云母角闪石辉 石纤铁矿2.602.682.

9、542.572.622.762.772.882.703.102.853.573.153.903.604.10赤铁矿磁铁矿三水铝石高岭石蒙皂石伊利石腐殖质4.905.305.035.182.302.402.612.682.532.742.602.901.401.80土壤三相组成注意：注意：常用土壤密度值：常用土壤密度值： 2.652.65克克/ /厘米厘米3 3。表 42 一种森林土壤表层各级土粒的密度粒级（粒径毫米）腐殖质（克/千克)密度(克/厘米3)全土样0.100.050.050.010.010.0050.0050.00180%。孔隙比孔隙容积土粒容积密度容重孔隙度1土壤三相组成3.3.

10、气相率气相率=孔隙度容积含水率孔隙度容积含水率 土壤三相比固相率：容积含水率：气相率土壤三相比固相率：容积含水率：气相率 固相率固相率50%左右，左右， 容积含水率容积含水率25-30%， 气相率气相率15-25%小小孔孔隙隙大大孔孔隙隙疏松排列紧密排列47.46%24.51%孔隙度 土壤土壤孔性 当量孔径当量孔径* * * *： 相当于一定的土壤水吸力的孔径，单位为毫米。 土壤的真实孔径往往无法实际测定。根据茹林公式计算可得D=3/h非活性孔隙 0.06mm孔隙类型当量孔径当量孔径 0.06 mm 0.06 mm的孔隙的孔隙, , 其中其中 0.2 mm 0.2 mm的的粗孔植物的细根可伸入

11、其中；粗孔植物的细根可伸入其中；0.20.06 mm0.20.06 mm的的中孔是原生动物、真菌和根毛的栖身地。中孔是原生动物、真菌和根毛的栖身地。（一）土壤结构的概念（一）土壤结构的概念 土壤结构是土粒（单粒和复粒）的排列、组合形式。土壤结构是土粒（单粒和复粒）的排列、组合形式。 这个定义，包含着两重含义：结构体和结构性。这个定义，包含着两重含义：结构体和结构性。 通常所说的土壤结构多指结构性（通常所说的土壤结构多指结构性（structurality）。）。 土壤结构体或称结构单位，它是土粒（单粒和复粒）互相排列和团聚土壤结构体或称结构单位，它是土粒（单粒和复粒）互相排列和团聚成为一定形状和

12、大小的土块或土团。成为一定形状和大小的土块或土团。耕层土壤（耕层土壤（0 0 15cm15cm）的总孔隙度为）的总孔隙度为5050 60%60%，其，其中通气孔隙度为中通气孔隙度为1515 20%20%，底层土壤（，底层土壤（1515 30cm30cm）分别为分别为50%(50%(总）和总）和10%10%（气）。（气）。土壤的结构性：指土壤结构体的形状、大小、排列和相应土壤的结构性：指土壤结构体的形状、大小、排列和相应的孔隙状况等综合性状。的孔隙状况等综合性状。土壤的结构性直接影响土壤水、肥、气、热状况，而且与土壤的结构性直接影响土壤水、肥、气、热状况，而且与土壤耕作也有密切关系，是土壤的重要

13、物理性质。土壤耕作也有密切关系，是土壤的重要物理性质。土壤结构土壤结构土壤结构体土壤结构体土壤结构性土壤结构性大小大小形状形状不良性状不良性状结构体结构体理性结构体理性结构体块状结构块状结构片状结构片状结构，鳞片状结构，鳞片状结构柱状结构柱状结构，棱柱状结构棱柱状结构核状结构核状结构团粒结构团粒结构微团聚体微团聚体孔孔 性性稳定性稳定性肥力特性肥力特性水力学稳定性水力学稳定性机械学稳定性机械学稳定性生物学稳定性生物学稳定性协调水、肥、气、热的能力和改善协调水、肥、气、热的能力和改善耕性能力耕性能力孔隙度和孔隙级别孔隙度和孔隙级别土壤结构体的形成：土壤结构体的形成：由单粒凝聚成复粒，由复粒相互粘

14、结形成微团、团粒，在由单粒凝聚成复粒，由复粒相互粘结形成微团、团粒，在机械力的作用下，大块土破碎成各种大小、形状各异的粒机械力的作用下，大块土破碎成各种大小、形状各异的粒状或团粒状结构体状或团粒状结构体块状、核状： 10 cm 大块状 5-10 cm 小块状 0.5-5cm 碎块状柱状、棱柱状： 5 cm 大 3-5cm 中 3 cm 小团 粒 ： 10-0.25mm微团粒 : 0.25 mm块状、核状、柱状、棱柱状和片状结构体总孔隙块状、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

15、物根系通气孔隙，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。很难穿扎，干裂时常扯断根系。团粒结构体团粒结构体 不仅总孔隙度大，而且内部有多级大量的大小孔隙，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。的双重作用。（1）、块状结构 块状结构特点：近立方体型，纵轴与横轴大致相等，边面与棱角不明显。块状结构在土壤粘重，缺乏有机质、耕性不良的土壤表层中。 块状结构生理特点：不良结构土壤、土体紧、孔隙少、通透性很差、微生物活动微弱；土块与土块之间，孔隙过大，易漏风跑墒，同时还会压苗，造成

16、缺苗断垄现象。农民称之为“坷垃”。 改良方法:可在墒情合适时耙耱，冬季冻土后，辗压，以提高土壤有机质含量，也可掺河沙或炉渣灰来改良。（2 2）、）、核状结构： 近立方体，边面和棱角较为明显。核状结构表面有褐色胶膜，由石灰质铁质胶膜胶结而成，常出现于缺乏有机质的心层土、底土中，农民称之为“蒜瓣土”。是一种不良结构土壤。蒜瓣土蒜瓣土（3 3）、柱状和棱柱状结构：）、柱状和棱柱状结构：群众称为群众称为“立土立土”边面不明显边面不明显柱状柱状; ;边面明显具棱角者边面明显具棱角者棱柱状棱柱状常出现在质地黏重、缺乏有机质，结构常出现在质地黏重、缺乏有机质，结构之间有明显的裂缝，漏水漏肥。之间有明显的裂缝

17、，漏水漏肥。多出现在土体下部多出现在土体下部（心土、底土）（心土、底土）。改良方法：通过深翻施肥和深翻种植绿肥。（4 4）、片状结构：）、片状结构：（5 5）、团粒结构和粒状结构：）、团粒结构和粒状结构： 团粒结构是有机质丰富的自然土壤与耕作土壤中，为近似球形疏松多孔的小土团。0.25-10mm之间，0.25mm称微团粒,是形成团粒的基础,在提高水稻土和农业土壤肥力具重要作用。农业生产上最理想的结构，俗称“米糁子”“蚂蚁蛋”。 粒状结构指土粒团聚成棱角比较明显，水稳性和机械性较差，大小和团粒结构相似的土团。是一种较好的土壤。这是最适宜植物生长的结构体土壤类型，它在一定程度上标志着土壤肥力的水平

18、和利用价值。其能协调土壤水分和空气的矛盾；能协调土壤养分的消耗和累积的矛盾；能调节土壤温度，并改善土壤的温度状况；能改良土壤的可耕性，改善植物根系的生长伸长条件。团粒结构形成的必备条件团粒结构形成的必备条件胶结物质胶结物质：胶体及其凝聚物胶体及其凝聚物成型动力成型动力 包括：包括：土壤生物土壤生物干湿交替干湿交替冻融交替冻融交替耕作作用耕作作用（1）、团粒结构在土壤肥力方面的作用：团粒结构土壤的大小孔隙兼备。能够协调水分和空气的矛盾。能协调保肥与供肥性能。具有良好的物理性和耕性。团粒团粒孔隙孔隙（2）、培育团粒结构的措施：通过深耕，使土体破裂松散，适时采取耕、锄、耱、镇压等耕作措施，结合施用有

19、机肥料促进团粒结构的形成。通过种植绿肥或牧草，实行合理轮作倒茬，增加团粒结构。采用沟灌、喷灌、滴灌和地下灌溉等节水灌溉技术，并结合深耕进行晒垡、冻垡，可充分利用干湿交替、冻融交替作用，有利于团粒形成。施用胡敏酸、树脂胶、纤维素黏胶等土壤结构改良剂来促进团粒结构的形成。土壤团粒体土壤团粒体结构体的稳定性结构体的稳定性砂粒砂粒砂粒砂粒粉粒粉粒粉粉粒粒粘粒粘粒土粒土粒土粒土粒土粒土粒Ca2+腐腐殖殖质质土粒土粒土粒土粒土粒土粒良好的团粒结构体：大小；大小；多级孔隙；多级孔隙；稳定性（水稳性、机械稳性和生物稳定性）。稳定性（水稳性、机械稳性和生物稳定性）。土壤结构改良剂：能够将土壤颗粒粘结在一起形成团

20、聚体的物质，能够将土壤颗粒粘结在一起形成团聚体的物质，包括天然物质和人工合成的高分子物质。包括天然物质和人工合成的高分子物质。 1. 1. 比重比重 2. 2. 容重容重 3. 3. 土壤孔隙度土壤孔隙度 4. 4.当量孔径当量孔径 5. 5. 团粒结构团粒结构 6. 6. 土壤结构体土壤结构体 7. 7. 毛管孔隙毛管孔隙1 1、沙土和粘土的生产性状有何不同，如何改良土壤质地？、沙土和粘土的生产性状有何不同，如何改良土壤质地？ 2 2、为什么说粒状、为什么说粒状团粒状结构是农业生产上比较理想的结团粒状结构是农业生产上比较理想的结构构? ?培育良好结构的有效途径是什么培育良好结构的有效途径是什

21、么? ?1. 随着有机质含量增减，土壤比重也在发生变化( )2. 表层土壤比重一般小于底层土壤( )3. 土壤的孔径分布主要是指土壤中各类孔隙所占的比例( )4. 粘质土孔隙度大但通透性差，而砂质土孔隙小但通透性强( ) 5.团粘结构在任何质地土壤上都可以形成( )6.土壤结构性的好坏反映在土壤孔隙的数量和质量两方面( )7. 不论旱田还是水田土壤有团粒结构肥力才高( )8. 蒙金土是上层质地粘重而下层质地较轻( )9. 土壤微结构体由土壤矿物质、有机质和孔隙所组成( )10.使用有机肥不仅可提高土壤有机质含量，也可改变土壤质地（ ）。（1 1）砂质土类）砂质土类水粒间孔隙大，毛管作用弱，透水

22、性强而保水性弱，水气易扩散，易干水粒间孔隙大，毛管作用弱，透水性强而保水性弱，水气易扩散，易干不易涝；不易涝；气大孔隙多，通气性好，一般不会累积还原物质；气大孔隙多，通气性好，一般不会累积还原物质；热水少气多，温度容易上升，称为热性土，有利于早春作物播种。热水少气多，温度容易上升，称为热性土，有利于早春作物播种。肥养分含量少，保肥力弱，肥效快，肥劲猛，但不持久，易造成作物后肥养分含量少，保肥力弱，肥效快，肥劲猛，但不持久，易造成作物后期脱肥早衰；期脱肥早衰；耕性耕性 松散易耕。松散易耕。（2 2）粘质土类）粘质土类水粒间孔隙小，毛管细而曲折，透水性差，易产生地表径流水粒间孔隙小，毛管细而曲折，透水性差，易产生地表径流, ,保水抗旱力保水抗旱力强，易涝不易旱