第3章土壤的基本性状-1物理性质

1、第三章 土壤的基本性状第一节 土壤的孔性 一、土壤密度重与容重一、土壤密度重与容重(particle density and bulk density) 1、土壤比重：单位体积土粒（不包括孔隙）、土壤比重：单位体积土粒（不包括孔隙）的烘干重与同体积水重相比。的烘干重与同体积水重相比。 组分密度组分密度石英2.60-2.68赤铁矿4.90-5.30正长石2.54-2.57磁铁矿5.03-5.18斜长石2.62-2.76三水铝石2.30-2.40白云母2.77-2.88高岭石2.61-2.68黑云母2.70-3.10蒙皂石2.53-2.74角闪石2.85-3.57伊利石2.60-2.90辉石3.1

2、5-3.90腐殖质1.40-1.80纤铁矿3.60-4.10表 土壤矿物和腐殖质的比重粒径（mm)腐殖质(g/kg)比重（g/cm3)全土样29.52.620.1-0.0502.660.05-0.014.32.660.01-0.00514.82.620.005-0.00153.72.59 10，毛管孔隙与非毛管孔，毛管孔隙与非毛管孔隙比为隙比为24:1。 第二节第二节 土壤结构性土壤结构性(pedality) 一、概念一、概念 1、土壤中的颗粒以相互胶结成各种形状和大小不一土壤中的颗粒以相互胶结成各种形状和大小不一的土团形式存在，这种土团称为的土团形式存在，这种土团称为结构体或团聚体结构体或团

3、聚体。土。土壤中结构体的大小、形状和排列状况称为壤中结构体的大小、形状和排列状况称为土壤结构性土壤结构性。 2、土壤结构性影响着土壤水、肥、气、热状况，可土壤结构性影响着土壤水、肥、气、热状况，可反映土壤肥力水平。反映土壤肥力水平。 3、不同土壤、同一土壤的不同层次，其结构体不一不同土壤、同一土壤的不同层次，其结构体不一样。并受人类生产活动的影响。样。并受人类生产活动的影响。二、土壤结构体的类型及其特性二、土壤结构体的类型及其特性1、团粒结构：呈粒状和小团块状，大体成球形。、团粒结构：呈粒状和小团块状，大体成球形。 1）团粒状结构：土粒胶结成长宽高三轴长度近似、土）团粒状结构：土粒胶结成长宽高

4、三轴长度近似、土粒直径约为粒直径约为0.25-10 mm（油菜籽至黄豆大小），近似油菜籽至黄豆大小），近似圆球形的结构体。肥沃旱地土壤表土的结构形态；具有圆球形的结构体。肥沃旱地土壤表土的结构形态；具有水稳定性和不易为机械力破坏。水稳定性和不易为机械力破坏。 2）粒状结构：大小与团粒近似，结构边面有棱角。一）粒状结构：大小与团粒近似，结构边面有棱角。一般存在于有机质含量较低、熟化程度较差的土壤表层。般存在于有机质含量较低、熟化程度较差的土壤表层。3）微团粒结构（微团聚体）：直径小于）微团粒结构（微团聚体）：直径小于0.25 mm的结的结构体。此结构在水稻土的耕层中最为重要。构体。此结构在水稻土

5、的耕层中最为重要。2、块状和核状结构：土粒相互交结成不规则的土块，、块状和核状结构：土粒相互交结成不规则的土块，内部紧实，长、宽、高三者大致相似，称为块状结构；内部紧实，长、宽、高三者大致相似，称为块状结构；按大小分为大块状按大小分为大块状(10cm)和小块状结构。若土团边面和小块状结构。若土团边面棱角明显，形状似核棱角明显，形状似核(1-3cm)为核状结构。常出现在有为核状结构。常出现在有机质含量少，质地粘重的土壤表层、底土和心土层。机质含量少，质地粘重的土壤表层、底土和心土层。这类结构的土壤，水肥气热及耕性等条件较差。这类结构的土壤，水肥气热及耕性等条件较差。3、柱状和棱柱状：土粒胶结成纵

6、轴长于横轴的柱状体。、柱状和棱柱状：土粒胶结成纵轴长于横轴的柱状体。边面明显有一定形状，顶部园而底部平，为柱状结构；边面明显有一定形状，顶部园而底部平，为柱状结构；若边面有明显棱角者为棱柱状结构。常出现在质地粘重、若边面有明显棱角者为棱柱状结构。常出现在质地粘重、有机质缺乏的心土和底土层。有机质缺乏的心土和底土层。4、片状结构：土粒排列成水平状，三轴中两轴特别、片状结构：土粒排列成水平状，三轴中两轴特别发育，纵轴特别短的结构体。长期耕作受压，使土粒发育，纵轴特别短的结构体。长期耕作受压，使土粒粘结成坚实紧密的薄土片，成层排列（犁底层）。其粘结成坚实紧密的薄土片，成层排列（犁底层）。其孔隙组成基

7、本上是毛管孔隙，没有大孔隙，透水通气孔隙组成基本上是毛管孔隙，没有大孔隙，透水通气保水性能较差。影响作物扎根和上下层水、气、热的保水性能较差。影响作物扎根和上下层水、气、热的交换以及对下层养分的利用。交换以及对下层养分的利用。团粒结构的肥力价值团粒结构的肥力价值1）增加土壤的蓄水量，提高土壤通气、透水、保）增加土壤的蓄水量，提高土壤通气、透水、保水、供水性；水、供水性；2）具有较好的保肥供肥性能，持续提供植物养分；）具有较好的保肥供肥性能，持续提供植物养分；3）团粒结构富含有机质土色较暗，有利保持土温；）团粒结构富含有机质土色较暗，有利保持土温；4）改善土壤耕性和有利于作物根系伸展。）改善土壤

8、耕性和有利于作物根系伸展。三、土壤结构的形成三、土壤结构的形成1、土粒的团聚、土粒的团聚1 1）土粒的凝聚作用：土壤胶体表面带有电荷）土粒的凝聚作用：土壤胶体表面带有电荷2 2）有机质的胶结作用：有机质起胶结剂的作用）有机质的胶结作用：有机质起胶结剂的作用3 3）无机物质的胶结和粘结作用：氧化物、碳酸钙。）无机物质的胶结和粘结作用：氧化物、碳酸钙。4 4）毛管力作用：）毛管力作用：2、土块的崩解、土块的崩解1）生物作用）生物作用2）干湿交替作用）干湿交替作用3）冻融交替作用）冻融交替作用4）土壤耕作的作用）土壤耕作的作用四、土壤结构的管理四、土壤结构的管理1、合理的土壤耕作：耕作的最佳含水量为

9、、合理的土壤耕作：耕作的最佳含水量为70%-80%2、合理轮作与间套种：、合理轮作与间套种：3、增施有机肥料、增施有机肥料4、改良土壤的化学性质、改良土壤的化学性质5、土壤结构改良剂的应用、土壤结构改良剂的应用第三节第三节 土壤的力学性质与耕性土壤的力学性质与耕性 土壤物理机械性是指土壤受外力作用（耕作）时土壤物理机械性是指土壤受外力作用（耕作）时发生形变，表现出一系列动力学的特性，如结持性、发生形变，表现出一系列动力学的特性，如结持性、胀缩性、压板等。胀缩性、压板等。一、土壤结持性一、土壤结持性(consistence)概念：概念：在不同含水量时土粒在外力作用下表现的可在不同含水量时土粒在外

10、力作用下表现的可移动性，它是不同含水量下土壤的粘结性、粘着性、移动性，它是不同含水量下土壤的粘结性、粘着性、塑性等的综合表现。塑性等的综合表现。 1. 土壤粘结性（土壤粘结性（cohesiveness） 指土粒之间通过各种引力作用引互粘合的性能。指土粒之间通过各种引力作用引互粘合的性能。粘结力粘结力： 范德华力、库仑力、水膜表面张力以及范德华力、库仑力、水膜表面张力以及氢键。氢键。 连接方式：连接方式：土粒土粒水膜水膜土粒土粒 影响因素：影响因素： 土壤的比表面和含水量（粘粒矿物，有机质），土壤的比表面和含水量（粘粒矿物，有机质）， 适度含水量时粘结性最强。适度含水量时粘结性最强。2、土壤粘着

11、性（stickiness） 1土粒粘附外物的性能土粒粘附外物的性能 2主要借助水膜的作用主要借助水膜的作用 3连接方式：连接方式： 土粒土粒水膜水膜外物外物 4影响因素影响因素： 活性表面与含水量活性表面与含水量 开始出现粘着性的含水量高于最初出现粘结性开始出现粘着性的含水量高于最初出现粘结性的含水量。的含水量。3、可塑性（plasticity） 指土壤在外力作用下可任意改变形状，当外力消指土壤在外力作用下可任意改变形状，当外力消失后，仍能保持变化了的形状的性能（过干，过失后，仍能保持变化了的形状的性能（过干，过湿均不表现塑性）。湿均不表现塑性）。 建立在粘结性的基础上建立在粘结性的基础上下塑

12、性下塑性(upper plastic limit)：土壤开始出现塑性时的土壤含水量。：土壤开始出现塑性时的土壤含水量。上塑性上塑性(lower plastic limit) ：水分增加到土壤刚变为流体，塑性：水分增加到土壤刚变为流体，塑性消失时的土壤含水量。消失时的土壤含水量。塑性指数塑性指数(plastic index)：上、下塑性之差为塑性值或塑性指数：上、下塑性之差为塑性值或塑性指数各种质地土壤塑性值(含水量%)质地物理性粘粒含量下塑性 上塑性塑性值中壤偏重 4016-1934-4018-21中 壤28-4018-2032-3412-16轻壤偏中24-30213110轻壤偏砂20-252

13、2308砂 壤 2023285 4影响塑性的因素 质地：塑性值与粘粒含量成正相关质地：塑性值与粘粒含量成正相关 含水量：含水量： 有机质含量：增加上、下塑限（塑性值不变）有机质含量：增加上、下塑限（塑性值不变） 吸附阳离子的种类：离子种类（钠饱和塑性强）吸附阳离子的种类：离子种类（钠饱和塑性强）二、土壤胀缩性二、土壤胀缩性(expansibility)1、土壤吸水后体积膨胀、干燥后土体收缩的性质。、土壤吸水后体积膨胀、干燥后土体收缩的性质。2、这与土壤的胶体性质有关。、这与土壤的胶体性质有关。三、土壤压实三、土壤压实(compaction)1、土粒本身重量以及在外力作用下，土壤由松变紧、土粒本

14、身重量以及在外力作用下，土壤由松变紧、孔隙度减小的现象，称为土壤的压实。孔隙度减小的现象，称为土壤的压实。2、影响因素：、影响因素：1）水分；）水分；2）质地；）质地；3）粘粒矿物类型；）粘粒矿物类型；4）有机质含量）有机质含量3、土壤压实的治理：、土壤压实的治理：1）选择适宜土壤含水量进行耕作；）选择适宜土壤含水量进行耕作；2）少耕、免耕；）少耕、免耕；3）改进耕作农具；）改进耕作农具；4）深耕结合施有机肥。）深耕结合施有机肥。四、土壤耕性四、土壤耕性 (tilth)1、概念：耕作时土壤所表现出来的一系列物理性和物、概念：耕作时土壤所表现出来的一系列物理性和物理机械性的总称。理机械性的总称。

15、1 1）耕作难易）耕作难易2 2）耕作质量的好坏）耕作质量的好坏3 3）宜耕期长短）宜耕期长短要求：要求：阻力小、质量好、宜耕时间长。阻力小、质量好、宜耕时间长。2、影响土壤耕性的因素、影响土壤耕性的因素1 1）水分）水分2 2）质地）质地3、改善耕性的措施、改善耕性的措施1）掌握宜耕的土壤含水量）掌握宜耕的土壤含水量2）增施有机肥料）增施有机肥料3）改良土壤质地）改良土壤质地4）创造良好的土壤结构）创造良好的土壤结构土壤湿度与耕性的关系土壤土壤湿度湿度干干潮润潮润潮湿潮湿泞湿泞湿多水多水极多水极多水土壤土壤特征特征固态，坚固态，坚硬，粘结硬，粘结性强，无性强，无粘着性和粘着性和塑性塑性 酥软

16、，粘结酥软，粘结性弱，无粘性弱，无粘着性的塑性，着性的塑性，易散碎易散碎 有可塑性，有可塑性，粘结性和粘结性和粘着性极粘着性极弱弱 粘韧，有粘韧，有可塑性和可塑性和粘着性，粘着性，粘结性极粘结性极弱弱浓浆状，可浓浆状，可塑性消失，塑性消失，但有粘着性，但有粘着性，粘结性极弱粘结性极弱稀浆状，如稀浆状，如液体一样易液体一样易流动，塑性、流动，塑性、粘着性、粘粘着性、粘结性消失结性消失耕作耕作阻力阻力大大小小大大大大大大小小耕作耕作质量质量硬土块不硬土块不散碎散碎易散碎，成易散碎，成小块小块不散碎，不散碎，成大块土成大块土不散碎，不散碎，成大块土成大块土易粘农具易粘农具泥泞状浓泥泥泞状浓泥浆浆稀泥浆稀泥浆宜耕宜耕性性不宜不宜宜旱地耕作宜旱地耕作不宜不宜不