第2章 土壤物理性质

1、 主要内容包括：主要内容包括： 2.1 土壤孔性土壤孔性 2.2 土壤结构性土壤结构性 2.3 土壤物理机械性质与耕性土壤物理机械性质与耕性 土壤是极为复杂的多孔体，土壤孔隙的类型土壤是极为复杂的多孔体，土壤孔隙的类型及其分布变化多端。不同的孔隙在土壤肥力上的及其分布变化多端。不同的孔隙在土壤肥力上的意义不同。意义不同。重点重点: :掌握土壤密度的应用；土壤孔隙度的概念、掌握土壤密度的应用；土壤孔隙度的概念、土壤孔隙类型土壤孔隙类型难点：土壤密度和土粒密度的区别；当量孔径难点：土壤密度和土粒密度的区别；当量孔径2.1.1土粒密度土粒密度（土壤比重）（土壤比重）和土壤密度（土壤容重）和土壤密度（

2、土壤容重） 1、土粒密度、土粒密度（土壤比重）（土壤比重） （1）概念：）概念：土粒密度土粒密度是指单位体积的固体土粒（固体部分）的质量。是指单位体积的固体土粒（固体部分）的质量。 （单位体积不包括粒间孔隙）（单位体积不包括粒间孔隙） （2）单位：）单位：克克/立方厘米立方厘米(g/cm3)；百万克；百万克/立方米立方米(Mg/m3)；吨；吨/立方米。立方米。 （ 3 ）.影响大小的因素：影响大小的因素：影响土粒密度大小的因素是固体部分的组成影响土粒密度大小的因素是固体部分的组成-矿物矿物质和有机质。土壤矿物质的种类、有机质含量质和有机质。土壤矿物质的种类、有机质含量 ，（，（ 有机质含量的多

3、少对有机质含量的多少对土土粒密度的影响粒密度的影响-）l（4）.土壤密度常用值：土壤密度常用值：通常取通常取2.65克克/立方厘米立方厘米(g/cm3) 为土粒密度的常用值。为土粒密度的常用值。l 多数土壤矿物的密度在多数土壤矿物的密度在2.6-2.7克克/立方厘米立方厘米(g/cm3)左右，平均为左右，平均为2.65克克/立方厘米立方厘米(g/cm3) ; 有机质的密度为有机质的密度为1.25-1.40克克/立方厘米立方厘米(g/cm3) ，l2、土壤密度（又叫土壤容重）：、土壤密度（又叫土壤容重）： l（1）、概念：）、概念：单位体积原状土壤干土的质量。单位体积原状土壤干土的质量。l（2）

4、、单位：）、单位：克克/立方厘米立方厘米(g/cm3)； 百万克百万克/立方厘米立方厘米(Mg/m3) l（3）、影响土壤密度的因素：）、影响土壤密度的因素：质地、结构、有机质含量、松紧质地、结构、有机质含量、松紧程度（紧实度）等，主要通过影响孔隙而影响容重。比较沙质程度（紧实度）等，主要通过影响孔隙而影响容重。比较沙质土、粘质土的土壤密度大小土、粘质土的土壤密度大小- 。l （4）、大小：）、大小：土壤密度的范围一般在土壤密度的范围一般在1.0-1.6 g/cm3之间之间 ，耕，耕层土壤多在层土壤多在1.2-1.3 g/cm3左右。左右。l（5）、土壤密度的用途）、土壤密度的用途 计算土土壤

5、质量计算土土壤质量=密度密度*体积体积举例计算举例计算-一亩耕层土壤质量等。一般按一亩耕层土壤质量等。一般按15万公斤，实际质万公斤，实际质量为多少？量为多少？ 计算土壤各组分质量：如土壤养分量，土壤中水分量。计算土壤各组分质量：如土壤养分量，土壤中水分量。 举例计算举例计算-计算有机质、氮、磷和钾等的质量。计算有机质、氮、磷和钾等的质量。 依据土壤密度的大小判断土壤的松紧程度。依据土壤密度的大小判断土壤的松紧程度。 密度小的土壤疏松，而密度大的土壤坚实密度小的土壤疏松，而密度大的土壤坚实 。 计算土壤的固体、液体和气体的百分比（计算土壤的固体、液体和气体的百分比（%） 计算土壤的孔隙度计算土

6、壤的孔隙度2.1.22.1.2、土壤孔度与孔隙比土壤孔度与孔隙比1.1.土壤孔隙度土壤孔隙度 1.1.概念：概念：土壤孔隙的容积占整个土体容积的百分数称为土壤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。孔度，又称总孔度。它是衡量土壤孔隙的数量指标。 土壤孔隙是土壤固相部分所占容积以外的空间，也就是液相土壤孔隙是土壤固相部分所占容积以外的空间，也就是液相和气相在土壤中所占的空间。和气相在土壤中所占的空间。 %100(%)土壤容积孔隙容积土壤孔隙度l由于土壤孔隙容积很难直接测定出来，所以孔隙度需要根据由于土壤孔隙容积很难直接测定出来，所以孔隙度需要根据

7、土壤密度（土壤容重）和土粒密度（土壤比重）来计算。土壤密度（土壤容重）和土粒密度（土壤比重）来计算。%1001(%)土粒密度土壤密度土壤孔隙度%1001%1001%1001%100%100土粒密度土壤密度土壤密度土壤质量土粒密度土壤质量土壤容积土粒容积土壤容积土粒容积土壤容积土壤容积孔隙容积土壤孔隙度l土壤孔隙的数量，也可以用孔隙比表示，它是指土壤中孔隙土壤孔隙的数量，也可以用孔隙比表示，它是指土壤中孔隙容积和固相土粒容积的比值。容积和固相土粒容积的比值。l 孔隙比孔隙容积孔隙比孔隙容积/土粒容积孔隙度土粒容积孔隙度/（1孔隙度）孔隙度）l 例如土壤土壤孔隙度（例如土壤土壤孔隙度（%）为）为5

8、5%，则土壤孔隙比为，则土壤孔隙比为55%/（1-55%）=1.22。l对植物生长而言，土壤孔隙比为稍大于对植物生长而言，土壤孔隙比为稍大于1为好为好l 土壤孔隙度和孔隙比只能说明孔隙容积与土壤孔隙度和孔隙比只能说明孔隙容积与固相容积在数量上的比例，它并不能反应土壤固相容积在数量上的比例，它并不能反应土壤孔隙性质的差别，即使两种土壤的孔隙度与孔孔隙性质的差别，即使两种土壤的孔隙度与孔隙比完全相同，如果两种土壤大小孔隙的数量隙比完全相同，如果两种土壤大小孔隙的数量和分配不同，那么它们在保水、导水、通气及和分配不同，那么它们在保水、导水、通气及其它的性质也会有差异。其它的性质也会有差异。 （1）.

9、当量孔径当量孔径 土壤孔隙的形状和连通情况非常复杂，孔土壤孔隙的形状和连通情况非常复杂，孔径的大小也变化多端，它们并非有规则的形状，径的大小也变化多端，它们并非有规则的形状，在土壤学上所说的孔隙直径是指与一定的土壤在土壤学上所说的孔隙直径是指与一定的土壤水吸力相当的孔径，称当量孔径或有效孔径。水吸力相当的孔径，称当量孔径或有效孔径。ld：当量孔径，：当量孔径，T：土壤水吸力：土壤水吸力 100Pa导而来由毛管水的运动公式推Td3（2）孔隙的分级孔隙的分级 通常根据孔隙的大小及作用将土壤孔隙分为三级：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、毛管孔隙

10、和通气孔隙。非活性孔隙非活性孔隙非活性孔：土壤孔隙中最细微的部分非活性孔：土壤孔隙中最细微的部分, 当量孔隙在当量孔隙在0.002mm以下，土壤水吸力为以下，土壤水吸力为1500KPa以上。这种孔以上。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，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。这部分水不能为植物所利用，故称为无效孔隙。毛管孔隙毛管孔隙 （2）毛管

11、孔隙）毛管孔隙(capillary pore) 当量孔径约当量孔径约为为0.020.0002 mm，土壤水吸力约，土壤水吸力约150K pa 1500K pa，具有毛管作用。水分可借助毛管弯，具有毛管作用。水分可借助毛管弯月面力保持贮存在该类孔隙中。植物细根、原月面力保持贮存在该类孔隙中。植物细根、原生动物和真菌等难以进入毛管孔隙中，但植物生动物和真菌等难以进入毛管孔隙中，但植物根毛和一些细菌可在其中活动，其中保贮的水根毛和一些细菌可在其中活动，其中保贮的水分可被植物吸收利用。分可被植物吸收利用。 通气孔隙通气孔隙(空气孔隙空气孔隙 或大孔隙或大孔隙) 当量孔径大于当量孔径大于0.02mm，相

12、应的土壤水吸力，相应的土壤水吸力小于小于150KPa。通气孔隙的水分主要受重力支配。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而排出，不具有毛管作用，成为空气成为空气流动的通道，所以叫通气孔或非毛管孔。动的通道，所以叫通气孔或非毛管孔。 通气孔隙通气孔隙(空气孔隙空气孔隙 或大孔隙或大孔隙)的数量和大小的数量和大小决定土壤的通气性和透水性能的重要因素之一决定土壤的通气性和透水性能的重要因素之一.旱地土壤通气孔在旱地土壤通气孔在1020%之间为佳。之间为佳。l土壤孔隙度（%）=（1土壤密度/土粒密度）100l非活孔度（%）凋萎含水量%土壤密度（容重）l毛管孔度（%）（

13、田间持水量%凋萎含水量%）土壤密度（容重）l通气孔度（%）总孔隙度%毛管孔度（%）非活孔度（%）1、影响土壤孔隙状况的因素、影响土壤孔隙状况的因素 l土壤孔隙状况的影响因素主要有土壤质地、土壤有机质含量、土壤结构状况等。2土壤孔隙状况与土壤肥力土壤孔隙状况与土壤肥力 l土壤孔隙状况直接影响土壤水、气、热状况，影响养分转化和有效性。3土壤孔隙状况与作物生长土壤孔隙状况与作物生长 l从农业生产需要来看，旱作土壤耕层的土壤总孔度为50%56%，通气孔度不低于10%，大小孔隙之比在1:24，较为合适。但是，各种作物对土壤松紧和孔隙状况的要求也略有不同，因为各种作物、蔬菜、果树等的生物学特性不同，根系的

14、穿插能力不同。 2.2.1土壤结构体与结构性土壤结构体与结构性 土壤的固、液、气三相的比例关系是调节土壤水、肥气和热土壤的固、液、气三相的比例关系是调节土壤水、肥气和热的基础，土壤结构最能体现土壤自身对各种肥力因素调节能力的基础，土壤结构最能体现土壤自身对各种肥力因素调节能力的物理性质，它包括的物理性质，它包括“土壤结构性土壤结构性”和和“土壤结构体土壤结构体”两方面两方面的内容。的内容。 土壤中的土粒通过不同的机制相互团聚成大小、形状和性质土壤中的土粒通过不同的机制相互团聚成大小、形状和性质不同的土团、土块或土片，这就是土壤的不同的土团、土块或土片，这就是土壤的结构体结构体。土壤中各种。土壤

15、中各种结构体的类型、数量、大小、形状、性质及其相互排列和相应结构体的类型、数量、大小、形状、性质及其相互排列和相应的孔隙状况等综合特性的孔隙状况等综合特性，即即 土壤的土壤的结构性结构性。 土壤结构体的类型： 1 1块状结构块状结构 2 2核状结构核状结构 3. 3. 柱状结构柱状结构 4 4片状结构片状结构 5. 5. 团粒结构团粒结构 长、宽、高三轴大体近似，似立方体长、宽、高三轴大体近似，似立方体型，边面不明显，棱角明显、呈不规则型，边面不明显，棱角明显、呈不规则无定形、内部紧实。根据其大小可进一无定形、内部紧实。根据其大小可进一步划分为：大块状结构，直径大于步划分为：大块状结构，直径大

16、于10cm；小块状结构直径小块状结构直径510cm。俗称。俗称“坷坷垃垃”。l但有些较块状结构小，直径但有些较块状结构小，直径3-5厘米，甚厘米，甚至更小，称为碎块状。至更小，称为碎块状。l 常出现在熟化度较低的表层土壤常出现在熟化度较低的表层土壤或有机质缺乏而粘重的土壤，由于或有机质缺乏而粘重的土壤，由于耕作不当（如过干或过湿耕作）易耕作不当（如过干或过湿耕作）易形成块状结构。形成块状结构。l块状结构较多时，结构间出现大孔块状结构较多时，结构间出现大孔隙，漏水、透风、跑墒。冬季易受隙，漏水、透风、跑墒。冬季易受干旱和冻害。干旱和冻害。l在这土壤上，播种发芽出苗在这土壤上，播种发芽出苗-l盐碱

17、土上养盐碱土上养“坷垃坷垃”-减少表层盐减少表层盐分的积累。分的积累。 长、宽、高三轴大体近似，边面长、宽、高三轴大体近似，边面棱角分明，较块状为小，常见多棱棱角分明，较块状为小，常见多棱角的碎块，这种碎块系由石灰质、角的碎块，这种碎块系由石灰质、氢氧化铁胶体胶结而成，表面光滑氢氧化铁胶体胶结而成，表面光滑内部十分紧实。俗称内部十分紧实。俗称“蒜瓣土蒜瓣土” 核状结构常出现在粘重土壤的心核状结构常出现在粘重土壤的心土、底土层，核状结构的性能较块土、底土层，核状结构的性能较块状结构为好状结构为好l 纵轴远大于横轴，在土体中直立，俗称纵轴远大于横轴，在土体中直立，俗称“立土立土”。l棱角不明显的称

18、为柱状结构体，常出现棱角不明显的称为柱状结构体，常出现于半干旱地带的心土和底土中，以碱土于半干旱地带的心土和底土中，以碱土中最为典型。中最为典型。l棱角明显的称为棱柱状结构体。常出现棱角明显的称为棱柱状结构体。常出现于干湿交替的心土层中于干湿交替的心土层中l此类结构体内部紧实，孔隙少，通气不此类结构体内部紧实，孔隙少，通气不良，但结构体之间的裂隙会漏水漏肥。良，但结构体之间的裂隙会漏水漏肥。l横轴大于纵轴，呈扁平状，由于水横轴大于纵轴，呈扁平状，由于水的沉积和机械压力所形成，常出现的沉积和机械压力所形成，常出现土壤的犁底层中，地表结壳和板结土壤的犁底层中，地表结壳和板结也属于此类。也属于此类。

19、l此结构土粒排列紧密，通透性差，此结构土粒排列紧密，通透性差，对种子发芽和植物生长不利对种子发芽和植物生长不利-。l指近似球形的较疏松的多孔的土团。指近似球形的较疏松的多孔的土团。直径约为直径约为0.25-10mm，其中小于，其中小于0.25mm的称为微团粒，理想的团粒大的称为微团粒，理想的团粒大小在小在2-3mm。群众称之为。群众称之为“米糁子米糁子”、“蚂蚁蛋蚂蚁蛋”。l团粒常出现在表土中，具有良好的团粒常出现在表土中，具有良好的物理性能，是肥沃土壤的结构体。物理性能，是肥沃土壤的结构体。l有机质和钙离子含量高的土壤，有有机质和钙离子含量高的土壤，有利于团粒结构的形成。利于团粒结构的形成。

20、l在黑钙土的表层和肥沃的菜园土土在黑钙土的表层和肥沃的菜园土土壤中，团粒结构数量多。壤中，团粒结构数量多。l通常说通常说“土壤结构体土壤结构体”往往是指团往往是指团粒结构粒结构 团粒结构是指近似球形，疏松多孔的小团团粒结构是指近似球形，疏松多孔的小团聚体，其直径约为聚体，其直径约为0.25-10mm0.25-10mm。粒径。粒径0.25mm0.25mm以下以下的的, ,称微团粒。称微团粒。 生产中最理想的团粒结构粒径为生产中最理想的团粒结构粒径为2-3mm,是是一种较好的土壤结构类型一种较好的土壤结构类型l土壤结构性的评价要从两方面衡量：评价要从两方面衡量：一是从土壤整体整体来看，如结构体的类

21、型、大小、数量和孔隙状况。二是从结构体本结构体本身来看，如结构体的外形、大小、数量及品质（即稳定性及孔性）。l1、土壤结构体的孔隙状况、土壤结构体的孔隙状况l块状、核状、柱状、棱柱状和片状结构体内部致密，块状、核状、柱状、棱柱状和片状结构体内部致密，孔隙细小，总孔隙度小，结构体内部多为无效孔隙，有效水少，空气难以流通，根系难以穿扎；结构体之间又是较大的裂隙，虽然可通气，但往往成为漏水漏肥的通道。因此，缺乏保水供水、保肥供肥能力较强的毛管孔隙，没有适当的大小孔隙的比例，不是理想的结构体。 l团粒结构是经过多级团聚而成，具有多级孔隙，总孔隙度大，团粒结构是经过多级团聚而成，具有多级孔隙，总孔隙度大

22、，团粒内部主要是毛管孔隙，团粒之间主要是通气孔隙，大小孔隙并存，搭配适当，水气各得其所，协调水气矛盾。l土壤结构体的稳定性包括机械稳定性、生物稳定性和水稳定性。机械稳定性、生物稳定性和水稳定性。l机械稳定性又称力稳定性(force stability)，是指土壤结构体抵抗机械压碎的能力。结构体的机械稳定性越大，在耕锄等管理过程中被破坏的就越少。结构的力稳定性主要决定于结构体内部的黏结力。l生物稳定性(biological stability)是指结构体抵抗微生物分解的能力，主要决定于与结构体结合的有机物的性质以及相互结合的方式。l水稳定性(water stability)是指结构体浸水后不易分

23、散的性能。水稳定性强的结构体不易因降雨或灌溉而造成破坏。有的结构体浸水后极易分散，称为水不稳定性结构体。l1、土壤结构体的形成、土壤结构体的形成l土壤结构体的形成可分为两个阶段：第一阶段是由原生土粒（分散的单粒）黏结胶结形成初级的复粒（或微团聚体）或致密的土团。第二阶段由复粒或小土团进一步黏结，在外力作用下成型，形成各种大小、形状、性质的结构体。胶体的凝聚作用可使单粒聚合成复粒，并进一步胶结成较大的结构体。l块状、柱状和片状结构通常是由单粒(single particle)直接黏结而成，或初级复粒(compound particle)黏结而成的土体，沿一定方向破裂而成，它们没有经过多次复合和团

24、聚作用。l团粒结构(cluster structure)则是各种胶结物质在成型动力作用下，使初级复粒进一步逐级黏合、胶结、团聚，一次形成第二级、第三级微团聚体，再经多次团聚，使若干微团聚体胶结起来，成为各种大小性状不同的团粒结构体。l团粒结构的形成条件包括两方面，即胶结物质和成型动力。l土壤中的胶结物质大体上有以下三类：土壤中的胶结物质大体上有以下三类：l（1）有机胶体）有机胶体 有机胶体是土壤中重要的胶结物质，在有机质的参与下形成的团粒一般具有水稳性和多孔性。具有胶结作用的有机物质种类很多，如腐殖质、多糖类、蛋白质等，许多微生物的分泌物和菌丝也具有团聚作用，其中腐殖质最为重要。其中腐殖质最为

25、重要。腐殖质中胡敏酸的缩合度高，相对分子量大，具有较强的胶结能力。l （2）无机胶体）无机胶体 包括层状硅酸盐类黏粒、含水氧化铁铝、硅酸及氧化锰的水合物等。黏粒具有巨大的比表面和表面能，黏结力强，在结构形成中起重要作用。块状结构或柱状结构均被无机物质黏结而成。氧化铁铝胶体脱水后不可逆或可逆缓慢，形成牢固的结构体具有水稳性和力稳性。l（3）钙和其它阳离子）钙和其它阳离子 阳离子与土壤中带负电荷的胶体（腐殖质和黏粒等）相互吸引，产生凝聚作用，胶结土粒。二价、三价阳离子的凝聚能力强，一价阳离子，凝聚能力弱，土粒易分散。l在农业生产中常用Ga2+（石灰或石膏）来促进土壤凝聚，促进土壤结构的改善。l团粒

26、结构的形成条件除需要胶结物质外，还必须要有外力推动作用才能形成稳定的独立结构体。主要的成型动力有：l（1）生物作用包括植物根系、蚯蚓等动物和微生物的作用。l（2）干湿交替土壤具有湿胀干缩的性能。土壤干湿交替的不断发生，土体就不断被分割，利于团粒的形成。 l（3）冻融交替 冻融交替经过一冬的冻融交替后，土壤结构状况得到改善。l（4）土壤耕作合理及时的耕作，可促进团粒结构的形成。 l1、团粒结构的特点、团粒结构的特点l良好的团粒结构一般应具备以下特点：l（1）有一定的结构形态和大小有一定的结构形态和大小 旱地一般以直径为0.2510 mm、边面不明显的球形较好，其中又以其中又以13 mm的大小较理

27、想的大小较理想，过大或过小对形成适当的孔隙不利。l（2）具有多级孔隙）具有多级孔隙 单粒先凝聚成微团粒，再由微团粒胶结成团粒以及团粒进一步团聚成较大的团粒结构，只有经过多次团聚形成的团粒结构，才含有一定数量和适当比例的多级孔隙。这样，大孔隙通气、透水，小孔隙保水、蓄水。l（3）有一定的稳定性，即一定的水稳性、机械稳固性和生物稳定性。）有一定的稳定性，即一定的水稳性、机械稳固性和生物稳定性。l土壤腐殖质可以通过多价阳离子（Ca2+、Fe3+、Al3+等）与矿质土粒形成有机-无机复合体再经多级团聚形成水稳性团粒。形成结构体的有机质的种类很多，其抵抗微生物分解的能力各不相同，因而不同的团粒抗拒微生物

28、分解的稳定性便有差异。人工合成的结构改良剂形成的团粒，其生物稳定性强于腐殖质交界形成的团粒。2、团粒结构对土壤肥力的调节作用、团粒结构对土壤肥力的调节作用(1(1）协调土壤水、气矛盾）协调土壤水、气矛盾(2(2）协调土壤有机养分消耗与积累矛盾）协调土壤有机养分消耗与积累矛盾(3(3）能稳定土壤温度，使温度状况适宜）能稳定土壤温度，使温度状况适宜(4(4）改良土壤耕性，有利于根系伸展）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、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

29、肥力气热比较相互协调，被称为土壤肥力“调节调节器器”。 团粒结构孔隙大小兼备，分布合理：团粒结构孔隙大小兼备，分布合理： 团粒结构具有多团粒结构具有多级孔隙，团粒结构体内多为毛管孔隙、团粒结构之间多为大级孔隙，团粒结构体内多为毛管孔隙、团粒结构之间多为大孔隙，大小孔隙兼备，总孔隙度大，通气和透水性能都较好。孔隙，大小孔隙兼备，总孔隙度大，通气和透水性能都较好。团粒与团粒结构之间的大孔隙可以通气透水，结构内部的大团粒与团粒结构之间的大孔隙可以通气透水，结构内部的大量的毛管孔隙可以保存水份。量的毛管孔隙可以保存水份。l在团粒结构发达的土壤中，团粒与团粒之间的孔隙是通气孔隙，在团粒结构发达的土壤中，

30、团粒与团粒之间的孔隙是通气孔隙，可以可以通气、透水，能把大量的雨水甚至暴雨迅速吸入土壤。通气、透水，能把大量的雨水甚至暴雨迅速吸入土壤。而团而团粒内部的孔隙有大量的毛管孔隙，可以保存水分，所以团粒结构粒内部的孔隙有大量的毛管孔隙，可以保存水分，所以团粒结构发达的土壤中，水气能并存，能协调植物对水分、空气的需求。发达的土壤中，水气能并存，能协调植物对水分、空气的需求。l团粒结构的小水库作用主要表现为团粒结构的小水库作用主要表现为透水性好透水性好，可接纳大量雨水和，可接纳大量雨水和灌溉水，而团粒内部保水性强，天旱时还可防止水分蒸发，这是灌溉水，而团粒内部保水性强，天旱时还可防止水分蒸发，这是由于天

31、旱时表层蒸发失水后，土体收缩切断与下层毛管连通性，由于天旱时表层蒸发失水后，土体收缩切断与下层毛管连通性，水分蒸发损失少。水分蒸发损失少。l具有团粒结构的土壤，团粒之间的大孔隙有空气存在，供氧充足，好气微生物活动旺盛，有机物质分解快，养料转化迅速，可供作物吸收利用。l团粒内部则有利于腐殖化，保存养分。团粒内部则有利于腐殖化，保存养分。 协调了土壤的保肥和协调了土壤的保肥和供肥的矛盾。供肥的矛盾。l团粒团粒结构表面结构表面中微生物活动强烈，土壤中微生物活动强烈，土壤养分供应较足；养分供应较足；团粒内部嫌气分解养分释放的速率就更慢，团粒团粒结构内部结构内部微生物微生物活动较弱，有活动较弱，有利于养

32、分的储藏。利于养分的储藏。 从而协调了土壤中的空气与养分，保肥与供肥的矛盾，起着起着“小肥料库小肥料库”的作用。的作用。 l（3）、能稳定土壤温度，调节土壤热状况）、能稳定土壤温度，调节土壤热状况l具有团粒结构的土壤，团粒内部的小孔隙可以保存较多的水分，具有团粒结构的土壤，团粒内部的小孔隙可以保存较多的水分，使土壤热容量增加，使土壤温度保持稳定，不致以迅速升温、使土壤热容量增加，使土壤温度保持稳定，不致以迅速升温、降温。降温。l（ 4 ）、改良耕性和有利于作物根系伸展改良耕性和有利于作物根系伸展l具有团粒结构的土壤，单位体积内土壤接触的面积较小，能大具有团粒结构的土壤，单位体积内土壤接触的面积

33、较小，能大大的减弱土壤的黏结性和黏着性，从而大大减少耕作阻力，提大的减弱土壤的黏结性和黏着性，从而大大减少耕作阻力，提高了农机具效率和耕作质量。有团粒结构的土壤比较疏松，使高了农机具效率和耕作质量。有团粒结构的土壤比较疏松，使作物根系穿插容易，而团粒内部又有利于根系的固着和给予较作物根系穿插容易，而团粒内部又有利于根系的固着和给予较好的支持。好的支持。l总之团粒结构使土壤孔性良好，协调土壤水肥气热的能力强总之团粒结构使土壤孔性良好，协调土壤水肥气热的能力强 。通常把团粒结构称为土壤水、肥、气、热的通常把团粒结构称为土壤水、肥、气、热的“调节器调节器”。1精耕细作，增施有机肥料精耕细作，增施有机

34、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。良好结构的主要方法。 2、实行合理轮作、实行合理轮作-作物根系的活动及耕作活动对土壤结构有重要影响。不管什作物根系的活动及耕作活动对土壤结构有重要影响。不管什么作物，只要根系发达，都能促进团粒的形成。么作物，只要根系发达，都能促进团粒的形成。-不同的轮做制对土壤结构有不同影响。冬季种植一季豆科绿不同的轮做制对土壤结构有不同影响。冬季种植一季豆科绿肥有利于团粒的形成，其中以紫云英为最好。肥有利于团粒的形成，其中以紫云英为最好。l3、合理灌溉与耕作、合理灌溉与耕作 l大水漫灌由

35、于冲刷大，对结构破坏最大，且易造成土壤板结；沟灌喷灌或地下灌大水漫灌由于冲刷大，对结构破坏最大，且易造成土壤板结；沟灌喷灌或地下灌溉较好些。另外灌后要及时疏松表土，防止板结，恢复土壤结构。溉较好些。另外灌后要及时疏松表土，防止板结，恢复土壤结构。l合理耕作，可以创造和恢复结构，正确的耕、耙、耱、镇压等耕作措施都会收到合理耕作，可以创造和恢复结构，正确的耕、耙、耱、镇压等耕作措施都会收到良好的效果；但进行不当也会产生不良效果，如过分频繁镇压和耙耱，会使土壤良好的效果；但进行不当也会产生不良效果，如过分频繁镇压和耙耱，会使土壤结构破坏。一般来说，较黏重的土壤多耙，会对改善土壤结构起良好作用。结构破

36、坏。一般来说，较黏重的土壤多耙，会对改善土壤结构起良好作用。l充分利用晒垡和冻垡干湿交替与冻融交替对结构形成的作用，可以使较黏重的土充分利用晒垡和冻垡干湿交替与冻融交替对结构形成的作用，可以使较黏重的土壤变得酥脆，这是我国广大农民在长期生产实践中创造团粒结构，常用的有效措壤变得酥脆，这是我国广大农民在长期生产实践中创造团粒结构，常用的有效措施。施。l4、改良土壤酸碱性、改良土壤酸碱性 l改良土壤酸碱性和土壤阳离子组成影响土壤结构，过酸或过碱的土壤，胶体上吸附一价阳离子（H+、Na+）多，使土粒分散，结构破坏；二价阳离子如钙对保持和形成团粒结构有良好作用。因此，在给酸性土壤施用石灰、改良碱土时施

37、用石膏，调节土壤阳离子组成，对形成团粒结构具有良好作用。5、土壤结构改良剂的应用、土壤结构改良剂的应用-土壤结构改良剂指能改善并稳定土壤结构的制剂。可分为人工合成高分子土壤结构改良剂指能改善并稳定土壤结构的制剂。可分为人工合成高分子聚合物、天然结构改良剂和无机制剂等三类。聚合物、天然结构改良剂和无机制剂等三类。（1）人工合成高分子聚合物：）人工合成高分子聚合物：上世纪五十年代在美国问世。主要种类有四上世纪五十年代在美国问世。主要种类有四类。特点是用量少，形成的结构体稳定。如乙酸乙烯脂（类。特点是用量少，形成的结构体稳定。如乙酸乙烯脂（VAMA）、水解）、水解聚丙烯腈（聚丙烯腈（HPAN）、）、

38、聚乙烯醇（聚乙烯醇（PVA）和聚丙烯酰胺（）和聚丙烯酰胺（PAM）等）等。 （2）天然有机制剂：天然有机制剂：由自然有机物料加工而成。与合成制剂比较，用量较由自然有机物料加工而成。与合成制剂比较，用量较大，稳定性较差，稳定时间较短。大，稳定性较差，稳定时间较短。（3）无机制剂：）无机制剂：如硅酸钠、澎润土、沸石、氧化铁（铝）硅酸盐等。利用如硅酸钠、澎润土、沸石、氧化铁（铝）硅酸盐等。利用他们某一方面的特性来改良土壤结构。如澎润土的膨胀性强，可以减少水他们某一方面的特性来改良土壤结构。如澎润土的膨胀性强，可以减少水份滲漏。氧化铁（铝）制剂的孔隙多，可以改善土壤的通透性。份滲漏。氧化铁（铝）制剂的

39、孔隙多，可以改善土壤的通透性。l土壤耕性土壤耕性(soil tilth)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。l耕性的好坏，密切影响到土壤耕作质量及土壤肥力，可反映土壤的熟化程度。l良好的土壤耕性不仅为播种、出苗和植物生长创造良好的土壤环境条件，而且对减少土壤耕作时的阻力或油料消耗有一定的作用。l土壤的耕性主要取决于土壤的物理机械性。土壤的耕性主要取决于土壤的物理机械性。l土壤物理机械性土壤物理机械性(soil mechanical properties)是多项土壤动力学性质的统称，包括黏结性、黏着性、可塑性、胀缩性以及其它受外力作用后（如农机具的切割、穿

40、透和压板等作用）而发生形变的性质。l1、黏结性和黏着性、黏结性和黏着性l（1）土壤黏结性）土壤黏结性(soil cohesion)是土粒与土粒之间通过各种引力（范德华力、水膜表面张力、库仑力、氢键等）而相互黏结在一起的性质。这种性质使土壤具有抵抗外力破碎的能力，也是耕作时产生阻力的主要原因之一。l（2）土壤黏着性）土壤黏着性(soil adhesion)是土壤在一定含水量的情况下，土粒黏着在外物（农具等）表面的性质。土壤黏着性是土粒水膜外物之间的引力。土壤过湿时进行耕作，土壤黏着农具，增加了土粒与金属之间的摩擦阻力，使耕作困难。土壤黏着性是土粒土壤黏着性是土粒水水外物相互间的分子引力引起的。外

41、物相互间的分子引力引起的。l土壤质地 土壤质地越黏重，土粒愈细，土粒间接触面愈大，相互间引力越强，土壤黏结性和黏着性愈强，所以黏质土壤的黏结性和黏着性都很显著，耕作困难。l土壤含水量 水分含量对黏结性的影响。见图l土壤结构土壤结构 团粒结构可使土团接触面减少，因而其黏结性和黏着性降低，土壤疏松易耕。l土壤腐殖质含量土壤腐殖质含量 腐殖质含量增加可减弱黏土的黏结性，因为腐殖质在土粒外围形成薄膜，改变了黏粒接触面的性质；腐殖质能促进良好结构的形成，减少土壤的分散度；腐殖质的粘结力、粘着力分别是粘粒的腐殖质的粘结力、粘着力分别是粘粒的1/11和和1/2，但比砂粒大，但比砂粒大，因而腐殖质可以改善砂质

42、土过于松散的缺点。l土壤代换性阳离子的组成土壤代换性阳离子的组成 不同的阳离子种类可影响土粒的分散和团聚。钠一价阳离子可使土粒分散，导致黏结性、黏着性增大。二价钙、镁离子能促使土壤胶体凝聚，土粒间的接触面积减少，从而降低土壤的黏结性和黏着性。l可塑性可塑性(soil plasticity)。是指是指土壤在一定含水量范围内，可被外力任意改变成各种形状，当在外力解除和土壤干燥后，仍能保持其变形的性能称为可塑性l l土壤产生可塑性的基本原因是因为土壤中的黏粒成薄片状，土壤产生可塑性的基本原因是因为土壤中的黏粒成薄片状，彼此间的接触面甚大，当土壤含有一定量的水分时，黏粒表面包被一层水膜，若加外力揉搓，

43、使片状黏粒在水膜的湿润下，可将原来杂乱的排列，变成相互平等的定向排列，并为水膜拉力所固定，保持新的形状，失水干燥后，由于土粒的黏结力，仍能保持其所改变的形状。这就是可塑性产生的原因（如下图）l水分含量水分含量 土壤开始呈现可塑状态时的水分含量称为下塑限（塑限），下塑限（塑限），土壤失去可塑性而开始流动时的土壤含水量，称为上塑限（流限）。上塑限（流限）。上塑限与下塑限含水量之差称为塑性值塑性值，也叫塑性指数。塑性值大，土壤的可塑性强，显然，只有土壤水分含量在可塑性范围内，土壤才有可塑性。l土壤质地土壤质地 土壤中黏粒愈多，质地愈细，塑性愈强。l土壤按塑性值分类如下：强塑性土（黏土）17，塑性土（

44、壤土）17-7，弱塑性土（砂壤）7，无塑性土（砂土）0。l代换性阳离子代换性阳离子 代换性钠离子因水化度大，使土壤分散，因此可塑性增大。相反，钙离子因具有凝聚作用可减少土壤的可塑性。l土壤有机质土壤有机质 有机质能提高土壤上、下塑限，但一般不改变其塑性值。这是因为有机质本身缺乏塑性而吸水性强，故有机质含量高的土壤，要等有机质吸足水分以后才开始形成产生塑性的水膜，从而使其上、下塑限提高。l土壤在塑性范围内不宜进行耕作。土壤在塑性范围内不宜进行耕作。l土壤的胀缩性土壤的胀缩性(soil expansion and shrinkage) 只有在塑性土壤中表现，土壤只有在塑性土壤中表现，土壤干时收缩，

45、湿时膨胀的特性称为土壤胀缩性，土壤胀缩性影响耕作质量。胀干时收缩，湿时膨胀的特性称为土壤胀缩性，土壤胀缩性影响耕作质量。胀缩性很强的土壤，对农业生产不利。因为土壤膨胀时，对周围土壤产生强大缩性很强的土壤，对农业生产不利。因为土壤膨胀时，对周围土壤产生强大压力，而可能对植物根系发生机械损伤；收缩龟裂时，易拉断植物根系。压力，而可能对植物根系发生机械损伤；收缩龟裂时，易拉断植物根系。l影响胀缩性的因素：影响胀缩性的因素：（1）粘土矿物种类：以蒙脱石为主要粘土矿物的土壤，胀缩性最强。以高岭）粘土矿物种类：以蒙脱石为主要粘土矿物的土壤，胀缩性最强。以高岭石为主的土壤，胀缩性差。石为主的土壤，胀缩性差。（2）交换性阳离子种类：如果交换性阳离子中，水化能力很强的阳离子）交换性阳离子种类：如果交换性阳离子中，水化能力很强的阳离子(如：如：Na+)很多，土壤的胀缩性就较强。很多，土壤的胀缩性就较强。（3）质地：质地粘重的土壤，胀缩性较强；沙土不具有胀缩性。）质地：质地粘重的土壤，胀缩性较强；沙土不具有胀缩性。l l1 、土壤耕性的含义、土壤耕性的含