土壤学——土壤基本性质课件

1、第二章第一节 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第四节 土壤酸碱性土壤基本性质 第一节 土壤孔隙性研究土壤孔隙性的意义土壤孔隙：土壤中土粒或团聚体之间及团聚体内部的空隙。土壤孔（隙）性：是指土壤孔隙的数量、大小、比例及其性质的总称。土壤孔性土壤孔隙度：是指土壤孔隙的多少，反应土 壤水气的供应总量土壤孔隙类型：是指土壤孔隙的大小，反应土壤水气供应的协调能力 土壤孔（隙）性状况好坏由两方面衡量：孔隙的量，以孔隙度表示孔隙的质，即大小孔隙分配，上下土层分布。 孔隙状况必须保证作物对水分和空气的需要，有利于根系的伸展和活动，因此一是要求土壤中孔隙的容积要较多，二是要求大小孔隙的搭配

2、和分布较为恰当。一、土壤密度、土壤容重、土壤孔隙度（一）土壤密度单位体积固体物质的干重。单位： g/cm3 、 t/m3。一般土壤的土粒密度平均2.65。土壤密度数值的大小主要与两个因素有关：土壤矿物组成和含量有关，书上见矿物比重：石英2.65，正长石2.57，高岭石2.6-2.65，蒙脱石2.00-2.20。与土壤有机质含量有关，表土层有机质含量高，密度小于心土、底土，有机质比重1.2-1.4g/cm3. 由于土壤比重差别较小，一般2.6-2.7，通常用2.65作为土壤密度。（二）土壤容重 单位体积自然土壤的重量（干重）称为土壤容重。反应土壤的疏松程度。单位为g/cm3 、 t/m3，土壤之

3、间差别较大。（一）计算孔隙度（二）判断土壤熟化程度 旱地 1.11.3适宜，水田0.5-o.6适宜。（三）利用它计算土壤重量、水分、养分、盐分含量。思考题：砂土与粘土的容重哪个大？例1、已知土壤容重为1.15g/cm3，求亩（666.7m2）耕层0-20cm土壤土重。解：666.70.21.15=153t=153000 kg因此过去常说每亩耕层土壤约150t 。2、已测得有机质含量1%，求亩耕层土壤有机质重量？W有=W1%=1501%=1.5tN、P、K等都可计算出，如测得N含量0.05%，则亩含N ？kg，如测得盐含量0.3%，则亩含盐？kg。（三）土壤孔隙度1、土壤孔隙度 土壤孔隙的容积占

4、整个土壤容积的百分数。 2、孔隙比 指土壤中孔隙容积与土粒容积的比值。（四）土壤孔隙类型（1）非活性孔隙（无效孔隙） 土壤最细小的孔隙当量孔径0.002mm，土壤水吸力1500KPa，该类孔隙充满无效水，根毛难以进入，微生物亦难进入， 在粘质土壤中此孔较多，板结土壤此孔也较多。（2）毛管孔隙 该孔隙直径d=0.002mm0.02mm，具毛管作用，土壤水吸力150 1500KPa, 壤土和结构好的土壤此孔较多。（3）通气孔隙（非毛管孔隙）孔隙直径 d0.02mm，此类孔隙中的水分可在重力作用下短时间内排出而成为通气孔隙，土壤水吸力150KPa 。通气孔隙度%=总孔隙度（%）-毛管孔隙度（%）二、

5、土壤孔隙度的调节1、土壤孔隙性与植物生长的关系“上虚下实”。一般土壤中大小孔隙同时存在，土壤总孔隙度在50%60%左右，通气孔隙度大于10%，非活性毛管孔隙很少，则比较理想；理想的菜园地，土壤总孔隙度在50%60%左右，通气孔隙度达28%。各种孔隙度的计算，可按照土壤中各级孔隙占土壤的容积来计算。总孔隙度（已有计算公式）通气孔隙度=总孔隙度-田间持水量*土壤容重例：某菜园地土壤容重为1.20g.cm-3,田间持水量为28%，试分析土壤孔隙性的好坏。二、土壤孔隙度的调节2、调节措施（1）优化机械化作业，防止土壤压实。（2）合理轮作和增施有机肥料（3）合理耕作，创造良好的耕层构造（4）改良不良的质

6、地（5）采用工程措施。第二节 土壤结构性一、 土壤结构性土壤结构性的概念： 通常所说的“土壤结构”实际包含两个方面，土壤结构性和土壤结构体，土壤结构体是指土壤中的土粒相互黏结团聚成大小形状和性质不同的聚合体称之为土壤结构体。土壤结构性是指土体中土壤结构体的大小、类型、数量、品质及其相互排列方式和相应的孔隙状况等的综合特性。它是土壤的重要物理性质。（一）土壤结构体的类型1、片状结构体 农民称卧土，水平轴 发育大大超过纵轴，呈扁平状，厚度1-5mm。常出现与犁底层和雨后或灌溉结壳。2、柱状、棱柱状结构体 在结构体形成时纵轴发育大于水平轴，在土体中直立，边面不明显称柱状结构体。边面棱角明显称棱柱状结

7、构。它常出现于北方干旱半干旱，富含粉砂或粘重质地、干湿交替明显的心底土中，群众称之为立土、竖土。表面有铁质、锰质胶膜形成棱柱状结构，内部紧实。3、块状结构体、核状结构体，农民称之为“坷垃”，纵轴与水平轴大体相等，边面不明显，分大块状、块状和碎块状。表土中多见块状与碎块状。常出现于有机质缺乏瘠薄而粘重的土壤，土壤过干过湿耕作最易形成块状结构。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、底土中，农民称之为“蒜瓣土”。4、团粒结构 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

8、农业土壤肥力具重要作用。（二）土壤结构体与土壤肥力1.团粒结构与土壤肥力 对土壤肥力尤其是粘土的肥力起良好的作用，原因如下：（1）团粒结构具有较适宜的孔性；（2）团粒结构较多的土壤具有蓄水抗旱作用；（3）团粒结构较多的土壤可以协调水气矛盾、保肥和供肥的矛盾；（4）团粒结构可提高土壤耕作质量；2、其它结构与土壤肥力 片状结构出现在水田犁底层、块状结构出现在盐碱地的表层有利于肥力的发展，其它结构的土体中水肥气热极不协调，因此为不良结构体。二、土壤结构形成土壤结构体形成大体经历两个阶段：第一阶段是由原生土粒（分散的单个土粒）黏结形成为初级的次生土粒（复粒）或较大的土体；第二个阶段则是由初级的复粒在各

9、种胶结物的作用下进行团聚或由土粒粘结成的土体沿一定方向破裂而成。三、土壤良好结构性的调节 良好结构创造了良好的作物生长环境，但良好结构并不易形成也不易保持，大雨漫灌，土壤压板，有机质减少等都造成结构破坏，所以不良结构需改良，常见措施有：（一）深耕结合施有机肥（二）合理的土壤耕作和灌溉（三）合理轮作倒茬，扩种绿肥和牧草（四）施用土壤结构改良剂 有天然（腐殖质）和合成改良剂（聚乙烯醇、聚丙烯酰胺）两类，都具很好效果第三节 土壤物理机械性与耕性一、土壤物理机械性 土壤物理机械性是多项土壤动力学性质的总称，它包括粘结性，粘着性，可塑性，胀缩性以及其它受外力作用（农机具的切割、穿透和压板等作用）而发生变

10、形的性质。（一）土壤物理机械性1、土壤粘结性 土粒间由于分子引力而相互粘结在一起的性质，它使土壤具有抵抗破碎和分散的能力。2、土壤粘着性 指土壤在一定含水量范围内粘附外物的性能。3、土壤可塑性 指土壤在一定含水范围内受外力作用而发生变形，当外力消失后土壤继续保持变形的性状。原因：片状粘粒当外围水膜到一定厚度时，施一定外力，原来杂乱排列的土粒，借水膜的滑动作用，使土粒定向排列成相互平行状，干燥失水后，由于土粒间的粘结力而保持了塑形。4、胀缩性 土壤吸水后体积膨大失水后体积收缩的性质。（二）影响土壤物理机械性强弱的因素1、土壤质地2、土壤含水量3、土壤结构4、土壤有机质含量5、土壤代换性阳离子组成

11、二、土壤耕性（一）土壤耕性的概念土壤耕性：指土壤在耕作时反映出来的特性。从三方面评价：（一）耕作的难易；（二）耕作质量的好坏；（三）适耕期长短；不是任何时间都可耕作，湿润、酥软是旱田适耕时期，砂土、壤土、粘土适耕期长短不同。 三、土壤耕性的调节土壤宜耕期的确定： 取一把土握紧，然后放开手，松散时即为宜耕状态。把土握成土团，而后松手使土团落地，碎散的即为宜耕状态；试耕，梨起后的土垡能自然散开，即为宜耕状态。调节土壤的耕性可从以下几个方面进行： (一)增施有机肥 (二)客土改良质地 (三)掌握宜耕含水量及宜耕时期（四）创造良好的土壤结构 第四节 土壤酸碱性 土壤酸碱性是土壤固有的化学性质，产生的原

12、因： 气候因素 它决定成土过程的淋溶强度。气温高、降雨量大的气候条件，母质、土壤中的盐基成分易于遭受淋失，使土壤逐渐酸化。反之，干旱气候，降雨量远远低于蒸发量，盐基成分积累于土壤及地下水，使土壤向碱化方向演化。即“南酸北碱”。 母质因素 母岩母质的组成性质对土壤酸碱度具有深刻的影响。如酸性岩上发育的土壤容易向酸性发展，而基性岩相反。 生物因素 生物产生的CO2溶于水产生的H+对于土壤酸化有重要作用。另外植被不同，残体成分不同，影响土壤酸碱性。 施肥和灌溉的影响 如酸性肥（NH4）2SO4、 KCl长期使用造成土壤酸化等。一、土壤酸碱指标及等级（一）土壤pH和酸碱性分级： pH 9.5级别 极强

13、酸性 强酸性 酸性 中性 碱性 强碱性 极强碱性 土壤反应就是土壤酸碱性。土壤反应分为酸性、中性和碱性，其区分决定于土壤溶液中游离的H+与OH-的浓度的比例。土壤的酸碱度一般用pH值表示。土壤酸碱性的来源不仅决定于土壤溶液中H+,更重要的是决定于土壤胶体上致酸离子（H+和Al3）或致碱离子（Na）的数量，也决定于土壤中酸性盐类或碱性盐的存在。二、土壤酸性 （一）土壤酸性的产生1、生命活动2、土壤中活性铝的作用3、吸附性H+和Al3+的作用 土壤显酸性一方面和土壤溶液中的H+有关，另一方面又和土壤胶体上吸附致酸离子有关。土壤酸度是土壤中氢离子数量的反映。因此土壤酸度可根据H在土壤中所在的部位而分

14、为两种类型；活性酸度和潜性酸度。 活性酸度 指与土壤固相处于平衡状态的土壤溶液中游离的H浓度所直接显示的酸度。它是土壤酸度的活度指标，通常用pH值表示。一般用水浸出液加指示剂来测定。潜性酸度 指土壤胶体上吸附着的H和Al3所引起的酸度。它是土壤酸度的容量指标。一般情况下它不显示出来，只有当被吸附的H和Al3被交换到溶液中后才显示，所以称为潜性酸度，通常用1000g烘干土中H的厘摩尔数来表示。三、土壤碱性（一）土壤碱性的产生1、土壤中碱性盐的水解2、硫酸盐还原成硫化物后水解 （水田中易产生）3、土壤胶体上的Na+代换水解作用 土壤呈碱性反应主要是因为其溶液中含的一定数量的弱酸强碱盐及土壤胶体表面

15、吸附有碱金属及碱土金属的阳离子。可用碱化度表示：土壤碱化度土壤中交换性钠离子占阳离子交换量的百分数叫做土壤碱化度。5%-10%弱碱化土10%-20%碱化土20% 碱土%四、土壤酸碱性对植物生长和土壤肥力的影响及调节（一）对植物生长发育和土壤肥力的影响1、直接影响植物生长发育2、影响养分的转化和有效性 在中性条件下，有机质矿化较快，土壤有效氮供应较好，PH6-7磷的有效性最大，Fe、Mn、Zn、Cu、Co强酸性条件下，溶解性强易对作物造成毒害。Mo在碱性条件下有效性高，B在中性条件下有效性高。3、影响土壤微生物活性 4、影响土壤物化性质 酸性土壤和碱性土壤的物理性质都很差表33 主要栽培植物生长

16、适宜的pH范围 大田作物 园艺作物 林业植物 名 称 适宜pH 名 称 适宜pH 名 称 适宜pH 水 稻6.07.0胡 萝 卜5.06.0 槐 树 6.07.0 小 麦6.07.0番 茄6.07.0白 杨6.08.0 大 麦6.07.5西 瓜6.07.0洋 槐6.08.0大 豆7.08.1南 瓜6.58.0松 树5.06.0玉 米6.07.5黄 瓜6.08.0栋 树5.06.0 棉 花6.080柑 梅5.06.0泡 桐6.08.0马铃薯4.85.4杏6.08.0油 桐6.08.0向日葵6.08.0苹 果6.08.0榆 树6.08.0甘 蔗6.07.0桃、梨6.08.0掸 树5.06.0花 生

17、5.56.5核 桃6.08.0冷 杉5.06.0烟 草5.06.0茶5.05.5银 杏6.07.0紫花苜蓿7.08.5板 栗5.06.0云 杉5.06.0图：植物营养元素的有效性与pH的关系456789NCa&MgPKSFe、Mn、Zn、Cu、CoMoBPH（二）土壤酸碱性的调节（一）土壤酸性土改良 经常使用石灰。达到中和活性酸、潜性酸、改良土壤结构的目的。 沿海地区使用含钙的贝壳灰。也可用紫色页岩粉、粉煤灰、草木灰等。 （二）中性和石灰性土壤的人工酸化 露地花卉可用硫磺粉（50g/平方米）或硫酸亚铁（150克/平方米），可降低0.51个pH单位。也可用黑矾肥水浇制。 （三）碱性土壤 施用石膏

18、，还可用磷石膏、硫酸亚铁、硫磺粉、酸性风化煤。五、土壤的缓冲作用（一）土壤缓冲作用的机制1.交换性阳离子的缓冲作用 由于土壤胶体表面 吸附有各种阳离子，当土壤溶液中的H+增加时，胶体表面的交换性盐基离子与其交换使土壤溶液中的H+浓度基本不变。当土壤溶液中的OH-增加时，胶体表面的致酸离子与其交换，使土壤溶液中OH-浓度基本不变。致酸离子中的Al3+水解后可产生3个H+，对碱的缓冲能力特别强。2.弱酸及其盐类的缓冲作用 土壤中大量存在的碳酸、磷酸、硅酸、腐殖酸和其他有机酸及其盐类构成许多缓冲对，也可以缓冲酸和碱的作用。 当加入酸时：CaCO3+H2SO4 CaSO4+H2CO3当加入碱时：H2CO3KOH KHCO3+H2O3.两性物质的缓冲作用 土壤中的一些两性胶体物质，对酸、碱都有中和缓冲作用。4.铝离子的缓冲作用 在强酸性土壤中，游离的Al3+对碱有缓冲作用，这是由于Al3+结合的六个水分子能解离出2个H以中和土壤溶液和增加的OH-,而本身形成复合铝离子的结果。反应式如下：2Al(H2O)63+2OH- Al2(OH)2(H2O)54+4H2O当pH5时，复合铝离子及游离Al3+开始互相结合，成为沉淀而