土壤孔性、结构性和耕性

第一节土壤孔性一、土壤孔性土壤孔性包含两层含义：孔隙度是土壤孔隙的数量，孔径大小及其比例是土壤孔隙质量；砂质土壤孔径大，孔隙度小，粘质土壤孔径小，孔隙度大。所以，不能用孔度大小来描述土壤的通气、透水性强弱。1、土壤孔隙度：土壤孔隙容积占土壤总容积的百分数。孔隙度＝1－固相率＝液相率＋气相率计算式：（一）土壤孔隙度—土壤孔隙的数量指标（1）土壤密度(ρs）①土壤密度：单位容积固体土粒(不包括粒间孔隙的容积)的质量称为土壤密度。（克/厘米3）

③影响土壤密度的因素：土壤密度仅仅取决于土壤固相颗粒的物质组成.④土壤密度值：绝大多数矿物的密度为2.60~2.70g/cm3之间，对于矿质土壤而言，经常取其中间值2.65g/cm3作为土壤密度近似值。②定义式：（2）土壤容重（假比重）(ρb）①概念：田间自然状态下，单位容积土壤（包括孔隙）的干质量称作土壤容重，也称土壤假比重或者干容重。单位：克/厘米3或吨/米3。②定义式：③土壤容重值容重是土壤的一个动态性质，时空变异性很大，耕层以下相对稳定。土壤容重值多介于1.0-1.5g/cm3之间，夯实的土壤容重则可高达1.8-2.0g/cm3。④土壤容重的影响因素：质地影响：砂土（1.2～1.8）>壤土>粘土（1.0～1.5）

土壤结构特征：团聚良好的土壤小于结构不良的土壤

土壤松紧程度：根、虫孔较多容重较小；耕层小于底土。

有机质含量：有机质含量高的土壤容重小；反之，则大。

各种自然因素

人工管理措施⑤容重的意义与作用：是土壤松紧程度的重要判据之一计算土壤孔隙度松紧程度容重(g/cm3)孔度(%)最松松适合稍紧紧实<1.01.0~1.141.14~1.261.26~1.30>1.30>6060~5656~5252~50<50计算土壤重量一亩地农田耕层土壤重约为30万斤左右。计算土壤各组分的数量

设耕层厚度0.2m，容重1.3t/m3，有机质含量15g/kg=0.015t/t，全氮量0.75g/kg=0.00075t/t，计算耕层土壤各种养分储量。

1hm2（104m2）0.2m土层计：

土壤=10000×0.2×1.3=2600t

有机质储量=2600×0.015=39.0t

全氮储量=2600×0.00075=1.95t

当量孔径：与土壤水吸力相当的孔隙直径称为当量孔径。根据毛管理论，得出茹林公式：T=3/D

式中：d-当量孔径（mm）;T-孔隙中土壤的水吸力（mb或cm水柱)

茹林公式的建立，为土壤孔隙分类提供了理论依据。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。

（二）土壤孔隙的大小分级—土壤孔隙的质量指标

1.非活性孔隙：孔径小于0.002毫米（土壤水吸力为1500kPa以上），几乎是束缚水占据的孔道，对作物无益。微生物和根毛都伸不进去，故叫无效孔隙。粘质结构土壤居多。

2.毛管孔隙：当土壤当量孔径为0.02～0.002mm时（土壤水吸力150～1500kPa），毛管作用活动强烈，水分传导顺畅，水分对植物完全有效。

3.通气孔隙（非毛管孔）：孔径>0.02mm，土壤水吸力小于0.15bar，水分受重力作用明显，灌溉时是水分是入渗通道，日常是气体交换通道。二、土壤结构性（一）土壤结构的概念土壤结构：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。土壤结构土壤结构体土壤结构性大小形状不良性状结构体良性结构体块状结构片状结构，鳞片状结构柱状结构，棱柱状结构核状结构团粒结构微团聚体孔性稳定性肥力特性水力学稳定性机械学稳定性生物学稳定性协调水、肥、气、热的能力和改善耕性能力孔隙度和孔隙级别（二）结构体类型良好团粒结构体具备的基本条件：

（1）具有一定结构体形状、大小：旱地一般以直径为0.25～10mm为宜，边面不明显，圆形较好，其中1～3mm大小为佳；水田微团聚体（0.25～0.001mm）的数量愈多愈好。（2）要有多级孔隙：同时担负供水和通气的功能（3）要有一定稳定性：水力学稳定性、机械稳定性、生物学稳定性。是含有机质丰富肥沃土壤的标志特征。（三）团粒结构的优越性（1）改善了土壤孔性（多级）（2）协调着土壤水分与空气矛盾:水分包括透水和保水。（3）协调了土壤保肥与供肥的矛盾（4）稳定了土壤温度，调节了热状况（5）改善了土壤耕性，有利于幼苗出土和根系下扎。（6）其它方面①抑制了毛管水的上升，达到了保水和抑制土壤盐渍化②保护土壤免遭水蚀和风蚀。直径<0.5mm的团聚体，随风飘移可能性大。在生产中，土壤结构是经常变化的。

1、破坏土壤结构的措施：（1）水的作用：雨滴击打、淹灌的泡散，粘粒的水合，以及团聚体内部封闭空气的爆破作用，使团粒分散—灌溉的破坏作用（2）大型农机具重压及人畜的踩踏。（3）土壤胶体上离子倒换过程：化肥施用、土壤板结（4）微生物的两重性：形成腐殖质，分解有机物（四）土壤孔性和结构性的调节2、培育土壤团粒结构的措施：（1）精耕细作，增施有机肥料—土肥相融（2）扩种绿肥牧草，实行合理轮作倒茬：一年生作物耕作频繁，不利于结构形成；多年生作物有利于结构形成；实行粮草轮作，粮肥轮作可以改善结构（3）科学的农田土壤管理实行合理灌溉、晒垡、冻垡灌水方式：细流沟灌，防止大水漫灌。（4）施用土壤结构改良剂使用石灰或石膏：改良土壤的酸碱性人工合成的高分子聚合物制剂等（一）土壤的物理机械性质

土壤物理机械性是多项土壤动力学性质的统称，主要包括粘结性、粘着性、可塑性等，是土壤受内外力作用后产生的性质。

三、土壤物理机械性与耕性1、土壤的粘结性土壤的粘结性就是土粒间互相粘结在一起的性质。它使土壤具有抵抗机械破碎的能力，增加耕作时的阻力，并影响耕作质量，阻碍植物根系的发育。2、土壤的粘着性土壤的粘着性是指在湿润状态下土壤粘着于其它物体表面的性能。这种性质使土壤在耕作时粘着机具，增加摩擦阻力，造成耕作困难，整地质量恶劣。3、土壤的可塑性（1）土壤在湿润状态下，受外力作用塑造成各种形状，当外力消失和干燥后，仍能保持其形状性能，称为土壤的可塑性。（2）影响土壤可塑性的因素a.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。当水分增多，使可塑状态开始消失时的含水量，称为上塑限。上塑限和下塑限之间的含水范围称为塑性范围。上塑限与下塑限含水量之差称为塑性值。b.土壤质地：土壤中粘粒越多，质地越细，可塑性越强。c.代换性阳离子种类：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小土壤的可塑性。d.有机质含量：有机质能提高土壤的上、下塑限，而一般不改变塑性值。（二）土壤耕性1、土壤耕性：土壤在耕作时及耕作后所反映出来的一系列物理性和物理机械性的总称。2、适耕期：适宜于土壤耕作的土壤水分含量所能保持的时间长短．（1）耕作难易耕作机具所受阻力的大小，可以反映出耕作难易的程度，它直接影响劳动效率的高低。（2）耕作质量土壤耕作后能否形成疏松平整、结构良好、适于植物生长的土壤条件，是衡量土壤耕性的重要标志。（3）宜耕期的长短在保证耕作质量和劳动效率的前提下，宜于耕作的时间长短。也反映了耕作时对土壤水分状况要求的严格程度。3、衡量土壤耕性好坏的标准

掌握土壤宜耕状态可从下面几点着手：（1）看地表土色情况地表外白里黑，半干半湿，是正适宜耕作的土壤湿度。（２）用手检查取土置于手中握紧后放开，看土是否松散，或将土在手中捏成土团，然后将手松开，土团落地如散碎，即为土壤宜耕状态。（３）试耕试耕后土壤被耕锄抛散，不粘机具，则适宜耕作。4、掌握土壤宜耕状态的方法5、旱地耕作的基本作业及其作用

（1）深耕一般耕深到22～24cm以下，其作用主要是扩大活土层，增加总孔度，增大蓄水能力，改善通气透水性，扩大根系营养范围，促进好气微生物活动，加速矿物养分有效化。

（2）耙、耱其主要作用在于破碎表土土块，平整地面，轻度压实，破除表土板结，防止龟裂，减少水分蒸发，创造上需下实的孔隙分布状态。

（3）镇压通常只能在土壤较干旱时进行。其作用为可以压碎土块，填实裂缝，防止透风跑墒。

（4）中耕

是在作物生长期间所进行的田间作业。其主要作用是破除灌水后表土板结