土壤质地与结构

土壤质地与结构第1页，共63页，2023年，2月20日，星期六教学目标了解土壤的颗粒大小与性质了解土壤质地类别与生产形状了解土壤的三相组成与计算方法了解土壤的结构体的种类及其重要性理解土壤是一个复杂的多相体系。第2页，共63页，2023年，2月20日，星期六第一节土壤三相组成

一、土壤的密度和容重

（一）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（实用上多以重量代替，克/厘米3）称为土壤密度。第3页，共63页，2023年，2月20日，星期六多数土壤的密度为2.6～2.7克/厘米3，在机械分析中计算各级土粒的沉降速率时，往往采用“常用密度值”即

常用土壤密度值：2.65克/厘米3。注意在同一土壤中,不同大小土粒的腐殖质含量和矿物组成不同，因而其密度也不同。第4页，共63页，2023年，2月20日，星期六（二）土壤容重

田间自然垒结状态下单位容积土体（包括土粒和孔隙）的质量或重量(克/厘米3或吨/米3），称为土壤容重,曾称土壤假比重。它的数值总是小于土壤密度，两者的质量均以105－110℃下烘干土计。或

单位容积原状土壤（包括孔隙）的质量。

土壤容重值多介于1.0-1.5克/厘米3范围内,

夯实的土壤容重则可高达1.8-2.0克/厘米3第5页，共63页，2023年，2月20日，星期六第6页，共63页，2023年，2月20日，星期六土壤容重的作用①计算土壤孔隙度根据实测土壤的容重与密度，按下式计算：②计算工程土方量③估算各种土壤成分储量④计算土壤储水量及灌水（或排水）定额

(三）影响容重值的因素质地、结构、有机质含量以及各种自然因素和人工管理措施第7页，共63页，2023年，2月20日，星期六第二节土壤质地第8页，共63页，2023年，2月20日，星期六土粒：根据土粒的成分，可分为：

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，一般都视为球体，称为矿物质土粒或矿质土粒，简称土粒。常所指土粒，是专指矿质土粒。土壤颗粒有：单粒和复粒之分。一、矿物质土粒第9页，共63页，2023年，2月20日，星期六石砾：1mm砂粒：1-0.05mm粉粒：0.05-0.002mm粘粒：0.002mm第10页，共63页，2023年，2月20日，星期六物理性砂粒： 粒径在1～0.01mm之间的土粒。第11页，共63页，2023年，2月20日，星期六物理性粘粒： 粒径<0.01mm的土粒。第12页，共63页，2023年，2月20日，星期六土壤颗粒第13页，共63页，2023年，2月20日，星期六土壤颗粒土壤颗粒分级：(mm)直径国际制美国制卡庆斯制中国制石砾>2>2>1>1砂粒2-0.022-0.051-0.051-0.05粉粒0.02-0.0020.05-0.0020.05-0.0010.05-0.002粘粒〈0.002〈0.002〈0.001〈0.002物理性砂粒：1-0.01mm物理性粘粒：〈0.01mm第14页，共63页，2023年，2月20日，星期六土壤颗粒土壤质地分类制：国际制:三级美国制：三级卡庆斯制：二级中国制：三级第15页，共63页，2023年，2月20日，星期六二、土壤质地 各种粒级土粒的配合比例，或各粒级土粒占土壤重量的百分数，也叫土壤的机械组成。第16页，共63页，2023年，2月20日，星期六土壤质地第17页，共63页，2023年，2月20日，星期六土壤质地第18页，共63页，2023年，2月20日，星期六国际制：根据砂粒(2-0.02毫米)、粉粒(0.02-0.002毫米)和粘粒(<0.002毫米)三粒级含量的比例，划定12个质地名称，可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，

<15%者为砂土质地组和壤土质地组;15％－25％者为粘壤组;>25%者为粘土组。当土壤含粉粒>45%时，“粉质”；当砂粒含量在55%-85%时，“砂质”，当砂粒含量>85%时，则称壤砂土或砂土第19页，共63页，2023年，2月20日，星期六土壤质地第20页，共63页，2023年，2月20日，星期六

按3个粒级含量分别于三角形的3条底边划3根垂线，3线相交点，即为所查质地区质地三角图动画！第21页，共63页，2023年，2月20日，星期六

我国将土壤质地分为砂土、壤土和粘土三大组，每组再细分。一般常用的质地种类有：

砂土、砂壤土、轻壤土、中壤土、重壤土、粘土

第22页，共63页，2023年，2月20日，星期六黏性土壤性土沙性土第23页，共63页，2023年，2月20日，星期六1、砂质土壤主要特性：

1-0.05mm砂粒大于50%；通气透水，但养分少，不保水肥；易耕，温度变化快；发小苗不发老苗，适合花生、西瓜等块根、块茎作物。三、不同质地土壤的肥力特点和利用改良第24页，共63页，2023年，2月20日，星期六2、粘质土壤主要特性

〈0.001mm颗粒高于30%，通气透水不良；保水保肥，养分含量高；耕性差，发老苗不发小苗，适合于禾谷类作物。第25页，共63页，2023年，2月20日，星期六3、壤质土壤主要特性：

0.05∽0.01mm颗粒大于30%

北方称为二合土；性质介于黏土与砂土之间。第26页，共63页，2023年，2月20日，星期六不同质地土壤的利用和改良

①客土法地改良案例：江苏省里下河地区②深耕、深翻、人造塥土壤质地主要是继承母质的性质，很难改变。但是，质地不是决定土壤肥力的唯一因素③施用有机肥第27页，共63页，2023年，2月20日，星期六

第三节土壤结构性第28页，共63页，2023年，2月20日，星期六

一、土壤结构体（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。

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（structurality）。土壤结构体或称结构单位，它是土粒（单粒和复粒）互相排列和团聚成为一定形状和大小的土块或土团。第29页，共63页，2023年，2月20日，星期六土壤结构体第30页，共63页，2023年，2月20日，星期六不良结构：

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和毛管孔隙，结构体之间大的通气孔隙，往往成为漏水漏肥的通道。植物根系很难穿扎，干裂时常扯断根系。第31页，共63页，2023年，2月20日，星期六良好结构：

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，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。第32页，共63页，2023年，2月20日，星期六土壤团粒体第33页，共63页，2023年，2月20日，星期六结构体的稳定性机械稳定性生物稳定性水稳定性第34页，共63页，2023年，2月20日，星期六

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，大块土垡破碎成各种大小、形状各异的粒状或团粒状结构体。二、土壤结构体的形成第35页，共63页，2023年，2月20日，星期六土壤结构体形成机制：胶体的凝聚作用；水膜的粘结作用；胶结作用；干湿交替；冻融交替；耕作措施；生物作用第36页，共63页，2023年，2月20日，星期六土粒的排列方式第37页，共63页，2023年，2月20日，星期六单个土粒团聚体微团粒形成阶段与步骤第38页，共63页，2023年，2月20日，星期六第39页，共63页，2023年，2月20日，星期六砂粒砂粒粉粒粉粒粘粒腐殖质第40页，共63页，2023年，2月20日，星期六土粒土粒土粒Ca2+腐殖质第41页，共63页，2023年，2月20日，星期六土粒土粒土粒Fe2+腐殖质Fe3+Al3+第42页，共63页，2023年，2月20日，星期六良好的团粒结构体具有一定的大小；具有大小不同的多级孔隙；具有一定的水稳性、机械稳性和生物稳定性。第43页，共63页，2023年，2月20日，星期六土壤结构改良剂：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第44页，共63页，2023年，2月20日，星期六第四节土壤孔性和土体构造第45页，共63页，2023年，2月20日，星期六一、三相组成和孔隙度第46页，共63页，2023年，2月20日，星期六小孔隙大孔隙第47页，共63页，2023年，2月20日，星期六

土壤固、液、气三相的容积分别占土体容积的百分率，称为固相率、液相率（即容积含水量或容积含水率，可与质量含水量换算）和气相率。三者之比即是土壤三相组成1、三相比第48页，共63页，2023年，2月20日，星期六2、土壤孔隙度(或孔度)： 单位土壤容积内孔隙所占的百分数。

孔隙度＝1－固相率＝液相率＋气相率第49页，共63页，2023年，2月20日，星期六二、三相组成和孔度的测定及计算先测定土壤的固相率、液相率，再用差减法计算其气相率。

1.固相率由实测的土壤密度和土壤容重计算之：密度容重固相率＝2.液相率（容积含水率）土壤含水率（容积％）＝土壤含水量（质量％）×土壤容重第50页，共63页，2023年，2月20日，星期六3.气相率气相率=孔隙度－容积含水率4.实容积率固相率＝实容积率－容积含水率气相率＝1－实容积率土壤三相比＝固相率：容积含水率：气相率

所有孔隙体积的总和占整个土壤体积的比例，叫做土壤总孔隙度（简称总孔度或孔度），以百分数（％）或小数表示。第51页，共63页，2023年，2月20日，星期六适宜的土壤三相比为：固相率50%左右，容积含水率25-30%，气相率15-25%。第52页，共63页，2023年，2月20日，星期六团粒结构土壤的孔度比非团聚化土壤增加1/3至1/2左右。砂土30－45％壤土40-50%粘土45-60%泥炭土〉80％结构良好的壤土和粘土的孔度高达55-65%，甚至在70％以上。总孔度的范围第53页，共63页，2023年，2月20日，星期六最松和最紧的排列方体排列的孔度为47.46%（左）三斜六面体排列的孔度为24.51％（右）第54页，共63页，2023年，2月20日，星期六孔度的推导第55页，共63页，2023年，2月20日，星期六

非活性孔隙：当量孔径<0.002mm的孔隙，根毛和微生物不能进入此孔隙第56页，共63页，2023年，2月20日，星期六

毛管孔隙 当量孔径为0.02～0.002mm的孔隙,植物细