土壤的物理机械性和耕性

土壤基本性质及农业区土壤

〔二〕土壤孔隙度
1、概念——土粒与土粒之间的孔隙称为土壤孔隙在自然状态下，一定容积的土体内土壤孔隙总容积占土壤总容积的百分数。 2、土壤孔隙度的计算
土壤孔隙度=〔1 - 容重/密度〕×100% 例：某土壤耕层容重为1.33g/cm3，土壤密度为
2.65g/cm3 ，那么该土壤总孔隙度为总孔隙度=〔1 -1.33/2.65〕×100% = 50%
第四节中国主要农业区土壤
红壤
景观图
剖
面图
砖红壤
景观图
剖面图
黄壤
景观图
剖面图
灰潮土
景观图
剖面图
黄棕壤
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ景观图
剖面图
褐土
景观图
剖面图
黑土
景观图
剖面图
黑钙土黑钙土
栗钙土
景观图
剖面图
灰钙土
景观图
剖面图
黑垆土
景观图
剖面图
黑垆土
景观图
剖面图
灌淤土
滨海盐土
景观图
剖面图
干旱盐土
景观图
团粒之间的通气孔隙主要起通气透水作用，团粒构造内部的毛管孔隙主要起保水和供水性能，较好地解决了水气矛盾，因此具有团粒构造的土壤其通透性和保蓄性比例适当，有利于土壤中微生物的活动和作物的生长。〔三〕养分供给和贮藏比例适当
团粒构造之间的通气孔隙中，好气微生物活泼，有机质矿化作用强，养分转化快；团粒构造内部相对而言的嫌气环境，有利于腐殖质的积累和团粒构造的稳定。
3.坡面工程措施
4.推广有机旱作种植技术如：免耕、秸秆覆田等。 5.开展灌溉农业、选育抗旱新品种
〔二〕地产水稻田土壤的利用与改进 1.水利措施：修山塘、水库等，挖排灌渠道、

第三章土壤基本性质

解离成离子，形成符号相反而电量相等的两层电荷，所以称之为双电层。
• 双电层由决定电位离子层和补偿离子层组
成。
•土壤胶体的特性
•（1）土壤胶体比表面和表面能
•比表面（比面）是指单位重量或单位体积土体颗
粒的总表面积（cm2/g， cm2/cm3）。
表面积
• （2）土壤胶体电荷
• 永久电荷：由于粘土矿物晶格中的同晶置
2∶1型粘粒矿物，其不同点为水云母的晶层间夹含钾离子，晶格距离较为稳定。
铝片
硅片
铝片硅片
高岭石
• （2）有机胶体(organic colloid) • 有机胶体中最主要的成分是腐殖质（胡
敏酸、富啡酸和胡敏素等），还有少量的木质素、蛋白质、纤维素等。
• 特点：颗粒极小、具有巨大的比面和带
换所产生的电荷。
• 粘土矿物的结构单位是硅氧四面体和
铝氧八面体，硅氧四面体的中心离子Si4+和铝氧八面体的中心离子Al3+能被其它离子所代替，从而使粘土矿物带上电荷。
• 如果中心离子被低价阳离子所代替，
粘土矿物带负电荷；如果中心离子被高价阳离子所代替，粘土矿物带正电荷。
1O
被
1O
替
代
4+ Si
• 3、胶结作用
• 土壤中具有胶结作用的物质很多，大体上可
分为以下三类：
• a：有机物质：是土壤中主要的胶结物质，胶结方
式多种多样。
• ①有机物质能通过阳离子（比如Ca2+、Fe3+、Al3+）
为桥梁与粘粒连在一起。
• ②有机物质表面的—COOH、—OH 能与粘粒表
面的氧（O）原子通过氢键连接在一起。
[H+]

土壤的孔性、结构性和耕性

紧砂土砂壤土轻壤土中壤土重壤土轻粘土中粘土重粘土
38～46 46～50 43～49 43～49 43～49 48～52 48～52 48～52
砂：孔度小（38-46%），均一，大孔隙居多。粘：孔度大，孔径均一，以毛管孔和非毛管孔为主壤：孔度居中（43-50%）孔径分布适中。
2．土粒排列方式理想土壤：假定全部土粒都是大小相等的刚性光滑球体，
第二节
土壤结构
一、概念：
1、土壤结构体：单粒或复粒互相胶结在一起形成的团聚体。 2、土壤结构性：土壤中单、复粒数量、大小、形状、性质及其相互排列的孔隙状况等的综合特性。
土粒的排列方式
二、土壤结构类型
根据土壤结构体的形状：块状、核状、粒状、团粒、柱状（棱柱状、柱状）、片状、板状。
正长石斜长石白云母黑云母角闪石辉石
纤铁矿
腐殖质
1.40～1.80
注意
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。
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。
表 4－2
3、上虚下实，上粗下细，保水保肥、托水托肥因此，在评价其生产意义时，孔隙分布比孔隙度更为重要
土壤孔性与作物生长
适于作物生长发育的土壤孔性指标
旱地土体内 30cm耕层：上部（0-15cm）55% 下部（15-30 cm）50% 孔度通气孔度 50-56% 8-10%（15-20更好）上虚下实 15-20% 10%
黄土高原
沙漠
五、土壤结构性的评价
（一）土壤结构的孔隙状况 1. 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。

水利专业土壤农作学学复习思考题(二)

水利专业土壤农作学学复习思考题（二）一、名词解释：绪论1.土壤：是地球陆地能够产生绿色植物收获物的疏松表层。

2.土壤肥力：是土壤为植物生长提供和协调营养条件和环境条件的能力。

第一章土壤形成、组成及分类3.土壤机械组成：土壤中各粒级土粒重量百分率的组合叫土壤颗粒组成，也称为土壤机械组成。

4.土壤质地：根据土壤颗粒组成所划分的土壤类别名称。

第二章土壤性质5. 土壤活性酸：由土壤溶液中H+所引起的酸度。

6. 土壤潜性酸：是由土壤胶粒上吸附着氢离子和铝离子所造成的酸性。

以厘摩尔(＋)/千克为单位,南方的红壤、黄壤呈酸性，土壤胶体吸附的阳离子主要是H+和Al3+。

7. 永久电荷：由粘粒矿物晶层内的同晶替代所产生的电荷。

8. 可变电荷：其数量和性质随土壤溶液 pH 的变化而改变的电荷。

9.. 土壤吸收性：土壤能吸持各种分子、离子、气体、悬浮颗粒及微生物的能力。

10. 阳离子交换量：土壤溶液为中性（pH = 7）时，每千克土所含的全部交换性阳离子的厘摩尔数称为土壤的阳离子交换量。

（CEC：cmol(+)kg-1 ）11. 盐基饱和度：在土壤胶体所吸附的阳离子中，交换性盐基离子占阳离子交换总量（CEC)的百分数称盐基饱和度。

12.土壤孔（隙）度：单位体积自然状态土壤中，所有孔隙的容积占土壤总容积的百分数。

13.土壤孔隙比：土壤中孔隙容积与土粒容积的比值。

14.土壤容重（ρ）：单位体积自然状态土壤的干重（容重=土壤干重/土壤容积）。

15.土壤重量热容量(C)：单位重量的土壤，当温度增高或降低 1℃时所需要吸收或放出的热量(J/g ·℃）.16.土壤容积热容量(Cv)：单位容积的土壤，当温度增高或降低 1℃时所需要吸收或放出的热量(J/cm3·℃) 。

17.导热率(入)：指厚度为1cm的土层，温度相差1℃时，每秒钟通过面积为1cm 2断面的热量。

单位是J/cm·s·℃。

第三章土壤水分形态18.吸湿系数：吸湿水达最大时的土壤含水量称最大吸湿量（也称吸湿系数）。

5第三章土壤的基本性质

受其它外力作用后而发生形变的性质。
粘结性和粘着性:
土壤粘结性: 指土粒与土粒之间由于分子引力而相互粘结在一起的性质。这种性质使土壤具有抵抗外力破碎的能力，也是耕作产生阻力的原因。
土粒－土粒（干燥）土粒－水－土粒（湿润）
土壤粘着性: 是土壤在一定含水量的情况下，土粒粘着外物表面的性能。
土粒－水－外物
耕层土重=20*10-2*666.67*1.15=153.3t 孔隙度=（1-1.15/2.65）*100%=56.6% 孔隙比=56.6%/1-56.6%=1.3
2、土壤孔隙类型：
土壤孔径（当量孔径）: 是指与一定的土壤水吸力相当的孔径,它与孔隙
的形状及其均匀性无关。土壤水吸力与当量孔径的关系式为： d = 3/T
一般旱地土壤容重大体在1.00～1.80 g/cm3之间。
土壤容重是一个重要的参数：
➢反映土壤松紧度(作物适宜的容重1.14-1.26 g/cm3) ➢计算土壤的重量
ms=S·h·d (ms：土重，S：面积，h：土层深度，d：容重）
➢计算土壤中各组分的含量如土壤水分、有机质、养分和盐分等
土壤容重一般是比重的一半左右。
土壤结构性：土壤结构体的大小、形状、力稳性、水稳性及孔隙状况的综合特征。Fra bibliotek土壤结构
大小
土壤结构体
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
孔性孔隙度和孔隙级别
协调水、肥、气、热的能力
肥力特性
土壤结构性
改善耕性
水力学稳定性
稳定性机械学稳定性
Al（OH）3+H+→Al（OH）2++H2O 酸性环境 Al（OH）3 +OH- →Al（OH）2O-+ H2O 碱性环境 c.层状硅酸盐：

土壤的性质

②离子半径及水化程度：同价离子中，离子半径越大，
水化离子半径就越小，因而具有较强的交换能力。
三价离子>二价离子>一价离子）Cl-、NO3-、
NO2-等不能形成难溶盐，很少被土壤吸附。
在中性条件下，每千克干土中所含全部阳离子总量，
称为阳离子交换量 (cmol/kg-厘摩尔每千克) 。
土壤的阳离子交换量的大小直接反映了土壤保肥能力的大小，
土壤质地可在一定程度上反映土壤矿物质组成和化学组成，同时土壤颗粒大小与土壤的物理性质有密切关系，并且影响土壤孔隙状况，因此对土壤水分、空气、热量的运动和养分转化有很大影响。质地
不同的土壤表现出不同的性状。
土壤性状
土壤性状砂比表面积紧密性孔隙状况通透性有效含水量保肥能力保水分能力在春季的土温触觉小小大孔隙多大低小低暖砂土土壤质地壤土粘大大细孔隙多小高大高冷粘土
8、土壤的缓冲性能
土壤缓冲性能是指土壤具有缓和其酸碱度发
生变化的能力，它可以保持土壤反应的相对稳定。
一般土壤缓冲能力：腐殖质土﹥粘土﹥砂土
（1）土壤溶液的缓冲作用：土壤溶液中含有碳酸、硅酸、磷酸、腐殖酸等弱酸及其盐类，构成一个良好的缓冲体系，对酸碱具有缓冲作用。（2）土壤胶体的缓冲作用：土壤胶体吸附有各种阳离子，其中盐基离子和氢离子能
分别对酸和碱起缓冲作用。
作业：
1、名词解释土壤质地土壤孔隙性土壤结构土壤耕性土壤热性质土壤吸收性土壤酸碱性土壤缓冲性 2、如何改善土壤质地？
表4-5 国际制土壤质地分类
各级土粒重量（%）粘粒粉砂粒砂粒类别质地名称 (＜0.002mm) (0.02-0.002mm) (2-0.02mm) 0-15 0-15 85-100 砂土类砂土及壤质砂土 0-15 0-45 55-85 砂质壤土壤土 0-15 35-45 45-55 壤土类 0-15 45-100 0-55 粉砂质壤土 15-25 0-30 55-85 砂质粘壤土粘壤粘壤土 15-25 20-45 30-55 土类 15-25 45-85 0-40 粉质粘壤土 25-45 0-20 55-75 砂质粘土 25-45 0-45 10-55 壤质粘土 25-45 45-75 0-30 粘土类粉质粘土粘土 45-65 0-35 0-55 重粘土 65-100 0-35 0-35 质地分类

土壤的基本理化性质

黄土土壤碱化层土壤龟裂层灌溉后土壤结壳
1.35~1.50 1.50~1.70 1.70~1.90 1.60~1.90
对于大多数植物来说，土壤容重在1.14—1.26g/cm3之间比较适宜。
容重、孔隙度与土壤松紧程度关系
松紧程度容重(g/cm3) 孔度(%)
最松松适合稍紧紧实
<1.0 1.0~1.14 1.14~1.26 1.26~1.30 >1.30
依次形成第二级、第三级……微团聚体，再经多次聚合，
最终成为大小形状不同的团粒结构体。因此，团粒结构不仅孔度大，而且具有多级孔隙。
单个土粒团聚体
微团粒
腐殖质
粉粒
粉粒
砂粒
粘粒
砂粒
Ca2+
土粒
土粒
腐殖质
土粒
Fe2+
土粒
土粒
腐殖质 Fe3+
土粒
Al3+
其它结构体的形成
立方体型、条柱型、片状型结构体多由单粒直
团粒结构体的土壤肥力特点：
②能协调土壤有机质中养分的消耗和积累的矛盾；
大孔隙有充足的氧气供应，好气性微生物活动旺盛，有机质分解快；
小孔隙中有机质进行嫌气分解，速度慢而使养分
得以保存。
团粒结构体的土壤肥力特点： ③能稳定土壤温度，调节土壤热量状况；
④团粒结构降低了土粒间的粘着性、粘结性，减
少了耕作阻力，提高了耕作质量，土壤耕性好； ⑤有利于作物根系的伸展和生长；
4℃时水的密度为1g.cm-3，因此土粒密度（单位容积固体土粒的干重）与土壤比重数值相等，但土壤比重无单位。
表 4－2
粒级（粒径毫米）全土样 0.10～0.05 0.05～0.01 0.01～0.005 0.005～0.001 <0.001

土壤物理性质

2、土壤通气性的度量指标
1）空气孔度一般将非毛管孔隙度≥10%作为土壤通气性良好而且分布比较均匀时，作为土壤通气性良好的标志。
的指标；或将土壤空气孔度占总孔度的1/5～2/5，
2）土壤氧扩散率

即氧被呼吸消耗或被水排出后重新恢复的速率，单位mg/(cm2 ·min)。一般要求在30×10-5 ～ 40 ×10-5mg/(cm2 ·min)以上，植物才可良好生长。
②
含水氧化铁、铝胶体
包括晶质的褐铁矿、针铁矿、水铝石和三水铝石。它们均属两性胶体，所带电荷随pH值变化有很大不同，在溶液偏酸时，解离出OH-，成为 Al(OH)2+带正电。在溶液偏碱时，解离出H+，成为Al(OH)2O-带负电。
③ 层状铝硅酸盐粘土矿物
高岭石（kaolinite）
＊带电原因：一部分电荷是晶格破裂产生的；另外晶格表面的—OH和—OH2在土壤呈强碱性条件下，释放出氢质子，导致高岭石带负电荷（可变电荷）。＊带电量的多少：高岭石所带电荷数量较少。

各种阴离子被土壤胶体吸附的顺序如下： F->草酸根>柠檬酸根>PO43-〉AsO43->HCO3>H2BO3->CH3COO->SCN->SO42->Cl->NO3-
根据阴离子吸收的特点，在施肥时，应采取相应措施，磷肥施用时应防止固定，硝酸态氮肥应防止流失。
Ⅳ 离子吸收代换作用的意义
1、使土壤具有保持和供应养分的能力
（2）意义：阳离子交换量是评价土壤肥力的一个指标。它直接反应土壤可以提供速效养分的数量，也能表示土壤保肥能力、缓冲能力的大小。
一般认为：<10 cmol/kg，保肥力弱；