土壤物理性质(质地和结构)
第三章土壤质地和结构
（3）各粒级的主要特征
①石块：主要是残留的母岩碎块，山区的土 壤中常见，土壤中含石块多，对耕作和作物 生长是不利的，一般可发展林业与果树，如 农业利用时要设法除去。 ②石砾：多为岩石碎块，山区土壤与河漫滩 土壤中常见，含量多时，孔隙过大，易漏水 漏肥，损坏农具，应进行改良。
③砂粒：常以单粒存在。主要为石英颗粒。 通透性好、保水肥能力差。比表面积小，无 粘着性、可塑性和胀缩性等性质。矿质养分 含量低。
细粒部分则根据颗粒半径与颗粒在静水中沉 降速率的关系（斯托克斯定律），计算不同 粒级土粒在静水中的沉降速度，把土粒看作 光滑的实心圆球，取与此粒级沉降速率相同 的圆球直径，作为该土粒的直径，这样所得 到的土粒直径，就叫做当量粒径。
土粒和水的 密度差
重力加速度
土粒半 径
水的粘滞系数
至于如何把土粒按大 小分级，分成多少个 粒级（粒组），各粒 级间的分界点定在哪 里，至今尚缺乏公认 的标准，不同国家和 部门所采用的土粒分 级制都是不同的。
63
＜0.005 10
长石
14
12
15
8
10
云母
——
——
7
21
67
角闪石 ——
4
2
5
7
其它矿 物
——
3
4
3
6
总计
100
100
100
100
100
从表中数据可以看出：
由于石英的抗风化能力最强，所以它的分 布规律是粒径越大者含量越多；
云母的抗风化能力较弱，在越细的粒级中 分布越多；
角闪石极易风化，甚至彻底分解而消失， 只在较细粒级中有所残留。
砂粒 粉粒 粘粒
小结土壤知识点总结
小结土壤知识点总结一、土壤的形成土壤的形成是一个长期的过程，受地质、气候、植被、陆地利用和微生物等因素的影响。
在土壤形成的过程中，岩石会受到风化、侵蚀和分解的作用，生成土壤颗粒。
同时，有机质的积累和生物活动也会对土壤的形成起到重要作用。
不同的地质条件和气候环境会形成不同类型的土壤，如砂质土壤、粘土壤、壤土等。
二、土壤的物理特性1. 土壤的质地土壤的质地是指土壤中各种颗粒的数量和比例。
一般来说，砂质土壤通透性较好，排水性较强；粘土壤含有较多的粘粒，保水性较好，但通透性差；壤土则是砂和粘的混合物，具有较好的通透性和保水性。
2. 土壤的结构土壤的结构指的是土壤颗粒之间的排列方式和相互连接的程度。
良好的土壤结构有助于土壤的通气、排水和根系的生长。
土壤结构分为状结构、粒结构和块状结构等。
3. 土壤的孔隙度土壤的孔隙度是指土壤中的空气和水所占的比例。
孔隙度的大小对土壤的透气性、排水性和水分存留量有着重要的影响。
4. 土壤的密度土壤的密度是指单位体积的土壤中所含的颗粒的重量。
密度大小对土壤的排水性、保水性和通气性有一定的影响。
5. 土壤的色泽土壤的色泽反映了土壤中有机质、氧化铁和其他矿物质的含量。
不同颜色的土壤具有不同的特性，如黑色的土壤含有较多的有机质，红色的土壤含有氧化铁等。
三、土壤的化学特性1. 土壤的酸碱性土壤的酸碱性对植物的生长和土壤中的微生物有着重要的影响。
酸性土壤会对植物的养分吸收和根系生长产生负面影响，而碱性土壤则会影响土壤中元素的溶解和养分的供应。
2. 土壤的养分土壤中的养分包括氮、磷、钾等必需元素，这些元素对植物的生长和发育至关重要。
土壤的养分含量会影响植物的生长状况和产量。
3. 土壤的有机质土壤中的有机质是由植物和动物残体、粪便等有机物质分解而成。
有机质对土壤的保水、供养养分、促进微生物生长和改善土壤结构都具有重要的作用。
四、土壤的生物特性1. 土壤中的微生物土壤中有大量的微生物，包括细菌、真菌、原生动物等。
土壤性质
2土壤胶体构造：分晶型胶粒（无机胶体）和非晶型胶粒（有机胶体）。
土壤胶体微粒图：用双电层理论P60图1－23，P61图1－24，图1－25
双电层理论：胶体表面的电荷层与胶体周围由于静电吸力作用形成的反号电荷的离子层，构成双电层。其内层叫决定电位离子层，外层叫反离子层或补偿离子层。两层之间的距离，与一个粒子大小相当。双电层之间的电位呈直线迅速降低。反离子层内的反号离子并不是分布在同一个平面，距离胶体表面近的反号离子数量多，排列紧密，称为Stern层(非活性补偿离子层)；随着离胶体距离增加，反号离子数量减少，以扩散状态分布，直至自由溶液，称活性补偿离子层或扩散层。Stern层以外的距离远远大于一个粒子的直径，电位也随着离胶体表面的距离的增加呈指数关系逐渐下降。Stern层（非活性补偿离子层）与自由溶液之间的电位降称电动电位（ζ）。它是表征双电层特征的重要指标，其值随扩散层厚度变化而变化，是可以测定出来的。决定电位粒子层与溶液之间的电位差为热力电位(ε),在一定的胶体系统内,其值不随扩散层厚度变化而变化。
c离子价数：介质中反号离子价数由原过来的1价变成2价，双电层的其他条件不变，这时胶体表面对离子的吸引力增加1倍，双电层厚度减小，ζ电位降低。
土壤胶体表面双电层厚度
溶液浓度N
双电层厚度（Å）
单价阳离子
双价阳离子
10-5
1000
500
10-3
100
50
10-1
10
5
同号离子对ζ电位的影响与胶体本身电位高低有关。胶体本身电位高，介质中同号离子被排斥在双电层固定层之外，同号离子价数变化对ζ电位无影响。胶体本身电位低时，双电层固定层内仍有同号离子存在，这时同号离子价数变化或数量变化，的都会影响ζ电位，即同号离子价数增高或离子浓度增加使ζ电位增高。
4土壤质地和结构
4土壤质地和结构土壤质地和结构是土壤物理性质的两个重要方面。
土壤质地是指土壤中不同颗粒大小的分布比例，包括沙、粉砂、粘土等粒径大小。
土壤结构是指土壤颗粒的堆积方式和组织结构。
土壤质地对土壤的肥力和水分保存能力有着重要的影响。
根据颗粒直径大小，土壤质地可以分为粗壤、中壤和细壤三类。
粗壤中颗粒直径最大，一般是沙颗粒，其大颗粒间隙较大，导致土壤通气性好，透水性强，但保水能力较差，肥力较低。
中壤中颗粒直径适中，一般是粉砂颗粒，其颗粒之间有一定间隙，土壤排水性和通气性较好，保水能力强，肥力适中。
细壤中颗粒直径最小，一般是粘土颗粒，其颗粒之间几乎是紧密排列，土壤通气性差，透水性差，但保水能力很强，肥力较高。
不同的土壤质地对植物生长和发育有着不同的影响。
土壤结构是土壤颗粒的堆积方式和组织结构。
土壤颗粒之间的排列方式对土壤的通气性、透水性、保水性和肥力都有着重要的影响。
通常，土壤结构可以分为单结构、团聚结构和块状结构三种。
单结构是指土壤颗粒没有结合在一起，颗粒之间没有较大的接触面积，通气性和透水性较好，但保水能力较差。
团聚结构是指土壤颗粒以土壤胶结物质为胶结剂，形成颗粒团聚体。
团聚体之间有一定的间隙，通气性和透水性较好，保水能力较强。
块状结构是指土壤颗粒在土壤中形成较大的块状结构，块状结构之间有大量的间隙，通气性和透水性好，保水能力较强。
土壤结构的形成与土壤中的有机质含量、微生物作用、土壤水分和土壤通风等因素密切相关。
有机质可以提高土壤结构的稳定性和均匀性，促进土壤结合成块。
微生物的作用可以分解有机质，释放出胶结物质，促进土壤团聚体的形成。
土壤水分的移动和土壤通风的作用对土壤颗粒的移动和堆积起到重要的调节作用。
因此，合理管理土壤水分和通风对土壤结构的形成和维持至关重要。
土壤质地和结构的特征和相互关系对农业生产和土壤保护具有重要意义。
在农业生产中，了解土壤质地和结构的特点有助于合理选用农作物和施用肥料，优化农业管理措施。
4土壤质地和结构
4土壤质地和结构土壤是地球上生物生存和发展的基础，是陆地上最重要的自然资源之一、土壤质地和结构是土壤的重要特征，对土壤的肥力、透气性、保水性等性质具有重要影响。
在农业生产中，认识土壤质地和结构，可以帮助合理选择土壤改良措施，提高土壤肥力，增加农作物产量。
本文将从土壤质地和结构的概念、特征以及对农业生产的影响等方面进行阐述。
一、土壤质地和结构的概念土壤质地是指土壤中砂粒、粉粒和粘粒的相对含量和比例关系。
土壤质地的分类主要根据颗粒大小来划分，一般包括砂壤土、壤土、粉壤土、壤粉土、砂土等类型。
砂质土含有大量的砂粒，质地较粗；壤土含有较平衡的砂粒、粉粒和粘粒，质地适中；粉质土则含有较多的粉粒，质地较细。
不同类型的土壤质地对植物生长有不同的影响，砂质土质地较松散，透气性好，但保水性差，容易发生干旱；粘质土质地较重，保水性好，但透气性差，容易发生涝灾。
土壤结构是土壤颗粒在土壤体系中的排列方式和组合形态。
土壤结构的形成主要受土壤颗粒大小、粘合剂和土壤有机质等因素的影响。
良好的土壤结构有利于土壤通气、保水和根系扎根，从而有助于提高土壤肥力和农作物产量。
不同类型的土壤结构包括块状结构、板状结构、粒状结构等，它们对土壤的物理性质和化学性质有重要的影响。
二、土壤质地和结构的特征1.土壤质地的特征（1）砂粒：直径在0.05-2.0毫米之间，是土壤颗粒中的最大颗粒，通透性好，透气性强。
（2）粉粒：直径在0.002-0.05毫米之间，是土壤颗粒中的中等颗粒，保水性好。
（3）粘粒：直径小于0.002毫米，是土壤颗粒中的最小颗粒，可以黏附成团状，有利于形成土壤结构。
2.土壤结构的特征（1）块状结构：土壤颗粒排列成块状，有利于保水和通气，适合植物生长，并容易发生农业生产。
（2）板状结构：土壤颗粒排列成板状，受到土壤膨胀与收缩的影响，容易发生土壤风化和冷冻膨胀。
（3）粒状结构：土壤颗粒散乱排列，不易形成土壤结构，不利于植物根系扎根。
土壤主要特征
土壤主要特征
土壤是地球表面的一种自然资源，是植物生长的基础。
土壤的主要特征包括物理性质、化学性质和生物性质。
物理性质是指土壤的结构、质地、孔隙度、密度等特征。
土壤的结构是指土壤颗粒的排列方式，可以分为砂土、壤土和粘土等。
土壤的质地是指土壤颗粒的大小和组成，可以分为粗壤、中壤和细壤等。
孔隙度是指土壤中的空隙比例，影响土壤的透气性和保水性。
密度是指土壤的重量与体积的比值，影响土壤的通气性和根系生长。
化学性质是指土壤中的营养元素、酸碱度、有机质等特征。
土壤中的营养元素包括氮、磷、钾等，是植物生长的必需元素。
土壤的酸碱度影响土壤中微生物的生长和植物的吸收能力。
有机质是指土壤中的有机物质，可以提供植物生长所需的营养和水分。
生物性质是指土壤中的微生物、动物和植物等生物特征。
土壤中的微生物包括细菌、真菌、放线菌等，可以分解有机物质，促进植物生长。
土壤中的动物包括蚯蚓、蜈蚣、蜘蛛等，可以改善土壤结构和通气性。
土壤中的植物包括草、花、树木等，可以保持土壤的稳定性和水分保持能力。
土壤的主要特征包括物理性质、化学性质和生物性质。
这些特征相互作用，影响着土壤的质量和植物的生长。
因此，保护土壤资源，合理利用土壤，是维护生态平衡和人类生存发展的重要任务。
土壤的物理性质
2、卡庆斯基土壤质地分类标准
这是一种2级分类法。按物理性砂粒和物理性粘 粒含量，将土壤划分为9级。详见表。
5
3、我国土壤质地分类标准
中国科学院南京土壤研究所，针对我国南、北 方土壤质地名称和差异，综合划分为3类12种， 质地名称详见表。
6
沙性土 壤性土 黏性土
7
（三）不同质地土壤的肥力特点 1、砂质土：
教学要求
1、掌握土壤质地概念和不同质地土壤的肥力特点。 2、掌握土壤孔隙度、比重、容重、土壤黏结性、 黏着性、可塑性和耕性等有关概念。 3、掌握土壤容重在农业中的应用。 4、掌握耕作对土壤的影响。 5、了解改善土壤质地和土壤结构的相关措施。 6、了解土壤团粒结构的形成和所需的条件。 7、熟悉土壤结构的类型及基特性。
大小孔隙的相对比率（以土壤孔隙度为100计）
持水隙度 85～90 70～80 60～70 50～60 40～50 25～40 重壤土 中壤土 轻壤土 砂壤土 砂 土
24
4、孔隙在土壤中的分布
一般土壤耕层（0-15cm）的总孔隙度为50-60%， 其中通气孔隙度为15-20%。底层（15-30cm）分 别为50%（总）和10%（气）为宜。
25
不同质地的土壤孔隙状况％
土壤质地 土壤孔隙度 粘 土 50～60 45～50 45～50 45～50 40～45 30～35
在干燥状态下，以手掌中研磨时的感觉来初步 判断土壤属于那一类质地。
砂土：松散易碎，砂粒可辨，搓揉时发出沙沙声，即 土粒分散不成团。 粗砂土：很粗糙，沙声强，主要是粗砂粒。
15
土壤基本特点
土壤基本特点土壤是地球表面由岩石风化形成的一种自然资源，它是生物生存和发展的基础。
土壤基本特点主要包括物理性质、化学性质和生物学性质。
一、物理性质：1.质地：土壤的质地是指土壤中颗粒的大小和组成。
根据颗粒大小，土壤可分为砂壤、壤土和粉砂壤三种类型。
砂壤颗粒较大，通气性好，但保水能力较差；壤土颗粒适中，保水性和肥力较好；粉砂壤颗粒较小，保水性好，但通气性较差。
2.结构：土壤的结构是指土壤颗粒的排列方式和组合形式。
土壤结构对土壤的透水性、透气性、保水性和肥力等有着重要影响。
常见的土壤结构有块状结构、柱状结构、板状结构等。
3.密度：土壤的密度是指单位体积土壤的质量。
土壤密度越大，说明土壤颗粒之间的空隙越小，通气性和透水性越差。
土壤密度的大小对作物的根系发育和生长有直接影响。
4.湿度：土壤湿度是指土壤中水分的含量。
土壤湿度对植物生长和发育具有重要影响，过多的湿度会导致土壤缺氧，过少的湿度则会造成干旱。
二、化学性质：1.酸碱性：土壤的酸碱性是指土壤中酸性或碱性物质的含量。
酸性土壤一般含有较多的酸性离子，如氢离子、铝离子等；碱性土壤则含有较多的碱性离子，如氢氧根离子、钙离子等。
土壤的酸碱性对植物的吸收和利用养分有重要影响。
2.肥力：土壤的肥力是指土壤中养分的含量和可利用性。
肥沃的土壤富含有机质和各种养分，适宜植物生长。
贫瘠的土壤养分含量较低，不利于植物的生长发育。
3.氧化还原性：土壤的氧化还原性是指土壤中氧气和水的存在状态。
氧化还原性对土壤中微生物的生长和活动有重要影响，也能影响土壤中有机物和无机物的转化过程。
三、生物学性质：1.土壤微生物：土壤中存在着大量的微生物，如细菌、真菌、放线菌等。
这些微生物对土壤有机物的分解和养分的循环有重要作用，也能促进土壤的结构形成和改良。
2.土壤动物：土壤中常见的动物有蚯蚓、蚂蚁、蜈蚣、蟹类等。
土壤动物通过活动和排泄物可以改善土壤结构和通气性，促进土壤的肥力和养分循环。
3.植物：土壤是植物生长和发育的基质，植物的根系通过土壤吸收水分和养分。
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3、壤质土主要特性： • 水、气：大小孔隙数量适中，通气透水性良好 • 热：含水量适宜，土温比较稳定 • 肥：养分含量多，保肥性能好 • 耕性：耕性良好，宜耕期长
砂粘适中，消除了砂土类和粘土类的缺点， 是农业生产上质地比较理想的土壤
将砂质土、壤质土、粘质土基本肥力性状比较如下：
• 耕性：松散易耕
2、粘质土主要特性： • 水：粒间孔隙小，毛管细而曲折，易产生地表径流， 保水抗旱力强，易涝不易旱
• 气：小孔隙多，通气性差，容易累积还原物质 • 热：水多气少，热容量大，温度不易上升，为冷性 土，对早春作物播种不利
• 肥：养分含量丰富且保肥力强，肥效缓慢，稳而持 久，有利于禾谷类作物生长，籽实饱满。早春低温时， 由于肥效慢易造成作物苗期缺素
粘土
表 4－6 卡钦斯基土壤质地基本分类（简制）
质地名称
松砂土 紧砂土 砂壤 轻壤 中壤 重壤 轻粘土 中粘土 重粘土
不同土壤类型的<0.01 毫米粒级含量(%)
灰化土
草原土壤、红黄壤 碱化土、碱土
0～5
0～5
0～5
5～10
5～10
5～10
10～20
10～20
10～15
20～30
20～30
15～20
（一）不同质地土壤的肥力特点 1、砂质土主要特性： • 水：粒间孔隙大，毛管作用弱，透水性强而保水性弱， 水气易扩散，易干不易涝
• 气：大孔隙多，通气性好，一般不会累积还原物质 • 热：水少气多，升温快，为热性土，有利于早春作物 播种
• 肥：养分含量少，保肥力弱，肥效快且猛，但不持久， 易造成作物后期脱肥早衰
细砂粒
粉粒
粘粒
第一节 土壤质地
土壤颗粒分级：(mm)
直径
国际制
美国制
石砾
>2
>2
砂粒
2-0.02
2-0.05
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
粉粒 0.02-0.002 0.05-0.002
粘粒 〈0.002 〈0.002
物理性砂粒：
物理性粘粒：
卡钦斯制 >1
1-0.05 0.05-0.001 〈0.001
1-0.01 〈0.01
30～40
30～45
20～30
40～50
45～60
30～40
50～65
60～75
40～50
65～80
75～85
50～65
>80
>85
>65
质地组 砂土 壤土
粘土
表 4－8 中国土壤质地分类
质地名称
极重砂土 重砂土 中砂土 轻砂土 砂粉土 粉土 砂壤 壤土 轻粘土 中粘土 重粘土
极重粘土
（邓时琴，1985）
（一）砂质土 农民称白土、白塘土，广泛分布于我国北方，它通
气透水性强，保水保肥性差，养分含量少，耕性好，春天升温快，是 暖性土。适种抗旱耐瘠作物，保证水源，及时灌溉，多施有机肥，少 施勤施化肥，保证养分、水分供给。（轻、薄、暖）
第五章 土壤物理性质
➢ 第一节 ➢ 第二节 ➢ 第三节 ➢ 第四节 ➢ 第五节 ➢ 第六节
土壤质地 土壤结构性 土壤水 土壤空气 土壤热量状况 土壤的力学性质与耕性
主要内容：
第一节 土壤质地
1.土粒和粒级 2.各级土粒的组成和性质 3.土壤机械组成和质地 4.不同质地类型土壤的肥力特点和利用改良
砂、粉、粘三级含量比
物理性砂粒与物理性粘粒 两级含量比
➢ 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 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。
教学目标与要求：
掌握土壤粒级的分级标准 了解不同的质地分类制 掌握不同质地土壤的肥力特性和利用改良
第一节 土壤质地
➢ 一、土粒和粒级 土壤固体物质大小和形态各异，称为矿物质土粒或 矿质土粒，简称土粒 土粒的种类： 矿物质土粒和有机质土粒 单粒和复粒
第一节 土壤质地
土壤粒级---按土粒的大小划分为若干级别
中国制 >1
1-0.05 0.05-0.002 〈0.002
第一节 土壤质地
二、各级土粒的组成和性质
1、土粒的矿物组成
• 砂粒和粉粒主要是由 各种原生矿物组成，其 中石英最多，其次是原 生硅酸盐矿物（正长石、 白云母）
• 粘粒中主要是次生矿 物，主要是高岭石、蒙 脱石和水云母以及铁铝 氧化物和氢氧化物
表 4-3 中国制 (1987) 石砾
粗砂粒
细砂粒
粗粉粒
中粉粒 细粉粒 粗粘粒
细粘粒
常见的土壤粒级制
卡钦斯基制 (1957) 石砾
粗砂粒
物
中砂粒
理
性
细砂粒
砂
粒
粗粉粒
物
中粉粒
理
细粉粒
性
粘 粘 粗粘粒
粒 粒 细粘粒
胶质粘粒
美国农部制 (1951) 石砾
极粗砂粒 粗砂粒 中砂粒 细砂粒
极细砂粒
粉粒
粘粒
国际制 (1930) 石砾 粗砂粒
砂粒(1-0.05) >80
70～80 60～70 50～60
≥20 <20 ≥20 <20
颗粒组成%（粒径：毫米）
粗粉粒(0.05-0.01)
细粘粒(<0.001)
≥40 <40
<30
30～35 35～40 40～60
>60
第一节 土壤质 ➢土
沙性土 壤性土 黏性土
***四、不同质地土壤的肥力特点和利用改良
土壤颗粒大小与矿物类型的关系
2、土粒的物理和化学性质
第一节 土壤质地
三、土壤机械组成和质地***
▪ 指各粒级土粒占土壤重量的百分数，也叫土壤的机械组成 ▪ 土壤质地是根据土壤机械组成人为划分的土壤物理性状类型
➢ 土壤质地分类制：
▪ 国际制: 三级 ▪ 美国制： 三级 ▪ 中国制： 三级 ▪ 卡庆斯制：二级
1、当量粒径与理想土壤
斯托克斯定 律 2、土粒粒级制
➢ 石砾：1mm ➢ 砂粒：1-0.05mm ➢ 粉粒：0.05-0.002mm ➢ 粘粒：0.002mm
当量粒径 (毫米) 3-2 2-1 1-0.5
0.5-0.25 0.25-0.2 0.2-0.1 0.1-0.05 0.05-0.02 0.02-0.01 0.01-0.005 0.005-0.002 0.002-0.001 0.001-0.0005 0.0005-0.0001 <0.0001
粘粒20% 粉粒40% 砂粒40%
土壤含粉粒>45 --“粉 质” ；
砂粒含量在55%-85%-“砂质”
当砂粒含量>85%--壤砂
➢ 质地土三或角砂图土：
▪ 先找到该颗粒的定点（100%），按3个粒级含量分别做各
顶点对应的三角形的3条底边的平行线，3线相交点，即为
所查质地区
粘粒
砂粒
粉粒
质地组 砂土 壤土