土壤质地和结构
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
植物生产与环境(第三版)土壤的基本性质
植物生产与环境（第三版）土壤的基本性质(1)土壤质地和结构土壤是由固体、液体和气体组成的三相系统，其中固体颗粒是组成土壤的物质基础，约占土壤总重量的85%以上。
根据固体颗粒的大小，可以把土粒分为以下几级：粗砂(直径2.0~0.2mm)、细砂(0.2~0.02mm)、粉砂(0.02~0.mm)和粘粒(0.mm以下)。
这些大小不同的固体颗粒的组合百分比称为土壤质地。
土壤质地可分为砂土、壤土和粘土三大类。
砂土类土壤以粗砂和细砂为主、粉砂和粘粒比重小，土壤粘性小、孔隙多，通气透水性强，蓄水和保肥性能差，易干旱。
粘土类土壤以粉砂和粘粒为主，质地粘重，结构致密，保水保肥能力强，但孔隙小，通气透水性能差，湿时粘、干时硬。
壤土类土壤质地比较均匀，其中砂粒、粉砂和粘粒所占比重大致相等，既不松又不粘，通气透水性能好，并具一定的保水保肥能力，是比较理想的农作土壤。
土壤结构是指固体颗粒的排列方式、孔隙和团聚体的数量、大小及其稳定度。
它可分为微团粒结构(直径小于0.25mm)、团粒结构(0.25~10mm)和比团粒结构更大的各种结构。
团粒结构是土壤中的腐殖质把矿质土粒粘结成0.25~10mm直径的小团块，具有泡水不散的水稳性特点。
具有团粒结构的土壤是结构良好的土壤，它能协调土壤中水分、空气和营养物质之间的关系，统一保肥和供肥的矛盾，有利于根系活动及吸取水分和养分，为植物的生长发育提供良好的条件。
无结构或结构不良的土壤，土体坚实，通气透水性差，土壤中微生物和动物的活动受抑制，土壤肥力差，不利于植物根系扎根和生长。
土壤质地和结构与土壤的水分、空气和温度状况有密切的关系。
(2)土壤水分土壤水分能够轻易被植物根系所稀释。
土壤水分的适度减少有助于各种营养物质熔化和移动，有助于磷酸盐的水解和有机态磷的矿化，这些都能够提升植物的营养状况。
土壤水分还能够调节土壤温度，但水分过多或过太少都会影响植物的生长。
水分过少时，植物可以受到旱情的威胁及缺养;水分过多可以并使土壤中空气流通阻塞并使营养物质外流，从而减少土壤肥力，或使有机质水解不全然而产生一些对植物有毒的还原成物质。
第04章 土壤质地和结构
(3)卡庆斯基制 (3)卡庆斯基制(Kachinsky classification system of soil texture)
表5-4卡庆斯基土壤质地基本分类 卡庆斯基土壤质地基本分类
质地组 砂 土 sand 质地名称 松砂土 紧砂土 砂壤土 sandy loam 轻壤土 light loam 中壤土 medium loam 重壤土 heavy loam 轻粘土 light clay 中粘土 medium clay 重粘土 heavy clay 不同土壤类型的＜ 不同土壤类型的＜0.01mm粒级含量 粒级含量 红黄壤、 碱化土、 灰化土 红黄壤、草原土 碱化土、碱土 0～5 0～5 0～5 ～ ～ ～ 5～10 ～ 10～20 ～ 20～30 ～ 30～40 ～ 40～50 ～ 50～65 ～ 65～80 ～ ＞80 5 ～10 10～20 ～ 20～30 ～ 30～45 ～ 45～60 ～ 60～75 ～ 75～85 ～ ＞85 5～10 ～ 10～15 ～ 15～20 ～ 20～30 ～ 30～40 ～ 40～50 ～ 50～65 ～ ＞65
SiO2 89.90 82.63 76.75 58.03 85.10 88.12 82.17 67.37 57.47 71.52 Al2O3 3.90 8.13 11.32 23.40 5.96 5.75 7.96 17.16 22.66 13.74
土壤各粒级的化学组成
化学组成（灼干重 ） 化学组成（灼干重%）
(2)美国制(Soil Taxonomy ) 美国制
等边三角形的三个边分别表示砂粒、 粉粒、 等边三角形的三个边分别表示砂粒、 粉粒、 粘粒的含量。根据土壤中砂粒、粉粒、粘粒 粘粒的含量。根据土壤中砂粒、粉粒、 的含量， 的含量，在图中查出其点位再分别对应其底 边作平行线， 边作平行线， 三条平行线的定点即为该土 壤的质地。 壤的质地。
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。
第6章 土壤质地和结构
粒级名称
石块каменствя 石砾гравий 粗砂粒 Песок крупный 中砂粒 Песок средний 细砂粒 Песок мелкий
粒径/mm
>3 1~3
粗砂 coarse sand 细砂 fine sand
2~0.2 0.2~0.02
0.5~1 0.25~0.5 0.05~0.02
依据存在的状态： 单粒：single particle 复粒：compound particle （三）土壤粒级 particle sizes
依据粒径大小 （单粒）
1.粒级概念（fraction)：土壤颗粒的大小分级
2.粒级划分依据：粒级划分的表观依据（或依赖的指标）：依 据单个颗粒的粒径大小进行。
问：
从颗粒组成上讲，土壤之间的不同之处在 哪里？ 在各粒级的含量的百分数组成不同----质地
二.土壤质地（soil texture)
一.概念： 1.机械组成（mechanical composition)：不同粒级（sand，silt， clay)颗粒的组成比例（百分比）。 注意:这里仅仅是一个定量化的概念，实质就是三种粒级颗粒的 重量百分比。简单地把土壤颗粒分为砂粒、粉砂粒，粘粒3级，再 分别称重，获得百分含量比。没有依赖任何其它性状，故叫机械 组成。
土粒 Soil particle
？
物理风化 physical 化学风化 chemical 生物风化biological
原生矿物 primary
次生矿物secondary
由于风化的强弱不同，成土条件不同，形成的土壤颗粒大小 是否相同？答案
一.矿质土粒 （soil particle）
（二）土粒概念 soil particle 土粒 soil particle：土壤中各种粒径的固相颗粒
4 土壤质地和结构
土壤粒级分类系统(三级分类制) classification systems of soil separates
国际制(ISSS) International Soil Science Society
(1930) Atterberg(1912)
粒级名称
粒径/mm
美国制(USDA) U.S Department of agriculture
2.质地(soil texture) :按照机械组成相近似进行归类，这些类别叫质 地。Soils are a combination of sand, silt, and clay whose relative
proportions determine the soils texture.
注意:
① 质地既有定量概念(以机械组成为依据划分的)，也有定性的内容 (如人的感觉和它的生产性状)A textural class is a defined range of particle size distribution with similar behavior and management needs.
重视土壤中粘粒（clay）
Mineral properties change radically with decreasing size below about 1 to 5 m(0.005). Clay minerals are the most abundant of the clay-sized minerals.
有中国分类制吗？ 有！
（？） 经常用哪个？
粒级分类制
• There is no natural classification of particle size; the limits are based on the contribution that particles of different sizes make to the physical and chemical properties of soil. As a result, several classification systems have been developed around the world
土壤质地与结构
表6-8
卡钦斯基土壤质地基本分类（简制）
表6-9 中国土壤质地分类 （邓时琴 1996）
土壤质地分类
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
土壤质地
粘粒 粘粒20% 粉粒40% 砂粒40%
砂粒
粉粒
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
第二节 土壤质地 一、土壤质地概念
各粒级土粒在土壤中的相对比例
（质量百分数）称为土壤质地，或称
土壤机械组成。
二、土壤质地的分类及分类标准
土壤质地分类标准各国也不统一，
主要有：
1．国际土壤质地分类标准 这是一 种3级分类法，即按砂粒、粉砂粒和粘
粒3种粒级的质量百分数分类的，共分4
类12级，详见下表。
沙性土 壤性土 黏性土
三、石质土和砾质土的分类
由于我国山地和丘陵地较多，石质 土和砾质土较常见。《中国土壤》第2版 中把土壤石砾含量分为3级，见下表。
表土壤石砾含量分级（％）
3～10mm石砾含量 分 级
＜1
l～10
无砾质（质地名称前不冠）
砾 质
＞10
多 砾 质
*四、不同质地土壤的肥力特点和利用改良
第五章一、矿物质土粒
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，
常指矿质土粒。
土壤基本粒级: 石砾、砂粒、粉粒、粘粒
二、土粒分级
将土壤中各种粒径的固相颗粒假定
为球形，人为地按直径大小划分成若干 等级，同一粒级在性质和化学成分上基 本一致，这样的划分方法称土粒分级。
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砂粒
粉粒
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
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
1、砂质土壤主要特性：
• • • • • • 砂粒大于50%； 通气透水， 养分少，不保水肥； 易耕， 温度变化快，暖性土； 发小苗不发老苗
2、土壤质改良
①客土法地改良
案例1：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
第二节
土壤三相组成
一、土壤的密度和容重
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
质地三角图：
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
土壤质地
粘粒 粘粒20% 粉粒40% 砂粒40%
2、粘质土壤主要特性： • 粘高于30%， • 通气透水不良； • 保水保肥， • 养分含量高； • 升温慢，冷性土 • 耕性差，发老苗不发小苗， 适合于禾谷类作物。
3、壤质土壤主要特性： • 粉粒大于30% • 北方称为二合土； • 性质介于黏土与砂土之间。
（二）土壤质地剖面
夹砂层
夹粘层
（三）不同质地土壤的利用和改良 1、各种作物对土壤质地的要求
粘土
土壤质地
表 4－8 中国土壤质地分类 （邓时琴，1985）
质地组 砂土
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 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)
课时安排与进度：
课时数：3课时
第一节 土壤质地
一、矿物质土粒
土粒：
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，称为 矿物质土粒或矿质土粒，简称土粒。土粒，
常指矿质土粒。
单粒和复粒
石砾：1mm 砂粒：1-0.05mm 粉粒：0.05-0.002mm 粘粒：0.002mm
物理性砂粒：
主要内容 (重点)：
1.土壤三相组成（重点） 2.土壤质地与结构（重点） 3.土壤孔性和土体构造
教学目标与要求：
掌握土壤基质的基本特性，学会土壤三相关系 的换算；掌握砂粒、粉粒、粘粒的分级标准、 了解不同的质地分类制，掌握质地土壤的生产 性质，掌握团粒结构的特点与肥力特性。
教学方式与手段：
幻灯，动画演示；计算训练；实验分析；
壤土
≥40 <40
<30
粘土
30～35 35～40 40～60 >60
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。
粒径>0.01 mm的土 粒。
物理性粘粒：
粒径<0.01 mm的 土粒。
土壤颗粒
± í 4-3 ±Á µ ¿ Á £ ¾ ¶ (º Á à ×) 3-2 2-1 1 0 . 5 0.5-0.25 0.25-0.2 0 2 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 ¸ Õ Ï ³ Á £ Ð · Ö Û Á £ ¸ · Ï Û Á £ Ö Õ ´ ³ Á £ Î ï À í Ð Ô Õ ³ Á £ Õ ³ Á £ Ö Õ ´ ³ Á £ ¸ Õ Ï ³ Á £ º Ö ½ Ê Õ ³ Á £ Õ ³ Á £ Õ ³ Á £ Ð · Ö Û Á £ ¸ · Ï Û Á £ Ö · ´ Û Á £ ¸ É Ï °Á £ Ö É ´ °Á £ Î ï À í Ð Ô É ° Á £ Ö · ´ Û Á £ · Û Á £ · Û Á £ ¸ É Ï °Á £ « Ï ¼ ¸ É °Á £ ¸ É Ï °Á £ Ö É ´ °Á £ Ð É Ö °Á £ Ð ¹ Ö ú Ö Æ (1987) Ê ¯ À ù ³³³³³³³³ ¨Ç ¿ Õ Ë ¹ » ù Ö Æ (1957) Ê ¯ À ù À ¹ à ú Å © ² ¿ Ö Æ (1951) Ê ¯ À ù « ´ ¼ Ö É °Á £ Ö É ´ °Á £ Ð É Ö °Á £ ¸ É Ï °Á £ Ö É ´ °Á £ ú ¼ ¹ Ê Ö Æ (1930) Ê ¯ À ù
土壤颗粒
土壤颗粒分级：(mm)
直径
石砾 砂粒
国际制
>2 2-0.02
美国制
>2 2-0.05
卡庆斯制
>1 1-0.05 0.05-0.001 〈0.001
中国制
>1 1-0.05 0.05-0.002 〈0.002
粉粒 0.02-0.002 0.05-0.002 粘粒 〈0.002 〈0.002
物理性砂粒：1-0.01mm 物理性粘粒：〈0.01mm
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
土壤质地*** 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
表 4－6 质地组 砂土 壤土 卡钦斯基土壤质地基本分类（简制） 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 30～40 30～45 20～30 40～50 45～60 30～40 50～65 65～80 >80 60～75 75～85 >85 40～50 50～65 >65 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