土壤的基本性质
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。
农业常识了解土壤的基本性质与分类
农业常识了解土壤的基本性质与分类农业常识：了解土壤的基本性质与分类一、引言农业作为人类赖以维生的重要产业，土壤是其基础和重要的资源。
了解土壤的基本性质与分类对于农业生产具有重要的指导意义。
本文将介绍土壤的基本性质和分类，以加强对土壤的认识，提高农业生产的效益。
二、土壤的基本性质1. 质地土壤的质地是指土壤中颗粒的大小和组成比例。
可按照颗粒大小分为粘土、壤土和砂土三种类型。
其中，粘土颗粒最小，具有较高的结构稳定性和保水能力；壤土颗粒中等大小，适中保水性能；砂土颗粒最大，排水性能好。
2. 水分土壤中的水分是农作物正常生长发育所必需的。
水分主要存在于土壤孔隙中，包括毛管水、胶束水和自由水。
同时，土壤的保水能力与土壤的含水量有关，影响着农作物的生长和发育。
3. pH值土壤的pH值是衡量土壤酸碱程度的指标。
常见的pH值范围为4.0-9.0之间，不同的农作物对土壤pH值有不同的适应性。
酸性土壤适合种植茶叶、松树等，而中性土壤适合种植水稻、小麦等。
4. 肥力土壤的肥力是评价土壤适宜性的重要指标。
土壤中的肥力元素包括氮、磷、钾等，它们是农作物生长发育所需的营养物质。
合理的施肥措施可以提高土壤肥力，增加农作物产量和品质。
三、土壤的分类1. 按成因分类根据土壤的形成过程和成因，可以将土壤分为风化土、沉积土和残积土等几类。
风化土是由岩石经过风化作用而形成的，如黄土；沉积土是由水、风等运动作用，将杂质沉积在一定地点形成的，如河滩土；残积土是指岩石经过物理和化学变化而产生的土壤，如红壤。
2. 按土壤的用途分类根据土壤的适应性和用途，可以将土壤分为耕地土、园地土、林地土和草地土等几类。
耕地土适合农作物的种植，如水稻田；园地土适合果树和蔬菜的种植，如菜园；林地土适合树木和林木的生长，如松树林；草地土适合草地植被的生长，如牧场。
3. 按土壤的颜色分类土壤的颜色可以反映土壤中含有的有机质和氧化铁的含量。
一般可将土壤分为红壤、黄壤、黑土等几类。
第三章 土壤基本性质
• 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+]
3.2土壤的基本性质
第二节 土壤的基本性质一、土壤孔隙性与结构性（一）土壤孔隙性1．概念 土壤孔隙性是指土壤孔隙的数量、大小、比例和性质的总称。
2．土壤密度土壤密度是指单位体积土粒（不包括粒间孔隙）的烘干土重量，单位是gcm -3 或tm -3。
一般情况下，把土壤的密度视为常数，即为2.65 gcm -3。
3．土壤容重 土壤容重是指在田间自然状态下，单位体积土壤（包括粒间孔隙）的烘干土重量，单位也是gcm -3 或tm -3。
4．土壤孔隙度 土壤孔隙度是指单位体积土壤中孔隙体积占土壤总体积的百分数。
实际工作中，可根据土壤密度和容重计算得出。
土壤孔隙度的变幅一般在30%~60%之间，适宜的孔隙度为50%~60%。
土壤孔隙度（%）= （密度容重-1）⨯100 5．土壤孔隙类型 根据土壤孔隙的通透性和持水能力，将其分为三种类型，如表所示。
土壤孔隙类型及性质6．土壤孔隙性与植物生长的关系适宜于植物生长发育的耕作层土壤孔隙状况为：总孔隙度为50%~56%，通气孔隙度在10%以上，如能达到15%~20%更好，毛管孔隙度与非毛管孔隙度之比为2：1为宜，无效孔隙度要求尽量低。
对于植物生长发育而言，在同一土体内孔隙的垂直分布应为“上虚下实”。
（二）土壤结构性1．概念 土壤中的土粒，一般不呈单粒状态存在（沙土例外），而是相互胶结成各种形状和大小不一的土团存在于土壤中，这种土团称为结构体或团聚体。
土壤结构性是指土壤结构体的种类、数量及其在土壤中的排列方式等状况。
2．土壤结构体的类型及特性 按照结构体的大小、形状和发育程度可分为以下几类。
（1）团粒与粒状结构 团粒结构是指近似球形且直径大小在0.25~10 mm 之间的土壤结构体，俗称“蚂蚁蛋”、“米糁子”等，常出现在有机质含量较高、质地适中的土壤中。
图 土壤结构的主要类型1—块状结构 2—柱状结构 3—棱柱状结构 4—团粒结构5—微团粒结构 6—核状结构 7—片状结构（2）块状与核状结构这两种结构近似立方体形状。
土壤的基本性质.
0.02mm ，相应的土壤水吸力小于 150KPa 。 通气孔隙的水分主要受重力支配而排出， 不具有毛管作用，成为空气成为空气流动 的通道，不具有毛管作用，所以叫通气孔 或非毛管孔。
非活性孔度 %= （ 非活性孔容积 / 土壤总容积） X100= 凋萎含水量（ % ） X 容重
1.25-1.40 。由于表层土壤有机质含量较多，其比重通
常都低于心土及底土层。
土壤容重是指单位容积土壤体（包 括粒间空隙）的烘干重，单位为 g/cm3 。土壤容重大体为 1.001.70g/cm 3 之间，是土壤肥力的重要 标志之一。
1 影响土壤孔性的内因
土壤结构性
土粒的排列方式
2 ．影响土壤孔性的外因
3 ．孔隙的分级
土壤孔度与孔隙比只能说明土壤
“ 量 ” 的 问题，并不能说明土壤孔隙 “ 质 ” 的差别， 即使两种土壤孔隙（度）与孔隙比相同，如果 大小孔隙的数量分配不同，则它们的保水、透 水、通气以及其它性质会有差异，因此，应将 孔隙按其大小和作用分为若干级。 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。
毛管孔（隙）
是指土壤中毛管水所占据的空隙，其当量
孔隙为 0.02-0.002mm ，土壤水吸力为 150-1500KPa 。植物的细根、原生动物和 真菌等很难进入毛管孔隙中，但植物根毛 和一些细菌可在其中活动，有利于养分的 吸收与转化，毛管孔隙保存的水分可被植 物吸收利用。为有效孔隙。
通气孔隙
重量 / 容重） ]X100 = （ 1- 容重 / 比重） X100
二、土壤相对质量密度（比重）和容重
1
．土壤相对质量密度（比重） 是指单位容积的固体土粒（不包括粒间孔 隙）的干重与同体积水的质量之比。（由 于 4 ℃ 时水的密度为 1g/cm 3 ），土壤 比重无量纲，而土壤密度有量纲
土壤肥料学--单元三土壤的基本性质.
土壤孔性
2）毛管孔隙 毛管孔隙较无效孔隙粗，直径范围为0.002 mm-0.02
mm(土壤水吸力1.5×105Pa-1.5×104Pa)之间，这种 孔隙具有明显的毛管作用，所以水分能借助毛管引 力保存在孔隙中，并靠毛管引力向各个方向移动， 且移动速度快，易于被植物吸收利用。
毛管孔隙度%=（毛管孔隙容积/土壤容积）×100
计算土壤孔隙度： 根据实测土壤的容重与密度， 按下式计算：孔隙度=1-容重/比重 某土壤耕层容重为1.3 g/cm3，土壤相对密度为 2.65，求该土壤的孔隙度？ 土壤孔隙度=1-1.3/2.65=51%
计算工程土方量： 如在土工建设或土地整理工程中，有2000m2面
土 壤 容 重 的 用 途
积应挖去0.2m厚的表土，其容重为1.3t/m3，则应挖 去的土方及土壤质量？
土壤孔性
土壤中常见组分的密度
组分 石英 正长石 斜长石
密度(g/cm3) 2.60-2.68 2.54-2.57 2.62-2.76
组分 赤铁矿 磁铁矿 三水铝石
密度g/cm3) 4.90-5.30 5.03-5.18 2.30-2.40
白云母
黑云母 角闪石 辉石 纤铁矿
2.77-2.88
2.70-3.10 2.85-3.57 3.15-3.90 3.60-4.10
土壤孔性
3）空气孔隙（通气孔隙） 空气孔隙是指孔径大于毛管孔隙的孔隙，即孔径 >0.02 mm(土壤水吸力<1.5×104Pa)。 这类孔隙中的水分主要受重力支配而排出，因而使 这部分孔隙成为空气的通道，故称之为空气孔隙或 通气孔隙。
空气孔隙度%=（空气孔隙容积/土壤容积）×100
土壤孔性
4、土壤孔隙的影响因素
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。
种植基础第二章第三节土壤的基本性质
（五）土壤缓冲性能
土壤缓冲性能是指土壤抵抗外来物质引起酸碱反应剧烈变化的能力， 即在土壤中加入酸、碱物质后，土壤的pH并不会相应地上升或下降， 仍能保持其相对稳定性。
三、土壤孔隙性
土壤孔隙：指土壤固相土粒或土团之间的空隙。土壤孔隙是土壤中物质 和能量交换的场所。也是植物根系伸展和土壤动物、微生物活动的地 方。
体积总和占整个土壤体积的百分数。
无机胶体在数量上远比有机胶体要多，主要是土壤粘粒，它包括 Fe、Al、Si等含水氧化物类粘土矿物以及层状硅酸盐类粘土矿物。
有机胶体主要指的是土壤中的腐殖质。在土壤中有机胶体一般很 少单独存在，绝大部分与无机胶体紧密结合在一起形成有机-无机复合 胶体。
土壤胶体带有电荷，能够吸附土壤溶液中的离子态养分，因而避 免其随水流失。这是土壤保肥性的重要方面。
赤红壤
砖红壤
几种酸性土剖面图
（三）土壤碱性
土壤碱性是由于土壤中OH-浓度高于H+离子浓度而造成的。 土壤中OH-主要来自于强碱弱酸盐的水解和土壤吸附的钠离子的解离。
土壤中的强碱弱酸盐主要是碳酸盐或重碳酸盐的碱金属（K+，Na+） 或碱土金属（Ca2+，Mg2+）的盐类。
含有游离碳酸钙的土壤称为石灰性土壤。
土壤板结，结构变劣； 部分微量元素有效性降低（镁）；磷的有
效性也下降。 因此，施用石灰要适量。白云石替代
影响石灰施用量的因素有： 土壤潜性酸和pH；盐基饱和度；质地；有机质含量；石灰的 种类和施用方法；作物的要求等。
2.土壤碱性的调节
用石膏来改良。原理如下：
土壤胶体
Na+
+
CaSO4
Na+
土壤胶体 Ca2+ + Na2SO4
第四章土壤的基本性质
a.是一种可逆过程，能很快的达到动 态平衡。
b.离子间是等当量的代换关系。
c、代换反应受质量作用定律的支配： 对可逆反应来说，化学反应的速度
与反应物的浓度成正比。
或：增加反应物的浓度，减小生成物 的浓度，化学平衡向正方向移动。
生产意义：
d、不同的离子，代换能力不同： Fe3+>Al3+>H+>Ca2+>Mg2+>K+>NH+>Na+
特点:
a.有选择性，保留的都是土壤养分；
b.是一种周期短的循环性吸收。
生产意义：
是生物小循环的一个环节，可减少养 分淋失，提高土壤养分含量。
5、离子代换吸收作用： 指土壤胶体扩散层中的离子，能被土
壤溶液中带相同电荷的其它离子所代换而 产生的吸收作用。
这种作用，是土壤中对土壤保肥供肥 能力影响最大的一种吸收方式。
土壤固体土粒重
土壤比重＝———————— 土粒体积
影响土壤比重的因素：
（g/cm3）
有机质含量；【有机质比重1.25；矿物质2.6~2.7】 ，有机质含量越高，土壤比重越小。
（一般土壤中有机质含量少，土壤比重可作为常数来 看待，取值2.65参加各种计算）
二、土壤容重
定义：单位体积原状土的烘干重。
状土干重
土壤溶液中，离子间由于发生化学反 应，生成难溶性化合物而沉淀于土壤中被 保存下来的作用。
特点：
a.无选择性。
b.吸收的结果，一方面减少养分的 淋失，但另一方面又将水溶性养分转变为 难溶性，生产中应尽量避免。
生产意义：
减少水溶性养分数量，应避免。
4、生物吸收作用：