第五章 土壤的孔性与结构性讲解
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第5章 土壤的孔性、结构性与耕性
3、土壤孔性的影响因素及其调控
影响因素
土壤 性质
有机质含量 土壤结构性
有机质含量高的土壤孔度大，容重小，通气孔多； 为大孔隙； 不同结构体类型孔隙状况不同；
结构体（土团）内部较紧实，多小孔隙；结构体间则多
土壤质地 土粒排列 方式
外界 因素
粘土孔度大，但以小孔隙为主，砂土孔度小，但以通气 孔隙为多； 不同松紧状况土壤孔度不同； 排列疏松，大孔隙多一些；排列紧实则相反；
容重 固相率＝ 密度
2.液相率（容积含水率）
土壤水质量 土壤含水量（质量％） ＝ 干土质量
土壤容积含水率（％）＝土壤质量含水量（％）×土壤容重
3. 气相率 气相率=孔隙度－容积含水率
土壤三相比＝固相率：容积含水率：气相率
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%。
土壤孔性、结构性是土壤重要的物理性质。 通过本章学习，让学生掌握土壤中孔隙、结构的 概念、类型及对土壤肥力和生产性能的影响；重 点介绍团粒结构的肥力特征及创造机理；物理机 械性的概念及与耕性的关系，从而了解土壤物理 性状对土壤肥力的影响。 主要内容包括： 第一节 土壤孔性 第二节 土壤结构性 第三节 土壤物理机械性与耕性
夯实的土壤容重则可高达1.8-2.0克/厘米3。
土壤 容重（g/cm3) 土壤 容重（g/cm3)
泥炭 蓬松盐土 灰化层 黑钙土耕层 沼泽土
0.20~0.50 0.80~1.00 0.80~1.00 1.10~1.30 1.10~1.30
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
土壤肥力特点：结构体内部紧实，孔隙小而少，
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。
土壤的孔性、结构性和耕性讲诉
通常有空气存在其中，同时植物根毛、根系和微生 物均可在通气孔隙中活动。
3. 土壤孔性与土壤肥力的关系
孔隙大小和数量
土壤松紧状况
水、气含量
养分有效性 土壤的增温 和保肥供肥 与稳温
第二节 土壤结构性
定义：
在内外因素的综合作用下，土粒相互团聚成 大小，形状和性质不同的团聚体，称为土壤 结构。
1. 土壤结构的类型
土壤容重的的用途：
a.反映土壤松紧度
土壤容重大
土壤紧实板硬而缺少结构
土壤容重小
土壤疏松多孔结构良好
b.估算各种土壤重量
土重=面积×土层深度×容重
c. 计算土壤各组分的数量
各组分数量= 土重×各组分含量
孔 隙 度
47.46 %
疏松排列
紧密排列
24.51 %
③ 孔隙比：
定义： 它是土壤中孔隙容积与土粒容积的比值。 其值为1或稍大于1为好。
水膜的粘结作用：细润土壤中的粘粒所带的负电 荷，可吸引极性水分子，并使之作定性排列，形 成薄层水膜，当粘粒相互靠近时水膜为邻近的粘 粒共有，粘粒就通过水膜而联结在一起。
胶结作用 土壤中的土粒、复粒通过各种物质的胶 结作用进一步形成较大的团聚体。
成型过程：
根系切割 干湿交替 冻融交替 土壤的耕作
Fe2+ 土粒
土壤的比重为单位容积固体土粒(不包括粒间孔隙的容积)的 干重(g/cm3或t/m3)
土壤相对密度的大小与土壤组成有关，常用土壤 相对密度值2.65 。
②土壤容重
定义：
自然状态下单位容积土壤(包括孔隙在内)的 干重(g/cm3 或t/m3)。
土壤容重的范围1.0-1.5 g/cm3 理想1.14-1.26 g/cm3
土壤学孔性、结构性、耕性
农业生产中，常采用排水晒田、晒垄、冻 垄等措施，提高土壤溶液电解质的浓度，促进
土壤胶粒凝聚。
(2) 水膜(water film)的粘结作用
土粒在水膜的作用下，在土粒接触处形成 弯月面，由于弯月面内侧的负压，把相邻的土 粒团聚在一起，形成土团。
(3) 胶结作用(cementation)
a、简单的无机胶体
径来计算，用当量孔径表示大小
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/S d为孔隙的当量孔径（mm）,S为土壤水吸力 （KPa） 当量孔径与土壤水吸力成反比
根据土壤孔隙的通透性和持水能力，分为三种类型：
①非活性孔：又称无效孔、束缚水孔。 这是土壤中 最细微的孔隙，当量孔径一般<0.002mm, 土壤水 吸力>1.5×105Pa。 ②毛管孔隙：当量孔径约为0.02-0.002mm, 土壤水 吸力1.5×104Pa-1.5×105Pa,具有毛管作用。 ③通气孔隙：当量孔径>0.02mm,相应的土壤水吸力 <1.5×104Pa,毛管作用明显减弱。
3.土壤三相比的计算
（1）土壤固相容积（％） ＝（1－土壤总孔隙度）×100％ （2）土壤液相容积（％） ＝土壤含水量×土壤容重
（3）土壤气相容积（％） ＝土壤总孔隙度－土壤液相容积
土壤三相组成的适宜范围(comfort zone)
土壤三相比＝固相:液相:气相
多数旱地作物(upland field crop)适宜的 土壤固、液、气三相比为：
二土壤力学性质是土壤颗粒之间以及土壤与外物之间的相互作用又称土壤物理机械性包括土壤黏结性黏着性可塑性胀缩性等土壤耕性的好坏主要是由土壤物理机械性质引起的
土壤的基本性质
畜践踏与农机具等作用下由松变紧的过程称为土壤 压板过程。
• （2）注意土壤的宜耕状态和宜耕期： 土壤的宜耕期
是指保持适宜耕作的土壤含水量的时间。
• （3）改良土壤耕性： 可通过增施有机肥料、合理排
灌、适时耕作等方法改良土壤耕性。
• 3.2 土壤胶体与土壤吸收性能
• 3.2.1 土壤胶体(soil colloid)
• 影响土壤粘结性和粘着性的因素有： • ①土壤质地：土壤愈细，接触面愈大，粘结性和粘着
性愈强。
• ②土壤含水量： 含水量愈少，土粒距离愈近，分子
引力愈大，粘结性愈强，故干燥土块破碎甚为困难。
• ③土壤结构：团粒结构可使土团接触面减少，因而
其粘结性和粘着性降低，土壤疏松易耕。
• ④土壤腐殖质含量：腐殖质含量增加可减弱粘土的
• （2）核状结构(subangular structure)： 结构体长、
宽、高三轴大体近似，边面梭角明显，较块状结构 小，大的直径为10-20mm稍大，小的直径为5-10mm。
• （3）柱状结构(columnar structure)：结构体的垂
直轴特别发达，呈立柱状，棱角明显有定形者，称 为棱柱状结构，棱角不明显无定形者，称为圆柱状结构。
• 3.1.3.1 土壤耕性的含义 • (1) 耕作难易程度; (2) 耕作质量的好坏; (3) 宜耕期长
短。
• 3.1.3.2 土壤物理机械性 • (1) 粘结性和粘着性 • 土壤粘结性是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。
• 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。
• 3.2.1.2 土壤胶体的构造
• 土壤胶体分散系包括胶体微粒（为分散相）和微粒
• （2）注意土壤的宜耕状态和宜耕期： 土壤的宜耕期
是指保持适宜耕作的土壤含水量的时间。
• （3）改良土壤耕性： 可通过增施有机肥料、合理排
灌、适时耕作等方法改良土壤耕性。
• 3.2 土壤胶体与土壤吸收性能
• 3.2.1 土壤胶体(soil colloid)
• 影响土壤粘结性和粘着性的因素有： • ①土壤质地：土壤愈细，接触面愈大，粘结性和粘着
性愈强。
• ②土壤含水量： 含水量愈少，土粒距离愈近，分子
引力愈大，粘结性愈强，故干燥土块破碎甚为困难。
• ③土壤结构：团粒结构可使土团接触面减少，因而
其粘结性和粘着性降低，土壤疏松易耕。
• ④土壤腐殖质含量：腐殖质含量增加可减弱粘土的
• （2）核状结构(subangular structure)： 结构体长、
宽、高三轴大体近似，边面梭角明显，较块状结构 小，大的直径为10-20mm稍大，小的直径为5-10mm。
• （3）柱状结构(columnar structure)：结构体的垂
直轴特别发达，呈立柱状，棱角明显有定形者，称 为棱柱状结构，棱角不明显无定形者，称为圆柱状结构。
• 3.1.3.1 土壤耕性的含义 • (1) 耕作难易程度; (2) 耕作质量的好坏; (3) 宜耕期长
短。
• 3.1.3.2 土壤物理机械性 • (1) 粘结性和粘着性 • 土壤粘结性是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。
• 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。
• 3.2.1.2 土壤胶体的构造
• 土壤胶体分散系包括胶体微粒（为分散相）和微粒
土壤孔性、结构性和耕性
常见阳离子凝聚能力：
Fe3+ >Al3+ >Ca2+ >Mg2+ >H+ >NH4+ > K+ >Na+
农业生产(agricultural production)中，常施用石灰(酸性土)或石膏( 碱性土)，利用Ca2+的作用促进土粒凝聚。
增加介质中电解质浓度也可促进胶粒凝聚。
农业生产中，常采用排水晒田、晒垄、冻垄等措施，提高土壤溶 液电解质的浓度，促进土壤胶粒凝聚。
① 干湿交替作用(alternation of drying and wetting)
蒙脱石类的膨胀收缩性强，而水云母类和高岭石类的膨胀收缩性 则较弱。
土块越干，骤然灌水湿润，这种作用愈明显，有如“爆破” 一样。促使土体破碎形成结构。
a、当干湿交替时，由于胀缩性的差异使土体产生不等的变形 而依脆弱线开裂成小块
天旱时表层蒸发失水后，土体收缩切断与下 层毛管连通性，水分不会由大孔隙流向小孔隙而
蒸发损失。
② 小肥料库
具有团粒结构的土壤，通常有机质含量丰富。团粒结构
表面为好气作用，有利于有机质的矿质化(mineralization)，释放
养分。团粒内部则有利于腐殖化(humification)，保存养分 。
③ 空气走廊
土壤粘结性是土粒与土粒之间由于分子引力 而相互粘结在一起的性质。
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。
影响土壤粘结性和粘着性的因素有：
• 土壤质地
• 土壤含水量
• 土壤结构 • 土壤腐殖质含量
• 土壤代换性阳离子的组成
塑性值(plastic index)：上塑限和下塑限的差值，又称塑 性指数 。 （plasticity number）
土壤的孔性、结构性与耕性解析
（2）毛管孔隙 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。
（3）通气孔隙 当量孔径大于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。
四、土壤结构的改善与恢复
1．精耕细作，增施有机肥料
精耕细作结合施用有机肥料是我国目前大多数地区创造良好结构的主要方法。 2. 合理轮作倒茬、扩大绿肥及牧草的种植面积 各种作物本身的生物学特点和相应的耕作管理制度对土壤团粒结构的形成具有很 大的影响。 3. 科学的土壤管理 喷、滴灌、地下灌溉，酸性土施用石灰，碱性土施用石膏。 4. 土壤结构改良剂的应用
第三节 土壤物理机械性与耕性
一、土壤物理机械性
土壤的物理机械性是土壤多项动力学性质的统称。 1．土壤粘结性 土壤粘结性是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。由于土壤具有粘结性，是其具有抵抗外力破碎的能力，也是土壤 有耕作时产生阻力的主要原因之一。 在湿润时，（由于土壤含有一定的水分）土壤板结性实际土粒-水土粒之间相互吸引而表现的板结力。
三、土壤孔性的影响因素及其调控
（一）内因 土壤有机质 土壤结构性 土粒的排列方式 （二）外因 降雨、 施肥、 灌溉、 耕作 重点难点：掌握土壤孔隙的概念、类型及调控。 难点：土壤比重和容重的区别。
第二节 土壤结构 一、土壤结构的类型及其特性 在内外因素的综合作用下，土粒相互团聚成大小， 形状和性质不同的团聚体，称为土壤结构。
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
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土壤的孔隙度或孔隙比，只能说明土壤中固相容积与孔隙容积(水和气的 容积之和)的数量之比，它们并未反映出土壤孔隙“质”的差别。
对植物而言，孔隙的粗细比例比孔隙度显得更为重要。因为粗 细孔隙对土壤水和空气的传导、植物根系的穿扎和吸水保水作用不同。
一般在团粒结构性较好的土壤中，团粒间是粗孔，团粒内部是细孔， 粗细孔隙搭配合适，对作物生长、微生物活动和耕性有利，它既能调节 通气、保水、保温，还能降低黏重土壤的比表面。
5．1. 2. 3 计算土壤各组分的数量
根据土壤容重可以计算： 单位面积土壤（一定土层厚度）的水分 单位面积土壤（一定土层厚度）有机质含量 单位面积土壤（一定土层厚度）养分和盐分含量
作为灌溉排水、养分和盐分平衡计算和施肥的依据
5.1.3 土壤孔隙度（f0）
V V M M Ms 土壤孔t 隙是s指单位土S壤总容S积中的孔隙容积， b f V ( ) 1 0一般目一以前种百t计是分算假数土定表壤等示的径。b孔或隙不度等有p径两球种体途状b径土：粒按不 p
为了满足农作物对水分和空气的需求，有利于根系的伸展和下扎，要求土壤(尤其是 耕作层)不仅要有适当的孔隙数量，而且也要有适宜的大小不同孔隙的搭配比例。
5.2 土壤基模的孔隙状况
小
大
孔
孔
隙
隙
5.2 土壤基模的孔隙状况
• 5.2.1 土壤孔隙的数量 • 5.2.2 土壤孔隙的类型(孔径分布) • 5.2.3 影响土壤孔隙状况的因素
决斜定长石于各2种.60～矿2.76物的比方解重石
2.71
白云母
2.76～3.00
高岭石
2.60
黑云母
2.79～3.16
腐殖质
1.40～1.80
5.1.2 土壤容重（假密度） b
土壤容重指单位容积(包括孔隙在内)的 原状土壤的干重，单位为g/cm3。严格 地讲应称为干容重（以ρb表示）, 其含 义是干土粒的质量与总容积之比:
从
f0
1
b p
可看出：1、土壤孔隙度随着土壤 Nhomakorabea重的减小而增大，反之减小。
2、一般地说，土壤质地越粗，容重越大，而土壤总孔隙度就小。 土壤质地粗者虽粗孔隙较多，细孔隙少，但土壤总孔隙度小
土壤质地细，容重小，则土壤总孔隙度就大。 土壤质地细者虽粗孔隙较少，细孔隙多，但土壤总孔隙度大
5.2.2 土壤的孔径分布
E.W Russell在其著作中将孔隙的粗细分成五个等级 根据不同孔隙对土壤水吸力大小划分以下三种孔径。（到目前并不统一）
Vs
Ms
p
通过简单的数学运算
Ms
f0
Vt Vs Vt
Vt Vt
Vs Vt
1 p
Ms
1 b p
5.1.4 土壤孔隙比(e)
e Va Vw
(5.4)
Vs
土壤孔隙数量也可用孔隙比来表示，
(e)即与（土f0）壤的中关系孔按其隙定的义可容简积单推与知：土壤固相容积，
e 亦即固体f颗0 粒容积（Vs）的比值。 (5.5)
V 5.2.1 t
V土a壤孔V隙s的数V量w
土壤总容积（Vt）是土壤中固体颗粒 的容积与土壤中各种大小孔隙容积的总和。
b 土壤孔隙的数量一般用孔隙度(简称孔
f 1 度)表示。一般用土壤的密度和容重两个参
o p 数计算得出。
5.2.1 土壤孔隙的数量
一般土壤比重被看做是固定值2.65
同的几何形状或松或紧或小球体镶嵌于大球体
孔隙间的规则排列，用几何方法计算孔度。
另一种途径是目前广泛采用的，即由单位
其中： M M 土壤总容积（Vst）与土壤固体颗粒容积（sVs） V ; V 的差，再t 被土壤容积（Vt）除，就s 是孔隙度
（f0）。
b
p
Vt
Ms
b
5.1.3 土壤孔隙度（f0）
(1 f0 )
f0
e （5.6） (1 e)
第五章 土壤的孔性与结构性
5.1 土壤基模中三相物质的关系 5.2 土壤基模的孔隙状况
土壤基模：是一个极其复杂的多孔体系，由固体土粒和粒间孔隙所组成。 土壤孔隙：在土壤中土粒与土粒，土团与土团，土团与土粒(单粒)之间相互支撑， 构成弯弯曲曲、粗细不同和形状各异的各种孔洞，通常把这些孔洞称为土壤孔隙。
敬勤团明爱 业俭结礼国 奉自友诚守 献强善信法
第五章土壤的孔性与结构性
5.1 土壤基质中三相物质的关系 5.2 土壤基模的孔隙状况 5.3 土壤结构
第五章 土壤的孔性与结构性
5.1 土壤基模中三相物质的关系
土壤基模是指土壤的固体部分，它是保持和传导物质（水、空 气、溶质）和能量（热量）的介质。
它的作用主要取决于比表面积和孔隙状况，同时还取决于基模 中三相物质的比例，特别是水的数量。
三相物质比和一些必要的相关基础参数，常用质量或容积为 基础表达其相互关系。
土壤基模中三相物质
5.1.1
土壤的真比重 p
土壤比表5重-1 又土壤称中真主要比矿物重的，比重是指 固矿物体种类土粒的比 密重 度与矿水物的种类密度之比比重。
石英
2.65
普通角闪石
3.00～3.30
因正此长石影响土2.壤55 比重数褐铁值矿 的大小主3.20要
适合 稍紧
1.14～1.26 1.26～1.30
56～52 52～50
紧
>1.30
<50
5.1.2 土壤容重（假密度） b
5．1. 2. 2 计算土壤重量
一亩地地面积的耕层厚度为20cm, 容重为1.15 g/cm3, 其总重量为: 6.67×106×20×1.15=1.5×108(g)=150(t)=1.5×105（kg） 一亩地20cm厚的土层重量大约30万斤
土壤孔隙作用1 ：土壤孔隙是容纳水分和空气的空间，二者瞬时都在变化，互为消 长。
土壤孔隙作用2：土壤孔隙是土壤中物质和能量贮存和交换的场所，是众多土壤动 物和微生物活动的地方，也是植物根系伸展并从土壤中获取水分和养料的介质。 土壤基模孔隙状况：通常包括孔隙度(孔隙总量)和孔隙类型(孔隙大小及比例，又叫 孔径分布)两个方面。
空气
ρb = Ms/Vt = Ms/(Vs+Va+Vw水 ) （5.1）
土壤容重的用途
5．1. 2. 1 判断土壤的松紧程度
疏松或有团粒结构的土壤容重小,紧实板结的土壤则容重大
表5-2 容重、孔隙度与土壤松紧度的关系
松紧程度
容重(g/cm3)
孔隙度(％)
最松 松
<1.00 1.00～1.14
>6 60～56
对植物而言，孔隙的粗细比例比孔隙度显得更为重要。因为粗 细孔隙对土壤水和空气的传导、植物根系的穿扎和吸水保水作用不同。
一般在团粒结构性较好的土壤中，团粒间是粗孔，团粒内部是细孔， 粗细孔隙搭配合适，对作物生长、微生物活动和耕性有利，它既能调节 通气、保水、保温，还能降低黏重土壤的比表面。
5．1. 2. 3 计算土壤各组分的数量
根据土壤容重可以计算： 单位面积土壤（一定土层厚度）的水分 单位面积土壤（一定土层厚度）有机质含量 单位面积土壤（一定土层厚度）养分和盐分含量
作为灌溉排水、养分和盐分平衡计算和施肥的依据
5.1.3 土壤孔隙度（f0）
V V M M Ms 土壤孔t 隙是s指单位土S壤总容S积中的孔隙容积， b f V ( ) 1 0一般目一以前种百t计是分算假数土定表壤等示的径。b孔或隙不度等有p径两球种体途状b径土：粒按不 p
为了满足农作物对水分和空气的需求，有利于根系的伸展和下扎，要求土壤(尤其是 耕作层)不仅要有适当的孔隙数量，而且也要有适宜的大小不同孔隙的搭配比例。
5.2 土壤基模的孔隙状况
小
大
孔
孔
隙
隙
5.2 土壤基模的孔隙状况
• 5.2.1 土壤孔隙的数量 • 5.2.2 土壤孔隙的类型(孔径分布) • 5.2.3 影响土壤孔隙状况的因素
决斜定长石于各2种.60～矿2.76物的比方解重石
2.71
白云母
2.76～3.00
高岭石
2.60
黑云母
2.79～3.16
腐殖质
1.40～1.80
5.1.2 土壤容重（假密度） b
土壤容重指单位容积(包括孔隙在内)的 原状土壤的干重，单位为g/cm3。严格 地讲应称为干容重（以ρb表示）, 其含 义是干土粒的质量与总容积之比:
从
f0
1
b p
可看出：1、土壤孔隙度随着土壤 Nhomakorabea重的减小而增大，反之减小。
2、一般地说，土壤质地越粗，容重越大，而土壤总孔隙度就小。 土壤质地粗者虽粗孔隙较多，细孔隙少，但土壤总孔隙度小
土壤质地细，容重小，则土壤总孔隙度就大。 土壤质地细者虽粗孔隙较少，细孔隙多，但土壤总孔隙度大
5.2.2 土壤的孔径分布
E.W Russell在其著作中将孔隙的粗细分成五个等级 根据不同孔隙对土壤水吸力大小划分以下三种孔径。（到目前并不统一）
Vs
Ms
p
通过简单的数学运算
Ms
f0
Vt Vs Vt
Vt Vt
Vs Vt
1 p
Ms
1 b p
5.1.4 土壤孔隙比(e)
e Va Vw
(5.4)
Vs
土壤孔隙数量也可用孔隙比来表示，
(e)即与（土f0）壤的中关系孔按其隙定的义可容简积单推与知：土壤固相容积，
e 亦即固体f颗0 粒容积（Vs）的比值。 (5.5)
V 5.2.1 t
V土a壤孔V隙s的数V量w
土壤总容积（Vt）是土壤中固体颗粒 的容积与土壤中各种大小孔隙容积的总和。
b 土壤孔隙的数量一般用孔隙度(简称孔
f 1 度)表示。一般用土壤的密度和容重两个参
o p 数计算得出。
5.2.1 土壤孔隙的数量
一般土壤比重被看做是固定值2.65
同的几何形状或松或紧或小球体镶嵌于大球体
孔隙间的规则排列，用几何方法计算孔度。
另一种途径是目前广泛采用的，即由单位
其中： M M 土壤总容积（Vst）与土壤固体颗粒容积（sVs） V ; V 的差，再t 被土壤容积（Vt）除，就s 是孔隙度
（f0）。
b
p
Vt
Ms
b
5.1.3 土壤孔隙度（f0）
(1 f0 )
f0
e （5.6） (1 e)
第五章 土壤的孔性与结构性
5.1 土壤基模中三相物质的关系 5.2 土壤基模的孔隙状况
土壤基模：是一个极其复杂的多孔体系，由固体土粒和粒间孔隙所组成。 土壤孔隙：在土壤中土粒与土粒，土团与土团，土团与土粒(单粒)之间相互支撑， 构成弯弯曲曲、粗细不同和形状各异的各种孔洞，通常把这些孔洞称为土壤孔隙。
敬勤团明爱 业俭结礼国 奉自友诚守 献强善信法
第五章土壤的孔性与结构性
5.1 土壤基质中三相物质的关系 5.2 土壤基模的孔隙状况 5.3 土壤结构
第五章 土壤的孔性与结构性
5.1 土壤基模中三相物质的关系
土壤基模是指土壤的固体部分，它是保持和传导物质（水、空 气、溶质）和能量（热量）的介质。
它的作用主要取决于比表面积和孔隙状况，同时还取决于基模 中三相物质的比例，特别是水的数量。
三相物质比和一些必要的相关基础参数，常用质量或容积为 基础表达其相互关系。
土壤基模中三相物质
5.1.1
土壤的真比重 p
土壤比表5重-1 又土壤称中真主要比矿物重的，比重是指 固矿物体种类土粒的比 密重 度与矿水物的种类密度之比比重。
石英
2.65
普通角闪石
3.00～3.30
因正此长石影响土2.壤55 比重数褐铁值矿 的大小主3.20要
适合 稍紧
1.14～1.26 1.26～1.30
56～52 52～50
紧
>1.30
<50
5.1.2 土壤容重（假密度） b
5．1. 2. 2 计算土壤重量
一亩地地面积的耕层厚度为20cm, 容重为1.15 g/cm3, 其总重量为: 6.67×106×20×1.15=1.5×108(g)=150(t)=1.5×105（kg） 一亩地20cm厚的土层重量大约30万斤
土壤孔隙作用1 ：土壤孔隙是容纳水分和空气的空间，二者瞬时都在变化，互为消 长。
土壤孔隙作用2：土壤孔隙是土壤中物质和能量贮存和交换的场所，是众多土壤动 物和微生物活动的地方，也是植物根系伸展并从土壤中获取水分和养料的介质。 土壤基模孔隙状况：通常包括孔隙度(孔隙总量)和孔隙类型(孔隙大小及比例，又叫 孔径分布)两个方面。
空气
ρb = Ms/Vt = Ms/(Vs+Va+Vw水 ) （5.1）
土壤容重的用途
5．1. 2. 1 判断土壤的松紧程度
疏松或有团粒结构的土壤容重小,紧实板结的土壤则容重大
表5-2 容重、孔隙度与土壤松紧度的关系
松紧程度
容重(g/cm3)
孔隙度(％)
最松 松
<1.00 1.00～1.14
>6 60～56