土壤的孔性

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土壤的基本理化性质[专业内容]

土壤的基本理化性质[专业内容]
<0.001
腐殖质(克/千克) 29.5 0 4.3 14.8 53.7 64.2
密度(克/厘米 3) 2.62 2.66 2.66 2.62 2.59 2.59
常用土壤密度值:
2.65克/厘米3。
高等教育
6
2、土壤容重:单位容积原状土壤(包括孔隙)的干质
量。
土壤容重值多介于1.0-1.5克/厘米3范围内,
沼泽土
1.10~1.30
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。
高等教育
7
容重、孔隙度与土壤松紧程度关系
松紧程度
最松 松 适合 稍紧 紧实
容重(g/cm3)
<1.0 1.0~1.14 1.14~1.26 1.26~1.30
>1.30
孔度(%)
>60 60~56 56~52 52~50
夯实的土壤容重典则型可土高壤达容1.重8-2.0克/厘米3。
土壤
容重(g/cm3)
土壤
容重(g/cm3)
泥炭
0.20~0.50
黄土
1.35~1.50
蓬松盐土 灰化层
0.80~1.00 0.80~1.00
土壤碱化层 土壤龟裂层
1.50~1.70 1.70~1.90
黑钙土耕层 1.10~1.30 灌溉后土壤结壳 1.60~1.90
注:式中土壤水吸力以 kPa为单位
高等教育
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(二)土壤孔隙类型
土壤孔隙的持水功 能和毛管水上升情况 成为孔隙分类的主要 依据
孔隙类型
孔径大小 ( mm) 土壤水吸力 (kPa) 所含水分有效性
非活性孔隙(无效孔隙) < 0.002

植物生产环境-土壤孔隙性

植物生产环境-土壤孔隙性

土壤的孔隙性土壤的孔隙性是植物生长的重要土壤条件,也是土壤肥力的重要指标,关系到土壤中水气热状况和养分的调节,以及植物根系的生长和植物的生长发育。

土壤是一个极其复杂的多孔体系,由固体土粒和粒间孔隙组成。

土壤孔隙是指土壤中的土粒和土粒、团聚体与团聚具体之间、土粒与团聚体之间以及团聚体内部形成的空间。

土壤孔隙是容纳水分和空气的空间,是物质和能量交换的场所,也是植物根系生长和土壤动物、微生物活动的地方。

一、土壤孔隙和土壤孔隙性土壤孔隙——土壤中土粒或团聚体之间以及团聚体内部的孔隙。

土壤孔隙性是指土壤孔隙的数量、大小、比例和性质的总称。

土壤孔性包括:A、孔隙度(孔隙数量)决定着土壤气、液两相的总量B、孔隙类型(孔隙的大小及其比例),决定着气、液两相的比例。

二、土壤密度、土壤容重和土壤孔隙度(一)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g/cm3或t/m3。

土壤密度数值的大小,主要决定于组成土壤的各种矿物的相对密度。

大多数土壤矿物的相对密度在2.6~2.7左右。

因此,土壤相对密度一般取其平均值为2.65。

土壤有机质的相对密度为1.25~1.40,表层的士壤有机质含量较多,所以,表层土壤的比重通常低于心土及底土。

(二)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g/cm3或t/m3。

土壤容重是一个十分重要的基本数据,在农业生产中主要用途有:1. 判断土壤的松紧程度因为容重包括孔隙,土粒只占其中的一部分,所以,相同体积的土壤容重的数值小于比重。

一般旱地土壤容重大体在1.00~1.80 g/cm3之间,一般土壤的容重在1.0~1.7 g/cm3之间。

旱地耕作层较利于作物生长的土壤容重为1.1~l.3 g/cm3。

相同质地的土壤,数值越小,土壤越疏松。

其数值的大小除受土壤内部性状如土粒排列、质地,结构、松紧的影响外,还经常受到外界因素如降水和人为生产活动的影响,尤其是耕层变幅较大。

《土壤学》第三章 土壤的孔性、结构性与耕性

《土壤学》第三章 土壤的孔性、结构性与耕性
(三)宜耕期的长短 指在保证耕作质量和劳动效 率的前提下,宜于耕作时间的长短。
二、影响土壤耕性的因素
• 土壤物理机械性质是土壤在不同含水量 情况下所表现的物理性质,包括土壤的 粘结性、粘着性、可塑性、胀缩性以及 其它受外力作用(如农机具的切割、穿 透和压板等作用)而发生形变的性质。
(一)土壤粘结性和土壤粘着性
一、土壤孔隙的数量
(一)土壤比重 、 土粒密度 土粒密度:单位体积的固体干土粒(不包括粒间孔隙)
的重量(g/cm3) 。 土壤比重:土粒密度与水(4℃)的密度之比,无量纲。
• 土壤比重和颗粒密度大小相等,区别在于有无量纲 • 土壤比重是土壤相对稳定的性质
• 比重大小决定于矿物组成和有机质含量 • ①土壤矿物组成和含量有关,
三、影响土壤孔性的因素
(1)土壤质地 黏土、砂土、壤土-总孔隙度,通气孔隙、毛管孔隙 和无效孔隙、大小比例比较
粘质土孔隙度45—60%之间,以毛管孔和无效孔为主 ; 砂质土孔隙度33—45%,非毛管孔(通气孔)较多; 壤质土孔隙度45—52%,有适量通气孔又有较多毛管孔,
(2)土粒排列 疏松时高,紧密时低。
非活性孔隙度(%)=V非活性孔隙/V土×100 毛管孔隙度(%)=V毛管孔隙/V土×100 通气孔隙度(%)=V通气孔隙/V土×100 总孔度=非活性孔度+毛管孔度+通气孔度 •毛管孔隙度%=(田间持水量—凋萎含水量)×容重 •旱作土壤耕层总孔度为50%~56%;通气孔隙度不 低于10%;大小孔隙之比在1 :2~4较为合适
2)毛管孔隙 孔径在0.0002-0.02mm(也有0.002-0.02的 说法),土壤水吸力在15-0.15bar范围的孔隙,具有毛管 作用。保持植物利用的有效水分 。
3)无效孔隙 :土壤中孔径<0.0002mm(或0.002mm),土壤 水吸力>15bar的细微孔隙。其水分不能被吸收。

土壤的孔性、结构性和耕性

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。

第四章 土壤孔性、结构性和耕性

第四章 土壤孔性、结构性和耕性
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,使其具有抵抗外力破碎的能力,也是 土壤在耕作时产生阻力原因之一。
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。
影响粘结力的因素:
• 1.土壤颗粒的比表面积:比表面积越大, 粘接力越强。 (1)土壤质地:粘性土>壤质土>砂质 (2)粘土矿物的类型: 2:1矿物>1:1型 矿物 (3)代换性阳离子组成:土壤上代换性 Na+(盐渍土)越高,粘结力越强(白 僵土)。 (4)土壤颗粒的团聚化程度:结构性强 的土壤粘结性差 • 2.土壤水分含量 • 在适度含水量时粘结力最大。水分的 C表明由干土到湿土 变化过程也会影响到粘结力(见图) 粘结力变化,A • “湿时一团糟,干时一把刀”; (Clay)、B(sand) • “宁可干耕勿湿耕” 从湿到干变化中粘结 • 3.有机质缺乏的土壤,粘结性强。 力变化
1.土壤团粒结构的形成过程 包括“多级团聚说”和“粘团说”两种。 第一阶段:有单粒在胶体凝聚、水膜粘结以及胶结作用下形成初 级复粒或致密的小土团。 第二阶段:初级复粒进一步逐级粘合、胶结、团聚,依次形成第 二级、第三级及微团聚体的过程。
2.团粒结构形成的必备条件 ①各种各样的单粒、复粒、黏团及微团粒的数量 及组成; ②胶结物质:有机胶体、无机胶体及胶体凝聚物 质。 成型动力 包括:土壤生物的作用、干湿交替、适宜土壤含水 量下耕作。
项目四 土壤的孔性、结构性与耕性
第一节 土壤孔性
小 孔 隙 大 孔 隙
土壤孔隙是容纳 水分和空气的空 间; 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 场所; 是植物根系伸展 并从土壤中获取 水分和养料的介 质。

3-1 土壤孔性、结构性和耕性

3-1 土壤孔性、结构性和耕性

1、土壤结构的类型(soil configuration type)
主要根据结构体的大小、外形及与土壤肥力的关系划分的。
① 块状结构(blocky structure)
形状:立方体型,纵轴和横轴大体相等,边面不明显,
内部紧实。
产生条件:熟化度较低的表层土壤或缺乏有机质而粘 重的底土多为块状结构。
大小划分:大块状结构,直径>10cm;
2、土壤孔隙类型
通气孔隙(aeration pore):孔径>0.02(0.06)mm,透水通气,
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。
毛管孔隙 (capillary pore):孔径:0.02(0.06)-0.002(0.0002)mm。
对植物是有效的,而且植物的根系和微生物都可在其中生长和 活动。
正长石 斜长石 白云母 黑云母
角闪石 辉 石
2.85~3.57 3.15~3.90
3.60~4.10
伊利石 腐殖质
2.60~2.90 1.40~1.80
纤铁矿
紧密排列
疏松排列
孔 隙 度 24.51 %
理想土壤的最松排列(左)和最紧排列(右)
47.46 %
(4)影响土壤容重的因素 通过影响孔隙
土壤质地 土壤结构 自然因素(动物孔穴等) 人为因素(耕作,压实,结构改良剂等) 土壤有机质含量
形状:横轴远大于纵轴,呈扁平状结构体。
产生条件:雨后土壤表面结壳或老耕作土壤犁底层。 大小划分: >3mm者为板状,
<3mm者为片状。
⑦ 团粒结构(spheroidal structure)
形状:近似于球形,疏松多孔的小土 团称团粒结构,是含有机质丰富肥沃土壤 的标志特征。

土壤的基本理化性质

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

土壤的孔性结构性和耕性

土壤的孔性结构性和耕性

Columnar(Symbol cpr or COL)
Y X
Z
Prism-like structural units where the length of the unit in the x and y direction are much less than the z direction.
The units tend to have rounded tops.
(2)毛管孔隙 当量孔隙为,土壤水吸力为150-1500KPa。植物旳细根、原生动物和真菌
等极难进入毛管孔隙中,但植物根毛和某些细菌可在其中活动,有利于养分 旳吸收与转化,毛管孔隙保存旳水分可被植物吸收利用。为有效孔隙。
(3)通气孔隙 当量孔径不小于0.02mm,相应旳土壤水吸力不不小于150KPa。通气孔
➢ Coarse (Thick)
➢ Very Coarse (Very Thick)
Soil Structure Size (Granular and Blocky)
Image Source: NRCS, Ver. 2.0, 2023
Soil Structure Size (Platy and Prismatic)
Platy – Flat and Tabular- Units
Structure has a horizontal dimension that is longer or greater than the vertical dimension. The plates tend to parallel the surface. Typical Symbol (pl or PL)
土壤构造改良剂是用来增进土壤形成团粒,提升土壤肥力和固定表土、保护耕层、 预防水土冲刷旳矿物质制剂、腐殖质制剂和人工合成聚合物制剂,它是根据土壤中团 粒构造形成旳客观规律,提取腐殖质、木质素等物质作为团粒旳胶结剂。 要点:土壤构造性旳评价,尤其是团粒构造对土壤肥力旳调整作用。 难点:土壤团粒构造旳形成机制。
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8 酸碱性
3.7
物理性质 化学性质
2
课程回顾:土壤的三相组成
土壤的肥力要素
矿物质
38% (95%) 有机质
12% (5%)
溶液 土壤水分的类型
15-35%
空气
15-35%
四大肥力因子: 水、肥、气、热
3.1 土壤的孔性
3.2 土壤的结构性
3
3.1 土壤的孔性 3.2 土壤的结构性 本节重点:
1 土壤容重与应用 2 土壤孔性与土壤肥力 3 土壤结构体类型 4 团聚体与土壤肥力
每公顷耕层土壤重量ms=S·h·d S 土壤面积 h 土层深度 d 土壤容重
3 计算土壤各种组分的数量
8
3.1.1 土壤的孔性--土壤容重的应用
某土壤耕层(0~20cm)容重为1.30 g/cm3,土壤相对密度为 2.60,土壤有机质含量为15 g/kg,有机质平均含碳量为58%。 请列式计算以下土壤指标: ①求土壤孔隙度; ②计算每公顷耕层(0~20cm)的土壤质量(吨); ③计算每公顷耕层土壤(0~20cm)有机碳含量。
土壤学 知识模块
第一章 绪论 第二章 土壤的基本物质组成 第三章 土壤的基本性质 第四章 土壤分类与分布 第五章 农田土壤生态与保护
1
第三章 土壤的基本性质
土壤的 基本性质
1 土壤质地 2.1
2 土壤孔性 3.1
3 土壤结构性 3.2
4 土壤耕性 3.3
5 氧化还原性 3.4
6 土壤胶体 3.5
7 离子交换 3.6
土壤肥力:水、肥、气、热 上层土壤质地较轻,具有适当通气孔隙, 透水通气,下层质地较粘,可以迅速接纳 较大的降水量,防止地面径流。 土壤容重 导热率 麦田镇压防冻害 发老苗,发小苗。
作物生长: 适于作物生长的孔隙性指标: 耕层孔隙度50~56%,通气孔度8~10%。
粘 土 层
土壤的结构性
14
12
3.1.2 土粒中孔隙分级
土壤的分级孔度
土壤孔隙度(%)
=非活性孔度(%)+毛管孔度(%)+通气孔度(%)
田间持水量下,分别代表土壤中
非活性孔度 无效水
毛管孔度
有效水(毛管水)
通气孔度
空气容量
毛管孔度(%)
=(田间持水量-凋萎含水量) × 容重× 100%
13
3.1.3 土壤孔性与土壤肥力、作物生长的关系
9
3.1.1 土壤的孔性--土壤容重的应用
①土壤孔隙度 =(1-容重/相对密度)x 100% =(1-1.30/2.60)x 100%=50%
②土壤质量 =面积x土层深度 x 容重 =10000x20/100 x1.30=2600吨
③土壤有机碳含量 =土壤质量x有机质含量 x 平均含碳量 =2600x/1000x15x0.58=22.62(吨)
土粒密度 :单位容积土粒的质量,曾称土壤比重,单位 g/cm3。 相对密度:指单位容积土粒的干重与4℃时同体积水重之比,一般土壤为2.65。 土壤孔隙比:孔隙容积与土粒容积的比值。
孔隙比=孔隙度/(1-孔隙度)=孔隙容积/土粒容积
7
3.1.1 土壤的孔性
土壤容重的应用:
1 反映土壤松紧度,适宜范围1.14~1.26g/cm3 2 计算土壤重量
10
3.1.2 土粒中孔隙分级
土壤孔径的表示方法
指与一定的土壤水吸力相当的孔径。 d=3/| T | d-当量孔径(mm) T-土壤水吸力, 单位 Pa
Macropore Mesopore Micropore
11
3.1.2 土粒中孔隙分级 土壤孔隙类型
1 非活性孔隙:当量孔径 <0.002 mm,土壤水吸力>1.5 × 105 Pa。
土壤孔隙度=(1-容重/相对密度) × 100% eg.某土壤耕层容重为1.33g/cm3,土壤相对密度为2.66,求该土
壤的孔隙度? 将上述参数代入公式即得: 土壤孔隙度=(1-1.33/2.66) × 100% =50%
6
3.1.1 土壤的孔性
土壤容重(土壤密度soil bulk density): 单位容积土体(包括孔隙在内的原状土)的干重,g/cm3.
4
3.1 土壤的孔性 3.1.1 土壤的孔性 土壤孔隙总量 孔隙度
(soil porosity) 大小孔隙的分布 孔隙分级
Macropore Mesopore Micropore
词根法例子 laptop desktop
5
土体容积的百分数。
束缚水,无效孔,难被植物吸收。粘质土中非活性孔隙多。
2 毛管孔隙:d在0.02~0.002mm,土壤水吸力为1.5×104~1.5× 105Pa。
具有毛管作用,易被植物利用。
3 通气孔隙:孔隙粗大,d>0.02mm,土壤水吸力<1.5 ×104 Pa。
空气孔隙,旱地土壤通气孔隙>8~10%,植物生长正常。
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