土壤的孔性、结构性与耕性
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土壤的基本理化性质[专业内容]
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<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
11
(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
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
11
(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
《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。
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
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。
第三章 土壤的孔性、结构性和耕性分析
二、土壤结构体的类型及其特征
（1）块状结构体 （2）核状结构体 （3）片状结构体
(4)柱状结构体 （5）团粒状结构体
三、土壤结构性的评价
评价土壤结构性，从两个方面来考虑：
一是土壤结构体的类型、数量和总孔隙度；
二是团粒和微团粒的数量、稳定性及孔性。
四、土壤团粒结构体的形成
（一）、土壤团粒结构体形成的机制
第三节 土壤的物理机械性与耕性
一、土壤物理机械性
土壤物理机械性是指土壤的结持性（粘 结性、粘着性、可塑性）、胀缩性、松紧性 以及受其它外力作用(农机具的剪切、穿透 压板等作用)而发生形态变化的性质。
1. 土壤结持性：
不同含水量下土壤粘结性、粘着性和可塑性的综合表 现称为土壤结持性。
（1）、土壤粘结性:
练习：某土壤比重为2.7,容重为1.55 g/cm3,若土壤含水 量为25%,问此土壤含有空气容积是否适合于一般作物生长的 需要？
三、土壤孔隙状况与土壤肥力和作物生长的关系 （一）土壤孔隙状况与土壤肥力的关系
土壤疏松时保水通气能力强，紧实的土壤保水通气能力 差。不同孔隙状况，养分有效化和保肥供肥性能有较大差异。
比值。其值为1或稍大于）
（三）土壤孔隙分级
根据孔隙中的土壤水吸力大小或当量孔径 大小可将孔隙划分为三种类型：非活性孔隙、 毛管孔隙、通气孔隙。
1.非活性孔隙 土壤中最细的孔隙，当量 孔径小于0.002mm，常被束缚水充满。
非活性孔隙度=非活性孔容积/土壤总容积×100%
腐殖质含量：腐殖质的粘结性比砂土
强而比粘土弱。
代换性阳离子的组成：钾钠等一价阳
离子含量越高，粘结性越强。
（2）、土壤粘着性:
指土壤颗粒粘附在外物上的性能。土
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）
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。
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。
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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
第一节 一、土壤孔隙性
土壤孔性
1．土壤孔性 （ Soil Porosity ）
土壤容重大体为1.00-1.70g/cm3之间，是土壤肥力的重要标志之一。
（It is the mass of a volume of undisturbed oven dry soil） 3. 土壤容重的应用 （1）计算土壤总孔度 （2）配合水分常数计算各级孔度
Soil Porosity
Total pore space is measured of the soil volume that holds air and water.
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)
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（ Soil Structures ） 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，
土壤孔性包括孔隙的数量、孔隙的大小及其比例，土壤
孔隙的数量用孔隙度或孔隙比表示。
2．土壤孔度与孔隙比
土壤孔隙的容积占整个土体容积的百分数称为土壤
孔度，又称总孔度。它是衡量土壤孔隙的数量指标。
孔隙比：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。
3．孔隙的分级
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。 （1）非活性孔隙 当量孔隙在0.002mm以下，土壤水吸力为1500KPa以上。这种孔
第三章 土壤的孔性、结构性与耕性
Quick Review
What is Soil?
O rg a nic A ir
M ine ra l
W a te r
20 % Sand 30 % Silt 50 % Clay
Sand + Silt + Clay = 100%
Texture = Clay
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
团粒结构是改进土壤固、液、气三相比的一个重要因素。 有团粒结构的土壤中，水、肥、气热比较相互协调，被称为
土壤肥力调节器。
四、土壤团粒结构的形成
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。
Columnar（Symbol cpr or COL）
Prism-like structural units where the length of the unit in the x and y direction are much less than the z direction. Y X The units tend to have rounded tops.
1．土壤相对质量密度（比重 Particle Density）
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（It is the density of solid particles only.）。 多数土壤矿物比重在2.6-2.7左右，（将2.65作为土壤矿物的平均 值），而一般土壤有机质的比重为1.25-1.40。由于表层土壤有机质含量
Angular Blocky – the three dimensions are about the same size, but edges are shape and faces appear flattened. Symbol (abk)
Platy – Flat and Tabular- Units
2．团粒结构形成的必备条件
①胶结物质：有机胶体、无机胶体及胶体凝聚物质。 ②成型动力：土壤生物的作用、干湿交替、在适宜土壤含水量下
进行耕作等。
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 土壤结构改良剂是用来促进土壤形成团粒，提高土壤肥力和固定表土、保护耕层、 防止水土冲刷的矿物质制剂、腐殖质制剂和人工合成聚合物制剂，它是根据土壤中团 粒结构形成的客观规律，提取腐殖质、木质素等物质作为团粒的胶结剂。 重点：土壤结构性的评价，尤其是团粒结构对土壤肥力的调节作用。
较多，其比重通常都低于心土及底土层。
例
题
1、已知土壤容重为1.15g/cm3，求亩（666.7m2）耕层0-20cm土壤土重。 解：666.7×0.2×1.15=153t=153000 kg 因此过去常说每亩耕层土壤约30万斤，即每公顷耕层土重15万kg。 2、已测得有机质含量1%，求亩耕层土壤有机质重量？
隙中，几乎是被土粒表面的吸附水所充满。土粒对这些水有较强的分
子引力，使它们不易运动，也不易损失，无效孔径中植物的根与根毛 难以伸入，供水性差，这部分水不能为植物所利用，故此类孔隙称为
无效孔隙。
（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
wet weight(g) – dry weight (g) SP=
soil volume (cm3) x100
（3）计算土壤固、液、气三相容积比率，用以反映土壤自身调节肥力 因素的功能 （4）将土壤某些以质量为基础的数据换算为以容积为基础。 （5）计算一定面积与深度的土壤质量 （6）计算一定土层内各种土壤成分的储量
WSOM=WSoil×1%=666.7×0.2×1.15×1%=1.53t=1530kg
N、P、K等都可计算出，如测得N含量0.05%，则亩含N约 77kg，如测 得盐含量0.3%，则亩含盐约460kg。
2. 土壤容重（ Bulk Density ） 是指单位容积土壤体（包括粒间空隙）的烘干重，单位为g/cm3。
形状和性质不同的团聚体，称为土壤结构。
1．块状结构 2．核状结构 3. 柱状结构 4．片状结构 5. 团粒结构
Soil Structural Types
Granular Blocky
Angular Blocky Subangular Blocky
Platy Wedge Prismatic Columnar Massive Single Grain
Granular
Wedge Structures
Photo – Thank you Dr. Lindo - NCSU
Blocky（Subangular or Angular）
Subangular Blocky – the three dimensions are about the same size, but polyhedrons are subrounded. Symbol (sbk)
Massive Symbol m or MA
Structureless material that is coherent, but is not cemented.
Massive Rock Controlled Fabric
Structureless material that is coherent, but is not cemented or weakly cemented In this case the material contains the original apperance of the bedrock material, but lacks the strength. Possible – Cr Horizon – Saprolite
Z
Photo on the Right – Thank you Dr. Lindo - NCSU
Single Grain Symbol sg or SGR
Lacks Structure- Loose On rupture- more than 50 % of the mass is single Grain – example beach sand. Material is NON-Coherant.
二、团粒结构 团粒结构是指近似球形，疏松多孔的小团聚体，其直 径约为0.25-10mm。粒径<0.25mm以下的,称微团粒。 生产中最理想的团粒结构粒径为2-3mm,是一种较好的 土壤结构类型
三、团粒结构对土壤肥力的调节作用 1）协调土壤水、气矛盾 2）协调土壤有机养分消耗与积累矛盾 3）能稳定土壤温度，使温度状况适宜 4）改良土壤耕性，有利于根系伸展
Photo on the Right – Thank you Dr. Lindo - NCSU
Soil Structure Size
Very Fine (Very Thin) Fine (Thin) Medium Coarse (Thick) Very Coarse (Very Thick) Section of Size Criteria Depends on the Structural Units.
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
第一节 一、土壤孔隙性
土壤孔性
1．土壤孔性 （ Soil Porosity ）
土壤容重大体为1.00-1.70g/cm3之间，是土壤肥力的重要标志之一。
（It is the mass of a volume of undisturbed oven dry soil） 3. 土壤容重的应用 （1）计算土壤总孔度 （2）配合水分常数计算各级孔度
Soil Porosity
Total pore space is measured of the soil volume that holds air and water.
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)
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（ Soil Structures ） 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，
土壤孔性包括孔隙的数量、孔隙的大小及其比例，土壤
孔隙的数量用孔隙度或孔隙比表示。
2．土壤孔度与孔隙比
土壤孔隙的容积占整个土体容积的百分数称为土壤
孔度，又称总孔度。它是衡量土壤孔隙的数量指标。
孔隙比：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。
3．孔隙的分级
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。 （1）非活性孔隙 当量孔隙在0.002mm以下，土壤水吸力为1500KPa以上。这种孔
第三章 土壤的孔性、结构性与耕性
Quick Review
What is Soil?
O rg a nic A ir
M ine ra l
W a te r
20 % Sand 30 % Silt 50 % Clay
Sand + Silt + Clay = 100%
Texture = Clay
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
团粒结构是改进土壤固、液、气三相比的一个重要因素。 有团粒结构的土壤中，水、肥、气热比较相互协调，被称为
土壤肥力调节器。
四、土壤团粒结构的形成
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。
Columnar（Symbol cpr or COL）
Prism-like structural units where the length of the unit in the x and y direction are much less than the z direction. Y X The units tend to have rounded tops.
1．土壤相对质量密度（比重 Particle Density）
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（It is the density of solid particles only.）。 多数土壤矿物比重在2.6-2.7左右，（将2.65作为土壤矿物的平均 值），而一般土壤有机质的比重为1.25-1.40。由于表层土壤有机质含量
Angular Blocky – the three dimensions are about the same size, but edges are shape and faces appear flattened. Symbol (abk)
Platy – Flat and Tabular- Units
2．团粒结构形成的必备条件
①胶结物质：有机胶体、无机胶体及胶体凝聚物质。 ②成型动力：土壤生物的作用、干湿交替、在适宜土壤含水量下
进行耕作等。
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 土壤结构改良剂是用来促进土壤形成团粒，提高土壤肥力和固定表土、保护耕层、 防止水土冲刷的矿物质制剂、腐殖质制剂和人工合成聚合物制剂，它是根据土壤中团 粒结构形成的客观规律，提取腐殖质、木质素等物质作为团粒的胶结剂。 重点：土壤结构性的评价，尤其是团粒结构对土壤肥力的调节作用。
较多，其比重通常都低于心土及底土层。
例
题
1、已知土壤容重为1.15g/cm3，求亩（666.7m2）耕层0-20cm土壤土重。 解：666.7×0.2×1.15=153t=153000 kg 因此过去常说每亩耕层土壤约30万斤，即每公顷耕层土重15万kg。 2、已测得有机质含量1%，求亩耕层土壤有机质重量？
隙中，几乎是被土粒表面的吸附水所充满。土粒对这些水有较强的分
子引力，使它们不易运动，也不易损失，无效孔径中植物的根与根毛 难以伸入，供水性差，这部分水不能为植物所利用，故此类孔隙称为
无效孔隙。
（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
wet weight(g) – dry weight (g) SP=
soil volume (cm3) x100
（3）计算土壤固、液、气三相容积比率，用以反映土壤自身调节肥力 因素的功能 （4）将土壤某些以质量为基础的数据换算为以容积为基础。 （5）计算一定面积与深度的土壤质量 （6）计算一定土层内各种土壤成分的储量
WSOM=WSoil×1%=666.7×0.2×1.15×1%=1.53t=1530kg
N、P、K等都可计算出，如测得N含量0.05%，则亩含N约 77kg，如测 得盐含量0.3%，则亩含盐约460kg。
2. 土壤容重（ Bulk Density ） 是指单位容积土壤体（包括粒间空隙）的烘干重，单位为g/cm3。
形状和性质不同的团聚体，称为土壤结构。
1．块状结构 2．核状结构 3. 柱状结构 4．片状结构 5. 团粒结构
Soil Structural Types
Granular Blocky
Angular Blocky Subangular Blocky
Platy Wedge Prismatic Columnar Massive Single Grain
Granular
Wedge Structures
Photo – Thank you Dr. Lindo - NCSU
Blocky（Subangular or Angular）
Subangular Blocky – the three dimensions are about the same size, but polyhedrons are subrounded. Symbol (sbk)
Massive Symbol m or MA
Structureless material that is coherent, but is not cemented.
Massive Rock Controlled Fabric
Structureless material that is coherent, but is not cemented or weakly cemented In this case the material contains the original apperance of the bedrock material, but lacks the strength. Possible – Cr Horizon – Saprolite
Z
Photo on the Right – Thank you Dr. Lindo - NCSU
Single Grain Symbol sg or SGR
Lacks Structure- Loose On rupture- more than 50 % of the mass is single Grain – example beach sand. Material is NON-Coherant.
二、团粒结构 团粒结构是指近似球形，疏松多孔的小团聚体，其直 径约为0.25-10mm。粒径<0.25mm以下的,称微团粒。 生产中最理想的团粒结构粒径为2-3mm,是一种较好的 土壤结构类型
三、团粒结构对土壤肥力的调节作用 1）协调土壤水、气矛盾 2）协调土壤有机养分消耗与积累矛盾 3）能稳定土壤温度，使温度状况适宜 4）改良土壤耕性，有利于根系伸展
Photo on the Right – Thank you Dr. Lindo - NCSU
Soil Structure Size
Very Fine (Very Thin) Fine (Thin) Medium Coarse (Thick) Very Coarse (Very Thick) Section of Size Criteria Depends on the Structural Units.