土壤基本性质与环境
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。
土壤基本性质及农业区土壤
〔二〕土壤孔隙度
1、概念——土粒与土粒之间 的孔隙称为土壤孔隙在 自然状态下，一定容积的土体内土壤孔隙总容积占土 壤总容积的百分数。 2、土壤孔隙度的计算
土壤孔隙度=〔1 - 容重/密度〕×100% 例：某土壤耕层容重为1.33g/cm3，土壤密度为
2.65g/cm3 ，那么该土壤总孔隙度为 总孔隙度=〔1 -1.33/2.65〕×100% = 50%
第四节 中国主要农业区土壤
红壤
景观图
剖
面图
砖红壤
景观图
剖面图
黄壤
景观图
剖面图
灰潮土
景观图
剖面图
黄棕壤
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ景观图
剖面图
褐土
景观图
剖面图
黑土
景观图
剖面图
黑钙土 黑钙土
栗钙土
景观图
剖面图
灰钙土
景观图
剖面图
黑垆土
景观图
剖面图
黑垆土
景观图
剖面图
灌淤土
滨海盐土
景观图
剖面图
干旱盐土
景观图
团粒之间的通气孔隙主要起通气透水作用，团粒构造内部的 毛管孔隙主要起保水和供水性能，较好地解决了水气矛盾，因此 具有团粒构造的土壤其通透性和保蓄性比例适当，有利于土壤中 微生物的活动和作物的生长。 〔三〕养分供给和贮藏比例适当
团粒构造之间的通气孔隙中，好气微生物活泼，有机质矿化 作用强，养分转化快；团粒构造内部相对而言的嫌气环境，有利 于腐殖质的积累和团粒构造的稳定。
3.坡面工程措施
4.推广有机旱作种植技术 如：免耕、 秸秆覆田等。 5.开展灌溉 农业、选育抗 旱新品种
〔二〕地产水稻田土壤的利用与改进 1.水利措施：修山塘、水库等 ，挖排灌渠道、
5第三章 土壤的基本性质
粘结性和粘着性:
土壤粘结性: 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。这种性质使土壤具有抵抗外力破碎的 能力，也是耕作产生阻力的原因。
土粒－土粒（干燥） 土粒－水－土粒（湿润）
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。
土粒－水－外物
耕层土重=20*10-2*666.67*1.15=153.3t 孔隙度=（1-1.15/2.65）*100%=56.6% 孔隙比=56.6%/1-56.6%=1.3
2、土壤孔隙类型：
土壤孔径（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/T
一般旱地土壤容重大体在1.00～1.80 g/cm3之间。
土壤容重是一个重要的参数：
➢反映土壤松紧度(作物适宜的容重1.14-1.26 g/cm3) ➢计算土壤的重量
ms=S·h·d (ms：土重，S：面积，h：土层深度，d：容重）
➢计算土壤中各组分的含量 如土壤水分、有机质、养分和盐分等
土壤容重一般是比重的一半左右。
土壤结构性： 土壤结构体的大小、形状、力稳性、水稳性及孔隙状况的综合特征。Fra bibliotek土壤结构
大小
土壤结构体
形状
不良性状 结构体
良性结构体
块状结构 片状结构，鳞片状结构 柱状结构，棱柱状结构 核状结构 团粒结构
微团聚体
孔 性 孔隙度和孔隙级别
协调水、肥、气、热的能力
肥力特性
土壤结构性
改善耕性
水力学稳定性
稳定性 机械学稳定性
Al（OH）3+H+→Al（OH）2++H2O 酸性环境 Al（OH）3 +OH- →Al（OH）2O-+ H2O 碱性环境 c.层状硅酸盐：
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
土壤环境监测ppt课件
河流雾
图5.2
农田灌溉 雪
土壤溶液的来源
雨 浅层地下水
资金是运动的价值，资金的价值是随 时间变 化而变 化的， 是时间 的函数 ，随时 间的推 移而增 值，其 增值的 这部分 资金就 是原有 资金的 时间价 值
(五) 土壤空气
土壤空气存在于未被水分占据的土壤孔隙中， 来源于大气、生物化学反应和化学反应产生 的气体(如甲烷、硫化氢、氢气、氮氧化物、 二氧化碳等)。
蚯蚓
放线菌
细菌
线虫
图5.1 土壤微生物和动物
资金是运动的价值，资金的价值是随 时间变 化而变 化的， 是时间 的函数 ，随时 间的推 移而增 值，其 增值的 这部分 资金就 是原有 资金的 时间价 值
(四) 土壤溶液
土壤水分及其所含溶质的总称，溶有土壤中可 溶成分的稀溶液，来源主要有：大气降水、降雪、 地表径流、灌溉、地下水。
资金是运动的价值，资金的价值是随 时间变 化而变 化的， 是时间 的函数 ，随时 间的推 移而增 值，其 增值的 这部分 资金就 是原有 资金的 时间价 值
(一) 土壤矿物质
土壤矿物质是由岩石经风化而来的，一般占土 壤固体部分质量的95％～98％。矿物质直接影响土 壤性质，又是植物矿质养分的主要来源，故同土壤 肥力有密切关系。
资金是运动的价值，资金的价值是随 时间变 化而变 化的， 是时间 的函数 ，随时 间的推 移而增 值，其 增值的 这部分 资金就 是原有 资金的 时间价 值
土壤
土壤固相 (占容积的50％)
矿物质(质量占固相 总质量的95％～98％)
有机质和生物（质量 占固相总质量的2％～ 5％）
土壤溶液
空隙
空气
土壤溶液和空气占土壤总体积的50％， 且二者之间经常处于彼此消长的状态。
环境科学概论之土壤环境问题
6
(2)三氧化物 如针铁矿(Fe2O3·H2O)、褐铁矿（2Fe2O3· 3H2O）等，
是硅酸盐类矿物彻底风化的产物，常见于湿热的热带和亚热 带地区的土壤中，特别是基性岩(玄武岩、安山岩和石灰墙) 上发育的土壤中含量最多。 （3）次生硅酸盐类
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污染源分类 自然污染源：自然界中某些矿床或物质富集中心周围由于自然 扩散使附近土壤中某些物质的含量超出土壤正常含量的范围， 造成土壤污染。
人为污染源： ①工业污染源：直接由工业“三废”引起的土壤污染； ②农业污染源：农业生产本身产生的，如化肥、农药和农用地膜
等的施用（使用）造成的； ③生活污染源：是指含有致病的各种病原微生物和寄生虫的生活
环境科学概论之土壤环境问 题
4.1 土壤环境概述
4.1.1 土壤的概念和特征
土壤是位于陆地表面具有肥力的疏松层次。 土壤的本质特征：
一是具有肥力，即具有供应和协调植物生长所需要的 营养条件（水分和养分）和环境条件（温度和空气）的能 力；
二是具有同化和代谢外界输入物质的能力。
2
4.1.2 土壤的组成
35
其他有机污染物：酚类物质、石油、稠环芳烃、有机洗涤 剂等
②无机污染物
重金属污染物如Hg As Cd Pb Cr Cu Zn 等以及有害 的氧化物、酸、碱、盐、氟等；
过量的氮和磷植物营养元素；
▪ 物理污染物 来自工厂、矿山的固体废物如尾矿、废石、粉煤灰和
工业垃圾等。
▪ 放射性污染物 如：铯、锶等放射性元素为主 ▪ 生物污染物
《土壤环境》课件
02
土壤环境组成与性质
土壤矿物质
土壤矿物质是土壤的主要组成成分， 包括硅酸盐、氧化物、硫化物等。它 们决定了土壤的颜色、质地和pH值 等性质。
土壤微生物的生存条件
土壤微生物的作用
土壤微生物在土壤形成、物质循环、 养分转化等方面起着重要作用，它们 能够分解有机物、转化无机物、提供 养分等。
土壤微生物需要水分、有机物、无机 盐等物质来维持生命活动，同时还需 要适宜的酸碱度和温度等环境条件。
土壤动物
土壤动物种类
土壤中存在着大量的动物，包括蚯蚓、蚂蚁、蝼蛄等，它们在土 壤生态系统中也起着重要的作用。
恢复受损的土壤生态系统。
04
土壤环境质量与保护
土壤环境质量标准与评价
土壤环境质量标准
根据土壤的理化性质、生物学特性以 及土壤对生态系统的服务功能，制定 出土壤环境质量的标准，为土壤环境 质量的评价提供依据。
土壤环境质量评价
依据土壤环境质量标准，对土壤环境 的质量进行评估，判断土壤环境是否 符合标准，是否对生态系统和人体健 康造成影响。
01
通过对土壤质量进行评价，采取相应的管理措施，提高土壤肥
力和可持续性，促进农业生产的发展。
土壤改良与保护
02
通过科学合理的农业措施，如轮作、施肥和灌溉等，改良土壤
结构，提高土壤肥力，同时保护土壤生态环境。
土壤污染防治
03
在农业生产中，采取有效措施防止和控制农药、化肥等污染物
的使用，降低土壤污染风险。
高中生物植物生产与环境《土壤的基本性质》教案设计
第二节土壤的基本性质教学重点：◆土壤结构的类型。
◆土壤团粒结构在土壤肥力上的作用及创造土壤团粒结构的农业措施。
◆土壤酸碱性及其在土壤肥力上的作用。
◆土壤耕性的判断与改良。
教学难点：◆土壤结构的类型与特点。
◆土壤胶体。
土壤物理性质包括土壤孔隙性、土壤结构性、土壤物理机械性和土壤耕性等，土壤化学性质包括土壤保肥性、土壤供肥性、土壤酸碱性、土壤缓冲性等。
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。
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不同质地的土壤孔隙状况％ 大小孔隙的相对比率（以土壤孔隙度为100计） 持水隙度 粘 土 50～60 45～50 45～50 45～50 40～45 30～35 85～90 70～80 60～70 50～60 40～50 25～40 重壤土 中壤土 轻壤土 砂壤土 砂 土 充气孔隙度 15～10 30～20 40～30 50～40 60～50 75～60
本章关键词
THE END
第 二 章
土壤基本性质与环境
第三节 土壤孔隙
一、土粒密度
土粒密度是单位容积土粒的质量。土粒密度 曾称土壤比重，单位是g／cm2。其值一般在2.65左 右。
二、土壤密度
土壤密度又称“土壤容重”，指单位容积土壤的 质量。根据干土和湿士质量，又可分别为干土壤密 度和湿土壤密度。
三、土壤孔隙状况
1 土壤孔隙度
土壤物理性质 soil physical properties 质地 soil texture 粒组 soil separate 砂质 sandy 壤质 loam 粘质 clay 粘重 heavy 土壤结构 soil structure 团粒 granular 土壤孔隙系统 soil pore system 孔隙度 soil porosity 土 壤容重 bulk density/ apparent density 土壤比重 particle density
2 土壤紧实度与植物生长的关系
在紧实的粘土中，种子发芽和幼苗出土困难， 造成出苗延迟，影响出苗率、出苗整齐度等，同时 根系下扎受阻，块根块茎不易膨大，尤其是对直根 植物、块根、块茎花卉和根系较弱的植物影响更大。
某些城市土壤常有紧实土层，森林土壤下层
（B层）往往紧实，影响树木扎根。
土壤质地 土壤孔隙度
四、土壤紧实度
1 概念与影响因素
土壤紧实度指土粒排列的紧实程度，又称 “土壤硬度”。
土壤密度、土壤孔隙度和土壤紧实度的关系 土壤密度 （g/cm3） 孔隙度（％） 紧实程度 ＜ 1.00 ＞60 最松 1.00～ 1.14 60～56 松 l.14～ 12.6 56～52 适当 1.26～ 1.30 52～50 稍紧 ＞ 1.30 ＜50 紧
土壤孔隙度指单位土壤总容积中的孔隙容积。
土壤孔隙度一般不直接测定，而是通过土壤密度、土
粒密度值换算出来，即：
土壤孔隙度（％）＝（1－土壤密度/土粒数量，也可以用孔隙比表示，
它是指土壤中孔隙容积和固相土粒容积的比值。
孔隙比＝孔隙容积/土粒容积
＝孔隙度/（1－孔隙度）
3 土壤中大小孔隙的分级
土壤孔隙可分为2种类型，即持水孔隙和充气孔隙。 (1)持水孔隙 土壤中具有毛管作用的小孔隙。 (2)充气孔隙 这种孔隙比较粗大，当量孔径大 于0．02mm。 土壤的各级孔隙度为：
持水孔隙度（％）＝ 持水孔隙容积／土壤容积 ×100 充气孔隙度（％）＝ 充气孔隙容积／土壤容积 ×100