第2章 第2节_土壤质地和结构 环境土壤学
土壤学第二章 土壤性质(水文)
Ca使土壤颗粒凝聚，形成水稳性结构体
2. 影响土壤养分有效性
养分离子从土壤胶体上被交换到土壤溶液中， 易被作物吸收（有效性提高），但也易流失
提问
土壤 A
阳离子组成 [cmol(+)/Kg]
K+ Ca2+ Mg2+ Fe3+ Al3+ H+ NH4+
6.6
6.4
3.8
0.4
成分的淋失，使土壤逐渐酸化；干旱地区，降雨量远远低于蒸发量
第二章 土壤的基本性质
（Soil basic characteristics）
§2-1 土壤孔隙性与结构性 §2-2 土壤胶体与离子交换作用 §2-3 土壤酸碱性 §2-4 土壤通气性与氧化还原性 §2-5 土壤热性质 §2-6 土壤养分状况
§2-1 土壤孔隙性与结构性
§ 2-1 soil porosity 、structure
度”）
旱地土壤在1.14～1.26g/cm3之间最适宜。 （2）影响因素：
土壤的矿物组成和含量 土壤有机质含量 土壤质地 土壤结构 土壤松紧度 人类活动
3. 土壤孔隙度：土壤孔隙的数量指标，即单位体
积土壤中孔隙体积占整个土壤体积的百分数。
孔隙体积 土壤孔隙度 100% 土壤体积
土壤体积-土粒体积 100% 土壤体积
土壤中带正电荷胶体吸附的阴离子与土壤溶液中阴 离子相互交换的作用。 类型： （1）易被土壤吸附的阴离子：磷酸根（H2PO4HPO42- 、PO43-）、硅酸根（HSiO3-、SiO32-）、某 些有机酸根（C2O42-）； （2）很少或不被吸附的离子：Cl-、NO3- NO2-，易 随水流失； （3）中间类型的阴离子：SO42-、CO32-、HCO3-、 某些有机酸（CH3COO-）。
《土壤学》课程教学大纲-参考模板
《土壤学》课程教学大纲(Soil Science)一. 基本信息课程编号：C6U2118课程类别：专业基础课适用层次：本科适用专业：环境科学专业开课学期：第五学期总学分：2.0总学时：32学时考核方式：考试二. 课程教育目标通过本课程的学习，学生掌握应以下基本知识：1. 掌握上壤学的基本概念：决左肥力的物质基础的组成和性质：2. 上壤固相部分的基本性质；3. 上壤肥力因素的存在状况及调控措施；4. 掌握建立和形成土壤学科的物理，化学原理。
5. 运用上壤学的基本理论知识，掌握上壤资源的野外调查技术，合理开发、利用和改良上壤资源的方法和措施，并能应用所学知识解决农业生产和生态环境中产生的有关上壤环境问题。
三. 教学内容与要求第一章：绪论教学内容：介绍上壤在农业生产和生态系统中的重要性、上壤和上壤肥力的槪念、上壤在人类农业和自然环境中的重要性、土壤学的分支学科及主要研究内容，土壤学的研究方法。
基本要求：1. 使学生了解上壤在农业生产及丄地生态系统中的地位和作用：2. 理解上壤作为自然资源的特点及保护上壤的重大意义：3. 掌握上壤和上壤肥力的槪念及正确认识土壊的几个基本观点：4. 了解上壤科学发展的历史和动态，明确丄壤学在我国农业现代化中的任务。
重点：土壤和土壤肥力的槪念。
难点：土壤肥力的生态学意义。
第二章：岩石矿物的风化与土壤母质的形成教学内容：上壤矿物质的矿物学组成，次生矿物的种类、构造、特性以及其对上壤形成的特殊意义和作用，土壤矿物质的化学组成。
基本要求：1. 理解上壤的矿物学组成、化学组成和上壤质地对上壤物理，化学性质和上壤肥力的影响。
2. 掌握髙岭石、蒙脱石，伊利石三大类粘粒矿物的晶层构造特点和性质。
3. 了解粘土矿物形成的理论及粘土矿物的分布规律，重点：上壤矿物质的主要元素组成和硅铝铁率。
难点：三大类粘粒矿物的晶体构造特点。
第三章：土壤有机质教学内容：上壤有机质的来源及其组成、土壤有机质的矿质化作用.上壤有机质的腐殖化作用.影响土壤有机质分解转化的因素、土壤有机物质的性质。
植物生长环境第二章第二节
植物生长环境第二章第二节（一）、土壤的基本组成土壤是由固体、液体（水分）及气体三相物质组成。
固体部分包括矿物质土粒和土壤有机质以及生活在土壤中的微生物和动物。
固体部分含有植物需要的各种养分并构成支持植物的骨架。
液体及气体存在于土壤的空隙之中。
土壤液体是土壤水分，因溶解着多种养分物质，实际上是稀薄的土壤溶液。
气体是土壤空气。
土壤三相物质的体积比因环境条件的差异有所不同。
一般情况下土壤固体占50％；液体和气体占50％，气体和液体不稳定，其比例为气体占15％～35％。
（二）、土壤的组成及性质1、土壤矿物质土壤矿物质的概念：岩石风化形成的矿物颗粒统称土壤矿物质，土壤中所有无机物质的总和，它全部来自于岩石矿物的风化。
土壤矿物质按重量计，一般占土壤的95%以上，因此，矿物质成为土体的“骨架”，也是植物矿物营养的源泉（土壤矿物质提供植物矿质营养，不包括N元素），是影响土壤肥力高低的一个确定性因素。
风化作用：指地表或接近地表的坚硬岩石、矿物与大气、水及生物接触过程中产生物理、化学变化而在原地形成松散堆积物的全过程。
包括物理分化、化学分化和生物分化。
矿物的类型①原生矿物由地壳深处熔融状态的岩浆冷凝固结而形成的矿物称原生矿物。
如石英、长石、云母等。
原生矿物是土壤颗粒的组成成分，而且是土壤养分的基本来源。
主要存在于粒径较大的土壤砂粒和粉砂粒部分。
包括硅酸盐类、氧化物类、硫化物类、磷化物类四类②次生矿物原生矿物经物理、化学风化作用，组成和性质发生化学变化，形成的新矿物称次生矿物。
如蒙脱石、伊利石、高岭石等。
主要以黏粒的形式存在于土壤中。
包括硅酸盐类、粘土矿物、氧化物类、简单盐类矿物三类主要成土岩石岩石的概念与类型岩石是一种或数种矿物组成的集合体。
不同的岩石其组成（和组织）有所不同，其组成在一定的范围内有所变动，因而不能以化学式表示（其组成）。
根据岩石的成因可分为岩浆岩、沉积岩和变质岩。
岩浆岩是地球内部岩浆侵入地壳或喷出地表冷凝形成的岩石。
4土壤质地和结构
4土壤质地和结构土壤是地球上生物生存和发展的基础，是陆地上最重要的自然资源之一、土壤质地和结构是土壤的重要特征，对土壤的肥力、透气性、保水性等性质具有重要影响。
在农业生产中，认识土壤质地和结构，可以帮助合理选择土壤改良措施，提高土壤肥力，增加农作物产量。
本文将从土壤质地和结构的概念、特征以及对农业生产的影响等方面进行阐述。
一、土壤质地和结构的概念土壤质地是指土壤中砂粒、粉粒和粘粒的相对含量和比例关系。
土壤质地的分类主要根据颗粒大小来划分，一般包括砂壤土、壤土、粉壤土、壤粉土、砂土等类型。
砂质土含有大量的砂粒，质地较粗；壤土含有较平衡的砂粒、粉粒和粘粒，质地适中；粉质土则含有较多的粉粒，质地较细。
不同类型的土壤质地对植物生长有不同的影响，砂质土质地较松散，透气性好，但保水性差，容易发生干旱；粘质土质地较重，保水性好，但透气性差，容易发生涝灾。
土壤结构是土壤颗粒在土壤体系中的排列方式和组合形态。
土壤结构的形成主要受土壤颗粒大小、粘合剂和土壤有机质等因素的影响。
良好的土壤结构有利于土壤通气、保水和根系扎根，从而有助于提高土壤肥力和农作物产量。
不同类型的土壤结构包括块状结构、板状结构、粒状结构等，它们对土壤的物理性质和化学性质有重要的影响。
二、土壤质地和结构的特征1.土壤质地的特征（1）砂粒：直径在0.05-2.0毫米之间，是土壤颗粒中的最大颗粒，通透性好，透气性强。
（2）粉粒：直径在0.002-0.05毫米之间，是土壤颗粒中的中等颗粒，保水性好。
（3）粘粒：直径小于0.002毫米，是土壤颗粒中的最小颗粒，可以黏附成团状，有利于形成土壤结构。
2.土壤结构的特征（1）块状结构：土壤颗粒排列成块状，有利于保水和通气，适合植物生长，并容易发生农业生产。
（2）板状结构：土壤颗粒排列成板状，受到土壤膨胀与收缩的影响，容易发生土壤风化和冷冻膨胀。
（3）粒状结构：土壤颗粒散乱排列，不易形成土壤结构，不利于植物根系扎根。
(完整版)环境土壤学知识点
第一章绪论1.土壤：2.土壤特征：①拥有生产力；②拥有生命力；③拥有净化力；④拥有互换力。
3.土壤圈：4.土壤圈的功能：①支持和调理生命过程；②影响大气圈的化学构成、水分与热量的均衡；③影响水的溶质构成及其在陆地、水体和大气的分派；④对岩石起到保护作用。
第二章土壤母质与土壤的形成1.土壤母质（ P6）：地壳表层的岩石矿物经过风化作用形成的风化产物。
2.土壤母质是形成土壤物质基础。
3.长石、石英和云母等是构成土壤的骨骼—土粒。
4.矿物是土壤矿物质主要根源。
5.主要的成土岩石：岩浆岩、堆积岩和变质岩。
6.风化过程是形成土壤的基础。
7.参加化学风化的要素主假如水、二氧化碳和氧气，作用方式包含溶解、水化、水解（最基本且最重要）和氧化。
8.五大成土要素：母质、生物、天气、地形和时间。
9.土壤是成土母质在必定的水热条件和生物作用下，经过一系列物理、化学和生物化学的作用而形成的。
10.风化因子 =风化天数×水解离度。
11.土壤湿度影响土壤中物质的迁徙；影响土壤中物质的分解、合成和转变。
12.土壤剖面（ P20）：从地面向下发掘而裸露出来的垂直切面。
（1~2米深）13.淋溶作用：土壤中的下渗水，从土壤剖面上层淋溶带走土壤中某种成分的作用。
14.土壤的分层：①枯落物层（ O 层）；②腐殖质层（ A 层）；③淋溶层（ E 层）；④堆积层（ B 层）；⑤母质层（ C 层）；⑥基岩层（ R 层）。
15.土壤的重要形态特色：颜色、湿度、紧实度、构造、质地、 PH、重生体、入侵体、孔隙和动物孔穴。
第三章土壤固体物质构成1.土粒分类：矿质土粒（占绝对优势）和有机质土粒。
2.土壤质地：依照土壤机械构成邻近与否而区分的土壤组合。
3.土壤质地三大类：砂土、壤土和粘土。
4.土壤质地改进：①溶土法；②深耕，深翻；③施有机肥。
5.壤质土兼具砂质土和黏质土的长处，是较为理想的土壤。
6.土壤有机质的根源（ P39）：①植物残体；②动物和微生物残体；③动物、植物和微生物的排泄物及分泌物；④人为施入土壤中的各样有机物料。
土壤地理学第2章 土壤固相组成及其诊断特性
图2-2 土壤矿物的风化及稳定性序列图
(T为年均气温/℃，R为年均降水量/mm) 图2-3 中国地表风化壳及风化类型分异断面图
原生矿物在风化和成土过程中新形成 的矿物称为次生矿物，它包括简单盐类、 次生氧化物和铝硅酸盐类。它们是土壤矿 物中最细小的部分，具有活动的晶格、呈 现高度分散性，并具有强烈的吸附代换性 能、能吸收水分和膨胀，因而具有明显的 胶体特性，又称为黏土矿物。如图2-4、 2-5、2-6、2-7、2-8所示。
图2-23 土壤颜色三维图解
图 2-24 蒙氏土壤颜色卡图式
图2-25 蒙氏土壤颜色卡图式
思考题与个案分析
1. 土壤的基本组成是什么？如何看待它们之间的关系？ 2. 结合中国土壤粒径分级系统，简述进行土壤粒径分级
的 意义和作用？ 3. 简述土壤质地对肥力的影响，那种质地对肥力更有利？ 4. 简述土壤结构类型，为什么说团粒结构是好的结构？ 5. 土壤形态是怎样形成的，研究土壤形态的意义是什么？ 6. 说明土壤容重、比重和孔隙度的概念和意义。 7. 试分析土体硅铁铝率与黏粒硅铁铝率的差异性，阐述 其 土壤地理意义。 8. 通过土壤调查与分析，试简述土壤在陆地生态系统中
土壤有机物在微生物作用下进行分解 转化的同时，其部分分解产物又在微生物 的作用下重新聚合形成腐殖质，如图2-16 所示。有关土壤腐殖质形成的生物化学过 程归纳起来有3种学说：①木质素－蛋白 质聚合学说； ②生物化学合成学说； ③ 化学催化聚合学说。
图2-16 土壤腐殖质形成过程图式
土壤圈物质循环主要是指土壤圈内部 的物质迁移转化过程，以及土壤圈与地球 其他圈层之间的物质交换过程。其中土壤 营养元素(如N、C、P、S等)循环是当今研 究的重点，土壤中的营养元素是维持生物 体生理代谢过程所必需的化学元素，如图 2-17、2-18、2-19、2-20、2-21所示。
1章-绪论-《环境土壤学》
土壤分类学 Soil Taxonomy
土壤发生学 土壤资源学 土壤区划学 土壤管理学
土壤矿物学 Soil Mineralogy 土壤环境学 Soil Environment
土壤生态学 土壤环境化学 土壤修复学
土 壤化学 Soil Chemistry
土壤无机化学 土壤有机化学 土壤分析化学 土壤物理化学 土壤生物化学 土壤胶体化学 土壤电化学 土壤表面化学
益的部分。
有效（经济）肥力：土壤肥力在当季生产中表现出来产
生经济效益的部分。
（四）土壤的物理性质
土壤物理特性包括其疏松性、结构性、透水性、 持水性、水分移动性、透气性、吸附性等，这些特 性决定了土壤中物质的运移和能量的转化，为植物 根系的发育和高等及低等生物的定居提供了相对有 利的条件，同时在环境保护、地下水水质保持等方 面起到不可替代的作用。土壤物理学就是研究土壤 的这些独特物理性质的土壤学分支。
“土壤”和“土地”概念的区别：
不是同一范畴的概念。
土壤是土地的物质组成部分，而土地不仅包括土 壤要素，还包括地形、植被、水文、人文等要素。
土壤
自然土壤 农业土壤
二、土壤的基本特性
（一）土壤剖面的垂直分层特性
土壤是在生物、气候、母质、地形、时间等因素综合作用下 的产物，这种综合作用就称为成土作用。由成土作用形成的层 次称为土壤发生层，而完整的垂直土层序列称之为土壤剖面。
一、土壤是人类农业生产的基地 二、土壤是地球表层系统自然地理环境的重要组成部分 三、土壤是陆地生态系统的基础 四、土壤是最珍贵的自然资源
土壤与人类生存发展的关系示意图
一、土壤是人类农业生产的基地
（一）土壤是植物生长繁育和生物生产的基地
土壤基础理 第二章
第一篇 土壤基础理论
• 第二章 土壤的组成
第二章 土壤的组成
•
土壤，作为农业生产的基本资料和作物生长
的重要环境条件，是一种疏松多孔的物体，它是
由大小不等的微细土粒 (固体颗粒) 堆集而成，在
固体颗粒之间是各种大小和形状的孔隙，土壤空
气和水分经常充满着这些孔隙。所以，土壤是由
固、液、气三相物质组成的，在这三相物质中，
体积约占土壤总体积的 2--45％，它是土壤的
“血液”部分。气相物质即土壤空气，其体积约
占土壤总体积的5--48％ 。
第二章 土壤的组成
土壤的三相物质，是土壤各种性质产生 和变化的物质基础，也就是肥力的基础。在 基本农田的建设工作中，改造土壤，首先就 是改造土壤的固相组成，调节三相比，使之 适合于作物丰产的要求。
§2-1 土壤矿物质
• 土粒的形状都是不规则的，特别是薄 片状和棍棒状的细土粒，在长、宽、高三 个方向上相差很大，因此人们把不同形状 的土粒假定为理想的球形土粒，把这个理 想球体的直径叫做“当量直径”或“有效 直径”，以这个“当量直径”作为划分土 粒的标准。所以在土壤学中所说的土粒直 径(粒径)往往是指其“当量直径”。
§2-1 土壤矿物质 • 二、土壤矿物质的化学组成
• 土壤矿物质的化学组成很复杂，几乎包括地壳中 所有的元素。其中氧、硅、铝、铁、钙、镁、钠、钾、 钛、碳等10种元素占土壤矿物质总重的99％以上， 其它元素不过1％。这些元素中，以氧、硅、铝、铁 四种元素含量最多。如以氧化物的形态来表示， SiO2、Al2O3和Fe2O3三者之和通常约占土壤矿物 质部分总重量的75％以上。因此，人们常把它们看成 为土壤的骨干成分。从我国主要土壤的化学组成分析 中也可得到证明(表1-2-1)。
环境土壤学重点知识
绪论1. 名词解释：土壤，土壤圈，土壤肥力，环境土壤学2. 简述土壤在农业和自然环境中的重要性3. 简述土壤在环境中的作用与地位4. 简述环境土壤学的产生第一章土壤的基本组成、性质和分类第一节土壤生态系统的基本组成土壤生态系统的组成（英文）一、土壤矿物质1.名词解释：原生矿物、次生矿物、粘土矿物、同晶替代2.简述土壤矿物质的元素组成特征。
3.简述层状硅酸盐粘土矿物的构造特征。
4.层状硅酸盐粘土矿物分为那些类组？分别简述其一般特性。
二、土壤有机质1. 名词解释：土壤有机质，土壤腐殖质2. 简述土壤有机质的来源、含量及其主要组成。
3. 简述土壤有机质分解和转化的影响因素。
4. 论述土壤有机质在生态环境上的作用。
三、土壤生物1. 试论述土壤生物的多样性（类型组成）。
2. 简述土壤微生物的根际效应四、土壤水1. 简述土壤水的重要性。
2. 简述土壤水的物理形态、划分依据及其有效性。
3. 什么是土壤水吸力和土水势？土水势包括那些分势？4. 简述土壤水分含量的表示方法及容重的测定方法。
5. 简要说明土壤有效水的范围及其影响因素。
五、土壤空气1. 简述土壤空气的组成及其与近地表大气的差别？2. 简述土壤空气的运动方式及其影响因素。
第二节土壤性质一、土壤物理性质1. 名词解释：土壤密度，土壤容重，土壤孔隙度，当量粒径，土壤质地，土壤机械组成，土壤结构，土壤粘结性，土壤粘着性2. 简述土壤各粒级的理化性质。
3. 简述土壤孔度及其测定方法。
4. 简述土壤水分特征曲线及其影响因素。
5. 试论述不同质地土壤的肥力特点。
6. 简述土壤耕性及其影响因素。
二、土壤化学性质名词解释：土壤胶体、土壤pH、土壤酸度、土壤碱度1.简述土壤胶体种类及其特性。
2.简述土壤吸附性及其类型。
3.土壤中H+离子来源有哪些？简述土壤酸的类型及其相互关系。
4.土壤酸度的指标有哪些？简述影响土壤酸度的因素。
5.论述土壤酸碱性的环境意义。
6.简述土壤氧化还原反应的主要作用及其影响因素。
土壤学名词解释
土壤学名词解释第一章绪论1.土壤soil:是在地球表面生物、气候、母质、地形、时间等因素综合作用下所形成的能够生长绿色植物、具有生态环境调控功能、处于永恒变化中的疏松矿物质与有机质的混合物。
2.土壤圈pedospere:土壤在地球表面以不能已连续状态原产于陆地表面，处在其它圈层的更替面上，沦为它们相连接的纽带，形成了融合无机界和有机界――即为生命和非生命联系的中心环境，称作土壤圈3.农业生态系统:是在一定时间和地区内，人类从事农业生产，利用农业生物与非生物环境之间以及与生物种群之间的关系，在人工调节和控制下，建立起来的各种形式和不同发展水平的农业生产体系。
4.农业:把利用动物植物等生物的生长发育规律，通过人工培育去赢得产品的各部门，泛称为农业．5.大气圈aerosphere:是环绕地球最外层的气体圈层，它的密度随高度的增加而减小，越向上空气越稀薄，并逐渐转化为宇宙空间。
6.生物圈(biosphere):地球表层中的全部生物和适合生物存活的范围，它包含岩石圈上层、水圈的全部和大气圈下层。
7.岩石圈是由岩石组成的，包括地壳和上地幔顶部。
8.土壤学soilscience：农林科学体系中的一门基础科学，主要阐释土壤和农林生产各个环节之间的内在联系,土壤失血变瘦的通常规律，以及土壤利用和改进的技术。
9.土壤剖面构造：指土壤剖面从上到下不同土层的排列方式10.水圈:就是地球外圈中促进作用最为活跃的一个圈层。
它与大气圈、生物圈和地球内圈的相互作用，轻易关系到影响人类活动的表层系统的进化。
11.地壳:就是地球液态圈层的最为外层，岩石圈的关键组成部分。
12.地核（core）:地球的核心部分。
主要由铁、镍元素组成，半径为3480千米。
地核又分为外地核和内地核两部分。
外地核的物质为液态。
13.地幔（mantle）:地壳下面就是地球的中间层，叫作“地幔”，厚度约2865公里，主要由球状的造岩物质形成，这就是地球内部体积最小、质量最小的一层。
土壤物理性质
缺点是：易被微生物分解，用量大。 优点：可刺激植物的生长。
第三节 土壤孔性
一、土 粒密度 二、土壤容重 三、土壤孔隙状况
第三节 土壤孔性
一、土粒密度 1、概念 单位容积固体物质的质量，称为土粒密度。单位
为g/cm3
2、影响因素 土壤矿物质的种类、数量以及有机质的含量 （腐殖质较小，在1.25—1.40之间）
有粘着性，手指间撮捻成长的塑可土条。
六、 土壤质地的改良
（一）不良土壤质地的缺点
粘质土：粘重紧实、通透性差，早春土 温不易升高，称“冷性土”。早春不利 于播种出苗，在起苗时容易断根。
砂质土：养分含量低，保肥性差，在炎 热季节可导致幼苗“灼伤”、失水，肥 料浓度过高易“烧苗”。
渣砾质土壤也有严重的土壤肥力缺陷。
（3）在土壤学科的科研工作中常用的分级 标准是：这个标准是1995年制的。
2～1mm极粗砂；1～0.5mm粗砂； 0.5～0.25mm中砂；0.25～0.10mm细砂； 0.10～0.05mm极细砂； 0.05～0.02mm粗粉粒； 0.02～0.002mm细粉粒；小于0.002mm粘粒。
一、 土壤单粒与粒级
但我们可以把他们归纳为三大质地组 即砂土、壤土和粘土。
四、土壤质地与土壤肥力性状关系
从两个方面来论述
1、土壤质地与土壤营养条件的关系
肥力性状
砂土 壤土 粘土
保持养分能力 小 中等 大
供给养分能力 小 中等 大
保持水分能力 小 中等 大
有效水分含量 少 多 中-少
四、土壤质地与土壤肥力性状关系
六、 土壤质地的改良
（二）粘重土壤的改良
第二章-2-土壤质地
粘土
Textural Triangle
Sand texture class
Silt texture class
Clay texture class
SAND: 15% SILT: 35% CLAY: 50%
100% sand
100% silt
Changing Soil Texture
Soil texture can be changed only by mixing with another soil with a different textural class Adding peat or compost to a mineral soil is not considered changing the texture
Changes in soil texture
Over long periods pedologic processes alter soil horizon textures As soils get older sand weathers to silt and silt weathers to clay….therefore old soils have more clay
Determining Soil Texture –Hydrometer Method
The velocity of settling (V) is proportional to the square of particle diameters (d)
Stokes Law V = kd2
Bigger particles settle more quickly
How is texture determined?
In the field: the “feel” method In the lab: sieves and sedimentation
《土壤质地与结构》课件
块状结构
土颗粒紧密团聚形成，透水性与 透气性较差。
结构形成的实验演示
加入不同比例的黏土和腐殖质，观察土壤颗粒的聚集情况及其与孔隙的关系。 实验结果显示腐殖质越多，结构中粒径越大的孔隙越多。
土壤质地和结构的相互关系
1 影响质地的因素
主要有成因、化学性质和 土壤动物活动等，对作物 生长有重要影响。
2 影响结构的因素
技术的局限性
现有技术难以精准测定细小的颗粒和砂壤土的水分 保持量等，需要继续改进技术。
发展趋势
如借助X射线、红外光谱等技术，实现无损检测营土壤的重要性
了解土壤质地与结构的基本知识，可指导合理施肥、选种适应性作物，以达到高产、优质、 环保的目标。
未来研究方向
未来可从土壤微生物、土壤生态系统与环境保护等方面深入研究，为可持续农业发展提供更 好的科研支持。
不同土壤质地对作物的影响
1
砂质土
透水性好，但保水力差，根系生长表浅。
壤质土
2
适合多种作物生长，肥力中等，保水性
好，但容易被压实导致根系受限。
3
粘质土
肥力高，但透气性和透水性极差，容易 结块影响根系生长。
土壤结构的分类
颗粒状结构
孔隙分布平均，根系入渗容易。
柱状结构
成层分布，酸性土壤中常见，容 易引发土层板结。
质地与结构的关系
土壤的质地与结构相互影响，与水、肥、根系的作用紧密相关，影响着作物的生长和生态环 境。
土壤质地的分类
砂
壤
颗粒直径2.0~0.05mm，透气性好， 但水分和养分保持不足。
颗粒直径0.05~0.002mm，适合多 种作物生长，但密实性较高也易 结块。
粘
颗粒直径小于0.002mm，粘性大 不透气，但保水性和肥力较好。
第2章 第2节_土壤质地和结构 环境土壤学
气相(gas phase)＝(总孔度－液相) ×100%
3、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：
0.5∶0.25～0.3∶0.15～0.25
二
土壤质地(soil texture)
反映土壤在浸水条件下的结构状态和紧实度。
质地(texture) 4、影响容重的因素
(主要通过影响孔隙影响容重)
结构(structure) 有机质含量(organic matter content) 紧实度(degree of compaction)
（二）土壤三相(three phases of soil )和孔度
粗砂粒
细砂粒
粗粉粒 中粉粒 细粉粒 粗粘粒
细粘粒
粗粘粒 细粘粒
胶质粘粒
粘粒
粘粒
（二）、各级土粒(soil particle)的组成和性质
1.矿物组成(mineral composition)
砂粒(sand)
以原生矿物(primary mineral) 为主， 最多的是石英(quartz) 除原生矿物(primary mineral) 外,还有一些风化后形成的次 生矿物(secondary mineral)
1、砂质土类(sandy soil great group)
（ 1） 水
粒间孔隙大，毛管作用弱， 透水性 强而保水性弱，水 气易扩散，易干不易涝 大孔隙多，通气性好， 一般不会累积还原物质
表2
粒径 (mm) 腐殖质 (g/kg) 密度 (g/cm3)
某森林土壤表层各级土粒密度
全土样
0.10～ 0.05
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土壤全部孔隙容积(pore volume)占土体容积的百分率。
2、土壤三相组成及孔度计算
总孔度(total porosity)＝ (1－容重/比重) ×100%
固相(solid phase)＝(容重/比重) ×100%
液相(liquid phase)＝(水分重量百分率×容重) ×100%
粉粒(silt)
粘粒(clay)
则以次生矿物(secondary mineral)为主
2.化学组成(chemical composition) 表4
粒级 （mm） 灰 色 森 林 土
0.1～0.01 0.01～0.005 0.005 ～ 0.001 <0.001 全 土
SiO2 89.90 82.63 76.75
粗砂粒
细砂粒
粗粉粒 中粉粒 细粉粒 粗粘粒
细粘粒
粗粘粒 细粘粒
胶质粘粒
粘粒
粘粒
（二）、各级土粒(soil particle)的组成和性质
1.矿物组成(mineral composition)
砂粒(sand)
以原生矿物(primary mineral) 为主， 最多的是石英(quartz) 除原生矿物(primary mineral) 外,还有一些风化后形成的次 生矿物(seco。 （大小相似，性质相似的一组土粒）
2、土粒的大小划分—粒级(size fraction)
国际制(international system) 美国制(U.S system) 分级标准 卡庆斯基制(Kachinsky classification system of soil texture)
③ 、根据石砾(gravel)含量，查下表，冠 在质地详细名称前
大于1毫米的石砾含量% <0.5 0.5—5.0 石质程度 非石质土 轻石质土
5.0—10.0
>10.0
中石质土
重石质土
(4)中国制分为砂土、壤土、粘壤和粘土4组共22种质地
（四）、不同质地土壤的肥力特征和利用改良
A.不同质地土壤的肥力特征
土 粒 由 大 到 小
土壤膨胀性(soil swelling)和可塑 性(plasticity)增加，对耕作 (tillage)带来不利影响。
表5 各级土粒的水分性质和物理性质
土粒 名称 粒径(mm) 3.0～2.0 石砾 2.0 ～1.5 1.5 ～1.0 粗砂粒 1.0 ～0.5 0.5～0.25 0.25～0.10 0.10～0.05 0.05～0.01 0.01～0.005 最大吸湿 量(%) － － － － － － － ＜0.5 1.0～3.0 最大分 子持水 量(%) 0.2 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 3.1 15.9 毛管水上升 高度(mm) 0 1.5～3.0 4.5 8.7 20～27 50 91 200 － 渗透系数 (cm/s) 0.5 0.3 0.12 0.072 0.056 0.030 0.005 0.004 － 湿胀(按 最初体积 计) － － － － － 5 6 16 105 可塑(28～ 40) 塑性较强 (30～48) 塑性强 (34～87) 不 可 塑 塑性
土壤质地
(2)美国制(Soil Taxonomy )
等边三角形的三个边分别表示砂粒、 粉粒、 粘粒的含量。根据土壤中砂粒、粉粒、粘粒 的含量，在图中查出其点位再分别对应其底 边作平行线， 三条平行线的定点即为该土 壤的质地。
土壤质地
粘粒20%
粉粒40%
砂粒40%
先找到某颗粒的顶点（100%），在三角形中，根据3（2）个粒级含量分 别做各顶点对应的底边的平行线，3（2）线相交点，即为所查质地区
(4)计算土壤储水量及灌水（或排水）定额
设土层厚度1m，土壤含水量25%，容重为1.3 t/m3。
公 式
1hm2的1m土层储水量 =10000m2×1m×1.3 t/m3×25% =3250m3/hm2= 32.5mm
3、浸水容重(water immersed soil density)
土壤质量 浸水容重 沉淀容积
TiO2 0.51 0.97 1.34
0.73 0.53 0.45 1.00 1.38 0.66 0.70
MnO2 0.06 0.06 0.04
0.17 0.12 0.04 0.02 0.03 0.08 0.18
CaO 0.61 0.95 1.00
0.44 0.92 0.74 0.94 0.75 0.38 2.21
1、砂质土类(sandy soil great group)
（ 1） 水
粒间孔隙大，毛管作用弱， 透水性 强而保水性弱，水 气易扩散，易干不易涝 大孔隙多，通气性好， 一般不会累积还原物质
表2
粒径 (mm) 腐殖质 (g/kg) 密度 (g/cm3)
某森林土壤表层各级土粒密度
全土样
0.10～ 0.05
0.05～ 0.01
0.01～ 0.005
0.005～ 0.001
＜ 0.001
29.5
0
4.3
14.8
53.7
64.2
2.62
2.66
2.66
2.62
2.59
2.59
3、土壤比重 (soil specific gravity)
(3)卡庆斯基制(Kachinsky classification system of soil texture)
表6 卡庆斯基土壤质地分类
按表－4，卡庆斯基质地分类步骤如下：
①、根据物理性粘粒(physical clay)含 量将土壤分为三大质地类型九种质地 ②、根据砂粒(砂质)、粗粉粒 (粗粉质) 、 中细粉粒(粉质) 、 粘粒含量(粘质) ，进一步划分 质地，确定质地详细名称: 第二优势粒级＋第一优势粒级＋质地名称
粘 粒 含 量 砂土(sand)类、壤土(loam)类 粘壤土(clay loam)类
15%—25%
> 25%
粘土(clay)类
根据粉砂粒(silt)含量: 凡粉砂粒含量大于45%的，在质地名 称前冠“粉砂质(silty clay)”
根据砂粒(sand)含量:
凡砂粒含量大于55%的，在质地 名称前冠“砂质(sandy)”
P2O5 0.04 0.14 0.25
0.46 0.11 0.02 0.12 0.23 0.39 0.21
0.1～0.01 0.01～0.005
黑 钙 土
0.005 ～ 0.001 <0.001 全 土
随粒径由大到小，SiO2含量由多到少
R2O3(即Fe2O3与Al2O3的总称)与SiO2相反， 随粒径由大到小，R2O3含量由少到多 CaO、MgO、P2O5、K2O随土粒由大到小, 含量增加
常见土壤粒级(soil fractions)制
中国制 (1987) 石砾 粗砂粒 物 理 性 砂 粒 卡庆斯基制 (1957) 石砾 粗砂粒 中砂粒 细砂粒 美国制 (1951) 石砾 极粗砂粒 粘砂粒 中砂粒 细砂粒 极细砂粒 粗粉粒 中粉粒 物 理 性 粘 粒 细粉粒 粘 粒 粉粒 粉粒 细砂粒 国际制 (1930) 石砾
中国制(China system)
表3
粒 径 (mm) 3～2 2～1 1～0.5 0.5～0.25 0.25～0.2 0.2～0.1 0.1～0.05 0.05～0.02 0.02～0.01 0.01～0.005 0.005～0.002 0.002～0.001 0.001～0.0005 0.0005～0.0001 ＜0.0001
2、土壤质地概念
按土壤颗粒组成进行分类，将颗粒组成相近 而土壤性质相似的土壤划分为一类并给予一定名 称，称为土壤质地(Soil texture)。
3、土壤质地分类(soil texture classification)制
（1）国际制(international system) 根据粘粒(clay)含量将质地分为三类： < 15%
土壤密度与4℃时纯水密度之比。一般取2.65。
土壤容重(bulk density of soil)
1、概念
单位体积自然状态土壤体(含粒间孔隙)的重。(g/cm3)
2、土壤容重(soil bulk density)作用 (1) 计算土壤孔隙度(soil porosity)
孔隙度＝（1－容重/比重）×100% (2)计算工程土方量 土壤重量=土壤体积×土壤容重
（一）、土粒(soil particle)和粒级(soil particle) 1、土粒(soil particle)
土壤颗粒——土粒，通常专指矿物颗粒。大小 以粒径为标准，土粒形状大多不是球形，只能 用当量粒径（即与土粒静水沉降(quiescent settling)速度相同的圆球直径）代替之。
土壤的粒组（粒级）
正长石
斜长石 白云母 黑云母 角闪石 辉 石 纤铁矿
2.54～2.57
2.62～2.76 2.77～2.88 2.70～3.10 2.85～3.57 3.15～3.90 3.60～4.10
磁铁矿
三水铝石 高岭石 蒙脱石 伊利石 腐殖质
5.03～5.18
2.30～2.40 2.61～2.68 2.53～2.74 2.60～2.90 1.40～1.80
气相(gas phase)＝(总孔度－液相) ×100%
3、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：
0.5∶0.25～0.3∶0.15～0.25
二
土壤质地(soil texture)
MgO 0.35 1.94 1.05
2.40 0.68 0.29 1.19 1.77 2.48 1.73