扬州大学土壤管理学课件 03

• 理想的土壤三相组成 固相率<50% （容重 容重<1.33g/cm3) 固相率 孔隙度>50% (壤土和粘土） 壤土和粘土） 孔隙度 壤土和粘土 旱作） 通气孔隙 8-15% (旱作） 旱作
土壤结构体和土壤结构性
•
土壤结构体 土粒（单粒和复粒） 土粒（单粒和复粒）互相团聚和排 列成为一定形状和大小的土块或土 团 土壤结构性 土壤结构体的种类， 土壤结构体的种类，数量及结构体 内外的孔隙状况等产生的综合性质
• 土壤密度的用途： 土壤密度的用途：
计算土壤孔度 计算土壤三相组成 用于机械组成分析计算
第三节 土壤孔性和土体构造
土壤容重(soil bulk density) 土壤容重
自然状态下单位容积土壤的质量(g/cm 自然状态下单位容积土壤的质量(g/cm3 或 t/m3)
理想<1.35 土壤容重的范围1.0土壤容重的范围1.0-1.5 g/cm3 理想<1.35 g/cm3 1.0 土壤容重的的用途：
非活性孔隙(inactive 非活性孔隙(inactive pore)
（又称无效孔隙） 又称无效孔隙） 孔径<0.002mm(<0.0002mm) 孔径<0.002mm(<0.0002mm) 水分水吸力T=3/0.002=1500百帕， 水分水吸力T=3/0.002=1500百帕， T=3/0.002=1500百帕 土壤对水的吸力很强， 土壤对水的吸力很强，水分对植物 基本无效
第三章 土壤的孔性、 土壤的孔性、结构性和耕性
土壤孔性
• 土壤孔度 土壤孔隙量
• 土壤孔性
土壤孔隙的大小和大小孔隙的分布
当量孔径(有效孔径 当量孔径 有效孔径) 有效孔径
比较当量粒径) （比较当量粒径) 假想圆管的直径, 假想圆管的直径,用以描述具有相似性质土壤 的孔隙大小 与一定的水分吸力[或张力]相对应的孔径） （与一定的水分吸力[或张力]相对应的孔径） 茹林公式 d=3/h 当量孔隙直径， d：当量孔隙直径，mm 土壤水分吸力，cm水柱高 水柱高， h：土壤水分吸力，cm水柱高，或mbar
土壤孔度的计算
利用土壤容重和土壤密度 薄片观察（土壤微形态） 薄片观察（土壤微形态） --偏振光显微镜 --偏振光显微镜
土粒密度(比较土壤比重、土壤相对密度） 土粒密度 比较土壤比重、土壤相对密度） 比较土壤比重
单位容积固体土粒（不包括粒间孔隙的容积） 单位容积固体土粒（不包括粒间孔隙的容积） 的质量(g/cm3 的质量(g/cm3 或t/m3) 与土壤组成有关，常用土壤密度值2.65 与土壤组成有关，常用土壤密度值2.65 g/cm3
土壤容重和土壤比重（土壤密度） 土壤容重和土壤比重（土壤密度）测定
土壤容重的测定 环刀（容重圈） 环刀（容重圈）法 土壤密度的测定 比重瓶法
第三节 土壤孔性和土体构造
土壤三相组成计算
土壤密度） 固相率 =（容重 土壤密度） x100% （容重/土壤密度 土壤含水量（质量%） 土壤含水量（质量 ） =（土壤水质量 干土质量）x100% 干土质量） （土壤水质量/干土质量 土壤含水量（容积%） 土壤含水量（容积 ） = 土壤含水量（质量 %）x土壤容重 土壤含水量（ ） 土壤容重 孔隙度 = 1－固相率 =1－(容重 土壤密度）x100% 容重/土壤密度 － － 容重 土壤密度） 气相率 = 1－容积含水率 － 孔隙度/(1-孔隙度 孔隙度) 土壤孔隙比 = 孔隙度 孔隙度
•
第二节 土壤结构
土壤结构体
块状结构和核状结构 柱状结构和棱柱状结构 片状结构和板状结构 团粒结构和微团粒结构 无结构 形状,大小, 形状,大小,产生部位
土壤结构体
土 壤 团 粒 体
土壤结构的形成
粘结团聚过程： 粘结团聚过程： 凝聚作用 胶结作用（有机，无机） 胶结作用（有机，无机） 土壤动物作用 切割造型过程： 切割造型过程： 根系切割 干湿交替 冻融交替 耕作
计算土壤孔隙度（松紧度） 计算土壤孔隙度（松紧度） 估算各种土壤重量及成分储量 计算土壤储水量及灌水定额 计算工程土方
紧密排列 疏松排列
孔 隙 度
47.46 %
24.51 %
第三节 土壤孔性和土体构造
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） 自然因素（动物孔穴等） 人为因素（耕作，压实，结构改良剂等） 人为因素（耕作，压实，结构改良剂等） 土壤有机质含量
粘结性和粘着性
• 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。 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 土粒粘着外物表面的性能。 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： 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
第三节 土壤孔性和土体构造
土壤孔隙分级
通气孔隙（大孔隙） 通气孔隙（大孔隙）>0.1mm 毛管孔隙 0.001-0.1 （0.06) mm (毛管传导孔隙 0.03-0.1mm 毛管传导孔隙 贮存孔隙0.001-0.03mm) 贮存孔隙 非活性孔隙(无效孔隙 无效孔隙)<0.001mm 非活性孔隙 无效孔隙
土壤塑性(soil 土壤塑性(soil plasticity)
塑性(plasticity)：指土壤在外力的作用下变形， 塑性(plasticity)：指土壤在外力的作用下变形， (plasticity) 当外力撤消后仍能保持这种变形的特性， 当外力撤消后仍能保持这种变形的特性，也称 可塑性。 可塑性。 土壤塑性是片状粘粒及其水膜造成的。 土壤塑性是片状粘粒及其水膜造成的。
小 孔 隙
大 孔 隙
毛管孔隙 (capillary pore)
孔径： 孔径：
0.02(0.06)—0.002(0.0002)mm。 0.02(0.06)—0.002(0.0002)mm。 水分水吸力在T=3/0.06=50 水分水吸力在T=3/0.06=50百帕至 T=3/0.06=50百帕至 T=3/0.002=1500百帕之间， T=3/0.002=1500百帕之间，对植物是 百帕之间 有效的，而且植物的根系和微生物都 有效的， 可在其中生长和活动。 可在其中生长和活动。
通气孔隙(aeration 通气孔隙(aeration pore)
孔径＞0.02(0.06)mm，透水通气， 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 通常有空气存在其中，同时植物根毛、 系和微生物均可在通气孔隙中活动。 系和微生物均可在通气孔tic index)： 塑性值(plastic index)：上塑限和下塑限的差 又称塑性指数（ number）。 值，又称塑性指数（plasticity number）。 上塑限(upper limit)： 上塑限(upper plastic limit)：土壤呈现塑性 的最大含水量，又称流限（ limit）。 的最大含水量，又称流限（liquid limit）。 下塑限(lower limit)： 下塑限(lower plastic limit)：土壤呈现塑性 的最小含水量，又称塑限(plastic )。 的最小含水量，又称塑限(plastic limit )。 塑性值愈大表示土壤塑性愈强。上塑限、 塑性值愈大表示土壤塑性愈强。上塑限、下塑限 和塑性值均以含水量％表示之， 和塑性值均以含水量％表示之，它们的数值随 着粘粒含量的增加而增大。 着粘粒含量的增加而增大。
Ca2+
土粒
土粒 土粒
腐 殖 质
Fe2+
土粒
土粒 土粒 Al3+
腐 殖 质 Fe3+
单个土粒 团聚体 微团粒
腐殖质 粉 粒 粉粒 砂粒
粘粒
砂粒
土壤结构的肥力意义
（与质地比较） 与质地比较）
水、气 肥 热 耕性与作物生长
第二节 土壤结构
土壤结构的改良 增施有机肥料 合理轮作 合理耕作 结构改良剂
土壤耕性(soil 土壤耕性(soil tilth)
• 土壤耕性是指土壤在耕作时所表现 的特性， 的特性，也是一系列土壤物理性质 和物理机械性的综合反映。 和物理机械性的综合反映。 （1）耕作难易程度 （2）耕作质量的好坏 （3）宜耕期长短
土壤物理机械性
• 土壤物理机械性是多项土壤动力学性质 的统称，它包括粘结性、粘着性、 的统称，它包括粘结性、粘着性、可塑 胀缩性以及其它受外力作用后（ 性、胀缩性以及其它受外力作用后（如 农机具的切割、穿透和压板等作用） 农机具的切割、穿透和压板等作用）而 发生形变的性质。 发生形变的性质。
影响土壤可塑性的因素： 影响土壤可塑性的因素：
• • • • 水分含量 土壤质地 代换性阳离子 土壤有机质
土壤胀缩性
• 土壤吸水后体积膨胀，干燥后体积收缩 土壤吸水后体积膨胀， 称为土壤胀缩性。 称为土壤胀缩性。 • 植物根系发生机械损伤 • 2：1矿物
土壤土壤耕性利用改良
• 注意土壤的宜耕状态和宜耕期 • 改良土壤耕性 • 防止压板土壤