土壤质地和结构
第三章土壤质地和结构
（3）各粒级的主要特征
①石块：主要是残留的母岩碎块，山区的土 壤中常见，土壤中含石块多，对耕作和作物 生长是不利的，一般可发展林业与果树，如 农业利用时要设法除去。 ②石砾：多为岩石碎块，山区土壤与河漫滩 土壤中常见，含量多时，孔隙过大，易漏水 漏肥，损坏农具，应进行改良。
③砂粒：常以单粒存在。主要为石英颗粒。 通透性好、保水肥能力差。比表面积小，无 粘着性、可塑性和胀缩性等性质。矿质养分 含量低。
细粒部分则根据颗粒半径与颗粒在静水中沉 降速率的关系（斯托克斯定律），计算不同 粒级土粒在静水中的沉降速度，把土粒看作 光滑的实心圆球，取与此粒级沉降速率相同 的圆球直径，作为该土粒的直径，这样所得 到的土粒直径，就叫做当量粒径。
土粒和水的 密度差
重力加速度
土粒半 径
水的粘滞系数
至于如何把土粒按大 小分级，分成多少个 粒级（粒组），各粒 级间的分界点定在哪 里，至今尚缺乏公认 的标准，不同国家和 部门所采用的土粒分 级制都是不同的。
63
＜0.005 10
长石
14
12
15
8
10
云母
——
——
7
21
67
角闪石 ——
4
2
5
7
其它矿 物
——
3
4
3
6
总计
100
100
100
100
100
从表中数据可以看出：
由于石英的抗风化能力最强，所以它的分 布规律是粒径越大者含量越多；
云母的抗风化能力较弱，在越细的粒级中 分布越多；
角闪石极易风化，甚至彻底分解而消失， 只在较细粒级中有所残留。
砂粒 粉粒 粘粒
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。
第04章 土壤质地和结构
(3)卡庆斯基制 (3)卡庆斯基制(Kachinsky classification system of soil texture)
表5-4卡庆斯基土壤质地基本分类 卡庆斯基土壤质地基本分类
质地组 砂 土 sand 质地名称 松砂土 紧砂土 砂壤土 sandy loam 轻壤土 light loam 中壤土 medium loam 重壤土 heavy loam 轻粘土 light clay 中粘土 medium clay 重粘土 heavy clay 不同土壤类型的＜ 不同土壤类型的＜0.01mm粒级含量 粒级含量 红黄壤、 碱化土、 灰化土 红黄壤、草原土 碱化土、碱土 0～5 0～5 0～5 ～ ～ ～ 5～10 ～ 10～20 ～ 20～30 ～ 30～40 ～ 40～50 ～ 50～65 ～ 65～80 ～ ＞80 5 ～10 10～20 ～ 20～30 ～ 30～45 ～ 45～60 ～ 60～75 ～ 75～85 ～ ＞85 5～10 ～ 10～15 ～ 15～20 ～ 20～30 ～ 30～40 ～ 40～50 ～ 50～65 ～ ＞65
SiO2 89.90 82.63 76.75 58.03 85.10 88.12 82.17 67.37 57.47 71.52 Al2O3 3.90 8.13 11.32 23.40 5.96 5.75 7.96 17.16 22.66 13.74
土壤各粒级的化学组成
化学组成（灼干重 ） 化学组成（灼干重%）
(2)美国制(Soil Taxonomy ) 美国制
等边三角形的三个边分别表示砂粒、 粉粒、 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 粘粒的含量。根据土壤中砂粒、粉粒、 的含量， 的含量，在图中查出其点位再分别对应其底 边作平行线， 边作平行线， 三条平行线的定点即为该土 壤的质地。 壤的质地。
4土壤质地和结构
4土壤质地和结构土壤质地和结构是土壤物理性质的两个重要方面。
土壤质地是指土壤中不同颗粒大小的分布比例，包括沙、粉砂、粘土等粒径大小。
土壤结构是指土壤颗粒的堆积方式和组织结构。
土壤质地对土壤的肥力和水分保存能力有着重要的影响。
根据颗粒直径大小，土壤质地可以分为粗壤、中壤和细壤三类。
粗壤中颗粒直径最大，一般是沙颗粒，其大颗粒间隙较大，导致土壤通气性好，透水性强，但保水能力较差，肥力较低。
中壤中颗粒直径适中，一般是粉砂颗粒，其颗粒之间有一定间隙，土壤排水性和通气性较好，保水能力强，肥力适中。
细壤中颗粒直径最小，一般是粘土颗粒，其颗粒之间几乎是紧密排列，土壤通气性差，透水性差，但保水能力很强，肥力较高。
不同的土壤质地对植物生长和发育有着不同的影响。
土壤结构是土壤颗粒的堆积方式和组织结构。
土壤颗粒之间的排列方式对土壤的通气性、透水性、保水性和肥力都有着重要的影响。
通常，土壤结构可以分为单结构、团聚结构和块状结构三种。
单结构是指土壤颗粒没有结合在一起，颗粒之间没有较大的接触面积，通气性和透水性较好，但保水能力较差。
团聚结构是指土壤颗粒以土壤胶结物质为胶结剂，形成颗粒团聚体。
团聚体之间有一定的间隙，通气性和透水性较好，保水能力较强。
块状结构是指土壤颗粒在土壤中形成较大的块状结构，块状结构之间有大量的间隙，通气性和透水性好，保水能力较强。
土壤结构的形成与土壤中的有机质含量、微生物作用、土壤水分和土壤通风等因素密切相关。
有机质可以提高土壤结构的稳定性和均匀性，促进土壤结合成块。
微生物的作用可以分解有机质，释放出胶结物质，促进土壤团聚体的形成。
土壤水分的移动和土壤通风的作用对土壤颗粒的移动和堆积起到重要的调节作用。
因此，合理管理土壤水分和通风对土壤结构的形成和维持至关重要。
土壤质地和结构的特征和相互关系对农业生产和土壤保护具有重要意义。
在农业生产中，了解土壤质地和结构的特点有助于合理选用农作物和施用肥料，优化农业管理措施。
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。
第6章 土壤质地和结构
粒级名称
石块каменствя 石砾гравий 粗砂粒 Песок крупный 中砂粒 Песок средний 细砂粒 Песок мелкий
粒径/mm
>3 1~3
粗砂 coarse sand 细砂 fine sand
2~0.2 0.2~0.02
0.5~1 0.25~0.5 0.05~0.02
依据存在的状态： 单粒：single particle 复粒：compound particle （三）土壤粒级 particle sizes
依据粒径大小 （单粒）
1.粒级概念（fraction)：土壤颗粒的大小分级
2.粒级划分依据：粒级划分的表观依据（或依赖的指标）：依 据单个颗粒的粒径大小进行。
问：
从颗粒组成上讲，土壤之间的不同之处在 哪里？ 在各粒级的含量的百分数组成不同----质地
二.土壤质地（soil texture)
一.概念： 1.机械组成（mechanical composition)：不同粒级（sand，silt， clay)颗粒的组成比例（百分比）。 注意:这里仅仅是一个定量化的概念，实质就是三种粒级颗粒的 重量百分比。简单地把土壤颗粒分为砂粒、粉砂粒，粘粒3级，再 分别称重，获得百分含量比。没有依赖任何其它性状，故叫机械 组成。
土粒 Soil particle
？
物理风化 physical 化学风化 chemical 生物风化biological
原生矿物 primary
次生矿物secondary
由于风化的强弱不同，成土条件不同，形成的土壤颗粒大小 是否相同？答案
一.矿质土粒 （soil particle）
（二）土粒概念 soil particle 土粒 soil particle：土壤中各种粒径的固相颗粒
4 土壤质地和结构
土壤粒级分类系统(三级分类制) classification systems of soil separates
国际制(ISSS) International Soil Science Society
(1930) Atterberg(1912)
粒级名称
粒径/mm
美国制(USDA) U.S Department of agriculture
2.质地(soil texture) :按照机械组成相近似进行归类，这些类别叫质 地。Soils are a combination of sand, silt, and clay whose relative
proportions determine the soils texture.
注意:
① 质地既有定量概念(以机械组成为依据划分的)，也有定性的内容 (如人的感觉和它的生产性状)A textural class is a defined range of particle size distribution with similar behavior and management needs.
重视土壤中粘粒（clay）
Mineral properties change radically with decreasing size below about 1 to 5 m(0.005). Clay minerals are the most abundant of the clay-sized minerals.
有中国分类制吗？ 有！
（？） 经常用哪个？
粒级分类制
• There is no natural classification of particle size; the limits are based on the contribution that particles of different sizes make to the physical and chemical properties of soil. As a result, several classification systems have been developed around the world
土壤质地与结构
表6-8
卡钦斯基土壤质地基本分类（简制）
表6-9 中国土壤质地分类 （邓时琴 1996）
土壤质地分类
土壤质地分类制：
国际制；三级
美国制：三级
卡庆斯制：二级
中国制：三级
土壤质地
粘粒 粘粒20% 粉粒40% 砂粒40%
砂粒
粉粒
我国将土壤质地分为砂土、 壤土和粘土三大组，每组再细分。 一般常用的质地种类有： 砂土、砂壤土、轻壤土、 中壤土、重壤土、粘土
第二节 土壤质地 一、土壤质地概念
各粒级土粒在土壤中的相对比例
（质量百分数）称为土壤质地，或称
土壤机械组成。
二、土壤质地的分类及分类标准
土壤质地分类标准各国也不统一，
主要有：
1．国际土壤质地分类标准 这是一 种3级分类法，即按砂粒、粉砂粒和粘
粒3种粒级的质量百分数分类的，共分4
类12级，详见下表。
沙性土 壤性土 黏性土
三、石质土和砾质土的分类
由于我国山地和丘陵地较多，石质 土和砾质土较常见。《中国土壤》第2版 中把土壤石砾含量分为3级，见下表。
表土壤石砾含量分级（％）
3～10mm石砾含量 分 级
＜1
l～10
无砾质（质地名称前不冠）
砾 质
＞10
多 砾 质
*四、不同质地土壤的肥力特点和利用改良
第五章一、矿物质土粒
土壤固体物质大小和形 态各异，称为矿物质土粒或 矿质土粒，简称土粒。土粒，
常指矿质土粒。
土壤基本粒级: 石砾、砂粒、粉粒、粘粒
二、土粒分级
将土壤中各种粒径的固相颗粒假定
为球形，人为地按直径大小划分成若干 等级，同一粒级在性质和化学成分上基 本一致，这样的划分方法称土粒分级。
2土壤质地与结构
2、土壤孔隙比
土壤孔隙容积与土粒容积之比，称为土 壤孔隙比。 例如：某土壤孔度为55%，土粒占45%， 则其孔隙比=0.55/0.45=1.12
(二) 土壤孔隙分级
1、当量孔径 与一定的土壤水吸力相当的孔径，也称 有效孔径。计算公式如下： d = 3 / T d ：当量孔径（mm） T物风化过程以及土壤成土过程 中形成的碎屑物质，是构成土壤固相的 基本组成。 矿质颗粒为主，少量有机颗粒
单粒和复粒
土 粒 分 级
土壤粒级的分级标准
二、矿物质土粒的组成和性质
1、矿物质土粒的矿物组成 2、矿物质土粒的化学组成 3、矿物质土粒的水分物理性质
1、矿物质土粒的矿物组成
不同质地的生产性状—粘质土
物理性黏粒大于45%
（1）通透性差 （2）保水力和保肥力较强 （3）养分含量较丰富 （4）土温较稳定 （5）耕作较困难 （6）有毒物质多 （7）发老苗不发小苗
不同质地的生产性状—壤质土
壤质土，质地介于粘质土和沙质土之间，兼具两 者优点，是较理想的农业土壤。 土壤质地的剖面构型也是制约土壤肥力的重要因 素，其中上沙下粘型的构型，即“蒙金型”，对 耕作、发苗和保水保肥最为有利。
不同粒级土粒的基本性状
三、
土壤质地
（一）土壤质地的概念及分类
（二）不同土壤质地的生产性状
（三）土壤机械组成
（一）土壤质地的概念及分类
土壤质地：指不同粒径的土粒在土壤 中所占的相对比例或重量百分数。
（1）国际制P24
国际制土壤质地分类
质地分类 类别 砂土 壤土 质地名称 砂土及壤质砂土 砂质壤土 壤土 粉砂质壤土 砂质粘壤土 粘壤土 粘壤土 粉砂质粘壤土 砂质粘土 壤质粘土 粘土 粉砂质粘土 粘土 重粘土 粘粒（＜0.02） 0―15 0―15 0―15 0―15 15―25 15―25 15―25 25―45 25―45 25―45 25―45 25―45 各级土粒（mm）重量（%） 粉粒（0.02―0.002） 0―15 0―45 35―45 45―100 0―30 20―45 45―85 0―20 0―45 45―75 0―35 0―35 砂粒（2―0.02） 85―100 55―85 40―50 0―55 55―85 30―55 0―40 55―75 10―55 0―30 0―55 0―35
chap06-土壤质地和结构
3、片状结构体：
（1）结构体呈扁平状，农民 叫它“卧土”。 （2）由于流水沉积或某些机 械压力所造成。
案例：江苏省里下河地区
②深耕、深翻、人造塥
土壤质地主要是继承母质的性质，很难改变。 但是，质地不是决定土壤肥力的唯一因素
③施用有机肥
洪水漫淤
水稻土培肥
第三节
土壤结构性
•土壤结构的概念
•土壤结构体分类 •团粒结构
土壤结构的概念
土壤结构：是土粒（单粒和复粒）的排列、组合
形式。其有两重含义，即结构体和结构性，通常 所说的土壤结构多指结构性。
稳定性 水 生物
6.3 土壤结构
土壤结构体分类
（一）块状结构和核状结构
（二）棱柱状结构和柱状结构
（三）片状结构（板状结构）
（四）团粒（粒状和小团块）结构
（五）几种结构体出现的部位 块状结构体和团粒主要是出现于表土。片 柱状和棱柱状结构体则出现心土和底土中。
状结构体在表土层和亚表土层中都会出现，核状、
各级土粒的物理性质 : 土粒由大到小，保水能力增加，但通透性 降低。 随着土粒由大到小,土壤湿胀性和可塑性增 加，对耕作带来不利影响。
土粒的大小分级----粒级制
分成多少个粒级，各粒级间的分界点定在哪里， 至今尚缺公认的标准。 举例：不同粒级的物理特性 物理性砂粒： 粒径在1～0.01 mm之间的土粒。 物理性粘粒： 粒径<0.01 mm的土粒。
第四章-土壤质地和结构
Al3+
良好旳团粒构造体：
•大小； •多级孔隙； •稳定性（水稳性、机械稳性 和生物稳定性）。
土壤构造改良剂：
能够将土壤颗粒粘结 在一起形成团聚体旳物 质，涉及天然物质和人 工合成旳高分子物质。
本章小结 一、关键名词
1. 比重 2. 容重 3. 土壤孔隙度 4. 当量孔径 5. 团粒构造 6. 土壤构造体 7. 毛管孔隙
孔隙度＝1－固相率＝液相率＋气相率
孔隙度＝1－
容重 密度
孔隙比＝ 孔隙容积 土粒容积
一般沙土孔度30-45%，壤土40-50%，粘土45-60%。
（二）三相构成和孔度旳测定及计算 1.固相率 由实测旳土壤密度和土壤容重计算之：
固相率＝ 容重 密度
2.液相率（容积含水率） 土壤含水量（质量％）＝土壤水质量 干土质量
• 机械稳定性； • 生物稳定性； • 水稳定性；
土壤构造体形成机制：
•胶体旳凝聚作用； •水膜旳粘结作用； •胶结作用； •干湿交替； •冻融交替； •耕作措施； •生物作用
腐殖质
粉
砂粒
粒
粘粒
粉粒
砂粒
单个土粒
微团粒
团聚体
Ca2+ 土粒 腐
殖
土粒
质
土粒
Fe2+ 土粒
土粒 腐 殖 质
土粒 Fe3+
耕层土壤（015cm）旳 总孔隙度为5060%，其中通 气孔隙度为1520%，底层土 壤（1530cm）分别为 50%(总）和10%（气）。
二、土壤构造体***
（一）土壤构造旳概念 土壤构造是土粒（单粒和复粒）旳排列、组合形式。
这个定义，包括着两重含义：构造体和构造性。 一般所说旳土壤构造多指构造性（structurality）。
第4章 土壤质地和结构
Coarse-textured soils
-consist of large particles with uneven surfaces and have large pore spaces ; -little contact between particles; loose and easy to work but do not retain water or nutrients -water infiltrates and percolates (moves through it) quickly and easily; generally dry and infertile -shortage of nutrients and less organic matter
土壤孔性
土壤孔隙总量及大小孔隙分布。 土壤孔隙总量及大小孔隙分布。 取决于土壤的质地、松紧度、 取决于土壤的质地、松紧度、有机 质含量和结构等。 质含量和结构等。 粘质土中水占孔隙较多， 粘质土中水占孔隙较多，而砂质土 中气占孔隙较多； 中气占孔隙较多；结构好的土壤中水与 气所占比例较协调；有机质， 气所占比例较协调；有机质，特别是粗 有机质较多的土壤中孔隙较多； 有机质较多的土壤中孔隙较多；人为措 施对土壤孔隙的影响也很大。 施对土壤孔隙的影响也很大。
力稳性— 土壤结构体在外力打击下抵抗破碎 的能力。
第四节 土壤孔性和土体构造
Soil Pore and Solum Constitution
1. 土壤的孔性与孔度(porosity) 2. 团粒结构的多级孔度模型 3. 当量孔径(equivalent pore) 4. 土体构造(solum constitution) A. 耕层构造； B. 质地剖面； C. 结构剖面； D. 孔度剖面
第05章+土壤物理性质(质地和结构)
生物作用
胶结作用
团粒结构形成机制
冻融交 替
水膜的粘 结作用
胶体的凝聚作用
（1）生物作用
根系的穿插作用: 根系的挤压作用: 使大土团破碎成小土团 使小土团组合为大土团
频繁反复的穿插和挤压，易形成团粒结构。
（2）土壤干湿交替作用
湿润土块在干燥过程中由于胶体失水而收缩 干燥土块因吸水而膨胀 使土体出现裂缝而碎，促进各种结构体的形成。
卡庆斯制：二级
国际制：
根据砂粒(2-0.02毫米)、粉粒(0.02-0.002毫米)和粘粒 (<0.002毫米)三粒级含量的比例，划定12个质地名称，可 从三角图上查质地名称。
查三角图的要点 以粘粒含量为主要标准， <15%者为砂土质地组和壤土质地组; 15％－25％者为粘壤组; >25%者为粘土组。 土壤含粉粒>45 --“粉 质” ； 砂粒含量在55%-85%-“砂质”
常见的土壤粒级制 卡钦斯基制 (1957) 石 砾 粗砂粒 物 理 性 砂 粒 物 理 性 粘 粒 粘 粒 粗粘粒 细粘粒 胶质粘粒 粘 粒 粘 粒 粗粉粒 粉 中粉粒 细粉粒 粒 粉 粒 细砂粒 极细砂粒 细砂粒 中砂粒 美国农部制 (1951) 石 砾 极粗砂粒 粗砂粒 中砂粒 细砂粒 粗砂粒 国际制 (1930) 石 砾
3、壤质土主要特性：
•
水、气：大小孔隙数量适中，通气透水性良好
• 热：含水量适宜，土温比较稳定 • 肥：养分含量多，保肥性能好 • 耕性：耕性良好，宜耕期长
砂粘适中，消除了砂土类和粘土类的缺点， 是农业生产上质地比较理想的土壤
将砂质土、壤质土、粘质土基本肥力性状比较如下：
（一）砂质土 农民称白土、白塘土，广泛分布于我国北方，它通
土壤质地和结构
第四章土壤质地和结构土壤三相组成（一）土壤密度和容重1土壤密度：单位容积固体土粒（不包括粒间孔隙的容积）的质量，土壤密度一般取2.65g/cm3 2土壤容重：田间自然垒结状态下单位容积土体（包括土粒和孔隙）的质量或重量。
受密度和孔隙（影响更大）两方面的影响。
土壤容重的数值大小，受土壤质地、结构、有机质含量以及各种自然因素和人工管理措施的影响。
（二）土壤孔隙1土壤孔隙度：土壤中各种形状的粗细土粒集合和排列构成复杂的孔隙系统，全部孔隙容积与土体容积的百分率，称为土壤孔隙度。
2孔隙比：土壤中孔隙容积与土壤容积的比值。
孔隙比=孔隙容积/土粒容积3三相组成和孔度的测定及计算固相率=容重/密度液相率=土壤水质量/干土质量土壤含水率（体积%）=土壤含水量（质量%）x土壤容重气相率：孔隙度=1-固相率=1-容重/密度气相率=孔隙度-容积含水率土壤质地（一）随着粗细土粒中矿物组成的变化，它们的化学组成和性质也发生相应的变化。
SiO2含量随颗粒由粗到细逐渐减少，而Al2O3、Fe2O3和盐基的含量则逐渐增加，因此，细土粒中各种植物养分的含量要比粗土粒多得多。
（二）土壤的机械组成和质地1机械组成（颗粒组成）：根据土壤机械分析，分别计算其各粒级的相对含量，即为机械组成（或称颗粒组成），并由此可确定土壤质地。
2土壤质地：根据机械组成划分的土壤类型。
一般分为砂土、壤土和粘土三类。
3土壤质地分类制国际质地制、美国农业部质地制、卡钦斯基质地制、中国质地制（三）不同质地土壤的肥力特点和利用改良1砂质土：具松散的土壤固相骨架，砂粒很多而粘粒很少，粒间孔隙大，降水和灌溉水容易渗入，内部排水快，但蓄水量少而蒸发失水强烈，水汽由大孔隙扩散至表土而丢失。
砂质土的毛管较粗，毛管上升水高度小，抗旱力弱。
砂质土的养分少，又因缺少粘粒和有机质而保肥性若，速效肥料易随雨水和灌溉水流失。
砂质土含水少，土温变化快，昼夜温差大。
砂质土的通气好，好气微生物活动强烈，有机质迅速分解并释放出养分，有机质累积难而其含量常较低。
土壤学(第四章)土壤质地和结构
片状结构
土片较大，相互之间结合紧密，不易破碎。这种结构通常 出现在粘质土壤中。
团粒结构
土粒呈圆形或椭圆形的团聚体，团聚体之间有明显的粘结 性。这种结构是理想的土壤结构，能够提高土壤的通气透 水性能和保水保肥能力。
柱状结构
土柱上下粗细一致，通常出现在粘质土壤中。这种结构容 易造成土壤的板结和排水不良。
土壤结构对植物养分吸收的影响
土壤结构是指土壤颗粒的排列组合方式，包括 团聚体、块状结构、片状结构等。良好的土壤 结构有利于植物根系对养分的吸收。
团聚体结构是由微小的土壤颗粒粘结在一起形 成的较大颗粒，这种结构有利于养分的保持和 释放，使植物根系能够更好地吸收养分。
块状结构和片状结构则容易造成养分的不均匀 分布，影响植物对养分的吸收。
常见的土壤结构类型包括块 状结构、片状结构、团粒结 构等，每种结构类型都有其
特定的形成条件和特点。
土壤结构观察与描述的结果 可以用于指导土地利用和土 地保护，例如，根据土壤结 构类型选择适宜的土地利用 方式，避免过度开发和破坏
土壤结构。
04 土壤质地和结构对植物生 长的影响
土壤质地对植物根系生长的影响
土壤学（第四章土壤质地和结构
contents
目录
• 土壤质地 • 土壤结构 • 土壤质地和结构的测定方法 • 土壤质地和结构对植物生长的影响
01 土壤质地
土壤颗粒的分类
石块
直径大于2mm的颗粒，一般来源于岩石或 矿物的破碎。
粉粒
直径介于0.002-0.05mm之间的颗粒，主要 由粘土矿物和有机质组成。
土壤质地和结构对植物水分利用的影响
土壤质地和结构对植物的水分利用也有重要影响。一般来说，砂质土壤具有良好的 排水性和透气性，有利于植物对水分的吸收和利用。
2.1土壤质地与结构
土壤基质是指土壤 的固体部分，它是保 持和传导物质（水、 空气、溶质）和能量 （热量）的介质. 它的作用主要取决于 比表面积和孔隙状 况，同时还取决于基 模中三相物质的比 例，特别是水的数 量。
3
土壤三相关系
图2.1 土壤三相物质比例关
4
土壤基质物理参数
（1）土粒密度：soil particle density 定义：单位体积土壤颗粒的重量，称为土粒密度。
第二章 土壤物理性质与过
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 土壤质地与结构 土壤水 土壤气体 土壤热量 土壤力学及其)：
土壤物理性质与过程
1.土壤基质的特性，重点掌握土壤的三相比， 土壤质地与结构特性（重点） 2.土壤水分，重点掌握土壤水分的能态、运动 方式的定量模型（重点） 3.土壤气体和热量
SiO2 分子比 R2O3
18.57 7.85 5.03 1.73 10.11 12.52 7.69 2.73 1.68 3.71
细土粒中各种植物养分的含量要比粗土粒中多得多。
22
2.1.3 土壤质地 soil texture
土壤质地：土壤中各粒级土粒占土 壤重量的百分数，也称土壤机械组 成
土壤颗粒中颗粒是 均以的吗？不同的 颗粒配比土壤性质 一样吗？什么样的 配比最好？
14
长石 粘膜 粘膜
石英 长石
石英
石英
斜长石
15
三、矿物质土粒的分级
有效粒径和当量粒径
粗粒部分先后被截留在各个筛子上，即以圆筛的孔径作土粒的有效粒径。 细粒部分则根据颗粒半径与颗粒在静水中沉降速率的关系，即斯托克斯定律 ，计算不同粒级土粒在静水中的沉降速度测定土壤粒级的大小，他把土粒看 作光滑的实心园球，取与此粒级沉降速率相同的圆球直径当作土壤的粒径， 故作为其当量粒径。 斯托克斯定律Stock’s law：
土壤一般特征
土壤的主要特征：
1.土壤质地：土壤的泥砂比例称为土壤质地。
根据土壤质地不同将
土壤分为砂质土、粘质土和壤质土。
2.土壤结构：土壤颗粒（如沙粒、黏粒和粉粒）的排列和组合方式
形成了土壤的结构。
土壤结构对土壤的通气性、保水性、养分供应、根系发育等都有重要影响。
3.土壤有机质：土壤有机质是土壤中含碳的有机化合物，主要包括
动植物残体、微生物及其分解产物等。
有机质对于改善土壤理化性质、增强土壤肥力、提高土壤保水能力等方面具有重要作用。
4.土壤pH值：土壤酸碱度是影响土壤肥力、微生物活动和植物生长
的重要因素。
不同植物对土壤酸碱度的适应性不同，因此了解土壤的酸碱度是合理选择作物和施肥方式的重要依据。
5.土壤水分：土壤水分是植物吸收水分的主要来源，也是土壤中养
分迁移、转化和吸收的重要条件。
了解土壤的水分状况对于合理灌溉、提高植物抗旱性和产量具有重要意义。
6.土壤矿物质：土壤矿物质是构成土壤的主要成分，其含量和比例
对土壤的理化性质和肥力水平有重要影响。
了解土壤矿物质的组成和比例是合理施肥和提高土壤肥力的基础。
7.土壤生物：土壤中存在着大量的微生物（细菌、真菌、放线菌等）
和动植物（蚯蚓、蚂蚁等），它们对土壤的形成、肥力演变和生态平衡等方面具有重要作用。
了解和保护土壤生物多样性是实现可持续农业发展的必要条件。
第三章土壤质地和结构
第三章土壤质地和结构土壤质地和结构是土壤的两个重要性质，对于土壤的肥力、透水性、保水性等方面有着重要影响。
本文将对土壤质地和结构进行详细阐述。
一、土壤质地土壤质地是指土壤中各种颗粒的大小和比例分布。
土壤中主要存在三种颗粒，即砂、粉砂和粘土。
根据这三种颗粒的比例可以将土壤分为以下几类：砂质土壤、粉砂质土壤、粘土质土壤、壤土和淤泥。
砂颗粒是土壤中最大的颗粒，其粒径在0.05mm到2mm之间，粉砂颗粒的粒径在0.002mm到0.05mm之间，而粘土颗粒的粒径小于0.002mm。
土壤质地的农学意义在于对土壤的通透性、保水性和肥力有着重要影响。
砂质土壤的通透性较好，透水性强，但保水能力较差。
相比之下，粘土质土壤的保水能力较好，但透水性较差。
而壤土则具有砂质土壤和粘土质土壤的特点，既具有较好的通透性又具备一定的保水性。
土壤质地的测定一般采用湿筛分析法和悬浮液分析法。
湿筛分析法是通过将一定量的土样在一系列不同孔径的筛网上筛分，根据筛下的土壤颗粒比例确定土壤质地。
悬浮液分析法则是通过土壤的粒度和比重等特性，利用一系列粒径不同的草酸钠溶液，根据溶液中的悬浮土壤颗粒的沉降速度来确定土壤质地。
二、土壤结构颗粒状结构是土壤颗粒间没有明显结合力，单个颗粒之间没有明显的排列规律。
颗粒状结构的土壤较为疏松，透水性较好，但保水性较差。
块状结构是土壤颗粒通过胶结剂或根系等结合在一起形成的具有一定形态的块状结构。
块状结构的土壤透水性较差，但保水性较好。
柱状结构是土壤颗粒沿垂直方向组成的柱状结构，透气性较好，但保水性一般。
板状结构是土壤颗粒互相紧密排列形成的较为密实的结构。
板状结构的土壤通透性差，保水性较好。
土壤结构的形成主要受到土壤的物理、化学和生物因素的综合影响。
物理因素如土壤颗粒大小、湿度、气候等，化学因素如土壤含水量、有机质含量等，生物因素如土壤中微生物的活动等。
总结以上所述，土壤质地和结构对土壤的性质有着重要影响。
了解土壤质地和结构的特点可以指导我们对土壤进行科学合理的利用和管理，提高土壤的保水性、透水性和肥力，从而改善农田的产量。
土壤知识结构
土壤知识结构如下是有关土壤知识结构：一．土壤的概念苏联土壤学家威廉斯指出：“土壤是地球陆地上能够生长绿色植物的疏松表层。
”这个定义正确地表示了土壤的基本功能和特性。
土壤之所以能生长绿色植物，是由于它具有一种独特的性质——肥力。
土壤这种特殊本质，就是土壤区别于其它任何事物的依据。
土壤肥力虽与土壤物质组成有联系，但主要受土壤性状的影响。
二．土壤的主要性状1.土壤质地：土壤的泥砂比例称为土壤质地。
直径小于0.01毫米的土粒称泥;直径为1~0.01毫米的土粒称砂;直径大于1毫米的土粒称砾石。
根据土壤质地不同将土壤分为砂质土、粘质土和壤质土。
①砂土：这类土壤含砂粒在80%以上，土粒间大孔隙多，土壤容积比重在1.4~1.7克/厘米3之间，因此，土壤昼夜温差大，通透性好，有机质矿质化快，易耕作，但保水保肥能力差，遇水易板结，肥力一般较低。
种植作物要增施有机肥和少量多次地勤追化肥。
②粘土：这种土壤含泥粒在60%以上，土壤比重在2.6~2.7克/厘米3之间。
土壤硬度大，粘着性、粘结性和可塑性都强，故适耕性差。
土壤保水保肥力强，潜在肥力较高。
但土紧难耕，土温低，肥效不易发挥。
因此，水田要注意管水，提高泥温，多施腐熟性有机肥和热性化肥。
③壤土：这种土壤泥砂比例适中，一般砂粘占40~55%，粘（泥）粒占45~60%。
土壤容重1.1~1.4克/厘米3之间。
质地轻松，通气透水，保水保肥力强，耕作爽犁。
因此，它是水、肥、气、热协调的优质土壤。
三．土壤结构土壤形成团聚体的性能，称为土壤的结构性。
凡土粒胶结成直径为1~10毫米的团粒状土壤结构，称为团粒结构。
这是土壤结构中最好的一种。
其形成条件有两个：一是胶结物质。
土壤中的胶结物质最主要是粘粒，新形成的腐殖质和微生物的菌丝及分泌物。
这些物质与钙胶结在一起，就形成了具有多孔性和养分丰富、不易被水泡散的水稳性团粒状土壤结构。
因此，增施钙质肥料（石灰、石膏）有利团粒结构形成。
二是外力挤压作用。
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砂粒
粉粒
我国将土壤质地分为砂土、 壤土和粘土三大组，每组再细分。 一般常用的质地种类有： 砂土、砂壤土、轻壤土、 中壤土、重壤土、粘土
沙性土 壤性土 黏性土
*四、不同质地土壤的肥力特点和利用改良
1、砂质土壤主要特性：
• • • • • • 砂粒大于50%； 通气透水， 养分少，不保水肥； 易耕， 温度变化快，暖性土； 发小苗不发老苗
2、土壤质改良
①客土法地改良
案例1：江苏省里下河地区
②深耕、深翻、人造塥 土壤质地主要是继承母质的性质，很难改变。 但是，质地不是决定土壤肥力的唯一因素
③施用有机肥
第二节
土壤三相组成
一、土壤的密度和容重
当土壤含粉粒>45%时， “粉质” ；
当砂粒含量在55%-85%时， “砂质” ， 当砂粒含量>85%时，则称壤砂土或砂土
质地三角图：
先找到该颗粒的定点（100%），按3个粒 级含量分别做各顶点对应的三角形的3条底边 的平行线，3线相交点，即为所查质地区
土壤质地
粘粒 粘粒20% 粉粒40% 砂粒40%
2、粘质土壤主要特性： • 粘高于30%， • 通气透水不良； • 保水保肥， • 养分含量高； • 升温慢，冷性土 • 耕性差，发老苗不发小苗， 适合于禾谷类作物。
3、壤质土壤主要特性： • 粉粒大于30% • 北方称为二合土； • 性质介于黏土与砂土之间。
（二）土壤质地剖面
夹砂层
夹粘层
（三）不同质地土壤的利用和改良 1、各种作物对土壤质地的要求
粘土
土壤质地
表 4－8 中国土壤质地分类 （邓时琴，1985）
质地组 砂土
质地名称 极重砂土 重砂土 中砂土 轻砂土 砂粉土 粉土 砂壤 壤土 轻粘土 中粘土 重粘土 极重粘土 砂粒(1-0.05) >80 70～80 60～70 50～60 ≥20 <20 ≥20 <20
颗粒组成%（粒径：毫米） 粗粉粒(0.05-0.01) 细粘粒(<0.001)
课时安排与进度：
课时数：3课时
第一节 土壤质地
一、矿物质土粒
土粒：
矿物质土粒和有机质土粒两种。
土壤固体物质大小和形态各异，称为 矿物质土粒或矿质土粒，简称土粒。土粒，
常指矿质土粒。
单粒和复粒
石砾：1mm 砂粒：1-0.05mm 粉粒：0.05-0.002mm 粘粒：0.002mm
物理性砂粒：
主要内容 (重点)：
1.土壤三相组成（重点） 2.土壤质地与结构（重点） 3.土壤孔性和土体构造
教学目标与要求：
掌握土壤基质的基本特性，学会土壤三相关系 的换算；掌握砂粒、粉粒、粘粒的分级标准、 了解不同的质地分类制，掌握质地土壤的生产 性质，掌握团粒结构的特点与肥力特性。
教学方式与手段：
幻灯，动画演示；计算训练；实验分析；
壤土
≥40 <40
<30
粘土
30～35 35～40 40～60 >60
国际制： 根据砂粒(2-0.02毫米)、粉粒(0.02-0.002毫米)和粘 粒(<0.002毫米)三粒级含量的比例，划定12个质地名称， 可从三角图上查质地名称。 查三角图的要点为：以粘粒含量为主要标准， <15%者为砂土质地组和壤土质地组; 15％－25％者为粘壤组; >25%者为粘土组。
粒径>0.01 mm的土 粒。
物理性粘粒：
粒径<0.01 mm的 土粒。
土壤颗粒
± í 4-3 ±Á µ ¿ Á £ ¾ ¶ (º Á à ×) 3-2 2-1 1 0 . 5 0.5-0.25 0.25-0.2 0 2 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 ¸ Õ Ï ³ Á £ Ð · Ö Û Á £ ¸ · Ï Û Á £ Ö Õ ´ ³ Á £ Î ï À í Ð Ô Õ ³ Á £ Õ ³ Á £ Ö Õ ´ ³ Á £ ¸ Õ Ï ³ Á £ º Ö ½ Ê Õ ³ Á £ Õ ³ Á £ Õ ³ Á £ Ð · Ö Û Á £ ¸ · Ï Û Á £ Ö · ´ Û Á £ ¸ É Ï °Á £ Ö É ´ °Á £ Î ï À í Ð Ô É ° Á £ Ö · ´ Û Á £ · Û Á £ · Û Á £ ¸ É Ï °Á £ « Ï ¼ ¸ É °Á £ ¸ É Ï °Á £ Ö É ´ °Á £ Ð É Ö °Á £ Ð ¹ Ö ú Ö Æ (1987) Ê ¯ À ù ³³³³³³³³ ¨Ç ¿ Õ Ë ¹ » ù Ö Æ (1957) Ê ¯ À ù À ¹ à ú Å © ² ¿ Ö Æ (1951) Ê ¯ À ù « ´ ¼ Ö É °Á £ Ö É ´ °Á £ Ð É Ö °Á £ ¸ É Ï °Á £ Ö É ´ °Á £ ú ¼ ¹ Ê Ö Æ (1930) Ê ¯ À ù
土壤颗粒
土壤颗粒分级：(mm)
直径
石砾 砂粒
国际制
>2 2-0.02
美国制
>2 2-0.05
卡庆斯制
>1 1-0.05 0.05-0.001 〈0.001
中国制
>1 1-0.05 0.05-0.002 〈0.002
粉粒 0.02-0.002 0.05-0.002 粘粒 〈0.002 〈0.002
物理性砂粒：1-0.01mm 物理性粘粒：〈0.01mm
土壤颗粒
土壤质地分类制： 国际制；三级 美国制：三级
卡庆斯制：二级
中国制：三级
土壤质地*** 指各粒级土粒占土壤重 量的百分数，也叫土壤的 机械组成。
土壤质地
表 4－6 质地组 砂土 壤土 卡钦斯基土壤质地基本分类（简制） 不同土壤类型的<0.01 毫米粒级含量(%) 灰化土 草原土壤、红黄壤 碱化土、碱土 0～5 0～5 0～5 5～10 5～10 5～10 10～20 10～20 10～15 20～30 20～30 15～20 30～40 30～45 20～30 40～50 45～60 30～40 50～65 65～80 >80 60～75 75～85 >85 40～50 50～65 >65 质地名称 松砂土 紧砂土 砂壤 轻壤 中壤 重壤 轻粘土 中粘土 重粘土