土壤物理性质
土的基本物理性质指标
土的基本物理性质指标土壤是地壳的重要组成部分，具有一系列基本的物理性质指标。
这些性质指标包括土壤颗粒组成、孔隙度、比表面积、容重、水分特性曲线、渗透性和热传导等。
这些性质指标对土壤的肥力、水分管理、生态环境等方面都有重要影响。
以下将详细介绍土壤的基本物理性质指标。
1.颗粒组成土壤由不同大小的颗粒组成，主要有砂粒、粉粒和黏粒三种。
其中，砂粒是直径大于0.02 mm的颗粒，粉粒是直径在0.002-0.02 mm之间的颗粒，黏粒是直径小于0.002 mm的颗粒。
颗粒组成对土壤的质地和通气性有重要影响。
2.孔隙度孔隙度是指土壤中孔隙容积与总体积之比，它决定了土壤的保水性和透气性。
孔隙度的大小与土壤的颗粒组成、压实度等因素有关。
3.比表面积比表面积是指单位质量土壤的表面积。
比表面积越大，表示土壤颗粒的细小程度越高，对水分和养分的吸附能力也越强。
4.容重容重是指土壤单位体积的质量。
容重的大小与土壤的颗粒组成、孔隙度等因素有关。
容重较大则表示土壤的压实度高，根系伸展和水分渗透受到限制。
5.水分特性曲线水分特性曲线描述了土壤中水分随土壤水势的变化关系。
这个曲线反映了土壤的持水能力、排水性能和水分利用能力。
6.渗透性渗透性是指土壤中水分通过土壤的能力，它受到土壤的孔隙度、颗粒组成和压实度等因素的影响。
渗透性的好坏对土壤的排水、保水和根系生长都有重要影响。
7.热传导热传导是指土壤中热量传导的能力，它影响了土壤的热环境和植物生长。
土壤的热传导能力取决于土壤的颗粒组成、含水量和密实度等因素。
在土壤的物理性质中，各项指标相互关联、相互作用。
例如，孔隙度和颗粒组成决定了土壤的通气性和保水性，而渗透性和容重指标影响了土壤的水分利用能力。
这些物理性质指标的变化都会对土壤的可利用性、水分管理和植物生长产生重要影响。
总之，了解土壤的基本物理性质指标对于科学合理地利用土地、提高农作物产量、保护生态环境等方面具有重要意义。
土壤的物理性质
2、卡庆斯基土壤质地分类标准
这是一种2级分类法。按物理性砂粒和物理性粘 粒含量，将土壤划分为9级。详见表。
5
3、我国土壤质地分类标准
中国科学院南京土壤研究所，针对我国南、北 方土壤质地名称和差异，综合划分为3类12种， 质地名称详见表。
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沙性土 壤性土 黏性土
7
（三）不同质地土壤的肥力特点 1、砂质土：
教学要求
1、掌握土壤质地概念和不同质地土壤的肥力特点。 2、掌握土壤孔隙度、比重、容重、土壤黏结性、 黏着性、可塑性和耕性等有关概念。 3、掌握土壤容重在农业中的应用。 4、掌握耕作对土壤的影响。 5、了解改善土壤质地和土壤结构的相关措施。 6、了解土壤团粒结构的形成和所需的条件。 7、熟悉土壤结构的类型及基特性。
大小孔隙的相对比率（以土壤孔隙度为100计）
持水隙度 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
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4、孔隙在土壤中的分布
一般土壤耕层（0-15cm）的总孔隙度为50-60%， 其中通气孔隙度为15-20%。底层（15-30cm）分 别为50%（总）和10%（气）为宜。
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不同质地的土壤孔隙状况％
土壤质地 土壤孔隙度 粘 土 50～60 45～50 45～50 45～50 40～45 30～35
在干燥状态下，以手掌中研磨时的感觉来初步 判断土壤属于那一类质地。
砂土：松散易碎，砂粒可辨，搓揉时发出沙沙声，即 土粒分散不成团。 粗砂土：很粗糙，沙声强，主要是粗砂粒。
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土壤基本特点
土壤基本特点土壤是地球表面由岩石风化形成的一种自然资源，它是生物生存和发展的基础。
土壤基本特点主要包括物理性质、化学性质和生物学性质。
一、物理性质：1.质地：土壤的质地是指土壤中颗粒的大小和组成。
根据颗粒大小，土壤可分为砂壤、壤土和粉砂壤三种类型。
砂壤颗粒较大，通气性好，但保水能力较差；壤土颗粒适中，保水性和肥力较好；粉砂壤颗粒较小，保水性好，但通气性较差。
2.结构：土壤的结构是指土壤颗粒的排列方式和组合形式。
土壤结构对土壤的透水性、透气性、保水性和肥力等有着重要影响。
常见的土壤结构有块状结构、柱状结构、板状结构等。
3.密度：土壤的密度是指单位体积土壤的质量。
土壤密度越大，说明土壤颗粒之间的空隙越小，通气性和透水性越差。
土壤密度的大小对作物的根系发育和生长有直接影响。
4.湿度：土壤湿度是指土壤中水分的含量。
土壤湿度对植物生长和发育具有重要影响，过多的湿度会导致土壤缺氧，过少的湿度则会造成干旱。
二、化学性质：1.酸碱性：土壤的酸碱性是指土壤中酸性或碱性物质的含量。
酸性土壤一般含有较多的酸性离子，如氢离子、铝离子等；碱性土壤则含有较多的碱性离子，如氢氧根离子、钙离子等。
土壤的酸碱性对植物的吸收和利用养分有重要影响。
2.肥力：土壤的肥力是指土壤中养分的含量和可利用性。
肥沃的土壤富含有机质和各种养分，适宜植物生长。
贫瘠的土壤养分含量较低，不利于植物的生长发育。
3.氧化还原性：土壤的氧化还原性是指土壤中氧气和水的存在状态。
氧化还原性对土壤中微生物的生长和活动有重要影响，也能影响土壤中有机物和无机物的转化过程。
三、生物学性质：1.土壤微生物：土壤中存在着大量的微生物，如细菌、真菌、放线菌等。
这些微生物对土壤有机物的分解和养分的循环有重要作用，也能促进土壤的结构形成和改良。
2.土壤动物：土壤中常见的动物有蚯蚓、蚂蚁、蜈蚣、蟹类等。
土壤动物通过活动和排泄物可以改善土壤结构和通气性，促进土壤的肥力和养分循环。
3.植物：土壤是植物生长和发育的基质，植物的根系通过土壤吸收水分和养分。
土壤的物理化学性质
土壤的物理化学性质壤是发育于地球陆地表面具有生物活性和孔隙结构的介质，是地球陆地表面的脆弱薄层土壤是各种陆地地形条件下的岩石风化物经过生物、气候诸自然要素的综合作用以及人类生产活动的影响而发生发展起来的。
接下来店铺为你整理了土壤的物理化学性质，一起来看看吧。
土壤的物理性质(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(0.02~0.002mm)和粘粒(0.002mm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直接被植物根系所吸收。
土的物理性质的名词解释是
土的物理性质的名词解释是土的物理性质的名词解释是什么？土的物理性质是指土壤在自然条件下的物理特征和性质，包括土壤的质地、孔隙度、比重、湿度及渗透性等方面的表现。
土壤作为地球表层的重要组成部分，对植物生长、水分保持以及环境保护都起着至关重要的作用。
了解土壤的物理性质对于农业生产、土地利用规划以及环境保护具有重要的指导意义。
1. 质地：土壤质地是指土壤中颗粒的大小和比例。
常见的土壤颗粒主要有砂粒、粉粒和黏粒。
砂粒是直径大于0.05毫米的颗粒，通常具有良好的透水性，但保水能力不强。
粉粒是介于0.05毫米至0.002毫米之间的粒子，质地较细，能保水但排水性差。
黏粒则是直径小于0.002毫米的颗粒，具有很强的吸水保水能力，但通气性较差。
土壤质地的不同影响着土壤的通气性、保水能力以及肥力等方面的特点。
2. 孔隙度：孔隙度是指土壤中孔隙空间所占总体积的百分比。
土壤中的孔隙包括毛管孔隙和非毛管孔隙两种。
毛管孔隙是指直径小于0.05毫米的细小孔隙，主要用于储存和输送水分及气体，对植物根系的生长起着重要的作用。
非毛管孔隙则是指直径大于0.05毫米的孔隙，主要起到排水和通气的作用。
土壤的孔隙度直接影响水分和气体在土壤中的活动性，对于植物的生长及土壤的保育都有着重要的影响。
3. 比重：土壤的比重是指土壤的单位体积质量与相同体积纯水的质量之比。
土壤的比重与土壤中不同组分的含量有关，主要受到土壤颗粒的成分和密度的影响。
土壤的比重直接影响土壤的透气性、排水性以及通气性等性质。
4. 湿度：土壤的湿度是指土壤中所含水分的含量，通常以重量或体积的方式来表达。
土壤湿度的变化对于植物的生长和发育具有重要的影响。
适宜的土壤湿度能够满足植物的生长需求，不仅提供水分供应，还有助于植物吸收养分。
而过高或过低的土壤湿度则可能导致植物根系的窒息、营养物质的流失以及病虫害的滋生等问题。
5. 渗透性：土壤的渗透性是指水分在土壤中传播的能力。
土壤渗透性与土壤质地、孔隙度、结构以及土壤中的有机质含量等因素有关。
土壤的物理性质
土壤的物理性质1、 土壤的温度：土壤的温度在土壤中的分布于变化时是土壤热量状况的反映。
土壤温度状况也是土壤系统分类中的重要诊断特性。
2、 土壤的孔隙（1） 土壤孔隙度： 土壤的孔隙状况取决于土壤的质地和土壤的结构，土壤的孔隙度在不同类型的土壤和同一类型土壤不同发生层中都是不相同的。
土壤孔隙度通常不直接测定，而是通过土壤相对密度和容量的数据来计算获取的。
%100-1⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛=土壤相对密度土壤容量土壤孔隙度 （2） 影响土壤孔隙的因素土壤孔隙度、孔径大小和大小孔隙的比例，决定与土粒的粗细以及土粒排列和团聚的形式。
影响土壤孔隙状况的因素主要有以下几种。
a. 土壤质地b. 土粒排列松紧与土壤结构c. 有机物质（3） 土壤相对密度和容重以动态观点及非线性动力学理论和方法来探索地质环境演化在自然因素与人为因素双重的作用下环境产生变化, 而这些因素的变化在许多情况下是无序的,是一个非线性问题。
非线性动力学理论和方法研究,在国际上已成为热点问题。
要了解和掌握这些因素变化, 就要通过长期的连续的对环境各要素进行监测, 取得必要的资料,从而来认识它。
因此, 国际上非常重视建立不同级别的(即全球性的、国家级的、地区性的) 长期的环境监测网站。
收集环境变化记录资料, 作为全球环境变化研究的科学依据,也是地球系统科学的重要组成部分。
这种以研究环境和生态系统为目的的不同级别的长期监测网站的建立已成为国际性趋势。
例如美国的长期生态研究网络、亚洲—太平洋地区的全球变化网络、中国生态系统研究网络、欧洲全球变化研究网络等等(方精云等, 2000) [10 ] 。
以各类环境监测数据为基础, 采用动态观点及非线性动力学理论和方法, 综合性地来探索地质环境演化的特点和地质环境灾变预报的可能性。
212 从不同空间尺度研究地球环境演化着眼于地球是个复杂系统, 是个多层次结构,以及通过各圈层相互作用的演化过程, 来研究全球性环境变化。
既研究现代的, 也研究过去地质历史时期(如晚更新世以来, 尤其是全新世时期的古环境变迁) , 同时对21 世纪内全球变化趋势进行预测。
土壤物理性质
2、土壤通气性的度量指标
1）空气孔度 一般将非毛管孔隙度≥10%作为土壤通气性良好 而且分布比较均匀时，作为土壤通气性良好的 标志。
的指标；或将土壤空气孔度占总孔度的1/5～2/5，
2）土壤氧扩散率
即氧被呼吸消耗或被水排出后重新恢复的速率， 单位mg/(cm2 ·min)。一般要求在30×10-5 ～ 40 ×10-5mg/(cm2 ·min)以上，植物才可良好 生长。
②
含水氧化铁、铝胶体
包括晶质的褐铁矿、针铁矿、水铝石和三水铝石。 它们均属两性胶体，所带电荷随pH值变化有很大 不同，在溶液偏酸时，解离出OH-，成为 Al(OH)2+带正电。 在溶液偏碱时，解离出H+，成为Al(OH)2O-带负电。
③ 层状铝硅酸盐粘土矿物
高岭石（kaolinite）
＊带电原因： 一部分电荷是晶格破裂产生的； 另外晶格表面的—OH和—OH2在土壤呈强碱性条 件下，释放出氢质子，导致高岭石带负电荷（可 变电荷）。 ＊带电量的多少：高岭石所带电荷数量较少。
各种阴离子被土壤胶体吸附的顺序如下： F->草酸根>柠檬酸根>PO43-〉AsO43->HCO3>H2BO3->CH3COO->SCN->SO42->Cl->NO3-
根据阴离子吸收的特点，在施肥时，应采取相应措施， 磷肥施用时应防止固定，硝酸态氮肥应防止流失。
Ⅳ 离子吸收代换作用的意义
1、使土壤具有保持和供应养分的能力
（2）意义： 阳离子交换量是评价土壤肥力的一 个指标。它直接反应土壤可以提供速效养分的 数量，也能表示土壤保肥能力、缓冲能力的大 小。
一般认为：<10 cmol/kg，保肥力弱；
土壤的物理性质
土壤的物理性质
1.2土壤孔隙性
(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= 325mm
1.1土壤质地与土壤结构
土壤质地
物理性粘粒 （＜0.01mm）%
物理性沙粒 （＞0.01mm）%
组别
名称
灰化土类
草原土及 红黄壤土
碱土及 强碱化土
灰化土 类
草原土及 红黄壤土
碱土及 强碱化土
砂土
松砂土 紧砂土
壤土
砂壤土 轻壤土 中壤土 重壤土
粘土
轻粘土 中粘土 重粘土
0–5 5 – 10
10 – 20 20 – 30 30 – 40 40 – 50
90 – 80 80 – 70 70 – 60 60 – 50
90 – 80 80 – 70 70 – 55 55 – 40
40 –50
50 – 60 ＞65
50 –35
35 – 20 ＜20
40 –25
25 – 15 ＜15
100 – 95 95 – 90
90 – 85 85 – 80 80 – 70 70 – 60
土壤的物理性质
1.3土壤物理机械性质与耕性
土壤物理机械性质
土壤粘结性
土壤粘着性
土壤可塑性
土壤的物理性质
1.3土壤物理机械性质与耕性 土壤黏结性：土粒与土粒之间相互黏结在一起，抵抗机械破碎 的性能
土壤的物理特性
土壤的物理特性
土壤的物理性质主要指土壤固、液、气三相体系中所产生的各种物理现象和过程。
主要包括土壤的颜色、质地、孔隙、结构、水分、热量（热性质）和空气状况，以及土壤的机械物理性质和电磁性质等方面。
土壤颜色：
土壤颜色在物理性质中最为直观，在一定程度上反映了土壤的主要化学组分和土壤的水热状况，可作为鉴别土壤肥沃程度的指标，如菜农朋友熟悉的深色土壤常较浅色土壤肥沃、腐殖质含量高的土壤往往呈暗黑色等等；
土壤质地;
指土壤中不同大小、直径的矿物颗粒的组合状况，与土壤通气、保肥、保水状况及耕作的难易有密切关系，菜农比较熟悉的土壤质地有砂土、壤土、粘土、沙壤土等等；
土壤孔隙:
土壤固体颗粒间的空隙，是容纳水分和空气的场所。
土壤中孔隙的大小、形状及其稳定程度与土壤结构有关，通常适合植株生长的土壤孔隙状况为“上松下紧”的孔隙构形；
土壤结构；
指土壤颗粒(包括团聚体)的排列形式，如团粒和粒状结构、块状和核状结构、柱状和棱柱状结构、片状结构等，其中团粒结构是蔬菜获得高产高效的最佳结构体；
土壤水分：
指固液气三相存在于土壤颗粒表面和颗粒间孔隙中的水分，来源于降水、灌溉水以及随毛细管上升的地下水和凝结水；
土壤热性质：
指影响热量在土壤剖面中的保持、传导和分布状况，是决定土壤热状况的内在因素，也是设施蔬菜上控制土壤热状况，使其有利于植株生长发育的重要物理因素；
土壤空气;
指存在于土壤颗粒表面、未被水分占据的孔隙中和溶于土壤水中(溶液中)的空气，主要来源于近地表的大气，也有部分是土壤呼吸过程和有机质分解过程的产物。
第七章土壤物理性质
–团粒结构就像海绵一样，能够把大量的水分、养分涵养起来。 如果植被退化，土壤的团粒结构会因为干旱而破坏，使得土 壤板结，从而丧失大部分的蓄水能力。团粒结构使土壤具有 良好的孔隙性能使水分和空气的矛盾得到合理解决，从而使 土壤温湿度、养分状况相应得到改善，是一种最为理想、最 有价值的结构！
的凝聚作用 故有土粒胶结能力
» 形式 电解质的胶体凝聚作用 Ca2+ Mg2+ Al3+ Fe3+
» 特点 凝聚物不溶性，所成结构稳定 » 不足 Ca2+过多易成致密板结土块，坚硬成层
• 成型动力 促进土粒相互靠近，塑造团粒结构
– 干湿交替作用 » 土壤胶体的特性 湿涨干缩 » 脱水程度 脱水速度 挤压程度 胶结强度 » 反挤压力 膨胀程度
孔隙类型 土壤孔隙的大小 性质 数量 分配状况 孔隙度 仅说明土壤中固相容积和孔隙容积的数量比例 并不能反映土壤透水 保水 通气等性质 当量孔径 (有效孔径) 与一定的土壤水吸力 (S) 相当的 孔径
d (mm) =3/S (mbar/cm) d 有效孔径 S 土壤水吸力 (水柱高度） 若S=10 mbar d=0.3 mm 说明土壤水分保持在 <0.3 mm的孔隙中 在孔径>0.3 mm的孔隙中无水
• 土壤结构体的类型、 特征与改良措施 – 块状结构体 – 片状结构体 – 柱状结构体
7.2 土壤结构性
– 团粒结构体
• 团粒结构 在腐殖质作用下形成的近似球形 疏松多孔的小土团粒 d=0.25-10mm
» 数量的多少标志着土壤肥力的水平 » 改良土壤即是指促进土壤团粒结构的形成 » 表层土中较多 » 理想的土壤结构
土壤物理性质
A
5
土壤物理性质
（一）土壤质地 （二）土壤孔性和结构性 （三）土壤水分特性 （四）土壤通气性 （Байду номын сангаас）土壤力学性质与耕性
A
6
（四）土壤通气性
1、土壤通气性的定义及其重要性 土壤通气性是泛指土壤空气与大气进行交换以 及土体内部允许气体扩散和通气的能力。 土壤通气性的好坏，主要决定于土壤的总孔度， 特别是空气孔度的大小。
700-750 400-750
0-5 0 0
400 130-400
15-150 1-50
90-150 5-40 10-45 25-30
130-400
700-850 400-800 90-150
5-40 10-45
430 260-800
总之：2：1型粘土矿物和有机质的含量越高，土壤的比表面积越大。
A
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＊表面能：产生于两相介质上分子所受各方面的分
子引力不均衡，因而表面分子具有一定数量的自 由能。
物质的比面愈大，表面能也愈大。由于土壤胶体 有巨大的比表面，所以会产生巨大的表面能。
A
20
表 土壤中常见粘土矿物的比表面积（m2·g-1） 胶体成分 内表面积 外表面积 总表面积
蒙脱石 蛭石 水云母 高岭石 埃洛石 水化埃洛石 水铝英石
土壤物理性质
（一）土壤质地 （二）土壤孔性和结构性 （三）土壤水分特性 （四）土壤通气性 （五）土壤力学性质与耕性
A
1
（三）土壤水分特征
1、土壤水分特征曲线
Sa又称进气吸力 或进气值 一般来说，粗质 地砂性土壤Sa较小， 而细质地粘性土壤 Sa较大
A
2
2、影响因素
土壤学课件：土壤物理性质
層土壤含N量為0.1%，則1公頃含N量為： 2300000х0.1%=2300公斤
➢計算孔度
三、土壤孔性
1、三相比
土壤固、液、氣三相的容積分別占土體容積的百分率，
稱為固相率、液相率（即容積含水量或容積含水率，可與品 質含水量換算）和氣相率。三者之比即是土壤三相組成
糰粒結構 腐殖質含量 2)、含水量：完全乾燥，沒有粘結力；15%時，粘結力最大；隨著含 水量增加，水膜增厚，粘結力減少；水分達到飽和時，粘結性消失。
（二) 土壤粘著性 土粒粘附於外物的性質 指土粒---水膜----外物間的相互吸引的性能
1)、含水量：乾燥的土壤無粘著力，隨著水分含量增加，土粒與外 物間的水膜生成（粘著點），粘著力增強，繼而水膜太厚，粘著力下降， 到可流動的泥漿時（脫粘點），消失。
環刀取樣法
3、應用
➢ 反映土壤鬆緊度
在質地相似條件下比較 •容重小表明疏鬆多孔，結構性良好，反之緊實； •過松會加快水分損失，容重大過緊，不利根系發育，通氣透水； •旱作：適宜1.1-1.3範圍，砂土可以偏高些 。
➢ 計算土壤重量及土壤中各組分數量
例：1公頃耕層土重：耕層厚0.2m，容重1.15噸/米3 10000m2х0.2mх1.15噸/米3 = 2300噸
一、土壤結持性
指不同含水量下土壤粘結性，粘著性和塑性的綜合表現。 （一) 土壤粘結性：土粒之間通過各種引力而互相粘結在一起的性質。
它使土壤具有抵抗外力而不被破壞的能力。是產生耕作阻力的原因之一
1、粘結力(內聚力) 土粒----水膜----土粒之間的粘結作用
2、影響粘結的因素 1)、比表面：粘粒含量 含量高—粘結力強，砂土幾無粘結力
土壤物理性质.ppt
130-400
700-850 400-800 90-150
5-40 10-45
430 260-800
总之：2：1型粘土矿物和有机质的含量越高，土壤的比表面积越大。
3、土壤胶体的电性和电位
（1）土壤电荷的起因和种类
①永久电荷(permanent charge)*** 永久电荷起源于矿物晶格内部离子的同晶置换。
荷也越多。
② 含水氧化铁、铝胶体
包括晶质的褐铁矿、针铁矿、水铝石和三水铝石。 它们均属两性胶体，所带电荷随pH值变化有很大
不同，在溶液偏酸时，解离出OH-，成为 Al(OH)2+带正电。 在溶液偏碱时，解离出H+，成为Al(OH)2O-带负电。
③ 层状铝硅酸盐粘土矿物
高岭石（kaolinite）
目前土壤胶体粒径的大小范围，并不是绝对的。这是因为 胶体性质的出现，是随着粒径的减小逐渐加强的。没有截 然划分的界限。
2、土壤胶体的比表面和表面能
＊比表面：单位重量或单位体积物体的总表面积.
很显然颗粒越小，比表面越大。
＊表面能：产生于两相介质上分子所受各方面的分
子引力不均衡，因而表面分子具有一定数量的自 由能。
（4）土壤的酸碱性
在一般情况下，随着pH的升高，土壤的可 变电荷增加，土壤的阳离子交换量也增加。
4、土壤盐基饱和度
定义：土壤胶体上的交换性盐基离子占交换性阳离子总 量的百分比。
土壤交换性阳离子可分为二类： 致酸离子（H+、Al3+） 盐基离子(K+、Na+、Ca2+、Mg2+等)。
研究盐基饱和度的意义：真正反映土壤有效速效 养分含量的大小。若阳离子总量大，而盐基饱和 度偏小，土壤中养分状况？
第三节 土壤的物理性质分析
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(cementa soil mineral colloid)
土壤中单粒、复粒在有机或无机胶体的作用
下胶结在一起，具有一定排列、组合形式的土壤 结构体。
（一）土壤结构的类型
1、片状、板状结构
形 状：横轴远大于纵轴，呈扁平状结构体。
产生条件：雨后土壤表面结壳或老耕作土壤犁底层。
大小划分：>3mm者为板状， <3mm者为片状。 性状：土粒排列紧实，透水性和通气性差。
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
壤 土 loam
粘 土 clay
(4) 我国土壤质地分类
由中科院南京土壤所与西北水土保持所拟定
土壤中Fe2O3· xH20、Al2O3· y H2O、SiO2· z H2S等，常以胶
膜形态包被在一起，形成的结构体。 往往是致密紧实的结构体，如核状结构，对协调水肥的 能力极差。
b、粘粒(clay) 粘粒具有巨大的表面积，粘结力很强，并可 通过带正电和带负电边面的静电引力使其团聚。 c、有机质(organic matter) 土壤中的腐殖质、多醣类、蛋白质、木质素
粘盖砂 不良组合(bad
combination)
土壤的物理性质
单位体积（不含粒间孔隙）固体土粒的干重。单位：(g/cm3)
表1
粒级（mm） 全土样 0.10～0.05 0.05～0.01 0.01～0.005 0.005～0.001 <0.001
一种森林土壤表层各级土粒的密度
腐殖质（g/kg) 29.5 0 4.3 14.8 53.7 64.2 密度(g/cm3) 2.62 2.66 2.66 2.62 2.59 2.59
土壤 黄土 土壤碱化层 土壤龟裂层 灌溉后土壤结壳
容重（g/cm3) 1.35~1.50 1.50~1.70 1.70~1.90 1.60~1.90
旱地土壤容重在1.0—1.7g/cm3之间，适宜的为1.34g/cm3 左右.
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（三）土壤密度与土壤容重的区别
土壤容重小于土壤的密度 通常认为土壤密度为常数：2.65g/cm3 土壤容重可变，反映土壤松紧及孔隙状况，适宜容重为1.34g/cm3 左右
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二、土壤容重的应用
(一)计算表土质量
表土质量=土壤体积×土壤容重
例1：1hm2耕层19cm深的土层，容重为1.25g/cm3,计算1hm2及1 亩耕层土壤质量
1hm2耕层土壤质量=10000 ×
？
0.19
×
1.25=23750（t）
1亩耕层土壤质量=23750/15=150（t）=15万kg=30万斤
第二节 土壤结构性
一、土壤结构体类型与特征 二、团粒结构培育
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一、结构体类型及特性
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1、长、宽、高三轴平均发展的似立方体型结构体 主要类型：块状结构体和核状结构体 土壤肥力特点： 块状结构体间粒间孔隙过大，不利于蓄水保水，易透风跑墒， 出苗难；出苗后根不着土造成“吊根”现象，影响水、肥吸收；内 部紧实，不利于扎根； 核状结构体小孔隙过多，尤其是非活性孔隙过多，孔性不良， 水、气不协调。
土壤物理性质
第一节土壤孔性
一、孔隙和孔性的概念
二、孔隙的类型 三、土 壤 孔 隙 度 四、土壤容重和比重 五、影 响 孔 性 的 因 素
六、土壤孔性与作物生长的关系
一、孔隙和孔性的概念
土壤是疏松多孔体，土粒或团聚体之间的空间 叫土壤空隙。土壤 孔隙是水气活动的场所，也是物质能量交换的 通道，如大孔隙可通气秀透水，小孔可保水保肥。
五、影 响 孔 性 的 因 素
土壤本身性状 质地： 粘土孔度大，容重小，以毛管孔和无效孔为主砂土相反，壤地土居中。 有机质含量： 有机质本身蔬松多孔，又利形成团粒，故有面机质越多，孔度越大。 土壤松紧和团聚情况： 壤越疏松，团聚情况越好，容重越小，孔度越大。耕作疏松土壤、施有 机肥形成团粒均可使孔度增大，反之减少。 外部因素的影响 自然因素： 降水、地下水升降、重力作用等使土体沉实孔度变小。 农业措施：中耕增加毛管孔； 耙耢、镇压、机械人畜践踏降低也孔度 ；灌水可使孔度下降。
四、土壤容重和土粒密度
土粒密度 土粒密度是指单位体积的固体土粒（不包括粒间孔隙）的质量。单位是g/cm3 影响土粒密度的因素： 主要决定于土壤的矿物组成。土壤中多数矿物的密度在2.6~2.7 g/cm3之 间，故土粒密度一般视为定值，取矿物密度的平均值2.65 g/cm3。 土粒密度还与有机质含量有关系，一般有机质的密度为125—140，但因 有机质含量不高，故予以忽略。
三、土 壤 孔 隙 度
概念
单位体积的自然土壤中，所有孔隙容积占土壤总容积的百分数。无法直接测 定，实际工作中根据比重和容重计算： 总孔隙度（%） =（孔隙容积/土壤容积）×100 =[（土壤容积-土粒容积）/土壤容积]×100 =（1-土粒容积/土壤容积）×100 =[1-（土壤质量/比重）/（土壤重量/容重）]×100 =（1-容重/比重）×100
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中質地壤性土
例題 1
有一濕土壤質量為1000克，體積為640立方公 分，置於烘箱中乾燥後，質量為800克，假 設其固體密度(s)為2.65克/立方公分。
試計算其總體密度(b)、孔隙率()、空孔比 (e)、含水率()、飽和度(s) 、質量濕度(w) 。
M t 1000g ; Vt 640cm3 ; s 2.65 g cm3
質地分量(texture fraction)
國際土壤學會(International Soil Science Society, ISSS)
土壤(<2mm)，石礫(>2mm) 砂粒(sand) (20μm ～2mm) 坋粒(silt)(2μm ～20μm) 黏粒(clay)(<2μm)
質地分量(texture fraction)
Sandy clay loam （砂質黏壤土）
練習
例二：
25 % sand， 60 % silt ， 15 % clay
Silt loam （坋 質壤土）
練習
例三：
20 % sand， 30 % silt ，50 % clay
Clay （黏土）
黏
細質地黏性土
粗質地砂性土
體積濕度與飽和度之關係
s
f when s 100%
then f 1 b s
土壤質地(soil texture)
係指土壤中顆粒粒徑範圍而言 組成特定土壤之顆粒是大、是小，或是
中等，或其粒徑範圍 土壤中各粒徑範圍間質量的比例，為土
壤的永久屬性，用以表示其物質組成之 特徵
飽和度(degree of saturation)
土壤中水分體積與孔隙體積之相對值 乾燥土壤為0，完全飽和時為100% 完全飽和很少能達到，縱使在極濕之土
壤中，空氣幾乎必定因『陷入』而存在
s Vw 100 % Vf
孔隙度與總體密度之關係
b 1 f s
f 1 b s
土壤物理性質
何謂土壤？
係指地球陸地表面經風化碎裂的外層 其形成始於經由物理（物理風化：冷熱交替、膨脹收縮、
及化 水之結冰與融化、根部穿透所生之壓力、土粒的摩擦等） 學（化學風化：水合、氧化、還原、溶解、分解、沈澱而固定、揮 發或淋洗而除去某些成分、各種化學交換反應等）過程將岩 石崩潰及分解，而後受到無數大小動植物 活動及其殘餘物質累進之影響。這些疏鬆 風化產物常被流水、冰川或風運輸至別處 沈積。
阻力方程式
FD
CD
v2
2
A
NR
vD
when
NR 1 then
A D2
4
FD 3vD (Stoke' s law,1851)
CD
24 NR
球體在流體中力的平衡
W Fb FD 0
V 4 r3 D3
3
6
; W sV
;
f
Vf Vt
338.1cm3 640cm3
0.528
#
b
Ms Vt
800g 640cm3
1.25 g cm3
#
or
b (1 f )s (1 0.528) 2.65 g cm3 1.25 g cm3 #
f 1 b 1 1.25 g cm3 0.528
乾土(dry soil)：一般為土壤在105℃時， 烘乾至平衡而言
w Mw Ms
體積濕度(volume wetness)
又稱體積水分含量(volumetric water content)，以%表示
砂土飽和時約為40-50%，中等質地土壤 在50%左右，黏土則接近60%
Vw Vw Vt Vs V f
s
2.65 g cm3
#
e Vf Vs
美國農業部(United States Department of Agriculture , USDA)
土壤(<2mm)，石礫(>2mm) 砂粒(sand) (0.05mm ～2mm) 坋粒(silt)(2μm ～0.05mm) 黏粒(clay)(<2μm)
2μm
20μm
200μm
2000μm
風化
風化
土壤剖面(Soil profile)
土壤的三相分佈
土壤三相分佈：
固相（土壤顆粒、有機質） 液相（土壤水分、土壤溶液） 氣相（土壤空氣）
固體密度(density of solids)
大多數礦物性土壤約在2.6～2.7 g/cm3之 間
s
Ms Vs
總體密度(bulk density)
f
Vf Vt
Va Vw Vs Va Vw
空孔比(void ratio)
孔隙體積與固體體積之比，不是與總體 體積之比
e Va Vw Vf
Vs
Vt Vf
質量濕度(mass wetness)
水的質量與乾土質量之比，常稱為重量 水分含量(gravimetric water content)
Fb f V
W
s
D
6
3
;
Fb
f
D
6
3
;
FD
3vD
v s f D2
18
以攪拌機快速攪拌
在1公升量筒中定量 量測前以攪拌棒攪拌 以比重計量測
土壤質地三角圖
練習
例一：
65 % sand，10 % silt ，25 % clay
M s 800g ; w 1 g cm3
M w M t M s 1000g 800g 200g
Vw
Mw
w
200g 1 g cm3
200cm3
Vs
Ms
s
800g 2.65 g cm3
301.9cm3
V f Vt Vs 640cm3 301.9cm3 338.1cm3
總體密度<固體密度 一般約為1.3～1.35 g/cm3之間 砂土可達1.6 g/cm3，團粒化壤土及黏土
可低至1.1 g/cm3
b
Ms Vt
Ms
Vs Va Vw
孔隙度(porosity)
一般介於0.3～0.6
粗質地土壤較細質地土壤為小，但個別 孔隙以前者較大
黏土之孔隙度隨土壤之膨脹、收縮、團 粒化、分散、夯實及裂縫等因素而有極 大之變化