第四章 土壤物理性质
土壤物理性质(四)
土壤物理性质（四）(五)土壤力学性质与耕性土壤受外力作用(如耕作)时，显示出一系列动力学特性．统称土壤力学性质(又称物理机械性)。
主要包括黏结性、黏着性和塑性等。
耕性是上壤在耕作时所表现的综合性状，如耕作的难易，耕作质量的好坏，宜耕期的长短等。
土壤耕性是土壤力学性质的综合反映。
1．土壤黏结性和黏着性 (1)概念土壤黏结性是土粒与土粒之间因为分子引力而互相黏结在一起的性质。
这种性质使土壤具有反抗外力破裂的能力，是耕作阻力产生的主要缘由。
干燥土壤中，黏结性主要由土粒本身的分子引力引起。
而在潮湿时，因为土壤中含有水分，土粒与土粒的黏结经常是通过水膜为媒介的，所以事实上它是土粒-水膜-土粒之间的黏结作用。
同时，粗土粒可以通过细土粒(黏粒和胶粒)为媒介而黏结在一起，甚至通过各种化学胶结剂为媒介而黏结。
土壤黏结性的强弱，可用单位面积上的黏结力(g/cm2)来表示。
土壤的黏结力，包括不同来源和土粒本身的内在力。
有范德华力、库仑力以及水膜的表面张力等物理引力，有氢键的作用，还往往有如化学胶结剂(腐殖质、多糖胶和等)的胶结作用等化学键能的参加。
土壤黏着性是土壤在一定含水量范围内，土粒黏附在外物(农具)上的性质，即土粒-水-外物互相吸引的性能。
上壤黏着力大小仍以g/cm2等表示。
土壤开头展现豁着性时的最小含水量称为黏着点；上壤丧失黏着性时的最大含水量，称为脱黏点。
(2)结性与瓤着性的影响因素土壤赫结性和载着性均发生于土粒表面，同属表面现象，其影响因素相同，主要有土壤比表面大小和含水量凹凸两个方面。
1)土壤比表面及其影响因素土壤质地、黍占粒矿物种类和交换性阳离子组成，以及土壤团圆化程度等。
都是影响土壤黏结性和黏着性离子大小的因素。
土壤质地愈黏重，黏粒含量愈高，尤其是2:1型黏粒矿物含量高，交换性钠在交换性阳离子中占的比例大，而使土粒高度簇拥等，则黏结性与黏着性增加；反之，土粒团圆化降低了彼此间的接触面，所以有团粒结构的土壤就整体来说黏结力与黏着性削弱。
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。
土壤物理知识点总结图解
土壤物理知识点总结图解一、土壤颗粒性质1. 土壤颗粒组成土壤由砂、粉砂、壤土和粘土组成，颗粒大小依次减小。
2. 颗粒形态土壤颗粒的形态多种多样，有圆形、角形、片状等。
3. 颗粒结构土壤颗粒的结构有单粒结构、胶结结构、复合结构等。
二、土壤孔隙结构1. 孔隙分类土壤孔隙包括毛管孔隙、颗粒间隙和大孔隙。
2. 孔隙特征毛细管作用使土壤中的水分能上升，在土壤中形成一种特殊的溶液吸附现象，使土壤能保持一定量的水分。
3. 孔隙组成毛细管作用和颗粒结构使得土壤中有多样化的孔隙组成。
三、土壤水分运动1. 土壤中的水分形态土壤中的水分主要包括毛细吸附水、毛管水和重力水。
2. 水分运动过程水分在土壤中的运动主要有渗流、毛细吸附运动和重力排水等。
四、土壤气体运动1. 土壤中的气体土壤中的气体主要包括氧气、二氧化碳、氮气等，它们对土壤有着重要的影响。
2. 气体运动规律土壤中的气体运动与水分运动联系紧密，同时还受温度、湿度等因素的影响。
五、土壤热量传导1. 热量传导的方式土壤中的热量主要通过传导、对流和辐射传导等方式进行。
2. 土壤热力学性质土壤的热导率、热容量等热力学性质对热量传导具有重要的影响。
六、土壤质地与结构1. 土壤质地土壤质地主要指土壤中砂、粉砂和粘土的含量比例，它对土壤的肥力和透水性等具有重要影响。
2. 土壤结构土壤结构可分为状结构、团粒结构、板状结构等，不同的土壤结构对土壤的通透性、保水性等有重要影响。
七、土壤物理性质与植物生长1. 土壤物理性质对植物生长的影响土壤的通透性、保水性、含氧量等物理性质对植物生长有着直接的影响。
2. 土壤改良通过改良土壤的物理性质，可以提高土壤的肥力、改善土壤的透气性和透水性，促进植物生长。
通过以上内容的学习，对土壤物理知识有了更全面的认识。
在实际的土壤改良和农业生产过程中，对这些知识的理解和掌握将发挥重要作用。
同时，也希望通过图解和详细解释，能更好地帮助读者理解和应用这些知识。
大学土管知识点总结大全
大学土管知识点总结大全第一章：土壤学基础知识1.1 土壤的定义与分类土壤是地球表面最上层由岩石颗粒、有机质、水和空气所组成的，支持生物生长的物质。
土壤根据其形成过程、化学性质、物理性质和生物性质可以分为多种类型，常见的有砂土、壤土、粘土、沙壤土等。
1.2 土壤的物理性质土壤的物理性质主要包括土壤颗粒的大小和形状、土壤的密度、孔隙度等。
这些性质对土壤的渗透性、通气性、保水性等有一定的影响。
1.3 土壤的化学性质土壤的化学性质包括土壤的酸碱度、土壤中的养分含量等。
这些性质对于土壤的肥力、养分供应等有着重要的作用。
1.4 土壤的生物性质土壤的生物性质主要指土壤中的微生物、腐解生物等。
这些微生物能够分解有机物、促进土壤的肥力等，对土壤的生态系统有着重要的作用。
第二章：土壤与植物2.1 土壤对植物的影响土壤中的养分、水分、氧气等对植物的生长有着直接的影响。
不同类型的土壤对植物的影响也有所不同，需要根据具体情况进行合理的土壤处理和管理。
2.2 土壤养分的供给土壤中的养分对于植物的生长发育至关重要。
常见的养分包括氮、磷、钾等，需要通过施肥等方式来进行补充。
2.3 土壤中的微生物土壤中的微生物对于植物的生长发育有着积极的影响。
它们可以分解有机物，促进植物的吸收养分等。
第三章：土壤改良与施肥技术3.1 土壤改良土壤改良是通过改变土壤的物理性质、化学性质、生物性质等，来提高土壤的肥力、改善土壤的透气性、保水性等。
通常采用的方法有耕作、施肥、植被覆盖等。
3.2 施肥技术施肥是为了保证植物充分获得所需的养分而对土壤进行的一种活动。
施肥的方式有化肥施用、有机肥施用等，需要结合实际情况进行选择。
第四章：土壤保护与治理4.1 土壤侵蚀土壤侵蚀是指风、水、人类等因素对土壤进行的剥蚀、冲刷等，导致土壤流失的过程。
土壤侵蚀对于土地的生产力有着严重的影响，需要采取措施加以防治。
4.2 土壤污染土壤污染是指土壤中出现的有毒物质，对土壤环境和人类健康带来危害的情况。
土力学_精品文档
土力学一、介绍土力学是土木工程中的一个重要学科，研究土壤力学和土木工程中土壤的应力、应变和变形等方面的规律。
土力学的研究对象是土壤及其力学性质，通过对土壤的特性和行为的研究，可以预测和控制土壤在工程中的行为，为土木工程的设计和施工提供科学依据。
二、土壤力学的基本概念1. 土壤物理性质土壤的物理性质包括土壤的颗粒组成、容重、孔隙比、相对密度等。
这些性质直接影响土壤的承载力、抗剪强度和渗透性等力学性质，是土壤力学研究的基础。
2. 土壤力学参数土壤力学参数包括土壤的压缩性、内摩擦角、剪切强度参数等。
这些参数描述了土壤在受力作用下的变形和破坏特性，是土壤力学分析和计算的重要依据。
3. 土壤应力状态土壤应力状态是指土壤中的应力分布情况，包括垂直应力、水平应力和剪应力等。
了解土壤的应力状态可以帮助工程师预测土壤的承载力、变形和破坏状态，从而设计出安全可靠的土木工程。
三、土壤力学的应用1. 土壤的承载力分析土壤的承载力是指土壤在承受外力作用下的最大抵抗能力。
工程师通过对土壤的颗粒组成、孔隙结构、内摩擦角等参数的分析，计算得出土壤的承载力，并根据承载力的大小来设计和选择合适的基础结构和土方工程。
2. 土壤的变形特性研究土壤在受力作用下会发生变形，包括压缩变形、剪切变形和液化等。
了解土壤的变形特性可以帮助工程师预测土壤的沉降和位移，并采取相应的补充措施，确保土木工程的安全和稳定。
3. 土壤的抗剪强度分析土壤的抗剪强度是指土壤在剪切作用下的抵抗能力。
通过对土壤的剪切试验和理论分析，工程师可以确定土壤的剪切强度参数，并结合实际工程条件进行抗剪强度的计算和分析，为土木工程的设计和施工提供重要依据。
四、土力学的挑战与发展土力学作为土木工程中的重要学科，正面临着一系列的挑战和发展机遇。
首先，随着城市化进程的加快和人口增长的需求，工程建设规模不断扩大，对土力学的研究和应用提出了新的要求。
其次，随着科技的进步和实验技术的发展，土力学研究手段和方法也将得到加强和完善，从而能够更加准确和全面地研究土壤的力学性质和行为规律。
土壤物理性质测量
土壤物理性质的测定1、土壤密度=土壤比重的测定（比重瓶法）(密度=比重*1000 kg/m3)仪器设备：比重瓶（50ml或100ml），天平（感量0.001g），电炉或砂浴，滴管。
测定步骤：将比重瓶盛满无二氧化碳的水（煮沸5分钟后冷却的水），静置10分钟加塞，使多余的水从瓶塞毛细管中溢出，用滤纸擦干比重瓶外壁、称重（W1）。
然后将比重瓶中的水倒出一半，将通过1mm筛孔的10g风干土土样用小漏斗小心装入比重瓶中，轻轻摇动，使土样与水充分混合；为了除去土和水中的空气，须将比重瓶加热煮沸1小时，在煮沸过程中经常晃动比重瓶，以驱除水及土样中的空气，使水和土更好的接触。
冷却后，用滴管加满无二氧化碳的水，在室温下再静置10min，加塞，使多余的水从瓶塞毛细管中溢出，用滤纸擦干比重瓶外壁，称量（W2)。
结果计算 d=W/(W+W1-W2)式中：d—－土壤比重，g／cm3W—－烘干土样质量，gW1—－加满水的比重瓶质量，gW2—－加有水和士样的比重瓶质量，g注：①含可溶性盐较多的土样，需用非极性液体（如汽油、媒油等）代替水，用其空抽气法排除土中空气。
②本方法中加入风干样在计算时需换算成烘干样，即需测定风干样中吸湿水含量，计算其水分换算系数（K）按下式计算、K= m/m1式中：m—－烘干样（土）质量，gm1—－风干样（土）质量，g2、土壤容重的测定（环刀法）仪器设备:200cm3环刀（高5．2cm ，半径3．5cm ）或其他规格的环刀、天平（感量0.0lg 及0.lg ）、小刀、铁锹、烘箱、铝盒、瓷盘、滤纸等。
测定步骤：选定代表性测定地点，挖掘土壤剖面，根据剖面发生层次或机械分层，用环刀采取土样，每层土壤应不少于三个重复。
采样过程中必须保持环刀内土壤结构不受破坏，注意环刀内不要有石块或粗根侵入，如果土壤过份紧实，可垫上木板轻轻打入。
待取出环刀后，用锋利的削刀切去环刀两端多余的土，使环刀内的土壤体积与环刀容积相等，最后将环刀两端用盖子盖好，分别放入塑料袋内并写好标签，带回室内备用。
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；
土壤物理性质
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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
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（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。
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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。
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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
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（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
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2
2、影响因素
《土壤物理性质》课件
由颗粒聚集形成的土壤结构，影响土壤通气性 和水分调节。
结论和要点
1 土壤物理性质
2 土壤质地和颗粒组成
土壤物理性质决定了土壤的结构和功能， 对植物生长和生态系统的运行起重要作用。
土壤质地和颗粒组成影响土壤的保水性、 通气性和渗透性等特性。
3 土壤水分运动及保持
4 土壤通气性和渗透性
合理管理土壤水分可以提高植物生长和土 壤质量。
良好的土壤通气性和渗透性有利于植物根 系的生长和土壤中水分的运动。
5 土壤温度调节
6 土壤表面性质和颗粒的聚结
土壤的热容量和热传导性能够调节气温变 化对植物生长的影响。
土壤的骨架和颗粒聚结能够影响土壤的结 构和稳定性。
土壤温度适宜性
土壤温度适宜范围对植物生 长、土壤微生物活动等具有 重要影响。
土壤表面性质和颗粒的聚结
土壤骨架
由颗粒聚结而成，对土壤的结构和稳定性起重 要作用。
土壤结壳
土壤表面形成的硬壳，降低土壤渗透性，影响 土壤水分的供应和植物根系的生长。
有机质
有机质可以增加土壤的肥力和保水性，提高土 壤的结构稳定性。
2 影响土壤通气性的
因素
土壤湿度、有机质含量 和土壤结构等因素会影 响土壤的通气性。
3 土壤渗透性
土壤渗透性是指水分在 土壤中传导的能力，受 土壤质地和孔隙度等因 素影响。
土壤温度调节
日变温
土壤能吸收并储存日间太阳 能量，晚上释放给周围环境， 起到调节作用。
季节变温
土壤具有较大的热容量，能 缓冲季节变化的温度波动， 保持较稳定的温度环境。
淤泥质土壤
淤泥颗粒较细腻，保水性能和肥力较好。
土壤密度和孔隙度
土壤密度
第四章 土壤物理性质
（三）孔隙的分级
1. 当量孔径 与土壤水吸力相当的孔隙直径称为当量孔径。 T=3/D D为孔隙直径（毫米）。T为水吸力，可理解为
土壤对水的吸力，单为厘米或百帕（hpa）。
三、土壤孔性
（一）概念 土壤总孔度、大小孔隙分配、孔隙在土体中分布。 （二）孔隙度(soil porosity)
土壤全部孔隙容积(pore volume)占土体容积的百 分率。
水和空气共存并充满于土壤孔隙中。
2. 土壤三相组成及孔度计算 总孔度(total porosity)＝ (1－容重/密度) ×100% 固相(solid phase)＝(容重/密度) ×100% 液相(liquid phase)＝(水分重量百分率×容重) ×100% 气相(gas phase)＝(总孔度－液相) ×100% 土壤三相比＝固相:液相:气相
土粒后形成核状结构。 大 小 划 分 ： 大 核 状 ， 直 径 > 1 cm； 核 状 ， 直 径
7～10mm；小核状，5～7mm。
4. 柱状(columnar structure) 形状：侧面，横断面形状不规则。
产生条件：柱状结构是碱化土壤的标志特征， 常在干旱半干旱地带的底土出现。
表3－1 土壤中常见组分的密度
密度(g/cm3)
2.60～2.68 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
组分
赤铁矿 磁铁矿 三水铝石 高岭石 蒙脱石 伊利石 腐殖质
密度(g/cm3)
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
土壤基本性质..
土壤与肥料学
土壤耕性是指土壤在耕作时所表现出来的特性， 它是土壤物理性质和物理机械性质的综合反映。
土壤与肥料学
一、土壤耕性的内容
主要包括三个方面： 耕作的难易程度 良好的土壤耕性要求耕作时，阻 力要尽可能地小，以使节约劳力和能源。 耕作质量的好坏 良好的土壤耕性要求耕作后土质 要疏松，以有利于根系的穿插、保温、保墒、通 气和养分转化。 宜耕期的长短 良好的土壤耕性耕作要求土壤的宜 耕期尽可能地长。
土壤与肥料学
计算题：一公顷地，耕层深度为20cm，土壤容 重为1.15g/cm3，比重为2.65 1）计算耕层土重和总孔隙度。 2）已知现在土壤含水量为5%，要求灌水后达到 25%，应补充多少水？ 3）经测定，土壤有机质含量为2%，计算土壤有 机质的重量。
土壤与肥料学
第三节
土壤耕性
土壤与肥料学
（三）土壤胀缩性 土壤吸水后膨胀，干燥后收缩的性质称为土壤的 胀缩性。 土壤胀缩性越强，对生产越不利，当土壤膨胀时， 会对周围土壤产生强大的压力，可能会对植物根 系产生机械损伤，土壤干燥收缩时，可能会拉断 植物根系。
影响土壤胀缩性的因素 粘土矿物的类型 蒙脱石＞高岭石 代换性阳离子的种类
３、土壤的阳离子交换能力 土壤的阳离子交换能力指一种阳离子将土壤胶体 上的另外一种阳离子交换下来的能力。 影响因素：
a、电荷的数量： M3+＞M2+＞M+ b、离子半径和离子水化半径：对于同价的离子，离子半径 越大，水合半径越小，交换能力越强。H+的交换能力比两 价的Ca2+、Mg2+离子大。 c、离子浓度：浓度愈大，交换能力愈强。
二、土壤结构性
团粒结构的形成: 1）土粒的粘聚 单粒变复粒，并进一步胶结成较大 结构体的过程。 土粒的粘聚主要经过胶体的凝聚作 用、水膜的粘结作用和胶结作用 2）成型动力 主要有生物作用、干湿交替作用、 冻融交替作用、土壤耕作的作用。
植物生产中的土壤物理性质与植物生长关系
植物生产中的土壤物理性质与植物生长关系土壤物理性质是指土壤在力学性质、热物理性质和水分性质等方面的特征。
这些特征对植物的生长和发育具有重要影响。
本文将探讨土壤物理性质对植物生长的影响及其相关机制。
一、土壤力学性质与植物根系发育土壤力学性质包括质地、结构、密实度等。
其中，质地是指土壤中不同颗粒的相对含量和粒径分布。
不同质地的土壤在通气性、保水性和供给养分的能力上存在差异，从而影响植物根系的生长和发育。
1. 质地与植物生长粘土质土壤中的颗粒较细，具有较高的持水能力和保肥性，但通气性较差。
植物在粘土质土壤中的生长较为困难，容易引发根部缺氧和根腐病等问题。
相对而言，砂质土壤颗粒较粗，通气性较好，但保水能力较差，对于水分敏感的植物来说，水分供应可能不足，导致生长受限。
2. 结构与植物根系发育土壤结构指土壤颗粒的组合方式以及其形成的聚合体。
良好的土壤结构有利于根系的伸展和侵入，提供更多的生长空间和养分供应。
疏松的土壤结构有助于根系的发达，而过于致密的土壤结构则限制了根系生长。
3. 密实度与植物根系生长土壤密实度是指土壤颗粒之间的紧密程度。
过高的土壤密实度会阻碍根系的延伸和吸收养分的能力。
植物根系在密实土壤中生长较慢，根长和根表面积减少，从而影响其对水分和养分的吸收能力。
二、土壤热物理性质与植物生长土壤热物理性质主要包括热导率、热容量和热扩散率等。
这些热学性质对土壤的温度分布和热量传导起着重要作用，进而对植物的生长和开花结果产生影响。
1. 热导率与植物生长土壤的热导率决定了土壤热量的传导速率。
较高的热导率有利于土壤温度的均匀分布，提供了更好的生长环境。
植物根系对土壤温度敏感，适宜的土壤温度有助于植物根系生长和营养吸收。
2. 热容量与植物生长土壤的热容量表示单位质量土壤变温所需的热量，可以理解为土壤储存和释放热量的能力。
较高的热容量意味着土壤对温度变化的响应较为迟缓，能够提供较为稳定的生长环境，有利于植物的生长发育。
第四章 土壤的物理性质
土壤结构（体）的类型
不良结构：块状、核状、柱状、棱柱状
和片状结构
总孔隙度小，主要是小的非活性孔隙和毛管 孔隙，结构体之间大的通气孔隙，往往成为 漏水漏肥的通道。植物根系很难穿扎，干裂 时常扯断根系。
良好结构：团粒结构
不仅总孔隙度大，而且内部有多级大量的大 小孔隙，团粒之间排列疏松，大孔隙较多， 兼有蓄水和通气的双重作用。
毛管孔隙 非毛管孔隙 （通气孔隙）
孔径> 0.02 mm的孔隙, 其中> 0.2 mm的粗 孔植物的细根可伸入其中；0.2∽0.02 mm 的中孔是原生动物、真菌和根毛的栖身地。
各种孔隙度的计算
按照土壤中各孔隙所占的容积计算： 实际研究中常通过田间持水量、调萎含水量、和容重容重
适宜的孔隙状况：
耕层土壤（0～15cm）的总孔隙度为 50 ～ 60%，其中通气孔隙度为 15 ～ 20%，底层土壤（15 ～ 30 cm）分别为50%和10%。
影响土壤孔隙状况的因素
土壤质地 土粒排列方式 土壤结构 耕作措施和土层深度 土壤有机质含量
二、土壤质地
一）、几个概念
不同质地土壤的性状见：
P64 表2-10
三、土壤结构
（一）土壤结构和结构性的概念
土壤结构(体)：在内外因素的综合作用下，土粒相互团聚成大小、形状、 性质不同的团聚体，称土壤结构（体）。 土壤结构性：土壤中结构体的种类、形状、大小排列情况及孔隙状况等产 生的综合特性。 通常所说的土壤结构多指结构性（structurality）
土壤孔隙度（％）＝
容重 1 100 土壤密度
小 孔 隙
大 孔 隙
三、土壤孔隙的类型
孔径< 0.002 mm的孔隙，根毛和微生物不 能进入此孔隙。无效孔隙。 非活性孔隙 孔径为0.02～0.002 mm的孔隙, 植物细根、 原生动物和真菌不能进入毛管孔隙中，但 根毛和菌丝可在其中生活。
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。
土壤的基本性质ppt课件
一是冷：开沟排水，增加排水沟密度和沟深，以降低 地下水位。
二废水毒害：在排水的基础上，加大灌 溉量，以对盐碱、工业废水毒害进行冲洗。
四是酸度改良：主要是对一些土壤酸度过大的水稻土 适用石灰
土壤可 塑性
土壤胀 缩性
眼看
犁试
手感
一是因土选种适宜的作物
• 南方酸性很强的土壤—茶； • 盐碱地--甜菜、向日葵、紫苜蓿、棉花 • 北方大面积石灰性土壤可不治理
二是化学改良
• 酸性土壤施用石灰质肥料 • 碱性土壤施用石膏、磷石膏、明矾
一是交换性阳离子的缓冲作用 二是弱酸及其盐类的缓冲作用 三是两性物质的的缓冲作用
土壤 孔隙 体积
土壤 总体
积
通常是通过测定土壤密度、土壤容重后计算出来的
土壤容重
土壤密度
土壤孔隙度（%）=
土壤容重 1 — ————— ×100
土壤密度
土团或土块
土壤结构体
团粒结构 粒状结构
块状结构
核状结构
良
柱状结构
好
棱柱状结构
不 良
片状结构
俗称蚂蚁蛋、米糁子； 近似球形且直径大小1~10mm，是农业生产最理想的结构体； 有机质含量较高，质地适中。
土壤物理性质 土壤的基本性质
土壤化学性质
土壤孔隙性 土壤结构性
土壤耕性 土壤酸碱性 土壤缓冲性 土壤吸收性
结构 颜色
质地 水分
土壤 空气
孔隙
机械 物理 性
热性 质
无效孔隙 毛管孔隙
通气孔隙 土壤中通气孔隙和毛管孔隙适宜，有利于土壤的通气和保水蓄水
土壤 孔隙
数 量
大 小
土壤孔 隙性
比 例
性 质
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一、土粒密度 单位容积固体土粒（ 单位容积固体土粒（不包括粒 间孔隙的容积）的质量（ 间孔隙的容积）的质量（实用上多 以重量代替)称为土粒密度 称为土粒密度。 以重量代替 称为土粒密度。 单位为Mg·m-3或g·cm-3 单位为
多数土壤的土粒密度为 2.6-2.7 Mg·m-3
常用密度值: 常用密度值 2.65 Mg·m-3
土粒密度 2.65Mg·m-3
土壤密度 1.325Mg·m3
1.0m33 0.5m
二、土粒密度与土壤密度
土 壤 密 度 的 用 途
计算土壤孔隙度：根据实测土壤的容重与密度， 计算土壤孔隙度：根据实测土壤的容重与密度， 按下式计算：孔隙度=1-土壤密度 土壤密度/土粒密度 按下式计算：孔隙度 土壤密度 土粒密度
计算题
需运来多少吨该新鲜土？ （1）需运来多少吨该新鲜土？ 需施有机质含量为400 g/kg的有 （2）需施有机质含量为 的有 机肥多少吨？ 机肥多少吨 ？ 才能达到土壤有机质含量 12 g/kg（可以不考虑腐殖化系数）。 （可以不考虑腐殖化系数）
土壤的孔性与孔度 田间土壤孔性可从两方面了解： 田间土壤孔性可从两方面了解： 一是土壤孔隙总量(总孔度 总孔度); 一是土壤孔隙总量 总孔度 二是大小孔隙分配（分级孔度）， 二是大小孔隙分配（分级孔度）， 包含其连通情况和稳定程度。 包含其连通情况和稳定程度。与之 有关的还有一个“土体构造” 有关的还有一个“土体构造”即上下 土层的孔隙分布、连通的问题。 土层的孔隙分布、连通的问题。
计算例题
需运来多少吨该新鲜土？ （1）需运来多少吨该新鲜土？ 需施有机质含量为450 g/kg的有 （2）需施有机质含量为 的有 机肥多少吨？ 机肥多少吨 ？ 才能达到土壤有机质含量 12 g/kg（可以不考虑腐殖化系数）。 （可以不考虑腐殖化系数）
干土质量： 干土质量：
计算例题
20000m2×0.3m×1.5Mg/m3 =9000Mg ×
土 壤 孔 隙 度
毛管 孔度
毛管水（包括束缚水）占 毛管水（包括束缚水） 据的孔隙称为毛管孔隙。 据的孔隙称为毛管孔隙。 所有的毛管孔的容积之和 占土壤总容积的百分率， 占土壤总容积的百分率， 称为毛管孔度。 称为毛管孔度。
通气 孔度
毛管水不能占据的大孔隙 则称为通气孔隙也称非毛 管孔隙。 管孔隙。所有的通气孔的 容积之和占土壤总容积的 百分率，称为通气孔度。 百分率，称为通气孔度。
土壤孔度分级
土壤总孔度反映土壤中所有孔隙的总量， 土壤总孔度反映土壤中所有孔隙的总量， 实际上是土壤水和土壤空气两者所占的 容积之和。但是，对土壤肥力、 容积之和。但是，对土壤肥力、植物根 系伸展和土壤动物活动关系更大的则是 土壤大小孔隙的分配、 土壤大小孔隙的分配、分布和连通的情 况。按照土壤中孔隙的大小及其功能进 行孔隙分类，常以分级孔度表示之。 行孔隙分类，常以分级孔度表示之。
松土
砂质土
土壤密度 土壤孔度 通气状况 大 小 通气性好
更小 更大
粘质土
小 大 通气性差 以毛管孔隙为主
孔隙类型 以通气孔隙为主
通气孔 隙增多
土壤密度－孔度－孔隙的关系
土壤总孔度的变化范围： 土壤总孔度的变化范围： 粘土的孔隙狭细而数目很 故孔度大； 多，故孔度大；砂土的孔 隙粗大而数目较少， 隙粗大而数目较少，故孔 度小。一般来说： 度小。一般来说： 砂土为30％ 45％ 砂土为30％-45％ 壤土为40％ 50％ 壤土为40％-50％ 粘土为45％ 60％ 粘土为45％-60％
块状 柱状 核状 片状 团粒 棱柱状
土 壤 结 构 类 型 示 意 图
1．块状结构和核状结构 土粒互相粘结成为不规则的土 内部紧实，轴柱状长在5 以上，而长、 块，内部紧实，轴柱状长在5cm 以上，而长、宽、高三 者大致相似， 者大致相似，此类结构体多出现在有机质缺乏而耕性不 良的粘质土壤中， 良的粘质土壤中，一般表土中多大块状结构体和块状结 构体，心土和底土中多块状结构体和碎块状结构体。 构体，心土和底土中多块状结构体和碎块状结构体。 土粒粘结成柱状体， 2．棱柱状结构和柱状结构 土粒粘结成柱状体，纵轴大 于横轴。这种结构体多出现于土壤下层， 水分经常变化 于横轴。这种结构体多出现于土壤下层， 而质地较粘重的水田心土层（潴育层）， 而质地较粘重的水田心土层（潴育层）， 柱状结构体常 出现于半干旱地带的心土和底土中， 出现于半干旱地带的心土和底土中，以柱状碱土的碱化 层中的最为典型。 层中的最为典型。 片状结构(板状结构) 土粒排列成片状， 3. 片状结构(板状结构) 土粒排列成片状，结构体的横 轴大于纵轴，多出现于冲积性土壤中。 轴大于纵轴，多出现于冲积性土壤中。 团粒(粒状和小团块) 4．团粒(粒状和小团块)结构 土粒胶结成粒状和小团 块状，大体球形，自小米粒至蚕豆粒般大，称为团粒。 块状，大体球形，自小米粒至蚕豆粒般大，称为团粒。 这种结构体在表土中出现，具有良好的物理性能， 这种结构体在表土中出现，具有良好的物理性能，是肥 沃土壤的结构形态。 沃土壤的结构形态。
五、土壤0%
土壤三相的适宜组 成 容积比） （容积比）
矿物质 45%
水 20～ 30%
4.2 土壤结构
一、土壤结构的概念
一、土壤结构的概念
土壤结构是土粒（单粒和复粒） 土壤结构是土粒（单粒和复粒）的排 列、组合形式。这个定义，包含着两重含 组合形式。这个定义， 义：结构体和结构性。 结构体和结构性。
五、土壤三相组成 土壤固、 土壤固、液、气三相的容积 分别占土体容积的百分率， 分别占土体容积的百分率，称为 固相率、液相率（ 固相率、液相率（即容积含水量 或容积含水率， 或容积含水率，可与质量含水量 换算）和气相率。 换算）和气相率。三者之比即是 土壤三相组成（三相比）。 土壤三相组成（三相比）。
一、土壤结构分类
土壤结构体分类是依据它的形态、 土壤结构体分类是依据它的形态、大小和特性 等。最常用的是根据形态和大小等外部性状来 分类 。1951年美国农部土壤调查局在前人研究 年美国农部土壤调查局在前人研究 的基础上， 的基础上，提出了一个较为完整的土壤结构形 态分类制。先按结构体的形态分为三大类： 态分类制。先按结构体的形态分为三大类：① 板状(片状 ； 柱状和棱柱状； 块状和球状。 板状 片状)；②柱状和棱柱状；③块状和球状。 片状 然后再按结构体大小细分，最后， 然后再按结构体大小细分，最后，根据其稳定 性分为几等。 性分为几等。
农业与生物学院园林科学与工程系
土壤化学
主讲： 主讲：周丕生
丘陵 10% 盆地 19% 山地 33%
封面
高原 26% 平原 12%
第四章
土壤物理性质
Soil Physical Property
第一节 土壤孔性和三相组成 第二节 土壤结构 第三节 土壤力学性质
1.1
4.1 土壤孔性和三相组成
一、土粒密度 二、土壤密度（土壤容重） 土壤密度（土壤容重） 三、土壤孔隙性质 四、土壤孔隙度（土壤孔度） 土壤孔隙度（土壤孔度） 五、土壤三相组成
例题： 因某一绿化工程的需要， 例题 ： 因某一绿化工程的需要 ， 拟 将 2hm2 的地形用土壤密度 （ 容重 ） 为 1.5Mg/m3，含水量为 含水量为160g/kg的土壤，垫 的土壤， 的土壤 高30cm，为保证质量将该土的有机质含 ， 量从8g/kg，提高到 g/kg。求： 量从 ，提高到12 。
计算工程土方量：如在园林建设或土地整理工程中， 计算工程土方量：如在园林建设或土地整理工程中， 面积2000m2挖去 挖去0.2m厚表土，土壤密度为 厚表土， 面积 厚表土 土壤密度为1.3Mg·m-3， 则应挖去的土方总量为:2000m2×0.2m=400m3 则应挖去的土方总量为 土壤质量为:400m3×1.3Mg·m-3 =520Mg＝520t 土壤质量为 ＝ 估算各种土壤成分储量：根据土壤密度和土壤成分含 估算各种土壤成分储量： 量，来计算该成分在一定土体中的储量。例如 1hm2 来计算该成分在一定土体中的储量。 农田的耕层(厚 土壤密度为1.3Mg·m-3 ，有机质含 农田的耕层 厚0.2m)土壤密度为 土壤密度为 量为15g·kg-1，则该农地耕层土壤中的有机质储量为 量为 10000m2×0.2m× 1.3Mg·m-3 × 15kg·Mg-1 × 10-3 =39.0Mg × Mg 计算土壤储水量及灌水(或排水)定额： 计算土壤储水量及灌水(或排水)定额：用土壤密度值 可计算某一土体容积中保存的水量， 可计算某一土体容积中保存的水量，进而计算需要的 灌水(或排水)定额 灌水(或排水)
三、土壤孔隙性质
三、土壤孔隙性质
土壤孔隙性质（简称孔性） 土壤孔隙性质（简称孔性）是指土壤孔 隙总量及大、小孔隙分布， 隙总量及大、小孔隙分布，它对土壤肥力有 多方面的影响。土壤孔性的好坏， 多方面的影响。土壤孔性的好坏，决定于土 壤的质地、松紧度、有机质含量和结构等。 壤的质地、松紧度、有机质含量和结构等。 可以说，土壤孔性是土壤结构性的反映， 可以说，土壤孔性是土壤结构性的反映，结 构好则孔性好，反之亦然。 构好则孔性好，反之亦然。土壤结构的肥力 意义，实质上是决定于土壤孔性。 意义，实质上是决定于土壤孔性。了解土壤 孔性，就可进一步认识土壤结构性， 孔性，就可进一步认识土壤结构性，认识到 为什么说“团粒结构是农业上宝贵的结构” 为什么说“团粒结构是农业上宝贵的结构”。
四、土壤孔隙度(土壤孔度)
四、土壤孔隙度(土壤孔度)
全部孔隙容积占土体容积 的百分率，称为土壤孔隙度。 的百分率，称为土壤孔隙度。