土壤结构性与孔隙性
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土壤学第二章 土壤性质(水文)
Na使土壤颗粒分散，结构破坏
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-）。
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3
和塑性不同，这对选择土壤进行耕作的时
机十分重要。
在土壤粘结性弱而粘着性和塑性均无时进
行耕作，耕作阻力小而耕作质量好。
第 四 章
Soil water
第 四 章
Soil water
土 壤 水
土 壤 水
第一节 土壤水的基本知识 一、土壤墒情 二、土壤水分类型 三、土壤水分含量的表示方法
第二节 土壤水分的有效性
土壤墒情的种类（课本P86）
汪水（田间持水量以上） 黑墒（田间持水量75%以上）
黄墒（田间持水量为50%~75%）
潮干土（田间持水量50%以下）
干土（萎蔫系数以下）
二、土壤水分类型
土壤学中的土壤水是指在一个大气 压下，在105℃ ～110℃条件下能 从土壤中分离出来的水分。
根据土壤水分所受力的作用,分为：
其受密度和孔隙影响，疏松多孔容重小； 粘质土壤(1.1-1.5 g/cm3 ) <砂质、壤质 土壤(1.2-1.6 g/cm3 )； 表层土壤 < 底层土壤？
对作物生长发育最适宜的容重1.1-1.2 g/cm3 。
土壤孔隙度：在一定容积的 土体内，土壤孔隙容积占整 个土体容积的百分数（亦称 总孔隙度）。
第三章土壤孔隙性结构性和耕性第一节土壤孔隙性一概念二土壤孔隙的类型第二节土壤的结构soilstructure一概念二土壤结构类型三团粒结构在土壤肥力上的意义四土壤结构的管理第三节土壤物理机械性与耕性soiltilth一土壤的物理机械性二土壤耕性第一节土壤孔隙性土壤孔隙性
第三章 土壤孔隙性、结构性和耕性
总孔度的范围
砂土 30－45％
壤土
粘土
40-50%
45-60%
泥炭土 〉80％
3.2土壤的基本性质
第二节 土壤的基本性质一、土壤孔隙性与结构性（一）土壤孔隙性1．概念 土壤孔隙性是指土壤孔隙的数量、大小、比例和性质的总称。
2．土壤密度土壤密度是指单位体积土粒（不包括粒间孔隙）的烘干土重量，单位是gcm -3 或tm -3。
一般情况下，把土壤的密度视为常数，即为2.65 gcm -3。
3．土壤容重 土壤容重是指在田间自然状态下，单位体积土壤（包括粒间孔隙）的烘干土重量，单位也是gcm -3 或tm -3。
4．土壤孔隙度 土壤孔隙度是指单位体积土壤中孔隙体积占土壤总体积的百分数。
实际工作中，可根据土壤密度和容重计算得出。
土壤孔隙度的变幅一般在30%~60%之间，适宜的孔隙度为50%~60%。
土壤孔隙度（%）= （密度容重-1）⨯100 5．土壤孔隙类型 根据土壤孔隙的通透性和持水能力，将其分为三种类型，如表所示。
土壤孔隙类型及性质6．土壤孔隙性与植物生长的关系适宜于植物生长发育的耕作层土壤孔隙状况为：总孔隙度为50%~56%，通气孔隙度在10%以上，如能达到15%~20%更好，毛管孔隙度与非毛管孔隙度之比为2：1为宜，无效孔隙度要求尽量低。
对于植物生长发育而言，在同一土体内孔隙的垂直分布应为“上虚下实”。
（二）土壤结构性1．概念 土壤中的土粒，一般不呈单粒状态存在（沙土例外），而是相互胶结成各种形状和大小不一的土团存在于土壤中，这种土团称为结构体或团聚体。
土壤结构性是指土壤结构体的种类、数量及其在土壤中的排列方式等状况。
2．土壤结构体的类型及特性 按照结构体的大小、形状和发育程度可分为以下几类。
（1）团粒与粒状结构 团粒结构是指近似球形且直径大小在0.25~10 mm 之间的土壤结构体，俗称“蚂蚁蛋”、“米糁子”等，常出现在有机质含量较高、质地适中的土壤中。
图 土壤结构的主要类型1—块状结构 2—柱状结构 3—棱柱状结构 4—团粒结构5—微团粒结构 6—核状结构 7—片状结构（2）块状与核状结构这两种结构近似立方体形状。
第三章 土壤的孔性、结构性和耕性分析
二、土壤结构体的类型及其特征
（1）块状结构体 （2）核状结构体 （3）片状结构体
(4)柱状结构体 （5）团粒状结构体
三、土壤结构性的评价
评价土壤结构性，从两个方面来考虑：
一是土壤结构体的类型、数量和总孔隙度；
二是团粒和微团粒的数量、稳定性及孔性。
四、土壤团粒结构体的形成
（一）、土壤团粒结构体形成的机制
第三节 土壤的物理机械性与耕性
一、土壤物理机械性
土壤物理机械性是指土壤的结持性（粘 结性、粘着性、可塑性）、胀缩性、松紧性 以及受其它外力作用(农机具的剪切、穿透 压板等作用)而发生形态变化的性质。
1. 土壤结持性：
不同含水量下土壤粘结性、粘着性和可塑性的综合表 现称为土壤结持性。
（1）、土壤粘结性:
练习：某土壤比重为2.7,容重为1.55 g/cm3,若土壤含水 量为25%,问此土壤含有空气容积是否适合于一般作物生长的 需要？
三、土壤孔隙状况与土壤肥力和作物生长的关系 （一）土壤孔隙状况与土壤肥力的关系
土壤疏松时保水通气能力强，紧实的土壤保水通气能力 差。不同孔隙状况，养分有效化和保肥供肥性能有较大差异。
比值。其值为1或稍大于）
（三）土壤孔隙分级
根据孔隙中的土壤水吸力大小或当量孔径 大小可将孔隙划分为三种类型：非活性孔隙、 毛管孔隙、通气孔隙。
1.非活性孔隙 土壤中最细的孔隙，当量 孔径小于0.002mm，常被束缚水充满。
非活性孔隙度=非活性孔容积/土壤总容积×100%
腐殖质含量：腐殖质的粘结性比砂土
强而比粘土弱。
代换性阳离子的组成：钾钠等一价阳
离子含量越高，粘结性越强。
（2）、土壤粘着性:
指土壤颗粒粘附在外物上的性能。土
土壤的基本性状(物理性)省公开课一等奖全国示范课微课金奖PPT课件
土壤孔性数量指标 1、土壤孔隙度 土壤孔隙容积占整个土壤容积百分数。
孔隙容积
孔隙度%=
×100
土壤容积
容重
孔隙度%= （1－ 比重 ）×100
2、孔隙比 指土壤中孔隙容积与土粒容积比值。
土壤孔隙度
孔隙比= 1-土壤孔隙度
第6页
三、土壤孔隙类型 （1）非活性孔隙（无效孔隙） 土壤最细小孔隙 当量孔径﹤0.002mm，土壤水吸力＞1.5bar， 该类孔隙充满无效水，根毛难以进入，微生物亦难进入， 在粘质土壤中此孔较多，板结土壤此孔也较多。 （2）毛管孔隙 该孔隙直径d=0.002mm~0.02mm，具毛管 作用，土壤水吸力1.5 ~0.15bar, 壤土和结构好土壤此孔较 多。 （3）通气孔隙（非毛管孔隙）孔隙直径 d＞0.02mm，这 类孔隙中水分可在重力作用下短时间内排出而成为通气孔 隙，土壤水吸力＜0.15bar 。
第 三章
土壤基本物理性质和过程
第一节 土壤孔隙性 第二节 土壤结构性 第三节 土壤耕性 第四节 土壤酸碱性 第五节 土壤电性与离子交换 第六节 土壤氧化还原情况
第1页
第一节 土壤孔隙性
土壤孔隙性——指土壤孔隙情况 土壤中大小、形状不一样复杂孔隙情况好坏由两方面
衡量：①孔隙量，以孔隙度表示②孔隙质，即大小孔隙 分配，上下土层分布。孔隙情况必须确保作物对水分和 空气需要，有利于根系伸展和活动，所以一是要求土壤 中孔隙容积要较多，二是要求大小孔隙搭配和分布较为 恰当。
第10页
（二）土壤结构体类型
1、块状和核状结构体，农民称之为“坷垃”，土粒在长宽高三轴上，大致相等，边面 不显著，分大块状、块状和碎块状。表土中多见块状与碎块状。常出现于有机质缺乏 瘠薄而粘重土壤，土壤过干过湿耕作最易形成块状结构。核状结构表面有褐色胶膜， 由石灰质铁质胶膜胶结而成，常出现于缺乏有机质心、底土中，农民称之为“蒜瓣 土”。
土壤的孔性、结构性和耕性讲诉
通常有空气存在其中，同时植物根毛、根系和微生 物均可在通气孔隙中活动。
3. 土壤孔性与土壤肥力的关系
孔隙大小和数量
土壤松紧状况
水、气含量
养分有效性 土壤的增温 和保肥供肥 与稳温
第二节 土壤结构性
定义：
在内外因素的综合作用下，土粒相互团聚成 大小，形状和性质不同的团聚体，称为土壤 结构。
1. 土壤结构的类型
土壤容重的的用途：
a.反映土壤松紧度
土壤容重大
土壤紧实板硬而缺少结构
土壤容重小
土壤疏松多孔结构良好
b.估算各种土壤重量
土重=面积×土层深度×容重
c. 计算土壤各组分的数量
各组分数量= 土重×各组分含量
孔 隙 度
47.46 %
疏松排列
紧密排列
24.51 %
③ 孔隙比：
定义： 它是土壤中孔隙容积与土粒容积的比值。 其值为1或稍大于1为好。
水膜的粘结作用：细润土壤中的粘粒所带的负电 荷，可吸引极性水分子，并使之作定性排列，形 成薄层水膜，当粘粒相互靠近时水膜为邻近的粘 粒共有，粘粒就通过水膜而联结在一起。
胶结作用 土壤中的土粒、复粒通过各种物质的胶 结作用进一步形成较大的团聚体。
成型过程：
根系切割 干湿交替 冻融交替 土壤的耕作
Fe2+ 土粒
土壤的比重为单位容积固体土粒(不包括粒间孔隙的容积)的 干重(g/cm3或t/m3)
土壤相对密度的大小与土壤组成有关，常用土壤 相对密度值2.65 。
②土壤容重
定义：
自然状态下单位容积土壤(包括孔隙在内)的 干重(g/cm3 或t/m3)。
土壤容重的范围1.0-1.5 g/cm3 理想1.14-1.26 g/cm3
土壤学孔性、结构性、耕性
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(cementation)
a、简单的无机胶体
径来计算，用当量孔径表示大小
当量孔径: 是指与一定的土壤水吸力相当的孔 径。它与孔隙的形状及其均匀性无关。土壤水 吸力与当量孔径的关系式为： d = 3/S d为孔隙的当量孔径（mm）,S为土壤水吸力 （KPa） 当量孔径与土壤水吸力成反比
根据土壤孔隙的通透性和持水能力，分为三种类型：
①非活性孔：又称无效孔、束缚水孔。 这是土壤中 最细微的孔隙，当量孔径一般<0.002mm, 土壤水 吸力>1.5×105Pa。 ②毛管孔隙：当量孔径约为0.02-0.002mm, 土壤水 吸力1.5×104Pa-1.5×105Pa,具有毛管作用。 ③通气孔隙：当量孔径>0.02mm,相应的土壤水吸力 <1.5×104Pa,毛管作用明显减弱。
3.土壤三相比的计算
（1）土壤固相容积（％） ＝（1－土壤总孔隙度）×100％ （2）土壤液相容积（％） ＝土壤含水量×土壤容重
（3）土壤气相容积（％） ＝土壤总孔隙度－土壤液相容积
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：
二土壤力学性质是土壤颗粒之间以及土壤与外物之间的相互作用又称土壤物理机械性包括土壤黏结性黏着性可塑性胀缩性等土壤耕性的好坏主要是由土壤物理机械性质引起的
土壤的基本性质
畜践踏与农机具等作用下由松变紧的过程称为土壤 压板过程。
• （2）注意土壤的宜耕状态和宜耕期： 土壤的宜耕期
是指保持适宜耕作的土壤含水量的时间。
• （3）改良土壤耕性： 可通过增施有机肥料、合理排
灌、适时耕作等方法改良土壤耕性。
• 3.2 土壤胶体与土壤吸收性能
• 3.2.1 土壤胶体(soil colloid)
• 影响土壤粘结性和粘着性的因素有： • ①土壤质地：土壤愈细，接触面愈大，粘结性和粘着
性愈强。
• ②土壤含水量： 含水量愈少，土粒距离愈近，分子
引力愈大，粘结性愈强，故干燥土块破碎甚为困难。
• ③土壤结构：团粒结构可使土团接触面减少，因而
其粘结性和粘着性降低，土壤疏松易耕。
• ④土壤腐殖质含量：腐殖质含量增加可减弱粘土的
• （2）核状结构(subangular structure)： 结构体长、
宽、高三轴大体近似，边面梭角明显，较块状结构 小，大的直径为10-20mm稍大，小的直径为5-10mm。
• （3）柱状结构(columnar structure)：结构体的垂
直轴特别发达，呈立柱状，棱角明显有定形者，称 为棱柱状结构，棱角不明显无定形者，称为圆柱状结构。
• 3.1.3.1 土壤耕性的含义 • (1) 耕作难易程度; (2) 耕作质量的好坏; (3) 宜耕期长
短。
• 3.1.3.2 土壤物理机械性 • (1) 粘结性和粘着性 • 土壤粘结性是指土粒与土粒之间由于分子引力而相互
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下，土粒粘着
外物表面的性能。
• 3.2.1.2 土壤胶体的构造
• 土壤胶体分散系包括胶体微粒（为分散相）和微粒
• （2）注意土壤的宜耕状态和宜耕期： 土壤的宜耕期
是指保持适宜耕作的土壤含水量的时间。
• （3）改良土壤耕性： 可通过增施有机肥料、合理排
灌、适时耕作等方法改良土壤耕性。
• 3.2 土壤胶体与土壤吸收性能
• 3.2.1 土壤胶体(soil colloid)
• 影响土壤粘结性和粘着性的因素有： • ①土壤质地：土壤愈细，接触面愈大，粘结性和粘着
性愈强。
• ②土壤含水量： 含水量愈少，土粒距离愈近，分子
引力愈大，粘结性愈强，故干燥土块破碎甚为困难。
• ③土壤结构：团粒结构可使土团接触面减少，因而
其粘结性和粘着性降低，土壤疏松易耕。
• ④土壤腐殖质含量：腐殖质含量增加可减弱粘土的
• （2）核状结构(subangular structure)： 结构体长、
宽、高三轴大体近似，边面梭角明显，较块状结构 小，大的直径为10-20mm稍大，小的直径为5-10mm。
• （3）柱状结构(columnar structure)：结构体的垂
直轴特别发达，呈立柱状，棱角明显有定形者，称 为棱柱状结构，棱角不明显无定形者，称为圆柱状结构。
• 3.1.3.1 土壤耕性的含义 • (1) 耕作难易程度; (2) 耕作质量的好坏; (3) 宜耕期长
短。
• 3.1.3.2 土壤物理机械性 • (1) 粘结性和粘着性 • 土壤粘结性是指土粒与土粒之间由于分子引力而相互
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下，土粒粘着
外物表面的性能。
• 3.2.1.2 土壤胶体的构造
• 土壤胶体分散系包括胶体微粒（为分散相）和微粒
土壤的基本理化性质
黄土 土壤碱化层 土壤龟裂层 灌溉后土壤结壳
1.35~1.50 1.50~1.70 1.70~1.90 1.60~1.90
对于大多数植物来说，土壤容重在1.14—1.26g/cm3之间比较适宜。
容重、孔隙度与土壤松紧程度关系
松紧程度 容重(g/cm3) 孔度(%)
最松 松 适合 稍紧 紧实
<1.0 1.0~1.14 1.14~1.26 1.26~1.30 >1.30
依次形成第二级、第三级……微团聚体，再经多次聚合，
最终成为大小形状不同的团粒结构体。因此，团粒结构不 仅孔度大，而且具有多级孔隙。
单个土粒 团聚体
微团粒
腐殖质
粉 粒
粉粒
砂粒
粘粒
砂粒
Ca2+
土粒
土粒
腐 殖 质
土粒
Fe2+
土粒
土粒
腐 殖 质 Fe3+
土粒
Al3+
其它结构体的形成
立方体型、条柱型、片状型结构体多由单粒直
团粒结构体的土壤肥力特点：
②能协调土壤有机质中养分的消耗和积累的矛盾；
大孔隙有充足的氧气供应，好气性微生物活动旺 盛，有机质分解快；
小孔隙中有机质进行嫌气分解，速度慢而使养分
得以保存。
团粒结构体的土壤肥力特点： ③能稳定土壤温度，调节土壤热量状况；
④团粒结构降低了土粒间的粘着性、粘结性，减
少了耕作阻力，提高了耕作质量，土壤耕性好； ⑤有利于作物根系的伸展和生长；
4℃时水的密度为1g.cm-3，因此土粒密度（单位容积固 体土粒的干重）与土壤比重数值相等，但土壤比重无单位。
表 4－2
粒级（粒径毫米） 全土样 0.10～0.05 0.05～0.01 0.01～0.005 0.005～0.001 <0.001
农业概论第二章 土壤的孔性与结构性-3.25 (2)
第二章 土壤的孔性和结构性
生物与农业工程学院
主要内容
第一节 土壤孔性 第二节 土壤结构
第一节 土壤孔性
土壤密度和容重 土壤空隙性
一 土壤密度和土壤容重
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， 单位为g/cm3或t/m3。
过去曾称为土壤比重或土壤真比重。 密度值的大小，是土壤中各种成分的含量和密度的综合 反映。
定形状和大小的土团或土块。
土壤结构性 结构体在土壤中的类型、数量、排列形式、孔 隙状况以及稳定性的综合特性。
一 土壤结构体
土壤结构体类型
一 土壤结构体
不良土壤结构体
块状结构：
1）立方体型，纵轴与横轴大体相等，内部紧实，多出现于
有机质含量低，耕性不良的粘质土壤中。
坷垃
一 土壤结构体
2）出现部位及原因 出现部位：表土层中，通常在耕层中 。
15~20%，底层土壤（15~30cm)孔度和通气孔度分别为
50%和10%左右，这种“上虚下实”的土壤属于比较理
想的。
二 土壤孔隙性
影响土壤孔隙性的因素
（1）土壤质地：
沙土的总孔隙度小，一般为30-40%，以大孔隙居多。
粘土的总孔隙度大，一般为50-60%，且以小孔隙为主。 壤土总孔隙度居中，一般为40-50%，大小孔隙比例较 为适当。
1.35~1.50 1.50~1.70 1.70~1.90 1.60~1.90 1.10-1.60
一 土壤密度和土壤容重
极限容重和适宜容重：
极限容重：土壤坚实以至妨碍根系生长的土壤容 重最大值。 适宜容重：土壤的结构性和孔隙状况适宜于植物 生长扎根时所表现出的容重数值。
生物与农业工程学院
主要内容
第一节 土壤孔性 第二节 土壤结构
第一节 土壤孔性
土壤密度和容重 土壤空隙性
一 土壤密度和土壤容重
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， 单位为g/cm3或t/m3。
过去曾称为土壤比重或土壤真比重。 密度值的大小，是土壤中各种成分的含量和密度的综合 反映。
定形状和大小的土团或土块。
土壤结构性 结构体在土壤中的类型、数量、排列形式、孔 隙状况以及稳定性的综合特性。
一 土壤结构体
土壤结构体类型
一 土壤结构体
不良土壤结构体
块状结构：
1）立方体型，纵轴与横轴大体相等，内部紧实，多出现于
有机质含量低，耕性不良的粘质土壤中。
坷垃
一 土壤结构体
2）出现部位及原因 出现部位：表土层中，通常在耕层中 。
15~20%，底层土壤（15~30cm)孔度和通气孔度分别为
50%和10%左右，这种“上虚下实”的土壤属于比较理
想的。
二 土壤孔隙性
影响土壤孔隙性的因素
（1）土壤质地：
沙土的总孔隙度小，一般为30-40%，以大孔隙居多。
粘土的总孔隙度大，一般为50-60%，且以小孔隙为主。 壤土总孔隙度居中，一般为40-50%，大小孔隙比例较 为适当。
1.35~1.50 1.50~1.70 1.70~1.90 1.60~1.90 1.10-1.60
一 土壤密度和土壤容重
极限容重和适宜容重：
极限容重：土壤坚实以至妨碍根系生长的土壤容 重最大值。 适宜容重：土壤的结构性和孔隙状况适宜于植物 生长扎根时所表现出的容重数值。
任务二土壤的基本性质
微团粒 微团粒 微团粒
团 粒 结 构
（2）块状结构 结构体呈不规则形状,长、宽、高大 致相近,边面不明显,内部较紧实,俗称“ 坷垃”。 在有机质含量较低或黏重的土壤中， 由于土壤过干、过湿耕作，易在表层 形成块状结构；另外由于受到土体的 压力，在心土、底土中也会出现。 （3）核状结构 外形与块状结构体相似，但棱角、边、 面比较明显，内部紧实坚硬，泡水不散， 俗称“蒜瓣土”，多出现在黏土而缺乏 有机质的心土和底土层中。
孔隙类型 当量孔径 土壤水吸 力 通气孔隙 >0.02mm <15kPa 毛管孔隙 0.02～0.002mm 15～150kPa 无效孔隙（非活性孔隙） <0.002mm >150kPa
此孔隙内水分受 此孔隙起通 毛管力影响，能够 此孔隙内水分移动困 主要作用 气透水作用， 移动，可被植物吸 难，不能被植物吸收利用 常被空气占据 收利用，起到保水 ，空气及根系不能进入 蓄水作用
土壤孔隙性
3.土壤孔隙性与植物生长
生产实践表明，适宜于植物生长 发育的耕作层土壤孔隙状况为： （１）总孔隙度为50%～56%,通气 孔隙度在10%以上,如能达到15%～20% 更好 （２）对于含有机质多而结构好 的耕作层土壤容重宜在1.1～ 1.3g/cm3 之间;水田土壤的容重（称为 浸水容重）宜在0.5～0.6g/cm3之间。
土壤耕性
（3）土壤塑性
土壤塑性指在一定含水量范围内可以被塑造成任 意形状,并且在干燥或者外力解除后仍能保持所获 得形状的能力。 干燥的土壤不具有塑性。
影响土壤塑性的因素：土壤 质地、有机质含水量、交换 性阳离子组成、含盐量等。 塑性强的土壤耕性往往不好
土壤耕性
（4）土壤胀缩性
土壤胀缩性是指土壤含水量发生变化而引起的、 或者在含有水分情况下因温度变化而发生的土壤体 积变化 影响胀缩性的主要因素: 土壤质地、黏土矿物类型、 有机质含量、交换性阳离子 种类及土壤结构等。一般具 有胀缩性的土壤均是黏重而 贫瘠的土壤
土壤孔隙性和结构性
具有毛管作用，孔隙中水的毛管传导率大，易 于被植物利用。
③通气孔隙：孔隙粗大，d>0.02mm 孔隙中的水分在重力作用下排出，或为通气的 通道，称通气孔隙（空气孔隙）。 旱地土壤通气孔隙在8~10%以上，植物正常生 长。
土壤孔性决定了土 壤的质地、松紧度、有 机质含量和结构等，土 壤孔性是土壤结构性的 反应。
蚂蚁蛋、 米糁子
2、 土壤团粒结构的形成
单粒→微凝聚体
粘合
微团聚体团粒
胶结
总体分两个阶段：
粘聚+成型动力作用 团聚体
3、团粒结构与土壤肥力
（1） 良好团聚体（团粒）的特性
a 、有一定的形态、结构和大小
旱地：0.25~10mm；水田：<0.25mm。
b、有一定的稳定性 • 力稳性： • 水稳性：浸水后易分散，称非水稳性结构体。浸
（一）土壤孔隙性
土壤孔隙：土壤中的土粒与土粒、土团之间
形成很 多弯弯曲曲、粗细不同、形状 各异的孔隙，及土壤孔隙。
土壤孔隙性：是指土壤孔隙总量及
大小空隙的分布，简称孔性。
土粒中孔隙分级
（1）土壤孔径的表示方法：
指与一定的土壤水吸力相当的孔径。 d=3/| T | 其中：d-当量孔径(mm)
T-土壤水吸力
二、土壤结构性
土壤中的土粒在内外因素的综合作用下，相互 团聚成大小、形态和性质不同的团聚体，这种 团聚体称为土壤结构或结构体。
• 土壤松紧状况如何不仅直接影响到植物根系的伸展和植 物的生长发育，而且还影响着土壤水分运动（渗透与蒸 发）、土壤空气（数量与质量）变化以及土壤养分（含 肥料）的转化与供应等。
后不分散称水稳性结构体。 • 生物稳定性：
C、胶结作用—形成较大的团聚体
③通气孔隙：孔隙粗大，d>0.02mm 孔隙中的水分在重力作用下排出，或为通气的 通道，称通气孔隙（空气孔隙）。 旱地土壤通气孔隙在8~10%以上，植物正常生 长。
土壤孔性决定了土 壤的质地、松紧度、有 机质含量和结构等，土 壤孔性是土壤结构性的 反应。
蚂蚁蛋、 米糁子
2、 土壤团粒结构的形成
单粒→微凝聚体
粘合
微团聚体团粒
胶结
总体分两个阶段：
粘聚+成型动力作用 团聚体
3、团粒结构与土壤肥力
（1） 良好团聚体（团粒）的特性
a 、有一定的形态、结构和大小
旱地：0.25~10mm；水田：<0.25mm。
b、有一定的稳定性 • 力稳性： • 水稳性：浸水后易分散，称非水稳性结构体。浸
（一）土壤孔隙性
土壤孔隙：土壤中的土粒与土粒、土团之间
形成很 多弯弯曲曲、粗细不同、形状 各异的孔隙，及土壤孔隙。
土壤孔隙性：是指土壤孔隙总量及
大小空隙的分布，简称孔性。
土粒中孔隙分级
（1）土壤孔径的表示方法：
指与一定的土壤水吸力相当的孔径。 d=3/| T | 其中：d-当量孔径(mm)
T-土壤水吸力
二、土壤结构性
土壤中的土粒在内外因素的综合作用下，相互 团聚成大小、形态和性质不同的团聚体，这种 团聚体称为土壤结构或结构体。
• 土壤松紧状况如何不仅直接影响到植物根系的伸展和植 物的生长发育，而且还影响着土壤水分运动（渗透与蒸 发）、土壤空气（数量与质量）变化以及土壤养分（含 肥料）的转化与供应等。
后不分散称水稳性结构体。 • 生物稳定性：
C、胶结作用—形成较大的团聚体
第3章土壤基本性质
28
2、土壤碱化度
通常把钠离子的饱和度（ 通常把钠离子的饱和度（交换性钠离子数量占阳离子交换量 的百分数）叫做土壤碱化度或交换性钠百分率。 的百分数）叫做土壤碱化度或交换性钠百分率。
碱化度= 碱化度
交换性钠 阳离子交换量
×100 %
当碱化度低于15%时,土壤 不会超过 时 土壤 不会超过8.5,称碱化土。 土壤pH不会超过 称碱化土 称碱化土。 当碱化度低于 而钠饱和度大于10%时,土壤 会超过 时 土壤 会超过8.5,甚至 土壤pH会超过 甚至 甚至>10.0,称为碱土。 称为碱土。 而钠饱和度大于 称为碱土
当pH值大于5.5时,上述铝离子开始相互作用而产生 沉淀,从而失去其缓冲能力。
31
（二）影响土壤缓冲性的因素 1、土壤无机胶体类型 、 2、土壤质地 、 3、土壤有机质含量 、 （三）土壤具有缓冲作用的意义
32
四、土壤反应与土壤肥力的关系
（一）土壤反应对植物及农作物生长的关系 （二）土壤反应与养分有效性的关系
一、土壤氧化还原体系
铁、锰、、硫、、氮、、氢、、氧及有机碳体系。 、、硫、、氮、、氢、、氧及有机碳体系。 氧及有机碳体系
二、土壤氧化还原电位（Eh ） 土壤氧化还原电位（ [氧] 氧 RT ln Eh = E0 + [还] 还 nF
氧化还原电位做为一个强度指标, 氧化还原电位做为一个强度指标,只能反应某种氧化还原物质 的氧化态和还原态的比例,并不能指出该种物质的绝对数量。 的氧化态和还原态的比例,并不能指出该种物质的绝对数量。
19
3、土壤可塑性
是指土壤在适量的水分范围内可被外力塑造成任何形 当外力消失或干燥后，仍能保持其所获形状的性能。 状，当外力消失或干燥后，仍能保持其所获形状的性能。
2、土壤碱化度
通常把钠离子的饱和度（ 通常把钠离子的饱和度（交换性钠离子数量占阳离子交换量 的百分数）叫做土壤碱化度或交换性钠百分率。 的百分数）叫做土壤碱化度或交换性钠百分率。
碱化度= 碱化度
交换性钠 阳离子交换量
×100 %
当碱化度低于15%时,土壤 不会超过 时 土壤 不会超过8.5,称碱化土。 土壤pH不会超过 称碱化土 称碱化土。 当碱化度低于 而钠饱和度大于10%时,土壤 会超过 时 土壤 会超过8.5,甚至 土壤pH会超过 甚至 甚至>10.0,称为碱土。 称为碱土。 而钠饱和度大于 称为碱土
当pH值大于5.5时,上述铝离子开始相互作用而产生 沉淀,从而失去其缓冲能力。
31
（二）影响土壤缓冲性的因素 1、土壤无机胶体类型 、 2、土壤质地 、 3、土壤有机质含量 、 （三）土壤具有缓冲作用的意义
32
四、土壤反应与土壤肥力的关系
（一）土壤反应对植物及农作物生长的关系 （二）土壤反应与养分有效性的关系
一、土壤氧化还原体系
铁、锰、、硫、、氮、、氢、、氧及有机碳体系。 、、硫、、氮、、氢、、氧及有机碳体系。 氧及有机碳体系
二、土壤氧化还原电位（Eh ） 土壤氧化还原电位（ [氧] 氧 RT ln Eh = E0 + [还] 还 nF
氧化还原电位做为一个强度指标, 氧化还原电位做为一个强度指标,只能反应某种氧化还原物质 的氧化态和还原态的比例,并不能指出该种物质的绝对数量。 的氧化态和还原态的比例,并不能指出该种物质的绝对数量。
19
3、土壤可塑性
是指土壤在适量的水分范围内可被外力塑造成任何形 当外力消失或干燥后，仍能保持其所获形状的性能。 状，当外力消失或干燥后，仍能保持其所获形状的性能。
第三章 土壤孔性、结构性和耕性
近年来我国广泛开展利用腐殖酸类肥料可以在许多地区就地取材利用当地生产的褐煤泥炭生产腐殖酸类肥料它是一种固体凝胶物质能起到很好的结构改良剂作土壤耕性是指土壤在耕作时所表现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耕性的好坏密切影响到土壤耕作质量及土壤肥力
第三章 土壤的孔性、结构性和耕性
第一节 土壤三相组成 第二节 土壤结构性
称土壤假比重。它的数值总是小于土壤密度，两者的质量均 以105－110℃下烘干土计。
或
单位容积原状土壤（包括孔隙）的质量。 土壤容重值多介于1.0-1.5克/厘米3范围内, 夯实的土壤容重则可高达1.8-2.0克/厘米3
过松的土壤（容重小），土粒间黏结力弱，大孔隙占优势，虽然耕
作起来容易，但太松也使植物根系难以扎稳，保水能力差，易漏风 跑墒，土壤养分也容易随降水或灌水流失。
概念：指单位容积(包括孔隙在内)的原状土壤的干重，单位
为g／cm3。严格地讲应称为干容重(以b表示)，其含义是干土 粒的质量与总容积之比：。
公式：
b=Ms/Vt=Ms/(Vs+V+V)
总容积包括固体土粒和孔隙的容积，应大于固体土粒Vs因而
土壤容重b必然小于土壤比重p
土壤容重b可作为表示土壤松紧程度的一项尺度。耕作层容
6.67X106X20X1.15X(25％一5％)=30(m3)
土壤孔隙状况
土壤孔隙在土壤中土粒与土粒，土团与土团，土团
与土粒(单粒)之间相互支撑，构成弯弯曲曲、粗细不 同和形状各异的各种孔洞。
为了满足农作物对水分和空气的需求，有利于根系
的伸展和下扎，要求土壤(尤其是耕作层)不仅要有适 当的孔隙数量，而且也要有适宜的大小不同孔隙的搭 配比例，土壤基模孔隙状况通常包括孔隙度(孔隙总 量)和孔隙类型(孔隙大小及比例，又叫孔径分布)两 个方面。前者决定土壤气、液两相总量，后者决定气、 液两相所占比例。
第三章 土壤的孔性、结构性和耕性
第一节 土壤三相组成 第二节 土壤结构性
称土壤假比重。它的数值总是小于土壤密度，两者的质量均 以105－110℃下烘干土计。
或
单位容积原状土壤（包括孔隙）的质量。 土壤容重值多介于1.0-1.5克/厘米3范围内, 夯实的土壤容重则可高达1.8-2.0克/厘米3
过松的土壤（容重小），土粒间黏结力弱，大孔隙占优势，虽然耕
作起来容易，但太松也使植物根系难以扎稳，保水能力差，易漏风 跑墒，土壤养分也容易随降水或灌水流失。
概念：指单位容积(包括孔隙在内)的原状土壤的干重，单位
为g／cm3。严格地讲应称为干容重(以b表示)，其含义是干土 粒的质量与总容积之比：。
公式：
b=Ms/Vt=Ms/(Vs+V+V)
总容积包括固体土粒和孔隙的容积，应大于固体土粒Vs因而
土壤容重b必然小于土壤比重p
土壤容重b可作为表示土壤松紧程度的一项尺度。耕作层容
6.67X106X20X1.15X(25％一5％)=30(m3)
土壤孔隙状况
土壤孔隙在土壤中土粒与土粒，土团与土团，土团
与土粒(单粒)之间相互支撑，构成弯弯曲曲、粗细不 同和形状各异的各种孔洞。
为了满足农作物对水分和空气的需求，有利于根系
的伸展和下扎，要求土壤(尤其是耕作层)不仅要有适 当的孔隙数量，而且也要有适宜的大小不同孔隙的搭 配比例，土壤基模孔隙状况通常包括孔隙度(孔隙总 量)和孔隙类型(孔隙大小及比例，又叫孔径分布)两 个方面。前者决定土壤气、液两相总量，后者决定气、 液两相所占比例。
土壤的孔性、结构性与耕性
农业生产上常采用施用有机肥、适宜耕作等调控土壤 孔性。
土壤的孔性、结构性与耕性
第二节土壤结构性
自然界的土壤中，土壤固体颗粒很少以单粒形式存在， 一般都会胶结成大小、形状、性质不一的团聚体。
一、土壤结构体和土壤结构性 土壤结构是土粒（单粒和复粒）的排列、组合形式。包含 着两重含义：结构体和结构性。
土壤结构体：又称土壤结构，是指原生土粒（单粒）和次生土粒 （复粒）的排列与组合状况。
在保证良好通气性的前提下，毛管孔隙度愈大愈好。
土壤的孔性、结构性与耕性
通气孔隙*：
当量孔径> 0.06 mm的孔隙, 其中> 0.2 mm的粗孔 植物的细根可伸入其中；0.2∽0.06 mm的中孔是原
生动物、真菌和根毛的栖身地。 旱地耕层土壤通气孔隙度在10%~20%为佳。
土壤的孔性、结构性与耕性
指单位土壤容积内孔隙所占的百分数。
孔隙度＝1－固相率＝液相率＋气相率
孔隙度＝ 1－容 密重 度
指单位土壤容积内孔隙所占的百分数。旱地耕层土壤以50%～５６％适宜大多 数作物生长。 一般砂土孔度30%-45%，壤土40%-50%，粘土45%-60%。
土壤的孔性、结构性与耕性
二、孔隙分级——质量指标
（一）当量孔径***：
土壤结构性：指土壤结构体在土壤中的类型、数量、相互排列方式 孔隙状况以及其稳定性（水稳性、力稳性、生物稳定性）的综合特 性。
通常所说的土壤结构多土指壤的结孔性构、结性构性。与耕性
二
土
壤
结
构
（
体
）
似立方体型
条柱型
的
类
型
似球型
土壤的孔性、结构性与耕性
扁平型
孔隙性质是评价结构性重要指标，良好的土壤结 构性应该具备土壤总孔隙度大，大小孔隙的分配 要适当
土壤的孔性、结构性与耕性
第二节土壤结构性
自然界的土壤中，土壤固体颗粒很少以单粒形式存在， 一般都会胶结成大小、形状、性质不一的团聚体。
一、土壤结构体和土壤结构性 土壤结构是土粒（单粒和复粒）的排列、组合形式。包含 着两重含义：结构体和结构性。
土壤结构体：又称土壤结构，是指原生土粒（单粒）和次生土粒 （复粒）的排列与组合状况。
在保证良好通气性的前提下，毛管孔隙度愈大愈好。
土壤的孔性、结构性与耕性
通气孔隙*：
当量孔径> 0.06 mm的孔隙, 其中> 0.2 mm的粗孔 植物的细根可伸入其中；0.2∽0.06 mm的中孔是原
生动物、真菌和根毛的栖身地。 旱地耕层土壤通气孔隙度在10%~20%为佳。
土壤的孔性、结构性与耕性
指单位土壤容积内孔隙所占的百分数。
孔隙度＝1－固相率＝液相率＋气相率
孔隙度＝ 1－容 密重 度
指单位土壤容积内孔隙所占的百分数。旱地耕层土壤以50%～５６％适宜大多 数作物生长。 一般砂土孔度30%-45%，壤土40%-50%，粘土45%-60%。
土壤的孔性、结构性与耕性
二、孔隙分级——质量指标
（一）当量孔径***：
土壤结构性：指土壤结构体在土壤中的类型、数量、相互排列方式 孔隙状况以及其稳定性（水稳性、力稳性、生物稳定性）的综合特 性。
通常所说的土壤结构多土指壤的结孔性构、结性构性。与耕性
二
土
壤
结
构
（
体
）
似立方体型
条柱型
的
类
型
似球型
土壤的孔性、结构性与耕性
扁平型
孔隙性质是评价结构性重要指标，良好的土壤结 构性应该具备土壤总孔隙度大，大小孔隙的分配 要适当
土壤的孔性、结构性与耕性解析
土壤结构改良剂是用来促进土壤形成团粒，提高土壤肥力和固定表土、保护耕层 、防止水土冲刷的矿物质制剂、腐殖质制剂和人工合成聚合物制剂，它是根据土壤中 团粒结构形成的客观规律，提取腐殖质、木质素等物质作为团粒的胶结剂。
重点：土壤结构性的评价，尤其是团粒结构对土壤肥力的调节作用。
难点：土壤团粒结构的形成机制。
1．块状结构
2．核状结构 3. 柱状结构 4．片状结构 5. 团粒结构
二、团粒结构对土壤肥力的调节作用
1）协调土壤水、气矛盾
2）协调土壤有机养分消耗与积累矛盾 3）能稳定土壤温度，使温度状况适宜 4）改良土壤耕性，有利于根系伸展
团粒结构是改进土壤固、液、气三相比的一个重要因素。有团 粒结构的土壤中，水、肥、气热比较相互协调，被称为土壤肥力调 节器。
四、土壤结构的改善与恢复
1．精耕细作，增施有机肥料
精耕细作结合施用有机肥料是我国目前大多数地区创造良好结构的主要方法。 2. 合理轮作倒茬、扩大绿肥及牧草的种植面积 各种作物本身的生物学特点和相应的耕作管理制度对土壤团粒结构的形成具有很 大的影响。 3. 科学的土壤管理 喷、滴灌、地下灌溉，酸性土施用石灰，碱性土施用石膏。 4. 土壤结构改良剂的应用
1、已知土壤容重为1.15g/cm3，求亩（666.7m2）耕层0-20cm土壤土重。 解：666.7×0.2×1.15=153t=153000 kg 因此过去常说每亩耕层土壤约30万斤，即每公顷耕层土重15万kg。 2、已测得有机质含量1%，求亩耕层土壤有机质重量？ WSOM=WSoil×1%=666.7×0.2×1.15×1%=1.53t=1530kg N、P、K等都可计算出，如测得N含量0.05%，则亩含N约 77kg，如测 得盐含量0.3%，则亩含盐约460kg。
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3. 土壤孔隙类型
4. 土壤孔性与作物生长
1. 土壤相对密度和容重
土壤的相对密度：单位体积土壤固体颗粒(不含孔隙) 的烘干重与同体积水重之比。
名称 正长石 斜长石 石英 方解石 密度 2.54~2.58 2.62~2.76 2.60~2.70 2.71~2.90 名称 黑云母 白云母 角闪石、辉石 磷灰石 密度 2.80~3.20 2.76~3.10 2.90~3.60 3.16~3.22
各种自然因素和人工管理措施
(灌溉、排水、耕作、施肥)
土壤容重的用处***
计算工程土方量
估算各种土壤成分储量
计算土壤孔隙度
计算土壤储水量及灌水（或排水）定额
计算工程土方量
土壤重量=土壤体积×土壤容重
例：1公顷耕层土壤重量（耕层以20 cm计算，容 重为1.25 g/cm3 ）
= 10000m2×0.20m×1250kg/m3 = 2500000 kg=2500 t
白云石
高岭石 蒙脱石
2.80~2.90
2.60~2.65 2.53~2.74
赤铁矿
褐铁矿 腐殖质
4.90~5.30
3.60~4.00 1.20~1.80
注意
☺ 同一土壤中，不同大小土粒的腐殖质含量和矿物组成不同， 因而其密度也不同。 ☺ 多数土壤的密度为2.6~2.7g/cm3，因此计算中往往采用“常 用密度值 2.65 g/cm3 。
一、土壤结构体的形成与类型 1.土壤结构体的形成
第一阶段：土壤单粒被粘粒、腐殖质等胶结物质
胶结、凝聚成微团聚体
第二阶段：在干湿交替、耕作、根系的穿插、 挤压、分割等外力作用下形成结构体
阳离子凝聚作用 (cation
coagulation)
土壤胶粒通常带有负电 荷，带负电荷的土壤胶粒 在阳离子作用下，发生相 互凝聚。
第四节 土壤的结构性与孔隙性
两个概念
结构体（团聚体）
土粒相互胶结成各种形状和大小不一的
土团
结构性
土壤中单粒、次生单粒或团聚体的数量、
相应的孔隙状况等综合特性
土壤的孔隙性和结构性，是土壤重要 的物理性质，对土壤肥力有多方面的影响。
孔隙性和结构性良好的土壤，能够同
时较好地满足植物对水分和空气的要求， 土壤温度状况隙 该孔隙直径d=0.002mm~0.02mm，具毛管作用，
土壤水吸力1.5 ~0.15bar, 壤土和结构好的土壤此孔较多。 （3）通气孔隙（非毛管孔隙）孔隙直径 d＞0.02mm，此类孔 隙中的水分可在重力作用下短时间内排出而成为通气孔隙，土 壤水吸力＜0.15bar 。
土壤适宜通气状况 总孔隙50%
4）团聚（作用） 指由于各种力的作用使土粒团聚在 一起的过程。主要的外力有：
⑴植物根系及掘土动物
⑵土壤耕作的作用
⑶土壤的干湿交替、冻融交替作用
图6-2
4.团粒聚体的培育
（一）深耕结合施用有机肥料
（二）种植绿肥 （三）合理耕作 （四）施用上壤结构改良剂
三 土壤的孔隙性
1. 土壤相对密度和容重 2. 土壤孔隙度的概念及计算
柱状和棱柱状结构（立土）
形状：侧面，横断面形状不规则。 出现部位及原因：
出现部位：常在干旱半干旱地带的底土出现，是碱化土壤
的标志特征， 出现原因：质地粘重，干湿交替作用下形成。
大小划分（轴长）：
大柱状结构，>5cm； 柱状结构，3～5cm； 小柱状结构，<3cm。
柱状结构（Columnar）
土壤结构
为什么说团粒结构是良好的结构体？
1. 空气方面：不同大水的孔隙共存且搭配 得当，使水气协调。 2. 养分方面：是很好的养分保存和供应场 所,并且能较好地协调快速而持久地供 应。 3. 水分方面：既能较好地接受降水，蓄积 水分、减少土壤冲刷，又能使土壤水 分蒸发减慢，从而使水分得到充分利 用 4. 热量方面：水气协调的土壤土温也比较 稳定。
土壤的当量孔径（又称实效孔径）：指与一定土壤水吸水
相当的孔径叫当量孔径。
d= 3 T
用茹林公式计算：
d=当量孔径，单位为mm，T=土壤水吸力, 单位为kPa。
2）土壤孔隙的类型
（1）非活性孔隙（无效孔隙） 土壤最细小的孔隙当量孔径 ﹤0.002mm，土壤水吸力＞1.5bar，该类孔隙充满无效水，根 毛难以进入，微生物亦难进入， 在粘质土壤中此孔较多，板 结土壤此孔也较多。
干湿交替和冻融 交替作用
干湿交替——胶体物 质的干缩湿胀导致，破
生物的作用
土壤耕作
分割和挤压作用 分泌物和死亡后产 生的多糖和腐殖质的 团聚作用 真菌、放线菌菌丝 的缠绕 蚯蚓的加工作用
疏松土壤，破除结 皮和板结 结合施肥，特别是 有机肥，利于发挥胶 结剂作用 耕作要掌握好宜耕 期
碎土团
土壤容重（Bulk Density）：自然状态
下单位体积土壤（包括孔隙体积）的烘干重
土壤容重值多介于1.0-1.5g/cm3范围内
夯实的土壤容重则可高达1.8-2.0g/cm3
环刀法 测定土壤容重
影响容重值的因素
质地（砂质土、黏土） 结构 有机质含量 耕层土壤容重一般以 1.0~1.3 g/cm3为宜。
土壤结构体的类型
片状结构（卧土）
形状：扁平状，卧土。
出现部位及原因：
a) 表层，结皮或结壳，雨后或灌溉后形成。 b) 老耕地犁底层，耕作压实形成。
大小划分（轴长）： >3mm者为板状， <3mm者为片状。
片状结构（Platy）
这些类土壤结 构体有利于植 物生长么？ WHY?
估算各种土壤成分储量
例：耕层土壤（20 cm计算，容重为1.25 g/cm3 ）， 有机质含量为15 g/kg，全氮含量0.75g/kg。求每公顷 土壤中有机碳和全氮的储量？
有机碳储量= 10000m2×0.20m×1.25g/cm3×15g/kg
= 37500000 g = 37500 kg=37.5 t
体积占整个土壤体积的比例（%），也叫总孔隙度
疏松排列
紧密排列
孔 隙 度
47.46 %
24.51 %
• 土壤的三相
固相率＝固相容积/土体容积＝容重/密度 液相率＝液相容积/土体容积 土壤容积含水率＝土壤质量含水量(%)*土壤容重 气相率＝气相容积/土体容积 ＝孔隙度-液相率 ＝孔隙度-容积含水率
土壤三相比＝固相率：容积含水率：气相率
腐殖质
粉 粒
粉粒
砂粒
粘粒
砂粒
单个土粒 团聚体
微团粒
Ca2+
土粒
土粒
腐 殖 质
土粒
Fe2+
土粒
土粒
腐 殖 质 Fe3+
团聚体
土粒
Al3+
3.团聚体形成条件 1）需要有足够的细小土粒 细小的土粒包括微团聚体和单粒。 2）胶结（作用） 指土粒通过有机和矿质胶体而结合在 一起的过程。 3）凝聚（作用） 指土粒通过反荷离子等作用而紧固的 过程。
块状结构（Blocky）
土壤结构体的类型
核状结构
形状：立方体型，边面棱角明显，结构表面往往有铁锰胶
膜出现，泡水以后不易散开。
出现部位及原因： 出现部位：淀积层（心土、底土层耕作层）
出现原因：有机质极缺，质地粘重，干湿冻融交替作用下
形成。 大小划分（轴长）： 1~3 cm
土壤结构体的类型
(ventilation)。
团粒结构与土壤肥力
对土壤肥力尤其是粘土的肥力起良好的作用，原因如
下：
（1）团粒结构具有较适宜的孔性；
（2）团粒结构较多的土壤具有蓄水抗旱作用；
（3）团粒结构较多的土壤可以协调水气矛盾、保肥和 供肥的矛盾； （4）团粒结构可提高土壤耕作质量；
2.团粒结构的形成 团聚体指土粒通过各种自然过程的作 用而形成的直径＜10mm的结构单位。 （一）团聚体的形成 团聚体形成大体上可分为两个阶段。 第一阶段是矿物质和次生粘土矿物颗粒， 通过各种外力或植物根系挤压相互粘结， 凝聚成复粒或团聚体。第二阶段是团聚体 或复粒再经过胶结、根毛和菌丝体的固定 作用形成团聚体。
全氮储量= 10000m2×0.20m×1.25g/cm3×0.75g/kg
= 1875000 g = 1875 kg=1.88 t
2. 土壤孔隙度的概念及计算
土壤孔隙
土壤孔隙：土壤中土粒与土粒、土团与土团之间相
互支撑，构成许多弯弯曲曲、粗细不同和形状各异 的孔隙
土壤孔隙度(孔度)***：指一定体积的土壤中，孔隙的
5 土壤孔隙状况与土壤肥力
“上虚下实”
上层土壤质地疏松，有适 量的通气孔隙，透水透气
下层质地比较紧实，毛管
孔隙多，保水保肥
增施有机肥能够改善土壤孔
隙状况
小麦根系
马铃薯根系
黄瓜根系
土壤结构
四、土壤结构性的评价
块状、柱状、片状、核 状等结构体通常是由单 粒直接粘结而成，没有 多级孔隙,不能协调水 气。 而团粒结构体是 经过多次复合和团聚而 成，称为良好的结构体。
适宜的土壤三相比为：
» 固相率50%左右，
» 容积含水率25-30%， » 气相率15-25%
计算土壤孔隙度
例：求某土壤孔隙度（容重为1.25 g/cm3 ）
= （1-1.25/2.65）×100%
= 52.8%
计算土壤储水量
设土壤含水量25%，容重为1.3 g/cm3。求1公顷的1m
深土层的储水量？
表 4－2 一种森林土壤表层各级土粒的密度
粒级（mm） 全土样 0.10～0.05 0.05～0.01 0.01～0.005 0.005～0.001 <0.001
腐殖质（g/kg) 29.5 0 4.3 14.8 53.7 64.2