第三章 土壤的孔性、结构性与耕性b
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3第三章土壤的基本性质su
3.土壤容重作用 (３)估算各种土壤成分储量 设耕层厚度0.2m，容重1.3t/m3，有机质含量， 15g/kg=0.015t/t，全氮量0.75g/kg=0.00075t/t。 1hm2（104m2）0.2m土层计： 土壤=10000×0.2×1.3=2600t 有机质储量=2600×0.015=39.0t 全氮储量=2600×0.00075=1.95t
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。
（2）垂直轴方向发达的柱状和棱柱状结构体：
在土体中直立，棱角不显的叫做柱状结构，
棱角明显的叫棱柱状结构体。
立土
土壤肥力特点：结构体内部紧实，孔隙 小而少，通气不良，根系难以伸入；结
构体间易形成大的垂直裂隙，成为水、
5、衡量土壤孔隙质量的指标
—— 土壤孔隙的分级
•
当量孔径 —— 分级的标准 指与一定土壤水吸力相当的孔径。 其与孔隙的形状及其均匀性无关，其与土壤水吸力的关系为：
3 当量孔径(mm) = 土壤水吸力
注：式中土壤水吸力以 100Pa为单位
(二)土壤孔隙类型 土壤孔隙的持水功能 和毛管水上升情况成为 孔隙分类的主要依据
肥下渗通道，造成跑水、跑肥；
（3）核状结构：长、宽、高大致相近，边 面棱角明显，较块状结构小。
蒜瓣土
（4）片状结构：横轴大于纵轴，呈扁平状，
出现于老耕地的犁底层。
卧土、 平搓土
土壤肥力特点：结构体内部紧实，多为
非活性孔隙，有效水少且通气不良，不 利于扎根；结构体间裂隙太大，通气虽
好，但易漏水、漏肥；
括粘结性、粘着性、可塑性、胀缩性等。
1、粘结性和粘着性
土壤粘结性：土粒与土粒之间由于分子引力而 相互粘结在一起的性质。 土壤干燥：由土粒本身的分子引力引起； 土壤湿润：土粒- 水 – 土粒间的分子引力；
土壤的基本理化性质[专业内容]
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<0.001
腐殖质（克/千克) 29.5 0 4.3 14.8 53.7 64.2
密度(克/厘米 3) 2.62 2.66 2.66 2.62 2.59 2.59
常用土壤密度值：
2.65克/厘米3。
高等教育
6
2、土壤容重：单位容积原状土壤（包括孔隙）的干质
量。
土壤容重值多介于1.0-1.5克/厘米3范围内,
沼泽土
1.10~1.30
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。
高等教育
7
容重、孔隙度与土壤松紧程度关系
松紧程度
最松 松 适合 稍紧 紧实
容重(g/cm3)
<1.0 1.0~1.14 1.14~1.26 1.26~1.30
>1.30
孔度(%)
>60 60~56 56~52 52~50
夯实的土壤容重典则型可土高壤达容1.重8-2.0克/厘米3。
土壤
容重（g/cm3)
土壤
容重（g/cm3)
泥炭
0.20~0.50
黄土
1.35~1.50
蓬松盐土 灰化层
0.80~1.00 0.80~1.00
土壤碱化层 土壤龟裂层
1.50~1.70 1.70~1.90
黑钙土耕层 1.10~1.30 灌溉后土壤结壳 1.60~1.90
注：式中土壤水吸力以 kPa为单位
高等教育
11
(二)土壤孔隙类型
土壤孔隙的持水功 能和毛管水上升情况 成为孔隙分类的主要 依据
孔隙类型
孔径大小 ( mm) 土壤水吸力 （kPa） 所含水分有效性
非活性孔隙（无效孔隙） < 0.002
腐殖质（克/千克) 29.5 0 4.3 14.8 53.7 64.2
密度(克/厘米 3) 2.62 2.66 2.66 2.62 2.59 2.59
常用土壤密度值：
2.65克/厘米3。
高等教育
6
2、土壤容重：单位容积原状土壤（包括孔隙）的干质
量。
土壤容重值多介于1.0-1.5克/厘米3范围内,
沼泽土
1.10~1.30
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。
高等教育
7
容重、孔隙度与土壤松紧程度关系
松紧程度
最松 松 适合 稍紧 紧实
容重(g/cm3)
<1.0 1.0~1.14 1.14~1.26 1.26~1.30
>1.30
孔度(%)
>60 60~56 56~52 52~50
夯实的土壤容重典则型可土高壤达容1.重8-2.0克/厘米3。
土壤
容重（g/cm3)
土壤
容重（g/cm3)
泥炭
0.20~0.50
黄土
1.35~1.50
蓬松盐土 灰化层
0.80~1.00 0.80~1.00
土壤碱化层 土壤龟裂层
1.50~1.70 1.70~1.90
黑钙土耕层 1.10~1.30 灌溉后土壤结壳 1.60~1.90
注：式中土壤水吸力以 kPa为单位
高等教育
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(二)土壤孔隙类型
土壤孔隙的持水功 能和毛管水上升情况 成为孔隙分类的主要 依据
孔隙类型
孔径大小 ( mm) 土壤水吸力 （kPa） 所含水分有效性
非活性孔隙（无效孔隙） < 0.002
第三章__土壤的孔性、结构性与耕性
孔隙度计算*：
非活性孔度=非活性孔容积/土壤容积*100% 毛管孔度=毛管孔隙容积/土壤容积*100% 通气孔度=通气孔隙容积/土壤容积*100% 土壤总孔隙度=非活性孔度+毛管孔度+通气孔度
小 孔 隙
大 孔 隙
三、土壤的密度和容重
土壤孔隙一般很难直接测定，常常通过土壤容重和土壤密度来 计算。同时在土壤其他性状的研究中，其应用也十分广泛。
土壤容重的在农业上的应用：
1）反映土壤松紧状况
相同质地时，疏松的土壤容重较小，紧实的土壤容重较大。 不同质地时，一般砂土〉壤土〉粘土。
2)计算土壤三相比
孔隙度＝Ｖ孔／Ｖ土体＝（Ｖ土体－Ｖ固体）／Ｖ土体＝１－Ｖ固体／Ｖ土体 ＝１－（ｗ／土壤密度）／（ｗ／土壤容重）＝１－土壤容重／土壤密度
固相率＝１－孔隙度＝土壤容重／土壤密度 液相率（土壤容积含水量）＝土壤质量含水量×土壤容重 气相率＝１－固相率－液相率＝孔隙度－液相率 土壤三相比＝固相率：液相率：气相率 适宜的土壤三相百分数为： 固相率50%左右； 容积含水率25-30%； 气相率15-25%。
4、改良耕性和有利于作物根系伸展。
团粒之间接触面积减少而大大减弱了土壤的粘结性与粘 着性，改善土壤耕性；并且团粒间疏松多孔，利用根系 伸展，而团粒内部，孔隙小利于根系的固定和支撑。
总之团粒结构使土壤孔性良好，协调土壤水肥气热的能 力强，耕性优良。
高产田并非一定要有水稳性团粒，没有也可
土壤结构性的评价
容重 孔隙度＝ 1－ 密度
土壤总孔度=孔隙容积/土壤容积*100% 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%。
孔隙比=孔隙容积/土粒容积=孔度/（1-孔度） 1，稍大
《土壤学》第三章 土壤的孔性、结构性与耕性
（三）宜耕期的长短 指在保证耕作质量和劳动效 率的前提下，宜于耕作时间的长短。
二、影响土壤耕性的因素
• 土壤物理机械性质是土壤在不同含水量 情况下所表现的物理性质，包括土壤的 粘结性、粘着性、可塑性、胀缩性以及 其它受外力作用（如农机具的切割、穿 透和压板等作用）而发生形变的性质。
（一）土壤粘结性和土壤粘着性
一、土壤孔隙的数量
（一）土壤比重 、 土粒密度 土粒密度:单位体积的固体干土粒（不包括粒间孔隙）
的重量(g/cm3) 。 土壤比重：土粒密度与水（4℃）的密度之比，无量纲。
• 土壤比重和颗粒密度大小相等，区别在于有无量纲 • 土壤比重是土壤相对稳定的性质
• 比重大小决定于矿物组成和有机质含量 • ①土壤矿物组成和含量有关，
三、影响土壤孔性的因素
(1)土壤质地 黏土、砂土、壤土－总孔隙度，通气孔隙、毛管孔隙 和无效孔隙、大小比例比较
粘质土孔隙度45—60%之间，以毛管孔和无效孔为主 ； 砂质土孔隙度33—45%，非毛管孔（通气孔）较多； 壤质土孔隙度45—52%，有适量通气孔又有较多毛管孔，
(2)土粒排列 疏松时高，紧密时低。
非活性孔隙度（％）＝V非活性孔隙／V土×100 毛管孔隙度（％）＝V毛管孔隙／V土×100 通气孔隙度（％）＝V通气孔隙／V土×100 总孔度＝非活性孔度＋毛管孔度＋通气孔度 •毛管孔隙度%=（田间持水量—凋萎含水量）×容重 •旱作土壤耕层总孔度为50%～56％；通气孔隙度不 低于10%；大小孔隙之比在1 ：2～4较为合适
2）毛管孔隙 孔径在0.0002－0.02mm（也有0.002－0.02的 说法），土壤水吸力在15－0.15bar范围的孔隙，具有毛管 作用。保持植物利用的有效水分 。
3）无效孔隙 ：土壤中孔径＜0.0002mm（或0.002mm），土壤 水吸力＞15bar的细微孔隙。其水分不能被吸收。
二、影响土壤耕性的因素
• 土壤物理机械性质是土壤在不同含水量 情况下所表现的物理性质，包括土壤的 粘结性、粘着性、可塑性、胀缩性以及 其它受外力作用（如农机具的切割、穿 透和压板等作用）而发生形变的性质。
（一）土壤粘结性和土壤粘着性
一、土壤孔隙的数量
（一）土壤比重 、 土粒密度 土粒密度:单位体积的固体干土粒（不包括粒间孔隙）
的重量(g/cm3) 。 土壤比重：土粒密度与水（4℃）的密度之比，无量纲。
• 土壤比重和颗粒密度大小相等，区别在于有无量纲 • 土壤比重是土壤相对稳定的性质
• 比重大小决定于矿物组成和有机质含量 • ①土壤矿物组成和含量有关，
三、影响土壤孔性的因素
(1)土壤质地 黏土、砂土、壤土－总孔隙度，通气孔隙、毛管孔隙 和无效孔隙、大小比例比较
粘质土孔隙度45—60%之间，以毛管孔和无效孔为主 ； 砂质土孔隙度33—45%，非毛管孔（通气孔）较多； 壤质土孔隙度45—52%，有适量通气孔又有较多毛管孔，
(2)土粒排列 疏松时高，紧密时低。
非活性孔隙度（％）＝V非活性孔隙／V土×100 毛管孔隙度（％）＝V毛管孔隙／V土×100 通气孔隙度（％）＝V通气孔隙／V土×100 总孔度＝非活性孔度＋毛管孔度＋通气孔度 •毛管孔隙度%=（田间持水量—凋萎含水量）×容重 •旱作土壤耕层总孔度为50%～56％；通气孔隙度不 低于10%；大小孔隙之比在1 ：2～4较为合适
2）毛管孔隙 孔径在0.0002－0.02mm（也有0.002－0.02的 说法），土壤水吸力在15－0.15bar范围的孔隙，具有毛管 作用。保持植物利用的有效水分 。
3）无效孔隙 ：土壤中孔径＜0.0002mm（或0.002mm），土壤 水吸力＞15bar的细微孔隙。其水分不能被吸收。
第三章 土壤基本性质
解离成离子，形成符号相反而电量相等的两层 电荷，所以称之为双电层。
• 双电层由决定电位离子层和补偿离子层组
成。
•土壤胶体的特性
•（1）土壤胶体比表面和表面能
•比表面（比面）是指单位重量或单位体积土体颗
粒的总表面积（cm2/g， cm2/cm3）。
表面积
• （2）土壤胶体电荷
• 永久电荷：由于粘土矿物晶格中的同晶置
2∶1型粘粒矿物，其不同点为水云母的晶层间 夹含钾离子，晶格距离较为稳定。
铝片
硅片
铝片 硅片
高岭石
• （2）有机胶体(organic colloid) • 有机胶体中最主要的成分是腐殖质（胡
敏酸、富啡酸和胡敏素等），还有少量的木 质素、蛋白质、纤维素等。
• 特点：颗粒极小、具有巨大的比面和带
换所产生的电荷。
• 粘土矿物的结构单位是硅氧四面体和
铝氧八面体，硅氧四面体的中心离子Si4+和 铝氧八面体的中心离子Al3+能被其它离子所 代替，从而使粘土矿物带上电荷。
• 如果中心离子被低价阳离子所代替，
粘土矿物带负电荷；如果中心离子被高价 阳离子所代替，粘土矿物带正电荷。
1O
被
1O
替
代
4+ Si
• 3、胶结作用
• 土壤中具有胶结作用的物质很多，大体上可
分为以下三类：
• a：有机物质：是土壤中主要的胶结物质，胶结方
式多种多样。
• ①有机物质能通过阳离子（比如Ca2+、Fe3+、Al3+）
为桥梁与粘粒连在一起。
• ②有机物质表面的—COOH、—OH 能与粘粒表
面的氧（O）原子通过氢键连接在一起。
[H+]
• 双电层由决定电位离子层和补偿离子层组
成。
•土壤胶体的特性
•（1）土壤胶体比表面和表面能
•比表面（比面）是指单位重量或单位体积土体颗
粒的总表面积（cm2/g， cm2/cm3）。
表面积
• （2）土壤胶体电荷
• 永久电荷：由于粘土矿物晶格中的同晶置
2∶1型粘粒矿物，其不同点为水云母的晶层间 夹含钾离子，晶格距离较为稳定。
铝片
硅片
铝片 硅片
高岭石
• （2）有机胶体(organic colloid) • 有机胶体中最主要的成分是腐殖质（胡
敏酸、富啡酸和胡敏素等），还有少量的木 质素、蛋白质、纤维素等。
• 特点：颗粒极小、具有巨大的比面和带
换所产生的电荷。
• 粘土矿物的结构单位是硅氧四面体和
铝氧八面体，硅氧四面体的中心离子Si4+和 铝氧八面体的中心离子Al3+能被其它离子所 代替，从而使粘土矿物带上电荷。
• 如果中心离子被低价阳离子所代替，
粘土矿物带负电荷；如果中心离子被高价 阳离子所代替，粘土矿物带正电荷。
1O
被
1O
替
代
4+ Si
• 3、胶结作用
• 土壤中具有胶结作用的物质很多，大体上可
分为以下三类：
• a：有机物质：是土壤中主要的胶结物质，胶结方
式多种多样。
• ①有机物质能通过阳离子（比如Ca2+、Fe3+、Al3+）
为桥梁与粘粒连在一起。
• ②有机物质表面的—COOH、—OH 能与粘粒表
面的氧（O）原子通过氢键连接在一起。
[H+]
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
5第三章 土壤的基本性质
受其它外力作用后而发生形变的性质。
粘结性和粘着性:
土壤粘结性: 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。这种性质使土壤具有抵抗外力破碎的 能力，也是耕作产生阻力的原因。
土粒－土粒（干燥） 土粒－水－土粒（湿润）
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。
土粒－水－外物
耕层土重=20*10-2*666.67*1.15=153.3t 孔隙度=（1-1.15/2.65）*100%=56.6% 孔隙比=56.6%/1-56.6%=1.3
2、土壤孔隙类型：
土壤孔径（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/T
一般旱地土壤容重大体在1.00～1.80 g/cm3之间。
土壤容重是一个重要的参数：
➢反映土壤松紧度(作物适宜的容重1.14-1.26 g/cm3) ➢计算土壤的重量
ms=S·h·d (ms：土重，S：面积，h：土层深度，d：容重）
➢计算土壤中各组分的含量 如土壤水分、有机质、养分和盐分等
土壤容重一般是比重的一半左右。
土壤结构性： 土壤结构体的大小、形状、力稳性、水稳性及孔隙状况的综合特征。Fra bibliotek土壤结构
大小
土壤结构体
形状
不良性状 结构体
良性结构体
块状结构 片状结构，鳞片状结构 柱状结构，棱柱状结构 核状结构 团粒结构
微团聚体
孔 性 孔隙度和孔隙级别
协调水、肥、气、热的能力
肥力特性
土壤结构性
改善耕性
水力学稳定性
稳定性 机械学稳定性
Al（OH）3+H+→Al（OH）2++H2O 酸性环境 Al（OH）3 +OH- →Al（OH）2O-+ H2O 碱性环境 c.层状硅酸盐：
粘结性和粘着性:
土壤粘结性: 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。这种性质使土壤具有抵抗外力破碎的 能力，也是耕作产生阻力的原因。
土粒－土粒（干燥） 土粒－水－土粒（湿润）
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。
土粒－水－外物
耕层土重=20*10-2*666.67*1.15=153.3t 孔隙度=（1-1.15/2.65）*100%=56.6% 孔隙比=56.6%/1-56.6%=1.3
2、土壤孔隙类型：
土壤孔径（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/T
一般旱地土壤容重大体在1.00～1.80 g/cm3之间。
土壤容重是一个重要的参数：
➢反映土壤松紧度(作物适宜的容重1.14-1.26 g/cm3) ➢计算土壤的重量
ms=S·h·d (ms：土重，S：面积，h：土层深度，d：容重）
➢计算土壤中各组分的含量 如土壤水分、有机质、养分和盐分等
土壤容重一般是比重的一半左右。
土壤结构性： 土壤结构体的大小、形状、力稳性、水稳性及孔隙状况的综合特征。Fra bibliotek土壤结构
大小
土壤结构体
形状
不良性状 结构体
良性结构体
块状结构 片状结构，鳞片状结构 柱状结构，棱柱状结构 核状结构 团粒结构
微团聚体
孔 性 孔隙度和孔隙级别
协调水、肥、气、热的能力
肥力特性
土壤结构性
改善耕性
水力学稳定性
稳定性 机械学稳定性
Al（OH）3+H+→Al（OH）2++H2O 酸性环境 Al（OH）3 +OH- →Al（OH）2O-+ H2O 碱性环境 c.层状硅酸盐：
3-1 土壤孔性、结构性和耕性
1、土壤结构的类型（soil configuration type）
主要根据结构体的大小、外形及与土壤肥力的关系划分的。
① 块状结构(blocky structure)
形状：立方体型，纵轴和横轴大体相等，边面不明显，
内部紧实。
产生条件：熟化度较低的表层土壤或缺乏有机质而粘 重的底土多为块状结构。
大小划分：大块状结构,直径>10cm;
2、土壤孔隙类型
通气孔隙(aeration pore)：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、根系和微生物均可在通气孔 隙中活动。
毛管孔隙 (capillary pore)：孔径：0.02(0.06)-0.002(0.0002)mm。
对植物是有效的，而且植物的根系和微生物都可在其中生长和 活动。
正长石 斜长石 白云母 黑云母
角闪石 辉 石
2.85～3.57 3.15～3.90
3.60～4.10
伊利石 腐殖质
2.60～2.90 1.40～1.80
纤铁矿
紧密排列
疏松排列
孔 隙 度 24.51 %
理想土壤的最松排列（左）和最紧排列（右）
47.46 %
（4）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） 人为因素（耕作，压实，结构改良剂等） 土壤有机质含量
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。
⑦ 团粒结构(spheroidal structure)
形状：近似于球形，疏松多孔的小土 团称团粒结构，是含有机质丰富肥沃土壤 的标志特征。
土壤肥料学第3章土壤孔性、结构性与耕性
和土壤本身属性影响，内因为主。
（一）内因பைடு நூலகம்
1、土壤有机质 有机质含量高的土壤，孔度大， 容重小，通气孔多，可改善土壤通气透水性；
2、土壤结构性 土壤结构性可以影响土壤的总孔度、 大小孔隙的分配比例及其分布状况；
3、土粒的排列方式 4、土壤质地 （二）外因
降雨、 施肥、 灌溉、 耕作 土壤肥料学第3章土壤孔性、结构 性与耕性
（一）土壤孔度与孔隙比
1、孔（隙）度/总孔度：土壤（大、小）孔隙的容 积占整个土壤容积（固相+孔隙）的百分数称为土壤 孔度。它是衡量土壤孔隙的数量指标。
土壤孔度（%）=（孔隙容积/土壤容积）x100
2、孔隙比：它是土壤中孔隙容积与土粒容积
（固相）的比值。其值为1或稍大于1为好。 孔隙比=孔隙容积/土粒容积=孔度/（1-孔度）
第三章 土壤的孔性、结构性与耕性
土壤肥料学第3章土壤孔性、结构 性与耕性
土壤孔性、结构性是土壤重要的物理性质。通过 本章学习，让学生掌握土壤中孔隙、结构的概念、类型
及对土壤肥力和生产性能的影响；重点介绍团粒结构的 肥力特征及创造机理；物理机械性的概念及与耕性的关
系，从而了解土壤物理性状对土壤肥力的影响。
二、土壤相对质量密度（比重）和容重
1、土壤相对质量密度（比重） 指单位体积的固体土粒（不包括粒间孔隙）的干重
与同体积标准状况水的质量之比。 即：土壤比重=土粒密度/水密度
土壤比重是构成土粒（固相）各种组分的质量分数和 相对质量密度（比重）的综合反映。其大小主要取决于 矿物质和有机质的比重。但土壤有机质的质量分数较低 （大多在1.25-1.40%），而多数土壤矿物比重在2.62.7左右（将2.65作为土壤矿物的平均值），所以土壤 比重的大小主要取决于其矿物质组成。
（一）内因பைடு நூலகம்
1、土壤有机质 有机质含量高的土壤，孔度大， 容重小，通气孔多，可改善土壤通气透水性；
2、土壤结构性 土壤结构性可以影响土壤的总孔度、 大小孔隙的分配比例及其分布状况；
3、土粒的排列方式 4、土壤质地 （二）外因
降雨、 施肥、 灌溉、 耕作 土壤肥料学第3章土壤孔性、结构 性与耕性
（一）土壤孔度与孔隙比
1、孔（隙）度/总孔度：土壤（大、小）孔隙的容 积占整个土壤容积（固相+孔隙）的百分数称为土壤 孔度。它是衡量土壤孔隙的数量指标。
土壤孔度（%）=（孔隙容积/土壤容积）x100
2、孔隙比：它是土壤中孔隙容积与土粒容积
（固相）的比值。其值为1或稍大于1为好。 孔隙比=孔隙容积/土粒容积=孔度/（1-孔度）
第三章 土壤的孔性、结构性与耕性
土壤肥料学第3章土壤孔性、结构 性与耕性
土壤孔性、结构性是土壤重要的物理性质。通过 本章学习，让学生掌握土壤中孔隙、结构的概念、类型
及对土壤肥力和生产性能的影响；重点介绍团粒结构的 肥力特征及创造机理；物理机械性的概念及与耕性的关
系，从而了解土壤物理性状对土壤肥力的影响。
二、土壤相对质量密度（比重）和容重
1、土壤相对质量密度（比重） 指单位体积的固体土粒（不包括粒间孔隙）的干重
与同体积标准状况水的质量之比。 即：土壤比重=土粒密度/水密度
土壤比重是构成土粒（固相）各种组分的质量分数和 相对质量密度（比重）的综合反映。其大小主要取决于 矿物质和有机质的比重。但土壤有机质的质量分数较低 （大多在1.25-1.40%），而多数土壤矿物比重在2.62.7左右（将2.65作为土壤矿物的平均值），所以土壤 比重的大小主要取决于其矿物质组成。
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
土壤的孔性结构性和耕性
Columnar（Symbol cpr or COL）
Y X
Z
Prism-like structural units where the length of the unit in the x and y direction are much less than the z direction.
The units tend to have rounded tops.
（2）毛管孔隙 当量孔隙为，土壤水吸力为150-1500KPa。植物旳细根、原生动物和真菌
等极难进入毛管孔隙中，但植物根毛和某些细菌可在其中活动，有利于养分 旳吸收与转化，毛管孔隙保存旳水分可被植物吸收利用。为有效孔隙。
（3）通气孔隙 当量孔径不小于0.02mm，相应旳土壤水吸力不不小于150KPa。通气孔
➢ Coarse (Thick)
➢ Very Coarse (Very Thick)
Soil Structure Size (Granular and Blocky)
Image Source: NRCS, Ver. 2.0, 2023
Soil Structure Size (Platy and Prismatic)
Platy – Flat and Tabular- Units
Structure has a horizontal dimension that is longer or greater than the vertical dimension. The plates tend to parallel the surface. Typical Symbol (pl or PL)
土壤构造改良剂是用来增进土壤形成团粒，提升土壤肥力和固定表土、保护耕层、 预防水土冲刷旳矿物质制剂、腐殖质制剂和人工合成聚合物制剂，它是根据土壤中团 粒构造形成旳客观规律，提取腐殖质、木质素等物质作为团粒旳胶结剂。 要点：土壤构造性旳评价，尤其是团粒构造对土壤肥力旳调整作用。 难点：土壤团粒构造旳形成机制。
土壤的孔性、结构性和耕性
孔径大小:
0.02—0.002mm
水分水吸力
T=3/0.02=150百帕~T=3/0.002=1500百帕
对植物是有效的，而且植物的根系和微生物都可在 其中生长和活动。
c. 通气孔隙(空气孔隙）
孔径 ＞0.02mm 水分水吸力
T<3/0.002=150百帕
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 和保肥供肥
土壤的增温 与稳温
第二节
定义：
土壤结构性
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
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
土 壤 团 粒 体
b.土壤质地：土壤中粘粒愈多，质地愈细，塑 性愈强。一般而言,上塑限、下 塑限和塑性值的数值随着粘粒含 量的加而增大。 c.代换性阳离子 d.土壤有机质
③ 土壤胀缩性
土壤吸水后体积膨胀，干燥后体积收缩称为土壤 胀缩性。 土壤胀缩性对生产不利。
土壤膨胀 根系发生 机械损伤 孔隙变小、透水 困难气体交换、热 量受到障碍 土壤收缩 拉断植物 根系
1. 土壤孔隙度
定义: 土壤孔隙的容积占整个土体容积的百分数 称为土壤孔隙度，又称总孔度。 它是衡量土壤孔隙的数量指标。
土壤孔隙度的计算
土壤孔隙度=(1-{土壤容重}/土壤相对密度)×100%
① 土壤相对密度
定义： 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)与4℃时同体积水重之比。 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 。
0.02—0.002mm
水分水吸力
T=3/0.02=150百帕~T=3/0.002=1500百帕
对植物是有效的，而且植物的根系和微生物都可在 其中生长和活动。
c. 通气孔隙(空气孔隙）
孔径 ＞0.02mm 水分水吸力
T<3/0.002=150百帕
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 和保肥供肥
土壤的增温 与稳温
第二节
定义：
土壤结构性
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
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
土 壤 团 粒 体
b.土壤质地：土壤中粘粒愈多，质地愈细，塑 性愈强。一般而言,上塑限、下 塑限和塑性值的数值随着粘粒含 量的加而增大。 c.代换性阳离子 d.土壤有机质
③ 土壤胀缩性
土壤吸水后体积膨胀，干燥后体积收缩称为土壤 胀缩性。 土壤胀缩性对生产不利。
土壤膨胀 根系发生 机械损伤 孔隙变小、透水 困难气体交换、热 量受到障碍 土壤收缩 拉断植物 根系
1. 土壤孔隙度
定义: 土壤孔隙的容积占整个土体容积的百分数 称为土壤孔隙度，又称总孔度。 它是衡量土壤孔隙的数量指标。
土壤孔隙度的计算
土壤孔隙度=(1-{土壤容重}/土壤相对密度)×100%
① 土壤相对密度
定义： 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)与4℃时同体积水重之比。 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 。
陇东学院土壤肥料章节习题
章节习题2009-03-28 13:13 点击次数：620土壤肥料学章节习题绪论习题1. 名词解释：(1)土壤 (2)土壤肥力 (3)肥料2．填空：(1) 土壤由、、、和五种物质组成。
(2) 土壤肥力根据肥力来源分为和，根据肥力显现程度分为和。
(3) 土壤四大肥力因素是、、和。
3.简答题：（1）土壤、肥料在可持续发展农业中的地位、作用以及学习土壤肥料学的重要性。
（2）简述世界近代土壤肥料科学主要学派的基本观点及其贡献与不足。
第一章土壤矿物质土粒习题1．名词解释⑴土壤矿物质 (2)土壤母质⑶粒级⑷土壤质地⑸岩石风化作用2．填空（1）土壤颗粒可分为、、和 4个不同等级。
（2）土壤物理性砂粒与物理性粘粒的分界点是毫米。
（3）根据成因，土壤中的矿物可分为和两大类。
（4）土壤中的次生矿物主要包括、和 3大类。
（5）我国土壤学家将我国土壤质地划分为、和 3大类。
（6）成土岩石根据成因分为、和 3大类。
（7）按照风化作用的特点，可将风化作用分为、和 3种类型。
（8）按照搬运动力和沉积特点，母质可分为、、、、、、、、等几种类型。
（9）我国土壤质地分类中，砂粒质量分数大于的土壤为砂土，粘粒质量分数大于的土壤为粘土。
3．判断正确和错误，错误的在( )中打Ⅹ，正确的在( )中打√（1）粘土矿物是指那些土壤颗粒径小于0.01mm的矿物质。
( )（2）土壤颗粒大小差别非常大，但都是圆球形。
( )（3) 大小不同的土粒化学成分差别很大，但所表现出来的性质非常相近。
( )（4）石英是原生矿物，而赤铁矿是次生矿物。
( )（5）高岭石在南方热带土壤中较多，蛭石在北方土壤中含量较高。
(√ ) （6）高岭石的颗粒比蒙脱石要小。
( )（7）土壤中的粘土矿物只有层状硅酸盐类矿物一种。
( )（8）一般砂性土壤的肥力比粘性土壤要高，所以农民比较喜欢砂性土壤。
( ) （9）任何一种土壤，从表层到成土母质，各层土壤的质地都是一样的。
( ) 4．判断错误，并加以纠正（1）砂土是指土壤颗粒全部都是砂粒的土壤，壤土是指土壤颗粒全部是粉砂粒的土壤，粘土的土壤颗粒都是粘粒。
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。
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通常按照结构体的大小和 形状来区分 :
1.块状结构： 块状结构： 块状结构 2.核状结构： 核状结构： 核状结构 3.柱状结构、棱柱状结构 柱状结构、 柱状结构 4. 片状结构： 片状结构： 5.团粒结构体： 团粒结构体： 团粒结构体
30
1.块状结构
坷垃何结构？ 坷垃何结构？
群众称之为“坷垃” 群众称之为“坷垃” 结构不良 常出现在表层和 常出现在表层和底 表层 层。
水稳性：泡水时不分散的性质。 这里面的性质主要指的是
p65
力稳性：抗机械破坏的性质。 生物稳性：抗生物破坏的性质。
27
大小 土壤结构体 形状 土壤结构 孔 性 肥力特性
不良性状 结构体
块状结构 片状结构， 片状结构，鳞片状结构 柱状结构， 柱状结构，棱柱状结构 核状结构
理性结构体
团粒结构 微团聚体
多数作物一般要求土壤孔隙度在 50－56％左右： － ％左右： 过小：土壤紧实， 过小：土壤紧实，通气透水困 根系生长困难， 难，根系生长困难，需中耕 松土； 松土； 过大：土壤过于疏松， 过大：土壤过于疏松，漏水漏 易产生“吊根”现象， 肥，易产生“吊根”现象， 需培土镇压。 需培土镇压。
13
3．孔隙的分级—孔隙质量指标 ．
复习回顾
土壤的孔性、 第3章 土壤的孔性、 结构性与耕性
1
复习回顾2 复习回顾
☻基本概念：土壤有机质和腐殖质；矿化作用；腐殖 土壤有机质和腐殖质；矿化作用； 土壤有机质和腐殖质 化作用；腐殖化系数；矿化率； 化作用；腐殖化系数；矿化率；激发效应
1.
有机残体进入土壤后一般向两个方向转化， 有机残体进入土壤后一般向两个方向转化，一 是___，一是 ，一是___。这两个过程的进行均受到 。 ____、___、____及___等因素的影响。 等因素的影响。 、 、 及 等因素的影响 腐殖质是高分子含氮化合物，其主体是 与金 腐殖质是高分子含氮化合物，其主体是__与金 属离子的结合的盐类，其主要成分是__、__等. 属离子的结合的盐类，其主要成分是 、 等 土壤腐殖质由三大部分组成， 土壤腐殖质由三大部分组成，即___、__、___。 、 、 。
孔隙度和孔隙级别 协调水、 协调水、肥、气、热的能力和改善 耕性能力 水力学稳定性
土壤结构性
稳定性
机械学稳定性 生物学稳定性
28
土壤结构 X 、 Y 、 Z相 同发育 野外判定土壤结 构，让其自然散 碎所呈形状 块状
X、 Y发 育
片状
Z 发育
柱状
（如下图） 如下图）
29
一.土壤结构的类型及其特性 土壤结构的类型及其特性
2.外因 2.外因
降雨、 施肥、 灌溉、 降雨、 施肥、 灌溉、 耕作
23
团粒结构的多级孔度
p64
24
土壤松紧孔隙状况的调节
增施有机肥料 优化机械作业 创造团粒结构 合理轮作倒茬 根系比 较
p63
返回
25
§3-2 土壤结构
重点：土壤结构性的评价，尤其是团粒结构对土 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。 壤肥力的调节作用。 难点： 难点：土壤团粒结构的形成机制
2
2.
3.
复习回顾
C/N高会抑制有机质的分解 ) 高会抑制有机质的分解( 高会抑制有机质的分解 土壤施用的有机肥越多， 土壤施用的有机肥越多，土壤有机质含量 提高的也越高( 提高的也越高 ) 土壤有机质在土壤中是完全独立存在的( 土壤有机质在土壤中是完全独立存在的( ) 生产实践中采用哪些措施提高土壤有机质 含量？ 含量？ 土壤有机质在肥力上有哪些作用？ 土壤有机质在肥力上有哪些作用？
适宜的孔隙度为50% 60%。 适宜的孔隙度为50%—60%。
孔隙比：土壤中孔隙容积与土粒容积的比值。 ②孔隙比：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。 其值为1或稍大于1为好。 孔隙比＝孔隙度/ 孔隙度） 即孔隙比＝孔隙度/（1－孔隙度）
p59
12
孔隙度的生产要求： 孔隙度的生产要求：
17
★（二）土壤容重
1.概念 单位容积自然状 态的土壤干重 干重。 态的土壤干重。
单位：为g/cm3或t/m3 单位： 多数作物来说， 多数作物来说，耕层适 宜的容重为1.0—1.3 宜的容重为 g/cm3 ）。
p62
18
2.土壤容重的应用 土壤容重的应用
①计算土壤总孔度 ②配合水分常数计算各级孔度 ③直接判断土壤松紧状况
8
教学内容
§3-1 土壤的孔性
作业与思考题
§3-2 土壤的结构性 §3-3 土壤的物理机械性与耕性
小结
参考书目
9
§3-1 土壤孔性
重点：掌握土壤孔隙的概念、 重点：掌握土壤孔隙的概念、类型及调控 难点：土壤比重和容重的区别。 土壤比重和容重的区别。 土壤比重和容重的区别 土壤孔隙性 土壤相对质量密度（比重） 土壤相对质量密度（比重）和容重 密度 土壤孔性的影响因素及其调控 土壤孔性的影响因素及其调控
8.作物适宜的土壤孔度剖面（ 作物适宜的土壤孔度剖面（
选择
1、土壤单个土粒只要形成团聚体，其结构（） 、土壤单个土粒只要形成团聚体，其结构（）
A、一般很好 B、一般很坏 C、没有变化 D、视胶结物质而定 、 、 、 、
2、向土壤加入一定浓度的钙盐，土壤颗粒会（ 、向土壤加入一定浓度的钙盐，土壤颗粒会（
P62-63
19
⑦土壤固、液、气三相容积比率 土壤固、
1. 2. 3. 4.
V固相%＝1—土壤孔隙度% 固相% 土壤孔隙度% V土壤水%＝土壤水质量％×容重 土壤水% 土壤水质量％ V气相%＝土壤孔隙度—V土壤水% 气相% 土壤孔隙度— 土壤水% V三相比＝V固相：V水：V气相 三相比＝ 固相：
20
。
）和（ ）。
）土壤结构体 ），微团粒大小为（ ）。 ），微团粒大小为（ 微团粒大小为 ）
4.团粒结构粒径范围（ 团粒结构粒径范围（ 5.孔隙类型有（ 孔隙类型有（
）、（ ）和（ ） ）土壤结构体 。 ）。
6
6.有机质含量越高的土壤，其各种孔隙的数量（ 有机质含量越高的土壤，其各种孔隙的数量（ 7.土壤表层结皮实际上是（ 土壤表层结皮实际上是（
内容: 内容:
土壤结构的类型及其特性 土壤结构的类型及其特性 团粒结构对土壤肥力的调节作用 团粒结构对土壤肥力的调节作用 土壤团粒结构的形成 土壤团粒结构的形成 土壤结构的改善与恢复 土壤结构的改善与恢复
26
概述 基本概念
1. 土壤结构体（土壤结构） 土粒在内外因素的综合作用下，形成了大小不 土粒在内外因素的综合作用下， 形状不同、性质各异的团聚体或团块。 一、形状不同、性质各异的团聚体或团块。 2.土壤结构性 土壤结构性 土壤结构体的数量、大小、形状、性质、 土壤结构体的数量、大小、形状、性质、相互排 列方式以及相应的孔隙状况等综合特性。 列方式以及相应的孔隙状况等综合特性。
P59-60
14
孔隙大小的生产要求： 孔隙大小的生产要求
多数作物一般要求： 多数作物一般要求： 无效孔隙尽量少 通气孔隙与水份孔隙1： 左右 通气孔隙与水份孔隙 ：2-4左右
通气孔隙度大于8-10%，以15%－20%最理想。 ， 通气孔隙度大于 － 最理想
返回
15
土壤相对质量密度（比重） 二、土壤相对质量密度（比重）和容重 土壤相对质量密度（比重） （一）土壤相对质量密度（比重）
7
教学目标
通过本章学习，让学生掌握土壤中孔隙、 通过本章学习，让学生掌握土壤中孔隙、结构的 概念、类型及对土壤肥力和生产性能的影响； 概念、类型及对土壤肥力和生产性能的影响；重 点介绍团粒结构的肥力特征及创造机理；物理机 点介绍团粒结构的肥力特征及创造机理； 械性的概念及与耕性的关系， 械性的概念及与耕性的关系，从而了解土壤物理 性状对土壤肥力的影响。 性状对土壤肥力的影响。
①通气孔隙
当量孔径﹥ 当量孔径﹥0.02mm，土壤水吸 力﹤ 150KPa。决定通气、透水能力 。
②毛管孔隙
当量孔径0.02—0.002mm之间， 之间， 当量孔径 之间 决定保水蓄水能力。 决定保水蓄水能力。
③非活性孔隙（无效孔隙） 非活性孔隙（无效孔隙）
当量孔径﹤ 当量孔径﹤0.002mm，土壤水吸 ， 力为1500KPa以上。 以上。 力为 以上
3
根际与根际效应
1. 2. 3.
土壤具有生命力的主要成分是指___。 土壤具有生命力的主要成分是指___。 ___ 生物固氮的形式有__和__。 生物固氮的形式有__和__。 __ 耕地土壤的微生物以___为主，而林地土壤 耕地土壤的微生物以___为主， ___为主 的微生物以___为主。 ___为主 的微生物以___为主。 土壤三大生物类群是指___、__、___。 土壤三大生物类群是指___、__、___。 ___ 菌根是林木根与 根瘤的作用主要是 共生联合体。 共生联合体。 。
10
一、土壤孔隙性
土壤孔隙
性状用孔隙数量和孔 隙大小来评价。 隙大小来评价。
土壤孔隙性
孔隙的数量和大小 所表现出来的性质。 所表现出来的性质。
p58
土壤孔度与孔隙比—孔隙的数量指标 2. ★土壤孔度与孔隙比 孔隙的数量指标
土壤孔隙度 ①土壤孔隙度 分数。 分数。
孔隙的容积占土壤总容积的百
公式：孔隙度＝[1－容重/比重] 100％ 公式：孔隙度＝[1－容重/比重]×100％
④容积含水率%＝土壤水质量％×土壤容重 容积含水率% 土壤水质量％ ⑤计算工程土方量 土壤质量（ 面积㎡ 土层厚度m 容重t/m 土壤质量（t/m3）=面积㎡×土层厚度m×容重t/m3 估算各种土壤成分储量（如土壤水分、有机质、 ⑥估算各种土壤成分储量（如土壤水分、有机质、 养分和盐分等） 养分和盐分等）
1.块状结构： 块状结构： 块状结构 2.核状结构： 核状结构： 核状结构 3.柱状结构、棱柱状结构 柱状结构、 柱状结构 4. 片状结构： 片状结构： 5.团粒结构体： 团粒结构体： 团粒结构体
30
1.块状结构
坷垃何结构？ 坷垃何结构？
群众称之为“坷垃” 群众称之为“坷垃” 结构不良 常出现在表层和 常出现在表层和底 表层 层。
水稳性：泡水时不分散的性质。 这里面的性质主要指的是
p65
力稳性：抗机械破坏的性质。 生物稳性：抗生物破坏的性质。
27
大小 土壤结构体 形状 土壤结构 孔 性 肥力特性
不良性状 结构体
块状结构 片状结构， 片状结构，鳞片状结构 柱状结构， 柱状结构，棱柱状结构 核状结构
理性结构体
团粒结构 微团聚体
多数作物一般要求土壤孔隙度在 50－56％左右： － ％左右： 过小：土壤紧实， 过小：土壤紧实，通气透水困 根系生长困难， 难，根系生长困难，需中耕 松土； 松土； 过大：土壤过于疏松， 过大：土壤过于疏松，漏水漏 易产生“吊根”现象， 肥，易产生“吊根”现象， 需培土镇压。 需培土镇压。
13
3．孔隙的分级—孔隙质量指标 ．
复习回顾
土壤的孔性、 第3章 土壤的孔性、 结构性与耕性
1
复习回顾2 复习回顾
☻基本概念：土壤有机质和腐殖质；矿化作用；腐殖 土壤有机质和腐殖质；矿化作用； 土壤有机质和腐殖质 化作用；腐殖化系数；矿化率； 化作用；腐殖化系数；矿化率；激发效应
1.
有机残体进入土壤后一般向两个方向转化， 有机残体进入土壤后一般向两个方向转化，一 是___，一是 ，一是___。这两个过程的进行均受到 。 ____、___、____及___等因素的影响。 等因素的影响。 、 、 及 等因素的影响 腐殖质是高分子含氮化合物，其主体是 与金 腐殖质是高分子含氮化合物，其主体是__与金 属离子的结合的盐类，其主要成分是__、__等. 属离子的结合的盐类，其主要成分是 、 等 土壤腐殖质由三大部分组成， 土壤腐殖质由三大部分组成，即___、__、___。 、 、 。
孔隙度和孔隙级别 协调水、 协调水、肥、气、热的能力和改善 耕性能力 水力学稳定性
土壤结构性
稳定性
机械学稳定性 生物学稳定性
28
土壤结构 X 、 Y 、 Z相 同发育 野外判定土壤结 构，让其自然散 碎所呈形状 块状
X、 Y发 育
片状
Z 发育
柱状
（如下图） 如下图）
29
一.土壤结构的类型及其特性 土壤结构的类型及其特性
2.外因 2.外因
降雨、 施肥、 灌溉、 降雨、 施肥、 灌溉、 耕作
23
团粒结构的多级孔度
p64
24
土壤松紧孔隙状况的调节
增施有机肥料 优化机械作业 创造团粒结构 合理轮作倒茬 根系比 较
p63
返回
25
§3-2 土壤结构
重点：土壤结构性的评价，尤其是团粒结构对土 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。 壤肥力的调节作用。 难点： 难点：土壤团粒结构的形成机制
2
2.
3.
复习回顾
C/N高会抑制有机质的分解 ) 高会抑制有机质的分解( 高会抑制有机质的分解 土壤施用的有机肥越多， 土壤施用的有机肥越多，土壤有机质含量 提高的也越高( 提高的也越高 ) 土壤有机质在土壤中是完全独立存在的( 土壤有机质在土壤中是完全独立存在的( ) 生产实践中采用哪些措施提高土壤有机质 含量？ 含量？ 土壤有机质在肥力上有哪些作用？ 土壤有机质在肥力上有哪些作用？
适宜的孔隙度为50% 60%。 适宜的孔隙度为50%—60%。
孔隙比：土壤中孔隙容积与土粒容积的比值。 ②孔隙比：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。 其值为1或稍大于1为好。 孔隙比＝孔隙度/ 孔隙度） 即孔隙比＝孔隙度/（1－孔隙度）
p59
12
孔隙度的生产要求： 孔隙度的生产要求：
17
★（二）土壤容重
1.概念 单位容积自然状 态的土壤干重 干重。 态的土壤干重。
单位：为g/cm3或t/m3 单位： 多数作物来说， 多数作物来说，耕层适 宜的容重为1.0—1.3 宜的容重为 g/cm3 ）。
p62
18
2.土壤容重的应用 土壤容重的应用
①计算土壤总孔度 ②配合水分常数计算各级孔度 ③直接判断土壤松紧状况
8
教学内容
§3-1 土壤的孔性
作业与思考题
§3-2 土壤的结构性 §3-3 土壤的物理机械性与耕性
小结
参考书目
9
§3-1 土壤孔性
重点：掌握土壤孔隙的概念、 重点：掌握土壤孔隙的概念、类型及调控 难点：土壤比重和容重的区别。 土壤比重和容重的区别。 土壤比重和容重的区别 土壤孔隙性 土壤相对质量密度（比重） 土壤相对质量密度（比重）和容重 密度 土壤孔性的影响因素及其调控 土壤孔性的影响因素及其调控
8.作物适宜的土壤孔度剖面（ 作物适宜的土壤孔度剖面（
选择
1、土壤单个土粒只要形成团聚体，其结构（） 、土壤单个土粒只要形成团聚体，其结构（）
A、一般很好 B、一般很坏 C、没有变化 D、视胶结物质而定 、 、 、 、
2、向土壤加入一定浓度的钙盐，土壤颗粒会（ 、向土壤加入一定浓度的钙盐，土壤颗粒会（
P62-63
19
⑦土壤固、液、气三相容积比率 土壤固、
1. 2. 3. 4.
V固相%＝1—土壤孔隙度% 固相% 土壤孔隙度% V土壤水%＝土壤水质量％×容重 土壤水% 土壤水质量％ V气相%＝土壤孔隙度—V土壤水% 气相% 土壤孔隙度— 土壤水% V三相比＝V固相：V水：V气相 三相比＝ 固相：
20
。
）和（ ）。
）土壤结构体 ），微团粒大小为（ ）。 ），微团粒大小为（ 微团粒大小为 ）
4.团粒结构粒径范围（ 团粒结构粒径范围（ 5.孔隙类型有（ 孔隙类型有（
）、（ ）和（ ） ）土壤结构体 。 ）。
6
6.有机质含量越高的土壤，其各种孔隙的数量（ 有机质含量越高的土壤，其各种孔隙的数量（ 7.土壤表层结皮实际上是（ 土壤表层结皮实际上是（
内容: 内容:
土壤结构的类型及其特性 土壤结构的类型及其特性 团粒结构对土壤肥力的调节作用 团粒结构对土壤肥力的调节作用 土壤团粒结构的形成 土壤团粒结构的形成 土壤结构的改善与恢复 土壤结构的改善与恢复
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概述 基本概念
1. 土壤结构体（土壤结构） 土粒在内外因素的综合作用下，形成了大小不 土粒在内外因素的综合作用下， 形状不同、性质各异的团聚体或团块。 一、形状不同、性质各异的团聚体或团块。 2.土壤结构性 土壤结构性 土壤结构体的数量、大小、形状、性质、 土壤结构体的数量、大小、形状、性质、相互排 列方式以及相应的孔隙状况等综合特性。 列方式以及相应的孔隙状况等综合特性。
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孔隙大小的生产要求： 孔隙大小的生产要求
多数作物一般要求： 多数作物一般要求： 无效孔隙尽量少 通气孔隙与水份孔隙1： 左右 通气孔隙与水份孔隙 ：2-4左右
通气孔隙度大于8-10%，以15%－20%最理想。 ， 通气孔隙度大于 － 最理想
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土壤相对质量密度（比重） 二、土壤相对质量密度（比重）和容重 土壤相对质量密度（比重） （一）土壤相对质量密度（比重）
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教学目标
通过本章学习，让学生掌握土壤中孔隙、 通过本章学习，让学生掌握土壤中孔隙、结构的 概念、类型及对土壤肥力和生产性能的影响； 概念、类型及对土壤肥力和生产性能的影响；重 点介绍团粒结构的肥力特征及创造机理；物理机 点介绍团粒结构的肥力特征及创造机理； 械性的概念及与耕性的关系， 械性的概念及与耕性的关系，从而了解土壤物理 性状对土壤肥力的影响。 性状对土壤肥力的影响。
①通气孔隙
当量孔径﹥ 当量孔径﹥0.02mm，土壤水吸 力﹤ 150KPa。决定通气、透水能力 。
②毛管孔隙
当量孔径0.02—0.002mm之间， 之间， 当量孔径 之间 决定保水蓄水能力。 决定保水蓄水能力。
③非活性孔隙（无效孔隙） 非活性孔隙（无效孔隙）
当量孔径﹤ 当量孔径﹤0.002mm，土壤水吸 ， 力为1500KPa以上。 以上。 力为 以上
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根际与根际效应
1. 2. 3.
土壤具有生命力的主要成分是指___。 土壤具有生命力的主要成分是指___。 ___ 生物固氮的形式有__和__。 生物固氮的形式有__和__。 __ 耕地土壤的微生物以___为主，而林地土壤 耕地土壤的微生物以___为主， ___为主 的微生物以___为主。 ___为主 的微生物以___为主。 土壤三大生物类群是指___、__、___。 土壤三大生物类群是指___、__、___。 ___ 菌根是林木根与 根瘤的作用主要是 共生联合体。 共生联合体。 。
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一、土壤孔隙性
土壤孔隙
性状用孔隙数量和孔 隙大小来评价。 隙大小来评价。
土壤孔隙性
孔隙的数量和大小 所表现出来的性质。 所表现出来的性质。
p58
土壤孔度与孔隙比—孔隙的数量指标 2. ★土壤孔度与孔隙比 孔隙的数量指标
土壤孔隙度 ①土壤孔隙度 分数。 分数。
孔隙的容积占土壤总容积的百
公式：孔隙度＝[1－容重/比重] 100％ 公式：孔隙度＝[1－容重/比重]×100％
④容积含水率%＝土壤水质量％×土壤容重 容积含水率% 土壤水质量％ ⑤计算工程土方量 土壤质量（ 面积㎡ 土层厚度m 容重t/m 土壤质量（t/m3）=面积㎡×土层厚度m×容重t/m3 估算各种土壤成分储量（如土壤水分、有机质、 ⑥估算各种土壤成分储量（如土壤水分、有机质、 养分和盐分等） 养分和盐分等）