第六章土壤结构与力学性质优秀课件
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土壤结构性ppt课件
常出现在质地黏重、缺乏有 机质，结构之间有明显的裂 缝，漏水漏肥。
多出现在土体下部（心土、
底土）。
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6
（4）、片状结构：
特点：横轴远大于纵轴呈薄片状，老 耕地的犁底层中常见到，此外，在雨后或 灌水后所形成的地表结壳和板结层，属于 片状结构。 俗称“卧土” 。
生理特点：片状结构不利于通气、透 水。会影响种子发芽和幼苗出土，还加大 土壤水分蒸发，因此生产上要进行雨后中 耕松土，以消除地表结壳。
二、土壤结构性
土壤结构：土壤中的土粒是相互团聚， 形成了形状、大小、数量和稳定程度都不同 的土团、土块、或土片等团聚体，这种团聚 体称土壤结构（或结构体）。
土壤的结构性：指土壤结构体的形状、 大小、排列和相应的孔隙状况等综合性状。
土壤的结构性直接影响土壤水、肥、气、 热状况，而且与土壤耕作也有密切关系，是 土壤的重要物理性质。
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9
团粒的形成过程：
单个土粒
微团粒
团聚体
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10
团粒间的养分：
Fe2+
土粒
土粒 土粒
腐 殖 质
Fe3+
Al3+
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11
团粒构形成的必备条件
①胶结物质：
胶体及其凝聚物
②成型动力
包括：
土壤生物 干湿交替 冻融交替 耕作作用
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12
（1）、团粒结构在土壤肥力方面的作用： ①团粒结构土壤的大小孔隙兼备。 ②能够协调水分和空气的矛盾。 ③能协调保肥与供肥性能。 ④具有良好的物理性和耕性。
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7
（5）、团粒结构和粒状结构：
团粒结构是有机质丰富的自然土壤与耕作土壤中，为近 似球形疏松多孔的小土团。0.25-10mm之间，<0.25mm称 微团粒,是形成团粒的基础,在提高水稻土和农业土壤肥力 具重要作用。农业生产上最理想的结构，俗称“米糁 子”“蚂蚁蛋”。
土壤性质PPT课件
第33页/共102页
（3）由于水气协调，较好地调节了土壤的导热性和热容量状况，相应地 使热量也得到了较好的调节，使温度变化比较稳定适度。
第34页/共102页
(4)在团粒结构土壤中，有机质和各种养分 的含量都比较丰富。水、气、热协调的同 时，对土壤养分的调节释放亦有很大的影 响，由于团粒结构的表面通气性强，好气 微生物活动旺盛，养分易于分解，使养分 不断供植物吸收利用；团粒内部水分多空 气少，嫌气微生物活动为主，养分分解缓 慢，有利于养分的贮存，所以保肥与供肥 的情况比较理想。
（1）砂质土砂粒占优势，大孔隙多，毛管孔隙少。 通气性好，透水性强，作物根系易于发展，土温上 升快，土壤中有机质矿化作用也快，然而保水保肥 能力差，土壤容易产生旱象。发小苗，不发老苗。
（2）粘质土粘粒占优势，非毛管孔隙少，毛管孔隙 多，通气透水性差，作物根系不易伸展，土温上升 缓慢，土壤中有机质矿化作用缓慢，有机质比较易 于积累，保肥能力较强。发老苗，不发小苗。
第45页/共102页
四、土壤的物理机械性
土壤的物理机械性是指土壤在各 种含水状况下，受到外力作用时 显示出一系列的动力学的性质， 包括土壤的粘结性、粘着性、膨 胀性和收缩性、可塑性等。
第46页/共102页
1.土壤粘结性
• 土粒与土粒之间互相吸引而结合在一起的 性能称为土壤粘结性（soilcoherence）。
• 土壤含粘粒越多，粘结力越强。 • 土壤有机质对粘结性有良好影响，因为腐
殖质能包裹粘粒，并促进土壤团粒的形成。 • 土壤胶体表面所吸附的阳离子如以钠为主，
可增加土壤的粘结性，而以钙为主时，则
第47页/共102页
2.土壤粘着性
• 土壤粘着性（soil stickiness）指土粒粘附于外物的性能。 • 土粒愈小，土壤粘着性愈强，粘粒和粘土的粘着性大于砂粒和砂土，因
（3）由于水气协调，较好地调节了土壤的导热性和热容量状况，相应地 使热量也得到了较好的调节，使温度变化比较稳定适度。
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(4)在团粒结构土壤中，有机质和各种养分 的含量都比较丰富。水、气、热协调的同 时，对土壤养分的调节释放亦有很大的影 响，由于团粒结构的表面通气性强，好气 微生物活动旺盛，养分易于分解，使养分 不断供植物吸收利用；团粒内部水分多空 气少，嫌气微生物活动为主，养分分解缓 慢，有利于养分的贮存，所以保肥与供肥 的情况比较理想。
（1）砂质土砂粒占优势，大孔隙多，毛管孔隙少。 通气性好，透水性强，作物根系易于发展，土温上 升快，土壤中有机质矿化作用也快，然而保水保肥 能力差，土壤容易产生旱象。发小苗，不发老苗。
（2）粘质土粘粒占优势，非毛管孔隙少，毛管孔隙 多，通气透水性差，作物根系不易伸展，土温上升 缓慢，土壤中有机质矿化作用缓慢，有机质比较易 于积累，保肥能力较强。发老苗，不发小苗。
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四、土壤的物理机械性
土壤的物理机械性是指土壤在各 种含水状况下，受到外力作用时 显示出一系列的动力学的性质， 包括土壤的粘结性、粘着性、膨 胀性和收缩性、可塑性等。
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1.土壤粘结性
• 土粒与土粒之间互相吸引而结合在一起的 性能称为土壤粘结性（soilcoherence）。
• 土壤含粘粒越多，粘结力越强。 • 土壤有机质对粘结性有良好影响，因为腐
殖质能包裹粘粒，并促进土壤团粒的形成。 • 土壤胶体表面所吸附的阳离子如以钠为主，
可增加土壤的粘结性，而以钙为主时，则
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2.土壤粘着性
• 土壤粘着性（soil stickiness）指土粒粘附于外物的性能。 • 土粒愈小，土壤粘着性愈强，粘粒和粘土的粘着性大于砂粒和砂土，因
中国黄土的结构特征及物理力学性质PPT模板
第二章黄土地貌
第一节黄土地貌的基本概念与研究概况
1
一、地貌与黄土地貌的含义
2
二、黄土地貌研究的意义
3
三、黄土地貌研究历史
4
四、黄土地貌的研究内容
第二章黄土地貌
第二节黄土地貌的形成条件
0 1 一、黄土地貌形成的气候条件 0 2 二、黄土地貌形成的构造条件 0 3 三、黄土的岩石性质对黄土地貌的影
响
第二节黄土和冲积黄土状土的微结构特征及其物理力学性质比较
第七章结论
第七章结论
参考文献
参考文献
图版
图版
感谢聆听
2020
中国黄土的结构特征及物理 力学性质
演讲人 202X-11-11
目录
目录
第一章绪论
第一章绪论
第一节黄土的含义及分类 第二节黄土的成因问题
一、风成说 二、水成说 三、土壤（残积）说 四、多成因说
第二章黄土地貌
第二章黄土地貌
第一节黄土地貌的基本概念与研究概况 第二节黄土地貌的形成条件 第三节黄土地貌的划分原则与类型 第四节黄土高原地貌的发育历史及其成因组合分析
二、光性方 位粘土
四、黄土的 成土类型
第四章黄土的 显微结构特征
第四节黄土的显微结构类 型
A
一、黄土的显微 结构类型
二、黄土显微结构 类型在区域上的分
布特征
B
第五章黄土的物理力学性质与 湿陷性
第五章黄土的物理力学性质与湿陷性
第一节历史与现
01 状的概略
第二节黄上的物
02 理力学性质
一、黄土的物理性质 二、黄土的力学性质
第四章黄土的显微结构特征
第一节碎屑颗粒的结构
二、黄土骨 架颗粒的形 态
土壤质地与结构PPT课件
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小
大
孔
孔
隙
隙
第36页/共63页
孔 隙 度
47.46 %
疏松排列
紧密排列
第37页/共63页
24.51 %
适宜的孔隙状况：
耕层土壤（015cm）的总 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）。
第38页/共63页
第24页/共63页
五、土壤质地剖面 土壤质地剖面指土壤剖面中不同
质地层次的排列。土壤质地层次主 要类型有：
1.上砂下粘型 2.上粘下砂型 3.夹层型 4.松散型
第25页/共63页
第26页/共63页
夹砂层
第27页/共63页
夹粘层
六、不同质地土壤的利用和改良
①客土法地改良 ②深耕、深翻、人造塥 ③施用有机肥 ④植树种草 ⑤引洪放淤，引洪漫沙
第19页/共63页
表土壤石砾含量分级（％）
3～10mm石砾含 量
分级
＜1
无砾质（质地名称前不冠）
l～10
砾质
＞10
多砾质
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*四、不同质地土壤的肥力特点和利用改良
（一）土壤质地与土壤肥力
1、砂质土壤：
• 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
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。
第52页/共63页
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
小
大
孔
孔
隙
隙
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孔 隙 度
47.46 %
疏松排列
紧密排列
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24.51 %
适宜的孔隙状况：
耕层土壤（015cm）的总 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）。
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五、土壤质地剖面 土壤质地剖面指土壤剖面中不同
质地层次的排列。土壤质地层次主 要类型有：
1.上砂下粘型 2.上粘下砂型 3.夹层型 4.松散型
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夹砂层
第27页/共63页
夹粘层
六、不同质地土壤的利用和改良
①客土法地改良 ②深耕、深翻、人造塥 ③施用有机肥 ④植树种草 ⑤引洪放淤，引洪漫沙
第19页/共63页
表土壤石砾含量分级（％）
3～10mm石砾含 量
分级
＜1
无砾质（质地名称前不冠）
l～10
砾质
＞10
多砾质
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*四、不同质地土壤的肥力特点和利用改良
（一）土壤质地与土壤肥力
1、砂质土壤：
• 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
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。
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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
土壤结构与力学性质
2、当量孔径与土壤空隙的类型
土壤孔隙的大小、形状均不规则，无法按其真实孔径来研究。 土壤学中所说的孔隙直径是指与一定的土壤水吸力相当的孔径 (当量孔径)。当量孔径与土壤水吸力的关系为：
d=3/h
式中 d—孔隙的当量孔径，mm；h—土壤水吸力，100Pa；当量孔径与土 壤水吸力呈反比，孔隙越小，土壤水吸力越大。 (1)非活性孔隙：当量孔径< 0.002 mm的孔隙(土壤水吸力>1.5×105 Pa)，根 毛和微生物不能进入此孔隙。 (2)毛管孔隙：当量孔径为0.02～0.002 mm的孔隙(土壤水吸力1.5×105 Pa1.5×104 Pa), 植物细根、原生动物和真菌不能进入毛管孔隙中，但根毛和细 菌可在其中生活。
(二)土壤粒级（ soil particles ）
按土粒大小，分为若干组，称为土壤粒级(粒组)。 石砾： 1mm 砂粒： 1~0.05mm 粉粒： 0.05~0.002mm 粘粒： 0.002mm 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。
1、当量粒径与理想土壤 当量粒径(有效粒径) ：土粒在水中沉降速度因其形状而异，而形状又 很不一致，近百年来都是采用与土粒沉降速度相同的球体土粒的直径或半 径为其粒径，称为当量粒径。 2 斯托克斯定律 2 ( s w ) gr V 9
第二节 土壤质地
一、土壤机械组成
各粒级土粒在土壤中的相 对比例(质量百分数)称为土壤
机械组成(或土壤颗粒组成)。
由土壤机械组成确定土壤 质地。
二、土壤质地类型
(一)土壤质地（soil texture）的概念 按照土壤中不同粒级土粒的相对比例(土壤机械组成的差异)把土壤分成若干 组合，每一组合即为一种土壤质地。 土壤质地对土壤性状如养分含量、通气透水性、保水保肥性以及耕作性状等 都有很大的影响，所以，在阐明土壤肥力时，土壤质地是首先考虑的因素之一。
土壤物理性质.ppt
包括三类：⑴含水氧化硅； ⑵含水氧化铁、铝胶体 ⑶层状铝硅酸盐粘土矿物
① 含水氧化硅：
＊非晶质胶体，分子式SiO2•H2O或偏硅酸H2SiO3。 ＊其外层的硅酸分子SiO2•H2O发生解离，解离出H+，
而在胶核上留下HSiO3-和SiO32-，而使胶体带负电荷。 土壤ph值越大，硅酸的解离度越大，胶体所带电
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 的指标；或将土壤空气孔度占总孔度的1/5～2/5， 而且分布比较均匀时，作为土壤通气性良好的 标志。
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）土壤的电荷数量**
A. 质地一般来说，土壤的质地越粘，土粒越细， 其电荷总量也越多。所以粘土的电荷数量要比 壤土类和砂土类高得多。
B. 土壤胶体的种类 土壤质地完全相同的两种土 壤，它们所带的电荷数量可以完全不同。这是 由胶体类型不同所致。
C. pH值 主要影响可变电荷的数量。
（3）土壤胶体的双电层结构
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。
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
700-750 400-750
0-5 0 0
400 130-400
15-150 1-50
滞后现象在砂土中比 在粘土中明显
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
① 含水氧化硅：
＊非晶质胶体，分子式SiO2•H2O或偏硅酸H2SiO3。 ＊其外层的硅酸分子SiO2•H2O发生解离，解离出H+，
而在胶核上留下HSiO3-和SiO32-，而使胶体带负电荷。 土壤ph值越大，硅酸的解离度越大，胶体所带电
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 的指标；或将土壤空气孔度占总孔度的1/5～2/5， 而且分布比较均匀时，作为土壤通气性良好的 标志。
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）土壤的电荷数量**
A. 质地一般来说，土壤的质地越粘，土粒越细， 其电荷总量也越多。所以粘土的电荷数量要比 壤土类和砂土类高得多。
B. 土壤胶体的种类 土壤质地完全相同的两种土 壤，它们所带的电荷数量可以完全不同。这是 由胶体类型不同所致。
C. pH值 主要影响可变电荷的数量。
（3）土壤胶体的双电层结构
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。
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
700-750 400-750
0-5 0 0
400 130-400
15-150 1-50
滞后现象在砂土中比 在粘土中明显
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
《土壤质地与结构》课件
土壤结构对土壤稳定性的影响
良好的土壤结构能够提高土壤的抗侵蚀能力和稳定性，减少水土流失。在选择农业用地时，应考虑土壤结构的稳定性，以确保作物的正常生长。
通过添加有机物、使用土壤改良剂等手段，改善土壤的保水性、透气性和肥力，提高土壤质量。
改善土壤质地
通过耕作、轮作等措施，促进土壤团粒结构的形成，提高土壤的稳定性和抗侵蚀能力。
不同母质发育的土壤质地差异较大，如花岗岩、砂岩等发育的砂质土，页岩、泥岩等发育的粘质土。
母质
降雨量、蒸发量等气候因素对土壤质地也有一定影响，如干旱地区发育的砂质土较多，湿润地区发育的粘质土较多。
气候
植物和微生物对土壤质地也有一定影响，如森林土壤中的枯枝落叶层和微生物活动对土壤颗粒组成的影响。
生物作用
《土壤质地与结构》ppt课件
土壤质地土壤结构土壤质地与结构的关系土壤质地与结构的实践应用总结与展望
contents
目录
01
土壤质地
01
02
土壤颗粒分为砂粒、粉粒和粘粒三种类型，不同类型土壤颗粒的组合构成不同的土壤质地。
土壤质地是指土壤中不同大小颗粒的相对含量，是描述土壤物理性质的重要指标之一。
土壤结构的形成
土壤肥力
01
02
03
04
根据土壤颗粒的组成，将土壤质地分为砂土、壤土和黏土。
不同质地的土壤具有不同的颗粒大小和孔隙度，从而影响土壤的通气性和持水能力。
土壤质地影响土壤结构的形成，如团聚体的形成和稳定性。
土壤质地影响肥料的吸收和利用，从而影响土壤的肥力。
土壤质地和结构是相互影响的，一方面，土壤质地影响土壤结构的形成和稳定性；另一方面，土壤结构可以改变土壤颗粒的排列和组成，从而影响土壤质地。
良好的土壤结构能够提高土壤的抗侵蚀能力和稳定性，减少水土流失。在选择农业用地时，应考虑土壤结构的稳定性，以确保作物的正常生长。
通过添加有机物、使用土壤改良剂等手段，改善土壤的保水性、透气性和肥力，提高土壤质量。
改善土壤质地
通过耕作、轮作等措施，促进土壤团粒结构的形成，提高土壤的稳定性和抗侵蚀能力。
不同母质发育的土壤质地差异较大，如花岗岩、砂岩等发育的砂质土，页岩、泥岩等发育的粘质土。
母质
降雨量、蒸发量等气候因素对土壤质地也有一定影响，如干旱地区发育的砂质土较多，湿润地区发育的粘质土较多。
气候
植物和微生物对土壤质地也有一定影响，如森林土壤中的枯枝落叶层和微生物活动对土壤颗粒组成的影响。
生物作用
《土壤质地与结构》ppt课件
土壤质地土壤结构土壤质地与结构的关系土壤质地与结构的实践应用总结与展望
contents
目录
01
土壤质地
01
02
土壤颗粒分为砂粒、粉粒和粘粒三种类型，不同类型土壤颗粒的组合构成不同的土壤质地。
土壤质地是指土壤中不同大小颗粒的相对含量，是描述土壤物理性质的重要指标之一。
土壤结构的形成
土壤肥力
01
02
03
04
根据土壤颗粒的组成，将土壤质地分为砂土、壤土和黏土。
不同质地的土壤具有不同的颗粒大小和孔隙度，从而影响土壤的通气性和持水能力。
土壤质地影响土壤结构的形成，如团聚体的形成和稳定性。
土壤质地影响肥料的吸收和利用，从而影响土壤的肥力。
土壤质地和结构是相互影响的，一方面，土壤质地影响土壤结构的形成和稳定性；另一方面，土壤结构可以改变土壤颗粒的排列和组成，从而影响土壤质地。
土质土力学土的物理性质优秀PPT
土质土力学土的物 理性质
物理性质分为基本物理性质和水理性质：
土的固、液（水）、气三相在质量和体积 之间的相互比例关系称为土的基本物理性 质，主要反映在土的密实程度和干湿状况 等。
液相（水）水与固相之间的相互作用所表 现出来的性质称为土的水理性质，主要研 究土的稠度与塑性、土的膨胀性与收缩性、 土的透水性和毛细性等。
为土的天然密度（通常所说的密度 即指天然密度），相应的重度为天 然重度，以区别于其他条件下的密 度。
土的密度是实测指标，可采用环刀法、蜡封法、灌水法和灌
砂法等方法测定。 环刀法适用于细粒土，蜡封法适用于易破裂土和形状不规则
的坚硬土，灌水法和灌砂法适用于现场测定粗粒土的密度。
环刀
（3）饱和密度(重度)
[无量纲]
ms
S
Vs
质量 mass
体积 volume
土的三相图
土粒比重与土粒密度在数值上是相 等的。
一般土的土粒密度值见下表：
土名
砂土 砂质粉土 粘质粉土 粉质黏土 黏土
s(g/cm3) 2.65~2.69 2.70
2.71 2.72~2.73 2.74~2.76
土粒密度是实测指标，小于5mm的
用小数表示
A ma(0)
mw
W
m
Va Vv
Vw V
计算指标
孔隙比常用以表示土的密实 程度，并用于计算地基沉降 量。e越大，孔隙越发育，结 构越松散。 粉土按孔隙比e的分类： 密实（e<0.75）； 中密（0.75e<0.90）； 稍密（e0.90）。
ms
S
Vs
质量 mass
体积 volume
土的三相图
(1) 孔隙度（孔
隙率） n Vv 100%
物理性质分为基本物理性质和水理性质：
土的固、液（水）、气三相在质量和体积 之间的相互比例关系称为土的基本物理性 质，主要反映在土的密实程度和干湿状况 等。
液相（水）水与固相之间的相互作用所表 现出来的性质称为土的水理性质，主要研 究土的稠度与塑性、土的膨胀性与收缩性、 土的透水性和毛细性等。
为土的天然密度（通常所说的密度 即指天然密度），相应的重度为天 然重度，以区别于其他条件下的密 度。
土的密度是实测指标，可采用环刀法、蜡封法、灌水法和灌
砂法等方法测定。 环刀法适用于细粒土，蜡封法适用于易破裂土和形状不规则
的坚硬土，灌水法和灌砂法适用于现场测定粗粒土的密度。
环刀
（3）饱和密度(重度)
[无量纲]
ms
S
Vs
质量 mass
体积 volume
土的三相图
土粒比重与土粒密度在数值上是相 等的。
一般土的土粒密度值见下表：
土名
砂土 砂质粉土 粘质粉土 粉质黏土 黏土
s(g/cm3) 2.65~2.69 2.70
2.71 2.72~2.73 2.74~2.76
土粒密度是实测指标，小于5mm的
用小数表示
A ma(0)
mw
W
m
Va Vv
Vw V
计算指标
孔隙比常用以表示土的密实 程度，并用于计算地基沉降 量。e越大，孔隙越发育，结 构越松散。 粉土按孔隙比e的分类： 密实（e<0.75）； 中密（0.75e<0.90）； 稍密（e0.90）。
ms
S
Vs
质量 mass
体积 volume
土的三相图
(1) 孔隙度（孔
隙率） n Vv 100%
第六章 土壤结构与力学性质
物理性砂粒：
物理性粘粒： 〈0.01mm
（三）各级土粒的矿物组成和化学组成 • 1、土粒的矿物组成
2、土粒的化学组成和化学性质
3、土粒的物理性质
砂粒和粉粒是不规则的多角形,有的近乎球形状，云母颗 粒则呈片状，黏粒多为片状和棒状。
二、土壤的密度和容重
（一）土壤密度(Soil density )
单位容积固体土粒(不包括粒间孔隙的容积)的质量（实际上 都以重量代替，克/厘米3）称为土壤密度(比重)。
土 壤 团 粒 体
二、土壤团粒结构
通常所说的“土壤结构体”，往往是指团粒结构。 （一）团粒的形成过程 •1、黏结团聚过程： •（1）凝聚作用； •（2）无机物质的粘结作用； •（3）有机物质的胶结作用及复合作用； •（4）有机-矿质复合体； •（5） 蚯蚓和其它小动物的作用。 •2、切割造型过程 •（1）根系的切割；（2）干湿交替；（3）冻融交替； （4）耕作 •（二）团粒的多级孔性
1、块状结构和核状结构 2、棱柱状结构和柱状结构 3、片状结构（板状结构） 4、团粒（粒状和小团块）结构
不良结构： 块状、核状、柱状、棱柱状和片状结构体总 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： 团粒结构体不仅总孔隙度大，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。
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
一种森林土壤表层各级土粒的密度
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
第六章土壤结构与力学性质优秀课件
单粒和复粒
固相骨架中的矿质土粒可以单个地存在，称为
单粒，在质地轻而缺少有机质的土壤中，单粒在
数目上占优势。 在质地粘重及有机质含量较多的土壤中，许多
单粒相互聚集成复粒。
通常所说的土粒，均指矿质土粒中的单粒
Ca2+ 土粒 腐
殖
土粒
质
土粒
Fe2+ 土粒
土粒 腐 殖 质
土粒 Fe3+
Al3+
单个土粒
粘粒 <0.002 <0.002
物理性砂粒：
物理性粘粒：
卡庆斯制 >1
1-0.05 0.05-0.001
<0.001 1-0.01mm <0.01mm
中国制 >1
1-0.05 0.05-0.002
<0.002
由国内外主要土粒分级制可见，土粒一般可分为 3~11级，其基本级只有石砾、砂粒、粉粒和粘粒4级。
微团粒
团聚体
（二）土壤粒级（粒组）
土壤粒级：土粒的大小差别很大，为了便于研 究不同大小颗粒的特性，人们将一系列大小不 同的土粒，区分为若干组，称为土壤粒级（粒 组）。
1、当量粒径与理想土壤
• 土壤中的颗粒的形状各异； • 当量粒径、有效粒径、理想土壤的概念来自土壤机械分析
（颗粒分析）时采用的假设和方法。 • 当量粒径（有效粒径）
2、土粒的大小分级——粒级
粒级（粒组）：根据土粒直径的大小和性质上的差 异，将矿物质土粒划分为若干粒径等级，每一等级 就叫一个粒级。
组内粒径大小、成分及性质基本相近 而组间则有明显的差异
这种粒径划分就是矿质土粒的分级
表6-1 常见的土壤粒级制 （P109 ）
《土壤质地与结构》课件
块状结构
土颗粒紧密团聚形成，透水性与 透气性较差。
结构形成的实验演示
加入不同比例的黏土和腐殖质，观察土壤颗粒的聚集情况及其与孔隙的关系。 实验结果显示腐殖质越多，结构中粒径越大的孔隙越多。
土壤质地和结构的相互关系
1 影响质地的因素
主要有成因、化学性质和 土壤动物活动等，对作物 生长有重要影响。
2 影响结构的因素
技术的局限性
现有技术难以精准测定细小的颗粒和砂壤土的水分 保持量等，需要继续改进技术。
发展趋势
如借助X射线、红外光谱等技术，实现无损检测营土壤的重要性
了解土壤质地与结构的基本知识，可指导合理施肥、选种适应性作物，以达到高产、优质、 环保的目标。
未来研究方向
未来可从土壤微生物、土壤生态系统与环境保护等方面深入研究，为可持续农业发展提供更 好的科研支持。
不同土壤质地对作物的影响
1
砂质土
透水性好，但保水力差，根系生长表浅。
壤质土
2
适合多种作物生长，肥力中等，保水性
好，但容易被压实导致根系受限。
3
粘质土
肥力高，但透气性和透水性极差，容易 结块影响根系生长。
土壤结构的分类
颗粒状结构
孔隙分布平均，根系入渗容易。
柱状结构
成层分布，酸性土壤中常见，容 易引发土层板结。
质地与结构的关系
土壤的质地与结构相互影响，与水、肥、根系的作用紧密相关，影响着作物的生长和生态环 境。
土壤质地的分类
砂
壤
颗粒直径2.0~0.05mm，透气性好， 但水分和养分保持不足。
颗粒直径0.05~0.002mm，适合多 种作物生长，但密实性较高也易 结块。
粘
颗粒直径小于0.002mm，粘性大 不透气，但保水性和肥力较好。
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
4.1.14.1土壤的结构与性质课件
二、土壤的粒级分组与质地分组
按土壤质地划分
土壤质地：由不同的粒级混合在一起所表现出来 的土壤粗细状况，称为土壤质地。
质地组
质地 号
1 沙土组 2
3
4
两合土组 5 6
7
8
黏土
9
10
各粒级含量/％
粗粉粒
质地名称
砂粒
（0.05～
（1～0.05mm）0.001mm）
胶粒
（＜ 0.001mm）
粗砂粒 细砂土 面砂土 砂性两合土 小粉土 两合土 胶性两合土 粉黏土 壤黏土 黏土
活性酸度（有效酸度） 是土壤溶液中氢离子浓度的直接反映，用pH表示。 潜性酸度 潜性酸度的来源：土壤胶体吸附的可代换性的H+和 Al3+（致酸离子）。
三、土壤的性质
土壤酸碱性
土壤碱度 土壤碱性主要来自土壤中碳酸钠、碳酸氢钠、 碳酸钙以及胶体上交换性Na+，他们水解显碱性。
土壤的结构与性质
谢谢大家
二、土壤的粒级分组与质地分组
土壤矿物质的粒级划分
粉粒
粒径0.05~0.005 mm 原生矿物与次生矿物的混合体 在黄土中含量较多
团聚、胶结性差，分散性强，保水保肥能力较好
二、土壤的粒级分组与质地分组
土壤矿物质的粒级划分
黏粒
粒径＜0.001 mm 次生矿物 营养元素含量丰富 团聚能力较强 有良好的保水、保肥能力，但土壤的通气和透水性较差
母岩层（D）未风化的基岩（岩石）
土壤的结构与性质
土壤的组成
矿物质 有机质 水分 空气
一、土壤的组成
土壤矿物质
来源于地壳母岩和母质 对土壤的性质、结构和功能影响很大 重量占土壤物质组成的90% 岩石经过物理风化和化学风化形成
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（一）土壤颗粒的概念
土粒：土壤中的颗粒。
根据土粒的成分，可分为：矿物质土粒和有机质土粒。
前者的数目占绝对优势，而且在土壤中长期稳定地存在， 构成土壤固相骨架；
后者或者是有机残体的碎屑，极易被小动物吞噬和微生物 分解掉，或者是与矿质土粒结合而形成复粒，因而很少单独地 存在。
通常所指土粒，是专指矿质土粒。
微团粒
团聚体
（二）土壤粒级（粒组）
土壤粒级：土粒的大小差别很大，为了便于研 究不同大小颗粒的特性，人们将一系列大小不 同的土粒，区分为若干组，称为土壤粒级（粒 组）。
1、当量粒径与理想土壤
• 土壤中的颗粒的形状各异； • 当量粒径、有效粒径、理想土壤的概念来自土壤机械分析
（颗粒分析）时采用的假设和方法。 • 当量粒径（有效粒径）
砂
粒
粗粉粒
物
中粉粒
理
细粉粒
性
粘 粘 粗粘粒
粒 粒 细粘粒
胶质粘粒
苏联制
美国农部制 (1951) 石砾
极粗砂粒 粗砂粒 中砂粒 细砂粒
极细砂粒
粉粒
粘粒
美国制
国际制 (1930) 石砾 粗砂粒
细砂粒
粉粒
粘粒
土壤颗粒分级：(mm)
直径 国际制 美国制
石砾
>2
>2
砂粒 2-0.02 2-0.05
粉粒 0.02-0.002 0.05-0.002
2、土粒的化学成分和化学性质
表6-2 两种代表性土壤各粒级的化学组成
粒级（mm）
SiO2
化学组成（占干重%） Al2O3 Fe2O3 TiO2 MnO CaO MgO
K2O
Na2O
P2O5
0.1~0.01 89.90 3.90 0.94 0.51 0.06 0.61 0.35 2.21 0.81 0.04
容重 浸水容重 （g/cm3） （g/cm3）
吸湿系数 （%）
流限 （%）
塑限 （%）
全土（<1） 2.72 1.25
0.66
9.74 42.1 25.8
塑性指 膨胀 抗压强度 数 （ml/g）（kg/cm2）
16.3 0.09 3.15
1~0.25 2.66 1.52
1.33
0.34
无
无
无
0.03单粒和复粒Fra bibliotek固相骨架中的矿质土粒可以单个地存在，称为
单粒，在质地轻而缺少有机质的土壤中，单粒在
数目上占优势。 在质地粘重及有机质含量较多的土壤中，许多
单粒相互聚集成复粒。
通常所说的土粒，均指矿质土粒中的单粒
Ca2+ 土粒 腐
殖
土粒
质
土粒
Fe2+ 土粒
土粒 腐 殖 质
土粒 Fe3+
Al3+
单个土粒
2、土粒的大小分级——粒级
粒级（粒组）：根据土粒直径的大小和性质上的差 异，将矿物质土粒划分为若干粒径等级，每一等级 就叫一个粒级。
组内粒径大小、成分及性质基本相近 而组间则有明显的差异
这种粒径划分就是矿质土粒的分级
表6-1 常见的土壤粒级制 （P109 ）
当量粒径 (毫米) 3-2 2-1 1-0.5 0.5-0.25 0.25-0.2 0.2-0.1 0.1-0.05
<0.001 57.47 22.66 11.54 0.66 0.08 0.38 2.48 3.17 0.19 0.39
全土
71.52 13.74 5.52 0.70 0.18 2.21 1.73 2.67 0.75 0.21
3、土粒的物理性质
表6-3 红壤及其各粒级的物理性质
粒级（mm）
相对密 度
灰 0.01~0.005 82.63 8.13 2.39 0.97 0.06 0.95 1.94 2.77 1.45 0.14 色 森 0.005~0.001 76.75 11.32 3.95 1.34 0.04 1.00 1.05 3.32 1.30 0.25 林 土 <0.001 58.03 23.40 10.19 0.73 0.17 0.44 2.40 3.15 0.24 0.46
粗粒部分：过筛分级，如0.5-1.0mm。 细粒部分：根据斯托克斯定律，把土粒看做光滑的实心圆球， 取与此粒级沉降速率相同的圆球直径，作为其当量粒径。 • 理想土壤：由光滑实心圆球各级土粒堆积的土壤
与实际情况相差甚远（尤其是对片状粘粒来说），但在土壤学、 土工学研究及应用中这种圆球堆积的“理想土壤”沿用已久
粘粒 <0.002 <0.002
物理性砂粒：
物理性粘粒：
卡庆斯制 >1
1-0.05 0.05-0.001
<0.001 1-0.01mm <0.01mm
中国制 >1
1-0.05 0.05-0.002
<0.002
由国内外主要土粒分级制可见，土粒一般可分为 3~11级，其基本级只有石砾、砂粒、粉粒和粘粒4级。
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
中国制 (1987) 石砾
粗砂粒
细砂粒
粗粉粒
中粉粒 细粉粒 粗粘粒
细粘粒
卡钦斯基制 (1957) 石砾
粗砂粒
物
中砂粒
理
性
细砂粒
第六章土壤结构与 力学性质
教学目标
•了解土壤的颗粒大小与性质 •掌握土壤质地类别与不同质地土壤肥力特点 •了解土壤的三相组成与计算方法 •理解土壤是一个复杂的多相体系 •了解土壤结构体的种类及其重要性 •掌握土壤团粒结构在土壤肥力上的意义 •了解土壤力学性质和土壤耕性
第一节 土壤颗粒
一、土壤粒级
全土
85.10 5.96 2.46 0.53 0.12 0.92 0.68 2.38 0.75 0.11
0.1~0.01 88.12 5.75 1.29 0.45 0.04 0.74 0.29 1.99 1.21 0.02
0.01~0.005 82.17 7.96 2.73 1.00 0.02 0.94 1.19 2.31 1.84 0.12 黑 钙 0.005~0.001 67.37 17.16 7.51 1.38 0.03 0.75 1.77 3.04 1.38 0.23 土
注意两点：
一、各粒级间的界限多少是人为定的，尽量选 择其理化性质变化较明显的转折处；
二、不同粒级制是与对土粒的概念和机械组成 分析的前处理方法相联系的。
（三）各级土粒的矿物组成和化学组成
1、土粒的矿物组成 2、土粒的化学组成和化学性质 3、土粒的物理性质 4、不同粒级土粒的基本特征
1、土粒的矿物组成 图6-1 土壤粗细颗粒的矿物组成示意图
土粒：土壤中的颗粒。
根据土粒的成分，可分为：矿物质土粒和有机质土粒。
前者的数目占绝对优势，而且在土壤中长期稳定地存在， 构成土壤固相骨架；
后者或者是有机残体的碎屑，极易被小动物吞噬和微生物 分解掉，或者是与矿质土粒结合而形成复粒，因而很少单独地 存在。
通常所指土粒，是专指矿质土粒。
微团粒
团聚体
（二）土壤粒级（粒组）
土壤粒级：土粒的大小差别很大，为了便于研 究不同大小颗粒的特性，人们将一系列大小不 同的土粒，区分为若干组，称为土壤粒级（粒 组）。
1、当量粒径与理想土壤
• 土壤中的颗粒的形状各异； • 当量粒径、有效粒径、理想土壤的概念来自土壤机械分析
（颗粒分析）时采用的假设和方法。 • 当量粒径（有效粒径）
砂
粒
粗粉粒
物
中粉粒
理
细粉粒
性
粘 粘 粗粘粒
粒 粒 细粘粒
胶质粘粒
苏联制
美国农部制 (1951) 石砾
极粗砂粒 粗砂粒 中砂粒 细砂粒
极细砂粒
粉粒
粘粒
美国制
国际制 (1930) 石砾 粗砂粒
细砂粒
粉粒
粘粒
土壤颗粒分级：(mm)
直径 国际制 美国制
石砾
>2
>2
砂粒 2-0.02 2-0.05
粉粒 0.02-0.002 0.05-0.002
2、土粒的化学成分和化学性质
表6-2 两种代表性土壤各粒级的化学组成
粒级（mm）
SiO2
化学组成（占干重%） Al2O3 Fe2O3 TiO2 MnO CaO MgO
K2O
Na2O
P2O5
0.1~0.01 89.90 3.90 0.94 0.51 0.06 0.61 0.35 2.21 0.81 0.04
容重 浸水容重 （g/cm3） （g/cm3）
吸湿系数 （%）
流限 （%）
塑限 （%）
全土（<1） 2.72 1.25
0.66
9.74 42.1 25.8
塑性指 膨胀 抗压强度 数 （ml/g）（kg/cm2）
16.3 0.09 3.15
1~0.25 2.66 1.52
1.33
0.34
无
无
无
0.03单粒和复粒Fra bibliotek固相骨架中的矿质土粒可以单个地存在，称为
单粒，在质地轻而缺少有机质的土壤中，单粒在
数目上占优势。 在质地粘重及有机质含量较多的土壤中，许多
单粒相互聚集成复粒。
通常所说的土粒，均指矿质土粒中的单粒
Ca2+ 土粒 腐
殖
土粒
质
土粒
Fe2+ 土粒
土粒 腐 殖 质
土粒 Fe3+
Al3+
单个土粒
2、土粒的大小分级——粒级
粒级（粒组）：根据土粒直径的大小和性质上的差 异，将矿物质土粒划分为若干粒径等级，每一等级 就叫一个粒级。
组内粒径大小、成分及性质基本相近 而组间则有明显的差异
这种粒径划分就是矿质土粒的分级
表6-1 常见的土壤粒级制 （P109 ）
当量粒径 (毫米) 3-2 2-1 1-0.5 0.5-0.25 0.25-0.2 0.2-0.1 0.1-0.05
<0.001 57.47 22.66 11.54 0.66 0.08 0.38 2.48 3.17 0.19 0.39
全土
71.52 13.74 5.52 0.70 0.18 2.21 1.73 2.67 0.75 0.21
3、土粒的物理性质
表6-3 红壤及其各粒级的物理性质
粒级（mm）
相对密 度
灰 0.01~0.005 82.63 8.13 2.39 0.97 0.06 0.95 1.94 2.77 1.45 0.14 色 森 0.005~0.001 76.75 11.32 3.95 1.34 0.04 1.00 1.05 3.32 1.30 0.25 林 土 <0.001 58.03 23.40 10.19 0.73 0.17 0.44 2.40 3.15 0.24 0.46
粗粒部分：过筛分级，如0.5-1.0mm。 细粒部分：根据斯托克斯定律，把土粒看做光滑的实心圆球， 取与此粒级沉降速率相同的圆球直径，作为其当量粒径。 • 理想土壤：由光滑实心圆球各级土粒堆积的土壤
与实际情况相差甚远（尤其是对片状粘粒来说），但在土壤学、 土工学研究及应用中这种圆球堆积的“理想土壤”沿用已久
粘粒 <0.002 <0.002
物理性砂粒：
物理性粘粒：
卡庆斯制 >1
1-0.05 0.05-0.001
<0.001 1-0.01mm <0.01mm
中国制 >1
1-0.05 0.05-0.002
<0.002
由国内外主要土粒分级制可见，土粒一般可分为 3~11级，其基本级只有石砾、砂粒、粉粒和粘粒4级。
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
中国制 (1987) 石砾
粗砂粒
细砂粒
粗粉粒
中粉粒 细粉粒 粗粘粒
细粘粒
卡钦斯基制 (1957) 石砾
粗砂粒
物
中砂粒
理
性
细砂粒
第六章土壤结构与 力学性质
教学目标
•了解土壤的颗粒大小与性质 •掌握土壤质地类别与不同质地土壤肥力特点 •了解土壤的三相组成与计算方法 •理解土壤是一个复杂的多相体系 •了解土壤结构体的种类及其重要性 •掌握土壤团粒结构在土壤肥力上的意义 •了解土壤力学性质和土壤耕性
第一节 土壤颗粒
一、土壤粒级
全土
85.10 5.96 2.46 0.53 0.12 0.92 0.68 2.38 0.75 0.11
0.1~0.01 88.12 5.75 1.29 0.45 0.04 0.74 0.29 1.99 1.21 0.02
0.01~0.005 82.17 7.96 2.73 1.00 0.02 0.94 1.19 2.31 1.84 0.12 黑 钙 0.005~0.001 67.37 17.16 7.51 1.38 0.03 0.75 1.77 3.04 1.38 0.23 土
注意两点：
一、各粒级间的界限多少是人为定的，尽量选 择其理化性质变化较明显的转折处；
二、不同粒级制是与对土粒的概念和机械组成 分析的前处理方法相联系的。
（三）各级土粒的矿物组成和化学组成
1、土粒的矿物组成 2、土粒的化学组成和化学性质 3、土粒的物理性质 4、不同粒级土粒的基本特征
1、土粒的矿物组成 图6-1 土壤粗细颗粒的矿物组成示意图