土壤的孔性、结构性和耕性讲诉
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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。
土壤的孔性、结构性和耕性
紧砂土 砂壤土 轻壤土 中壤土 重壤土 轻粘土 中粘土 重粘土
38～46 46～50 43～49 43～49 43～49 48～52 48～52 48～52
砂：孔度小（38-46%），均一，大孔隙居多。 粘：孔度大，孔径均一，以毛管孔和非毛管孔为主 壤：孔度居中（43-50%）孔径分布适中。
2．土粒排列方式 理想土壤：假定全部土粒都是大小相等的刚性光滑球体，
第二节
土壤结构
一、概念：
1、土壤结构体：单粒或复粒互相胶结在一起 形成的团聚体。 2、土壤结构性：土壤中单、复粒数量、大小、 形状、性质及其相互排列的孔隙状况等的 综合特性。
土 粒 的 排 列 方 式
二、土壤结构类型
根据土壤结构体的形状： 块状、核状、粒状、团粒、柱状（棱 柱状、柱状）、片状、板状。
正长石 斜长石 白云母 黑云母 角闪石 辉 石
纤铁矿
腐殖质
1.40～1.80
注意
多数土壤的密度为2.6～2.7克/厘米3，在机械分析中计算各 级土粒的沉降速率时，往往采用“常用密度值”即
常用土壤密度值：
2.65克/厘米3。
在同一土壤中,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。
表 4－2
3、上虚下实，上粗下细，保水保肥、托水托肥 因此，在评价其生产意义时，孔隙分布比孔隙度更为重要
土壤孔性与作物生长
适于作物生长发育的土壤孔性指标
旱地 土体内 30cm耕层： 上部（0-15cm）55% 下部（15-30 cm）50% 孔度 通气孔度 50-56% 8-10%（15-20更好） 上虚下实 15-20% 10%
黄土高原
沙漠
五、土壤结构性的评价
（一）土壤结构的孔隙状况 1. 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。
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
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。
土壤的孔性、结构性与耕性解析
第二章 土壤特性
土壤三相(three phases)组成
土壤固、液、气 三相容积比，反映 土壤水、气关系。
三相比示 意图
mineral
atmosphere water
organic matter
第一节
土壤孔性
一、土壤孔隙性 1．土壤孔性 土壤孔性包括孔隙的数量、孔隙的大小及其比例，土壤 孔隙的数量用孔隙度或孔隙比表示。
三、土壤孔性的影响因素及其性 土粒的排列方式 （二）外因 降雨、 施肥、 灌溉、 耕作 重点难点：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。
第二节 土壤结构 一、土壤结构的类型及其特性 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。
土壤耕性与土壤结持状态
潮湿 可塑 有可塑 性，但无 粘着性 大 成大土垡 不宜 泞湿 粘韧 有可塑性 和粘着性 大 成大土垡 不宜 多水 浓泥浆 成浓泥浆， 可受重力影 响而流动 大 成浮泥浆 不宜 极多水 薄泥浆 成悬浮体， 如液体一样 容易流动 小 成泥浆 宜稻田耕作
耕作阻力 耕作质量 宜耕性
思考题
三、土壤团粒结构的形成 1．土壤团粒结构的形成过程 包括“多级团聚说”和“粘团说”两种。 第一阶段：有单粒在胶体凝聚、水膜粘结以及胶结作用下形成初 级复粒或致密的小土团。 第二阶段：初级复粒进一步逐级粘合、胶结、团聚，依次形成第 二级、第三级及微团聚体的过程。 2．团粒结构形成的必备条件 ①胶结物质：有机胶体、无机胶体及胶体凝聚物质。 ②成型动力：土壤生物的作用、干湿交替、在适宜土壤含水量下 进行耕作等。
二、土壤相对质量密度（比重）和容重 1．土壤相对质量密度 是指单位容积的固体土粒（不包括粒间孔隙）的干重与同体积水的质 量之比。 多数土壤矿物比重在2.6-2.7左右，（将2.65作为土壤矿物的平均值） ，而一般土壤有机质的比重为1.25-1.40。由于表层土壤有机质含量较多， 其比重通常都低于心土及底土层。
土壤三相(three phases)组成
土壤固、液、气 三相容积比，反映 土壤水、气关系。
三相比示 意图
mineral
atmosphere water
organic matter
第一节
土壤孔性
一、土壤孔隙性 1．土壤孔性 土壤孔性包括孔隙的数量、孔隙的大小及其比例，土壤 孔隙的数量用孔隙度或孔隙比表示。
三、土壤孔性的影响因素及其性 土粒的排列方式 （二）外因 降雨、 施肥、 灌溉、 耕作 重点难点：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。
第二节 土壤结构 一、土壤结构的类型及其特性 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。
土壤耕性与土壤结持状态
潮湿 可塑 有可塑 性，但无 粘着性 大 成大土垡 不宜 泞湿 粘韧 有可塑性 和粘着性 大 成大土垡 不宜 多水 浓泥浆 成浓泥浆， 可受重力影 响而流动 大 成浮泥浆 不宜 极多水 薄泥浆 成悬浮体， 如液体一样 容易流动 小 成泥浆 宜稻田耕作
耕作阻力 耕作质量 宜耕性
思考题
三、土壤团粒结构的形成 1．土壤团粒结构的形成过程 包括“多级团聚说”和“粘团说”两种。 第一阶段：有单粒在胶体凝聚、水膜粘结以及胶结作用下形成初 级复粒或致密的小土团。 第二阶段：初级复粒进一步逐级粘合、胶结、团聚，依次形成第 二级、第三级及微团聚体的过程。 2．团粒结构形成的必备条件 ①胶结物质：有机胶体、无机胶体及胶体凝聚物质。 ②成型动力：土壤生物的作用、干湿交替、在适宜土壤含水量下 进行耕作等。
二、土壤相对质量密度（比重）和容重 1．土壤相对质量密度 是指单位容积的固体土粒（不包括粒间孔隙）的干重与同体积水的质 量之比。 多数土壤矿物比重在2.6-2.7左右，（将2.65作为土壤矿物的平均值） ，而一般土壤有机质的比重为1.25-1.40。由于表层土壤有机质含量较多， 其比重通常都低于心土及底土层。
土壤孔性、结构性和耕性资料
全氮量0.75g/kg=0.00075t/t，计算耕层土壤各种养分储量。 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
诚朴勇毅
（二）土壤孔隙的大小分级—土壤孔隙的质量指标
诚朴勇毅
4、掌握土壤宜耕状态的方法
掌握土壤宜耕状态可从下面几点着手：
（1）看地表土色情况
地表外白里黑，半干半湿，是正适宜耕作的土壤湿度。 （２）用手检查 取土置于手中握紧后放开，看土是否松散，或将土在 手中捏成土团，然后将手松开，土团落地如散碎，即为土 壤宜耕状态。 （３）试耕 试耕后土壤被耕锄抛散，不粘机具，则适宜耕作。
式中：M s固相颗粒质量（g）Vs固相容积（cm 3）
③影响土壤密度的因素：土壤密度仅仅取决于土壤固相 颗粒的物质组成. ④土壤密度值： 绝大多数矿物的密度为2.60~2.70g/cm3 之间，对于矿质土壤而言，经常取其中间值2.65g/cm3作 为土壤密度近似值。
诚朴勇毅
表4 石 英 2 2 2 2 2 2 3 3
当量孔径：与土壤水吸力相当的孔隙直径称为当量孔径。
根据毛管理论，得出茹林公式： T=3/D
式中：d-当量孔径（mm）; T-孔隙中土壤的水吸力（mb或cm水柱) 茹林公式的建立，为土壤孔隙分类提供了理论依据。
通常根据孔隙的大小及作用将土壤孔隙分为三级：非 活性孔隙、毛管孔隙和通气孔隙。
诚朴勇毅
1.非活性孔隙：孔径小于0.002毫米（土壤水吸力为 1500kPa以上），几乎是束缚水占据的孔道，对作物无益。 微生物和根毛都伸不进去，故叫无效孔隙。粘质结构土壤 居多。 2.毛管孔隙：当土壤当量孔径为0.02～0.002mm时（土
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
诚朴勇毅
（二）土壤孔隙的大小分级—土壤孔隙的质量指标
诚朴勇毅
4、掌握土壤宜耕状态的方法
掌握土壤宜耕状态可从下面几点着手：
（1）看地表土色情况
地表外白里黑，半干半湿，是正适宜耕作的土壤湿度。 （２）用手检查 取土置于手中握紧后放开，看土是否松散，或将土在 手中捏成土团，然后将手松开，土团落地如散碎，即为土 壤宜耕状态。 （３）试耕 试耕后土壤被耕锄抛散，不粘机具，则适宜耕作。
式中：M s固相颗粒质量（g）Vs固相容积（cm 3）
③影响土壤密度的因素：土壤密度仅仅取决于土壤固相 颗粒的物质组成. ④土壤密度值： 绝大多数矿物的密度为2.60~2.70g/cm3 之间，对于矿质土壤而言，经常取其中间值2.65g/cm3作 为土壤密度近似值。
诚朴勇毅
表4 石 英 2 2 2 2 2 2 3 3
当量孔径：与土壤水吸力相当的孔隙直径称为当量孔径。
根据毛管理论，得出茹林公式： T=3/D
式中：d-当量孔径（mm）; T-孔隙中土壤的水吸力（mb或cm水柱) 茹林公式的建立，为土壤孔隙分类提供了理论依据。
通常根据孔隙的大小及作用将土壤孔隙分为三级：非 活性孔隙、毛管孔隙和通气孔隙。
诚朴勇毅
1.非活性孔隙：孔径小于0.002毫米（土壤水吸力为 1500kPa以上），几乎是束缚水占据的孔道，对作物无益。 微生物和根毛都伸不进去，故叫无效孔隙。粘质结构土壤 居多。 2.毛管孔隙：当土壤当量孔径为0.02～0.002mm时（土
土壤的孔性结构性与耕性
注意
在同一土壤中,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。
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
三、土壤孔性的影响因素
（一）内因 土壤有机质 土壤质地 土粒的排列方式 （二）外因 降雨、 施肥、 灌溉、 耕作
最松和最紧的排列
方体排列的孔度为47.46%（左）
三斜六面体排列的孔度为24.51％（右）
第二节 土壤结构性
土壤结构性的概念
这个定义，包含着两重含义：结构体和结构性。
土壤结构体：是指土壤单个土粒（单粒和复粒）通过各种力 的作用相互复合，团聚成大小、形状和性质不同的团聚体。
土粒
土粒
腐 殖 质
土粒
Fe2+
土粒
土粒
腐 殖 质
土粒
Al3+
Fe3+
良好的团粒结构体：
• 具有一定的大小； • 具有大小不同的多级孔隙； • 具有一定的水稳性、机械稳性 和生物稳定性。
三、土壤团粒结构体在土壤肥力上的意义
1、能协调土壤水分和空气的矛盾——“小水库” 2、能协调土壤养分的消耗和累积的矛盾—— “小肥料库” 3、能调节土温，改善土壤温度状况 4、改良土壤耕性，改善植物扎根的土壤条件
毛管孔隙
通气孔隙
0.002-0.02
>0.02
1.5×10515×105 <1.5×105
项目四 土壤的孔性、结构性和耕性 1节详述
3.柱状结构体和棱柱状结构体
纵轴大于横轴呈直立型，棱角不明显的为圆柱状结构 体，棱角明显的为棱柱状结构体，大多出现在黏重的底土 层、心土层和碱土的碱化层。
4.团粒结构体
团粒结构体是指近似球形的较疏松多孔的小土团，直 第一般为0.25~10mm，直径小于0.25mm的为微团粒。一 般在耕层较多，其数量的多少和质量的好坏，在一定程度 上反映了土壤肥力的水平，改良土壤结构性实际上是指促 进土壤团粒结构体的形成。
壤，其容重比较低；而紧实板结的和砂质的土壤，其容重 较高。表层土壤容重比底层土壤容重要小。 （2）计算土壤质量
土壤总质量=土壤体积×土壤容重 如：1hm2地，耕层厚为20cm，土壤容重为1.15t/m3 ，土壤总质量为多少？
（3）计算土壤各组分的数量 根据土壤容重，可以计算单位面积土壤的含水量、有
生物稳定性：是指结构体对微生物分解的抵抗能力，主 要决定于与结构体结合的有机物的性质以及相互结合的方式 。
水不稳定性结构体：是指土壤结构体浸水后极易分散。 水稳定性结构体：是指土壤结构体浸水后不分散。
二、土壤结构体的形成
（一）土壤结构体形成的机制
土壤结构的形成，大体上分为两个阶段： 1）由单粒凝聚成复粒； 2）由复粒相互黏结形成微团、团粒、或在机械力的
1.土壤结构体与孔性
孔性是土壤结构性的重要指标。结构体内的孔隙大都是 小孔隙（非活性孔隙和毛管孔隙），只有结构体之间的孔隙 才是大孔隙（通气孔隙），块状、核状、柱状、棱柱状和片 状结构体大体是这种情况，不仅总孔隙度小，而且结构内部 到致密，孔隙很小，结构体之间孔隙较大，往往成为漏水漏 肥的通道。植物根系很难穿孔，干裂时常扯断根系。
（二）团粒结构与土壤肥力的关系
良好的团粒结构体一般应具备以下3方面的性质： 1）具有一定的大小； 2）具有多级孔隙； 3）具有一定的稳定性
第二章-土壤孔性、结构性与耕性
在宜耕期内，耕作质量好，消耗的能量 少。
过于潮湿时，粘质土泥泞粘糊，粘着性 强，耕作阻力大，耕后易产生大块。应 该选在粘结性、粘着性和塑性均较弱或 没有时进行耕作。此时耕作省力，不破 坏土壤结构，耕作后任其风干或收缩， 就会崩散为适当的土块和土团。
二、土壤压板问题
机械在田面上行走对土壤有压实作用。 过度的压实会影响耕作质量，对作物生 长不利。这种过度的压实又称为土壤压 板问题。
3、各粒级的主要性质
---砂粒本身没有粘结性、涨缩性和可塑性； 砂粒之间的间隙大；持水能力低；对养 分的吸持能力低；通透性强。
---粘粒有较强的粘结性、涨缩性和可塑性； 粘粒之间的间隙细；持水能力强；对养 分的吸持能力强；通透性弱。
---粉砂粒的性质介于砂粒和粘粒之间。
二、土壤质地及其肥力特征
（一）土壤质地分类
土壤总孔度一般以50-60%为宜。
2、土壤孔隙比
土壤孔隙容积与土粒容积之比，称为土 壤孔隙比。
例如：某土壤孔度为55%，土粒占45%， 则其孔隙比=0.55/0.45=1.12
(二) 土壤孔隙分级
1、当量孔径 与一定的土壤水吸力相当的孔径，也称 有效孔径。计算公式如下： d=3/h
D：当量孔径（mm） H：土壤水吸力（毫巴）
比较干燥的土壤承受荷载时，主要是垂 直方向上的正应力使孔隙变少、小，容 重增大。
在含水量较高时（如在塑性范围）承受 荷载，除正应力外，还要产生剪力。在 正应力和剪力的共同作用下，土壤颗粒 趋向与极紧密的排列，通气孔隙大大减 少，细孔隙急剧增多。土壤的通气-透水 性强烈减弱甚至消失。这种现象称为粘 闭。
结构体分为如下几种类型：
1、块状或核状结构体
块状： 纵轴和横轴大体相等，边面一般不明显， 但不呈球性。
过于潮湿时，粘质土泥泞粘糊，粘着性 强，耕作阻力大，耕后易产生大块。应 该选在粘结性、粘着性和塑性均较弱或 没有时进行耕作。此时耕作省力，不破 坏土壤结构，耕作后任其风干或收缩， 就会崩散为适当的土块和土团。
二、土壤压板问题
机械在田面上行走对土壤有压实作用。 过度的压实会影响耕作质量，对作物生 长不利。这种过度的压实又称为土壤压 板问题。
3、各粒级的主要性质
---砂粒本身没有粘结性、涨缩性和可塑性； 砂粒之间的间隙大；持水能力低；对养 分的吸持能力低；通透性强。
---粘粒有较强的粘结性、涨缩性和可塑性； 粘粒之间的间隙细；持水能力强；对养 分的吸持能力强；通透性弱。
---粉砂粒的性质介于砂粒和粘粒之间。
二、土壤质地及其肥力特征
（一）土壤质地分类
土壤总孔度一般以50-60%为宜。
2、土壤孔隙比
土壤孔隙容积与土粒容积之比，称为土 壤孔隙比。
例如：某土壤孔度为55%，土粒占45%， 则其孔隙比=0.55/0.45=1.12
(二) 土壤孔隙分级
1、当量孔径 与一定的土壤水吸力相当的孔径，也称 有效孔径。计算公式如下： d=3/h
D：当量孔径（mm） H：土壤水吸力（毫巴）
比较干燥的土壤承受荷载时，主要是垂 直方向上的正应力使孔隙变少、小，容 重增大。
在含水量较高时（如在塑性范围）承受 荷载，除正应力外，还要产生剪力。在 正应力和剪力的共同作用下，土壤颗粒 趋向与极紧密的排列，通气孔隙大大减 少，细孔隙急剧增多。土壤的通气-透水 性强烈减弱甚至消失。这种现象称为粘 闭。
结构体分为如下几种类型：
1、块状或核状结构体
块状： 纵轴和横轴大体相等，边面一般不明显， 但不呈球性。
第三章土壤的孔性、结构性和耕性
第三章⼟壤的孔性、结构性和耕性第三章⼟壤的孔性、结构性和耕性第⼀节⼟壤孔性⼀、⼟壤⽐重和容重(⼀)、⼟壤⽐重1、⼟粒密度⼟粒密度指单位容积的固体⼟粒（不包括粒间孔隙）的⼲重。
单位g/cm3。
⼀般为2.65。
2、⼟壤⽐重⼟粒密度与⽔的密度之⽐。
由于⽔的密度1g/cm3，故⼟壤⽐重实质就等于⼟粒密度。
(⼆)、⼟壤容重⼟壤容重是指单位容积原状⼟壤（包括孔隙）的烘⼲重量。
单位g/cm3 、t/m3 。
⼟壤容重⼤⼩是⼟壤肥⼒⾼低的重要指标，可以判断⼟壤的松紧程度、计算⼟壤重量和各组分的数量。
1、判断⼟壤的松紧程度2、计算⼟壤重量3、计算⼟壤各组分的数量练习：某⼟壤50cm⼟层平均含⽔量（重量%）8%，容重1.2 g/cm3,问此⼟壤每公顷50cm⼟层共贮有多少吨⽔?⼆、⼟壤孔隙性（⼀）⼟壤孔隙度⼟壤孔隙是指⼟壤中⼤⼩不等、弯弯曲曲、形状各异的各种孔洞。
⼟壤孔隙度(%)=⼟壤孔隙/⼟壤容积×100%=（⼟壤容积-⼟粒容积）/⼟壤容积×100%=（1-容重/⽐重）×100%注：⽐重常以2.65计算（⼆）⼟壤孔隙⽐⼟壤孔隙数量也可⽤⼟壤孔隙⽐表⽰。
⼟壤孔隙⽐是指⼟壤孔隙容积与⼟粒容积的⽐值。
其值为1或稍⼤于1为好。
⼟壤孔隙⽐=孔隙度/（1-孔隙度）（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%2、⽑管孔隙⼟壤中⽑管⽔所占据的孔隙。
当量孔径为0.002mm～0.02mm。
⽑管孔隙度=⽑管孔隙容积/⼟壤总容积×100%或⽑管孔隙度=（⽥间持⽔量-凋萎含⽔量）*容重3、通⽓孔隙孔隙的当量孔径>0.02mm，是通⽓的通道，不具备⽑管作⽤。
通⽓孔隙度=通⽓孔容积/⼟壤总容积×100%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。
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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
塑性值愈大表示土壤塑性愈强。上塑限、下塑限和 塑性值均以含水量％表示之，它们的数值随着粘粒 含量的增加而增大。
影响土壤可塑性的因素：
a.水分含量：干土没有可塑性，当水分含量逐渐 增加时，土壤才表现出可塑性。
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。
当2. 量土孔壤径孔(隙有类效型孔径)
当量孔径： 是指与一定的土壤水吸力相当的孔径
d=3/T
d：当量孔隙直径，mm T：土壤水分吸力，单位100Pa
土壤孔隙分级
a. 非活性孔隙(无效孔) <0.002mm
b. 毛管孔隙
0.002-0.02 mm
c. 通气孔隙(空气孔隙) >0.002mm
a. 非活性孔隙（又称无效孔隙） 孔径大小 <0.002mm 水分水吸力 T>3/0.002=1500百帕
第
ห้องสมุดไป่ตู้
四
章
土壤的孔性、结构性和耕性
第一节 土壤孔性 第二节 土壤结构性 第三节 土壤物理机械性与耕性
学习目标
1.土壤中孔隙、结构的概念、类型及对土 壤肥力的影响；
2.团粒结构的肥力特征及创造机理；
3.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。
第一节 土壤孔性
土壤孔性 ①包括孔隙度（孔隙的数量） ②孔隙类型（孔隙的大小及其比例）
4. 土壤结构的改良
(1)．精耕细作，增施有机肥料 (2). 合理轮作倒茬、扩大绿肥及牧草的种植面积
(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
第三节 土壤耕性
1. 土壤耕性 定义：
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。
作用力： 干燥时：土粒本身的分子引力引起 细润时：土粒-水-土粒之间相互吸引
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。
作用力：土粒-水-外物相互间的分子引力
影响土壤粘结性和粘着性的因素有：
a.土壤质地 b.土壤含水量 c.土壤结构 d.土壤腐殖质含量 e.土壤代换阳离子的组成
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
2. 土壤团粒结构的形成
第一阶段：有单粒在胶体凝聚、水膜粘结以及胶 结作用下形成初级复粒或致密的小土团。
第二阶段：在土壤粘聚的基础上还需要一定的作 用力才能形成稳定的独立结构体。
土粒的粘聚过程：
胶体的凝聚作用：是指分散在土壤悬液中的胶粒 相互凝聚而沉淀析出的过程。
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。
土粒 腐 殖 质
土粒 Fe3+
Al3+
腐殖质
粉
砂粒
粒
粘粒
粉粒
砂粒
3. 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
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。
②土壤可塑性
塑性：土壤在一定含水量范围内，可被外力任 意改变各种形状，当外力撤消后和土壤干躁 后，仍能保持这种变形的特性，也称可塑性。
产生的原因： 土壤塑性是片状粘粒及其水膜造成的。
塑性值：上塑限和下塑限的差值，又称塑性指数。
上塑限：土壤呈现塑性的最大含水量，又称流限。 下塑限：土壤呈现塑性的最小含水量，又称塑限。
土壤对水的吸力很强，水分对植物基本无效
b. 毛管孔隙
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
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。
（1）耕作难易程度 （2）耕作质量的好坏 （3）宜耕期长短
2. 土壤物理机械性
定义： 是多项土壤动力学性质的统称。
它包括①粘结性、粘着性、②可塑性、③胀缩性以 及其它受外力作用后（如农机具的切割、穿透和压 板等作用）而发生形变的性质。
①粘结性和粘着性
土壤粘结性是土粒与土粒之间由于分子引力而相互粘结 在一起的性质。