(三)土壤水分含量及其有效性

称土壤力学性质，主要包括粘结性、粘着性和塑 性等。

土壤耕性是土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。

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。

土壤粘着性：土壤在一定含水量范围内， 土粒粘附在外物上的性质。

塑性：土壤在外力作用下变形，当外力撤 销后仍能保持这种变形的特性。
计算土壤蓄水量
单位面积一定厚度的土体内所含的水量。
⑴土壤蓄水量（mm）=土层深度（mm）*土壤容积含水
量
⑵土壤蓄水量（立方米/亩）=面积（平方米）*土层 深度*土壤容积含水量
2、土壤水的有效性
▲
吸湿系数：干燥土壤吸附气态水分子的最大含
量
萎蔫系数：植物因根系无法吸水而发生永久萎
蔫时的土壤含水量（土壤有效水的下限） 田间持水量：土壤毛管悬着水达到最多时的含 水量（土壤有效水的上限）
五、土壤空气
（一）土壤空气的数量及其影响因素

来源：大气的渗透及土壤内部生物化学过 程产生的气体；
土壤空气的数量取决于土壤孔隙状况及含 水量


在土壤总孔隙度不变的情况下，土壤的空 气数量与土壤水分含量是相互消长关系 轻质土壤的大孔隙较多，具有较大的容气 能力和较强的通气性；粘质土壤大孔隙少， 相应地降低了容气能力和通气性
(1)随粒径由大到小，SiO2含量由多到少； (2)R2O3( 即 Fe2O3 与 Al2O3 的总称 ) 与 SiO2 相反， 随粒径由大到小，R2O3含量由少到多； (3)CaO、MgO、P2O5、K2O随土粒由大到小，含 量增加。
(4)土粒由大到小，保水能力增加，但通透性 降低。随着土粒由大到小,土壤湿胀性和可塑 性增加，对耕作带来不利影响。

2、土壤空气的扩散

定义：土壤与大气间的各个气体成分按照 它们各自的气压梯度而流动 O2 和CO2的扩散总是连续不断 ------土壤呼吸

§2 土壤性质
一、土壤的物理性质

固相 液相 气相
大小、形状、排列不同的土粒
一、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
1．土壤空气中的CO2含量高于大气 2．土壤空气中的O2含量低于大气
3．土壤空气中的水汽含量一般高于大气
4．土壤空气中含有较高量的还原性气体（CH4等）
土壤空气组成显然不是固定不变，原因：土壤中 各种生物化学反应和土壤空气和大气交换引起的 空气运动
（三）土壤空气的运动
1、土壤空气的对流

பைடு நூலகம்
定义：土壤与大气间由总压力梯度推动的气体整 体流动，也称质流。 大气中气压变化、温度梯度、土壤表面的风力及 降水、灌溉等因素可引起土壤与大气间的压力差， 从而引起土壤空气与大气的对流。
滞后现象
（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。
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。
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。
土 壤 团 粒 体
结构体的稳定性
• • • 机械稳定性 生物稳定性 水稳定性
（三）土壤水分特征

1、土壤水分特征曲线
2、影响因素

1）土壤质地

2）土壤结构及土温
3）土壤水分变化过程
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。
3）Eh值
一般以300mV为界
（五）土壤力学性质与耕性

土壤受外力作用时显示出一系列动力学特性，统

土壤空气数量显然不是固定不变，原因：土壤孔 隙状况的变化和含水量的变化
二、土壤空气的组成
土壤空气与大气组成的比较（容积%）
气 体 O2 20.94 CO2 0.03 N2 78.05 其他气体
近地面的 大气 土壤空 气
0.95
18.0-20.03
0.15-0.65
78.8-80.24
－
土壤空气和进地面大气空气组成的差异
孔隙体积 土壤体积－土粒体积 土粒体积 土壤孔度＝ ＝ ＝ 1－ 土壤体积 土壤体积 土壤体积 土粒体积 土重 土粒体积 土重 ＝ 1－ ＝ 1－ 土壤体积 土重 土重 土壤体积 土重 容重 土重 ＝ 1－ ＝ 1 － 密度 土壤体积 土粒体积
总孔度的范围
壤土
≥40 <40
<30
粘土
30～35 35～40 40～60 >60
沙性土 壤性土 黏性土
（二）土壤孔性和结构性

土壤孔性：土壤孔隙总量及大、小孔隙分布。

土壤结构性：土壤固体颗粒的结合形式及其
相应的孔隙性和稳定度。

土壤孔性是土壤结构性的反映，结构性好则 孔性好
1、土壤孔性
（1）土壤密度 定义：单位容积固体土粒 ( 不包括粒间孔隙的容积 ) 的质量（实用上 多以重量代替，克/厘米3）称为土壤 密度。
重，称为土壤容重 (克 /厘米 3或吨 /米 3。土壤 容重值变化较大，但总是小于土壤密度 土壤质地、有机质含量、结构性和松紧度

影响土壤容重
（3）土壤孔隙状况
1）土壤孔度

土壤孔隙：土粒或团聚体之间，以及团聚体
内部的孔隙。

土壤孔度：土壤中孔隙的容积占整个土体容
积的百分数。也称总孔度。
孔度的推导
（四）土壤通气性
（五）土壤力学性质与耕性
（一） 土壤质地
1、土粒、粒级及粒级分类

土壤颗粒有：单粒 和 复粒之分。 根据单个土粒的当量粒径（假定土粒为圆球形的 直径）的大小，可将土粒分为若干组，称为粒级。

各种粒级制都把大小颗粒分为石砾、砂粒、粉粒 和粘粒4组
2、土壤各粒级的理化性质
3、土壤的机械组成和质地

土壤的机械组成：土粒中各粒级的相对含量。
土壤质地：根据土壤机械组成划分的土壤类型。 一般分为砂土、壤土和粘土三组，每组又可分出 若干种质地名称。

土壤质地分类质包括国际制、美国农部制、卡钦 斯基制
土壤质地
砂粒55%
粉粒15%
粘粒30%
土壤质地
表 4－6 质地组 砂土 壤土 卡钦斯基土壤质地基本分类（简制） 不同土壤类型的<0.01 毫米粒级含量(%) 灰化土 草原土壤、红黄壤 碱化土、碱土 0～5 0～5 0～5 5～10 5～10 5～10 10～20 10～20 10～15 20～30 20～30 15～20 30～40 30～45 20～30 40～50 45～60 30～40 50～65 65～80 >80 60～75 75～85 >85 40～50 50～65 >65 质地名称 松砂土 紧砂土 砂壤 轻壤 中壤 重壤 轻粘土 中粘土 重粘土

土壤比重：单位容积的固体土粒（不包括粒间孔隙 ）的干重与 4℃时同体积水重之比，乃无量纲，数值 与土壤密度相等。

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。
（2）土壤容重

单位容积的土体（包括粒间孔隙）的烘干
粘土
土壤质地
表 4－8 中国土壤质地分类 （邓时琴，1985）
质地组 砂土
质地名称 极重砂土 重砂土 中砂土 轻砂土 砂粉土 粉土 砂壤 壤土 轻粘土 中粘土 重粘土 极重粘土 砂粒(1-0.05) >80 70～80 60～70 50～60 ≥20 <20 ≥20 <20
颗粒组成%（粒径：毫米） 粗粉粒(0.05-0.01) 细粘粒(<0.001)
（三）土壤水分含量及其有效性

1、土壤水分含量
湿土质量-干土质量 ×100
土壤质量含水量（%）= 干土质量 土壤容积 ﹦ 土壤重量含水量×容重 含水量（%） 土壤相对含水量（%）= 土壤含水量 ×100
田间持水量
土壤三相比计算
如土壤含水量（重量）20%，容重为1.2。 土壤容积含水量为20%*1.2=24.0% 固相体积=1.2/2.65 =45% 土壤总孔隙度=1—1.2/2.65=55% 空气所占体积为55%—24%=31%
砂土 30－45％
壤土
粘土
40-50%
45-60%
泥炭土 〉80％
结构良好的表土其孔度高达55-65%，甚至在70 ％以上。
d
3 T
2）土壤孔度分级

当量孔径
3 d T（土壤水吸力）
非活性孔（无效孔隙）当量孔径< 0.002 mm 毛管孔 当量孔径为0.02～0.002 mm
非毛管孔
当量孔径> 0.02 mm
2、土壤结构性
（一）概念
１.土壤结构体

土粒在胶结物（有机质、碳酸钙、氧化铁等）的 作用下，相互团聚在一起形成大小、形状、性质 不同的土团。
２.土壤结构性

土壤中结构体的数量、大小、形状、性质及其排 列和相应的孔隙状况等综合特性。
土壤结构体
不良结构：