第二章2 土壤机械组成

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教学课件第二章土壤耕作机械

教学课件第二章土壤耕作机械

二、犁体曲面的几何元线设计法
设计方法 (1)犁体曲面轮廓及正视图的绘制 (2)导曲线的位置与形状 (3)元线角的确定
二、犁体曲面的几何元线设计法曲线的位置与形状 (3)元线角的确定 (4)犁体曲面俯视图的确定 (5)完成正视图 (6)绘制侧视图
一、犁体曲面形成原理
1、水平直元线 2、 斜元直元线 3、曲元线
按理面剖面曲线族形成犁面的原理
二、犁体曲面的几何元线设计法
1、水平直元线设计法 2、 斜元直元线设计法 3、翻土曲线设计法
设计方法 (1)曲面轮廓及正视图的绘制 宽深比的确定 k=b/a 正视图的确定 土垡断面 ABCD 反转后ABCD铧刃线AG b=b+△b 胫刃线 AK
旋耕机
刀 a 弯刀 b 凿型 c 直刀
刀轴
精细农业简介
分组立式耕耙犁
翻转双向犁
双向犁平地合墒器随动翻转机构的研究 张道林 农业工程学报 2000.(5)
单油缸双向犁翻转机构的分析与设计。 张道林 山东农业机械化学院学报1988(4)
双向犁合墒器
犁体曲面设计1
犁体曲面设计2
教学参考书
农业机械学. 2003 李宝筏 . 北京:农业出版社( 附两张多媒体光碟) 农业机械学(第二版). 1997. 北京农业工程大学主编 . 北京:农业出版社 农业机械学(第二版). 2003 . 桑正中、吴守一 . 北京:机械工业出版社
耕地机械的分类
按照工作原理分类 铧式犁、圆盘犁和旋耕机
耕地机械的分类
按照挂接方式可以分为: 牵引式 半悬挂式 悬挂式
悬挂式
拖拉机液压系统与农具挂接
犁的分类
按犁铧数分: 单铧、双铧和多铧犁
犁单体
犁铧 犁壁(犁胸、犁翼) 延长板 犁柱 滑草板 犁侧板 犁托

土壤机械组成方法

土壤机械组成方法

实验土壤机械分析--比重计速测法、目的要求土壤矿物质颗粒是上壤固相的主要组成部分,其颗粒直径大小,对土壤理化性状及肥力有较大的影响。

通过土壤颗粒分析,测定各粒级所占的百分含量,可以确定土壤质地,它是土壤学实验中的基本的分析项目之一。

土壤质地对土壤形成、土壤理化性质、肥力因素、植物生长及微生物活动都有很大影响。

因此,测定土壤颗粒组成具有重要意义。

本实验采用比重计速测法,按卡庆斯基质地分类(简制)确定土壤质地名称。

二、方法原理比重计速测法是将一定数量的土样(<1毫米),经过化学与物理处理,使其充分分散成单粒,然后置于一升容积的水中,让其自由沉降,其沉降速度符合司笃克斯定律(即球体(土粒)在介质(水)中沉降,其沉降速度与球体(土粒)半径的平方成正比,而与介质(水)的粘滞系数成反比)。

根据不同温度下土粒沉降时间,可以用甲种比值计测定悬液的比重。

比重计读数直接指示出悬液在比重计所处深度上的悬液中小于某一粒径的土粒的含量,再据卡庆斯基质地分类表查出质地名称。

司笃克斯定律:其中:V 半径为r的土粒在介质中沉降的速度,重力加速度土粒的半径di 土粒的密度,平均为2.65克/厘米3d2 介质(水)的密度卩介质(水)的粘滞系数三、试剂及仪器1. 0.5mol •L-1(N&C2Q)草酸钠溶液:称取33.5克草酸钠(化学纯),加蒸馏水溶液解后稀释至1升,摇匀。

2. 0.5 mol •L-1(NaOH氢氧化钠溶液:称取20克氢氧化钠(化学纯),加蒸馏水溶液后稀释至1升,摇匀。

3. 0.5 mol •L-1(NaPO 6六偏磷酸钠溶液:称取51克六偏磷酸钠[(NaPO)6](化学纯),加蒸馏水溶解后稀释至1升,摇匀。

4. 天平(感量0.01克)、铝盒、有柄瓷钵、橡皮塞玻棒、大漏斗、定时钟、沉降筒、搅拌棒、温度计等。

5. 甲种比重计(鲍氏比重计):刻度范围为0—60,最小刻度单位1克/升。

刻度代表比重计所处深度上的土壤悬液的平均比重。

土壤矿物质与岩石的风化

土壤矿物质与岩石的风化

土粒分级:石砾、砂粒、粉砂粒、黏粒
粒径:由大变小 组成:原生矿物
次生矿物
2、 土壤粒级分类
(1)国际制土粒分级: 石砾:1mm; 砂粒:1-0.05mm; 粉粒: 0.05-0.002mm; 粘粒:0.002mm;
(2)前苏联土粒分级: 物理性砂粒:>0.01 mm;物理性粘粒:<0.01 mm 粗、中、细砂粒;粗、中、细粉粒; 粗、细粘粒及胶体
②卡庆斯基质地制
砂土、壤土、粘土
质地组 砂土 壤土
粘土
卡钦斯基土壤质地分类
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
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
二、土壤矿物质的化学组成和矿物组成
1、土壤矿物质的化学组成 土壤
SiO2、Al2O3、Fe2O3 占土壤矿质总质量75%
2、土壤中的矿物组成
(1) 矿物分类 根据矿物的结晶状态,矿物可分为:结晶质矿物; 非晶质矿物。 一般常分为:原生矿物;次生矿物。
原生矿物:指那些经过不同程度的物理风化,未改变化学组成和结 晶结构的原始成岩矿物。
➢ ห้องสมุดไป่ตู้分:K(正长石、云母)、P(磷灰石)、Ca、Mg、Fe (橄榄石、角闪石等)。
酸碱性:
a. 酸性岩:SiO2>65% 易风化,K丰富,砂粘 适中,花岗岩
b. 中性岩:SiO252-65% 大量粘土矿物,K丰富, 正长岩
c. 基性岩:(碱性)SiO242-52% Ca、Mg、Fe 盐基,辉长岩、玄武岩

2土壤耕作机械

2土壤耕作机械
(5)横向水平调整:可通过改变拖拉机悬挂机构右提升杆长度来调
整,当犁架出现右侧高左侧低时,伸长右提升杆。
3、铧式犁的调整
(1)耕深调整 (2)耕宽调整 (3)偏牵引调整 (4)纵向水平调整 前后犁体耕深不一致 内翻法 • 外翻法 • 套翻法
补充:悬挂农具耕作深度的控制
扩展知识 • 仿生技术的发展及应用
第三节 铧式犁的构造与原理
铧式犁外观
铧式犁外观
一、铧式犁的种类及特点
铧式犁:以犁铧为主要耕作部件的犁称为铧式犁。
分类:
按动力:畜力犁、机力犁。 按与拖拉机挂结形式:牵引犁、悬挂犁和半悬挂犁。 按重量:轻型犁、重型犁。 按用途:旱地犁、水田犁、果园犁、灌木---沼泽地犁。
一、铧式犁的种类及特点
3、半悬挂犁——运输状态下,机具的重量前部分由拖拉机承
担,后半部分由机具承担。
特点:犁体宽、纵向长度大,解决了悬挂犁纵向操作稳定性问
题。优点介于牵引犁与悬挂犁之间,比牵引犁结构简单,比悬挂犁稳 定性好。
二、铧式犁的主要部件
牵引悬 挂装置
机架
行走限 深装置
主犁体
组成:犁架、主犁体、耕深调节装置、支撑行走装置、 牵引悬挂装置等。主犁体为铧式犁的核心工作部件。
二、土壤耕作机械的种类
(一)耕地机械:对整个耕作层进行耕作
如:铧式犁、圆盘犁
(二)整地机械:对耕作后的浅层表土再进
行耕作
牵引型:水田耙、圆盘耙等各种耙
动力 来源
驱动型:旋耕机、机耕船
全悬挂式铧式犁
双向圆盘犁
42片液压偏置轻耙 (圆盘耙)
旋耕机
湖北-12B型机耕船
第二节 耕层土壤的物理学性质
微耕机刀片
旋耕机构造

第二章 土壤耕地机械

第二章 土壤耕地机械

第二节 土壤耕作力学
一、耕层土壤的力学特性
为了正确认识在耕耘过程中,机械对土壤的 施力状态和土壤产生的反应,我们不仅要了解 耕作土壤的物理特性(如:土壤的机械组成、结 构、容重、孔隙度、含水率等),还必须研究土 壤在机械作业过程中所产生的动力特性如强度、 流变、摩擦因数等),即只是在受外力作用时才 表现出来的力学特性。这种特性,或称土壤的 动力效应(dynamic behaviOr)。
1、土壤强度
是指某种土壤在特定条件下抵抗外力作用的能 力,也可定义为土壤承受变形或应变的能力。
Micklethwaite最早把土壤强度与机具联系起来。应用
土力学中的摩尔一库伦定律,建立了车辆的前进推力或附着力
的模型:
Pφ=Fc+Gtanφ
式中:
Pφ—土壤对车辆的最大推力或附着力;
F——车轮的接地面积;
4、土壤坚实度
土壤坚实度也称贯入阻力。当压缩非密实土壤 时,使其压痕的容积为1cm3时所需的力称为单位 压实力。当以一定断面形状(圆形、锥形等)的柱塞 压入土壤,其压陷深度与单位压实力的乘积称为土 壤坚实度。
Bekker首次建立了土壤承载能力与下陷深度的 数学模型,并被得到普遍的引用,其模型为 P=(Kφ+Kc/b)Zn 式中:P——土壤坚实度; Kφ——土壤内摩擦变形模量; Kc——土壤内聚力变形模量;
三、土壤耕作机械的种类
土壤耕作机械的种类较多,根据耕作的深度和用途不同, 可把土壤耕作机械分为两大类:一是耕地机械,它是对整个 耕作层进行耕作的机具,常用的有铧式犁、圆盘犁、全方位 深松机等。二是整地机械,即对耕作后的浅层表土再进行耕 作的机具,按动力来源分,可分为牵引型和驱动型两种:牵 引型整地机械包括圆盘耙、齿耙、滚耙、水田耙、镇压器、 轻型松土机、松土除草机等,驱动型整地机械包括旋耕机、 驱动船、机耕船、灭茬机、秸秆还田机、盖籽机等,其耕作 深度约等于播种深度。此外,土壤耕作机械还有兼有耕、整、 灭茬和垄作的联合耕作机械,如耕耙犁、联合耕作机、旋耕 灭茬机等。

02 第二章 土壤耕作机械

02 第二章 土壤耕作机械

q q' W= 100% q'
p
土壤的相对湿度:土壤绝对湿度与田间持水量之比。
W Wo 100% Wn
2.5 土壤的凝聚力和附着力
p p
土壤的凝聚力:指土粒之间的结合力,其大小与土壤质地、 含水量等因素有关。 土壤与耕作部件接触面之间的黏着力称为附着力,几乎完 全是因水膜的表面张力所造成的。附着力与土壤质地、含 水量、接触面的材料和粗糙度等因素有关。土壤沿着耕作 部件表面的滑移阻力可表示为:
3.2 铧式犁的主要部件
p
铧式犁的主要部件有犁体、小前犁、犁刀和犁架等。
p
犁体的功用是切土、破碎和翻转土壤。
Plow leg 犁 翼 犁 胸 Share 胫刃Shin Gross slide board
Extension
Moldboard 犁体曲面
Landside
Frog
铧刃Cutting edge
滚垡过程
3.3 铧式犁的翻垡原理
p
p
ü ü
垡片翻转后能否处于稳定状 态(即原土壤表面向下覆盖 在前一垡片的底面上 ,而其 底面向上),取决于垡片的 宽深比 k 值。对于翻垡型犁, 在犁耕不易松散的土壤时 , 要获得稳定状态的条件是: k=b/a > 1.27 否则, k=b/a=1.27时为临界状态; k=b/a < 1.27 时 为 回 垡 (立垡)状态。
Pφ:土壤对车辆的最大推力或附着力 F:车轮的接地面积 c:土壤的黏结力 G:法相载荷(或法向压力) φ:土壤间的内摩擦角
2.2 土壤坚实度
p
土壤坚实度:也称贯入 阻力。当压缩非密实土 壤时,使其压痕的容积 为 1cm3 时所需的力称为 单位压实力。当以一定 断面形状(圆形、锥形 等)的柱塞压入土壤, 其压陷深度与单位压实 力的乘积称为土壤坚实 度。

土壤机械组成PPT课件

土壤机械组成PPT课件

物理性粘粒
(%)
0-5 5-10 10-20 20-30 30-45 45-60 60-75 75-85 >85
质地类型
松砂 紧砂 砂壤 轻壤 中壤 重壤 轻粘 中粘 重粘 土土 土 土 土 土 土 土 土
5
第二步按优势粒级细分和定名。粗粉粒为粗粉质,中细粉粒为粉质,砂粒 为砂质,粘粒为粘质。具体命名时取第二优势粒级,如下表:
时分秒 2 55 2 50 2 50 2 45 2 40 2 30 2 25 2 25 2 20 2 15 2 15 2 15 25 20 1 55 1 55 1 50
<0.001mm
时分秒
48
48
48
48
48
48
48
48
48
48
48
48
48
48
48
48
48
16
(6)读数校正
➢ 由于水质、温度、分散剂对读数有影响,因而首先要将读数进行校正(表6-4)
13
(4)分离2~0.25mm粒级及制备悬液
分离0.25mm以上的沙粒,分别称出它们的烘干质量。
14
(5)测定悬液比重
搅拌后静置,记下时间,按照溶液的温度,查表2-1可 知到< 0.01毫米土粒沉降所需时间,在到达所需时间的前 20秒(如温度约20℃时所需时间为26分钟,则在25分40秒) 将比重计徐徐放入,至所达时间立即读数(R)。
<0.05mm
时分秒 1 32 1 30 1 25 1 23 1 20 1 18 1 18 1 15 1 12 1 10 1 10 18 16 15 13 10 58
<0.01mm
时分秒 43 42 40 38 37 36 35 34 33 32

实验二 土壤机械组成测定

实验二 土壤机械组成测定

实验二、土壤机械组成分析1 目的和意义通过测定土壤的机械组成,可以知道土壤质地的粗细。

土壤质地直接影响着土壤的理化性质和肥力状况,同时它还是土壤分类的重要依据,所以在研究土壤的形成、分布、分类及肥力状况时一定要先测定土壤的机械组成。

测定土壤机械组成(粒度分析)的方法有好几种。

在野外因仪器、药品携带不方便,所以常用手测法(揉条法)。

在室内则采用吸管法或比重计法。

比重计法操作方法比较简单容易也比较准确。

吸管法一般多用于科研等更精确的分析,因我们课时有限,所以我们实验是采用比重计法。

2 测定原理测定土壤机械组成也就是测定土壤质地。

土壤是由许多大小不同的土粒,按不同比例组合而成的,这些不同的土粒组合在一起所表现出来的土壤粗细状况,就称作土壤质地(soil texture )。

土壤机械组成分析原理,就是把土粒按其粒径大小分成若干级,并定出各级的量,从而得出土壤的机械组成。

对于粒径>0.25mm 砂粒,一般用过筛法,将砂砾逐级过筛称重。

对于粒径小的土粒,则用分散剂法将其充分分散,再使分散后的土粒在一定容积的悬液中自由沉降,根据土粒沉降的速度,分别测定不同粒级含量的多少。

这一过程依据物理学上的Stokes 定律: 式中:v-颗粒在介质中的沉降速度(cm/s );g-重力加速度(980cm/s 2);r-颗粒半径;d-颗粒比重(土粒平均比重为2.65g/cm 3);d 1-介质比重(g/cm 3);η-介质的黏滞系数(g/cm.s)在特定条件下,d ,d 1,η均为可知数,可得土粒下降的速度与其粒径的平方成正比,土粒愈大沉降速度愈快,再根据量筒的高度H ,利用H=vt ,就可计算出开始下降后的不同时刻当时仍悬浮的土粒粒径。

所用土样是过1mm 筛的土样,用比重计法测定。

在测定以前还要根据土壤pH 值的不同选用不同的分散剂。

我们的分析土样pH 值是酸性的,所以用0.5 mol/L NaOH 溶液做为分散剂,这是化学分散法,为了使其充分分散,还必须研磨,这是物理分散法。

土壤机械组成方法(精品文档)_共5页

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室外鉴别土壤质地的标准:
一、砂土:干时完全无结构,成为疏松的散砂,湿润时不能搓成小球。
二、砂壤土:干时捏碎起来很容易,有较粗的砂粒,湿润状态下可搓成短 而粗的条。
三、壤土:可搓成直径 2—3 毫米的细条,弯曲时易断裂。
四、粘土:干时很难捏碎,湿时可搓成细条,弯成土环时不断裂,将土条 压扁时也不会有裂缝。
表 2—1 <0.01 毫米土粒沉降时间表
温度
温度
温度
温度












8
37
15
30
22
25
29
21
9
36
16
29
23
24
30
30
20
10
35
17
28
24
24
31
19
30
11
34
18
27
30
25
23
30
32
19
12
33
19
27
26
23
33
19
13
32
20
26
27
22
34
18
30
14
31
21
五、结果计算
1.将风干土重换算成烘干土重
风干土重
烘干土重 = 1 吸湿水 /1000
2.计算小于 0.01 毫米土粒的百分含量
(( 比重计读数 空白值) 100
<0.01 毫米土粒% =
烘干土样重
根据<0.01 毫米土粒%,查卡庆斯基质地分类表(见表 2—2),确定土 壤质地名称。

土壤耕作机械构造与原理

土壤耕作机械构造与原理

三角形犁铧
一般呈等腰三角形,有两个对称的铧刀,主要用
在畜力犁上,缺点:耕后沟底面成波浪状、沟底不平。
犁铧材料: 犁铧的材料一般采用坚硬、耐磨,具有较高强度和韧性的材料,
如65Mn钢或65SiMn稀土钢,刃口部分必须进行热处理。 (2)犁壁
作用:与犁铧一起构成犁体曲面,用来翻转、破碎土壤。 形式:整体式、组合式、栅条式 工作原理:犁壁和犁铧前缘构成犁胫,在犁体工作时切出侧面犁 沟墙的垂直切土刃;胫刃线呈曲线或外凸曲线(利于沟墙稳定),犁 壁的不同形状可达到滚、翻、碎、窜等不同的翻土效果。 材料及工艺:冲压工艺,常用65Mn钢或低碳钢经渗氮处理。为便于更 换,常用组合式犁壁。
土壤比阻
K
' t
Rx ab
式中 a—测力犁的耕深 b—测力犁的单铧幅宽
1、铧式犁的种类及特点 2、铧式犁的主要部件 3、铧式犁的翻垡原理 4、铧式犁的挂结与结构 5、特种犁
1、铧式犁的种类和特点
组成: 牵引杆、犁架、犁体、机械或液压升降机构、调节机构、行
走轮、安全装置等部件组成。
特点:与拖拉机单
(3)犁侧板 位于犁铧后上方,受侧向力和部分垂直压力,常用平 板式犁侧板,也用刀形的,后端与犁沟接触,受力较大,易磨损, 有的安装了可更换的犁踵。安装犁侧板时,与沟底和沟壁成一定的 角度,从而使只有犁尖和犁踵接地,增加了铧刃对沟底及犁胫对沟 墙的压力,从而使犁工作时始终有一种增大耕深和耕宽的趋势,这 样,犁侧板起到了稳定耕宽和耕深的作用。两个安装角由犁体的水 平间隙和垂直间隙来保证。
不同犁铧的特点:
形式
特点
凿形犁铧 梯形犁铧
分为铧尖、铧翼、铧刃、铧面等部分。铧尖呈凿 形,向下延伸5-10mm(?),工作时铧尖首先入土, 然后铧刃水平入土,土垡沿铧面上升到犁壁。凿形铧 入土容易,工作稳定,可用于较黏重土壤。

土壤机械组成名词解释土壤学

土壤机械组成名词解释土壤学

土壤机械组成名词解释土壤学土壤学是研究土壤的形成、分类、组成、性质、肥力、利用和保护等科学。

作为一个重要的农业科学领域,土壤学对于农业生产、土壤保护以及环境保护都具有重要的意义。

在本文中,我将以土壤机械组成名词解释为主线,深入探讨土壤学的相关概念,以帮助您更全面地了解土壤学。

一、概念解释1.土壤:指覆盖在地球地表的新生居体系,它由矿物质、有机质、水、空气和生物组成,一般在地表有非生态因子作用下,能够生长植物的一种生物体。

土壤是植物生长和发育的物质基础,也是陆地生态系统的重要组成部分。

2.机械组成:土壤的机械组成包括土粒的组成结构、颗粒分布以及土壤的密实度等。

这些机械组成对土壤的透气性、保水性、保肥性等都有重要影响,直接影响着土壤的肥力和作物的生长。

二、土壤的机械组成名词解释1.土粒:土壤中的固体颗粒,主要由砂粒、粘粒和壤粒三类组成。

其中,砂粒直径在0.05~2mm之间,粘粒直径小于0.002mm,壤粒直径在0.002~0.05mm之间。

这些土粒的大小和分布直接影响着土壤的通透性和保水性。

2.土壤密实度:指土壤中土粒间的紧密程度,主要受土壤团聚体结构、土壤水分含量和土壤有机质含量等因素的影响。

密实度直接影响着土壤的渗透性和栽培性。

3.颗粒分布:指土壤中各种颗粒的含量和分布情况,一般以砂、粉粒(粘粒和壤粒)和泥粒的含量比例来描述。

颗粒分布直接影响了土壤的肥力和作物的生长。

三、主题总结回顾通过本文对土壤机械组成名词的解释,我们对土壤学有了更深入的理解。

从土壤的定义开始,逐步深入地探讨了土壤的机械组成,包括土粒、密实度和颗粒分布等方面。

这些内容的深入分析,有助于我们更全面地认识土壤学的重要性和复杂性。

我的观点和理解在我看来,土壤学是一个具有重要意义的学科,它关系着人类的生存和农业的发展。

作为土壤学的一个重要组成部分,机械组成对土壤的肥力和作物的生长有着重要的影响。

我们需要更加重视土壤学的研究和保护工作,以促进农业的可持续发展和环境的保护。

第二章2 土壤机械组成.

第二章2 土壤机械组成.

石砾
>0.01
砂 粗砂粒 粒 细砂粒
2-0.2 0.20.02 0.02- 0.002
物理性 砂粒
粉砂粒
<0.01 物理性 黏粒
黏粒
<0.002
黏粒
胶粒
1、国际制(ISSS):三级分类制 国际制是1930年第二届国际土壤学会提出的,其特点是十进制, 以粒径2 mm为土粒的上限,以小于0.002为土粒的下限。
(三)各粒级矿物组成和化学组成如下:
(1)矿物组成 • 砂粒主要是由各种原生矿物组成的,其中以石英最多,其次 是原生硅酸盐矿物。 • 土壤中原生矿物很少,基本上是次生矿物,主要是高岭石、
蒙脱石和水云母三类以及铁、铝等的氧化物和氢氧化物。
(2)化学组成 • 以石英和长石等原生矿物为主,二氧化硅含量较高; • 则以次生硅酸盐矿物为主,铁、钾、钙、镁等的含量较多。
1.国际制土壤质地分类标准
• (1)砂土及壤土类以黏粒含量在15%以下为其主 要标准;黏壤土类以黏粒含量在15%一25%为其 主要标准;黏土类以含黏粒25%以上为主要标准。 • (2)当土壤含粉粒达45%以上时,在上述4类质 地名称前加“粉质”字样。 • (3)当砂粒含量在55%一85%时,则在各类名称 前加“砂质”字样。如砂粒大于85%,则称壤质 砂土,其中砂粒达90%以上者称为砂土。 ☻ 根据这个分类标准将土壤划分为砂土、壤土、 黏壤土和黏土4类12级
2、粘质土(clayey soil)
(1)水分状况:透水性差,土内排水不畅,低洼处易受渍害 (waterlogging );保水性强,但有效性差;结构不良时,裂 隙大,土内蒸发严重,易受干旱。 (2)空气状况:通气性差, O2少,嫌气性强。 (3)养分状况:潜在养分多;保肥性强;养分转化慢,但有效 性差,肥劲稳长。 (4)热状况:热容量和导热率高,土温稳定,温差小,群众称 之为“冷性土”。 (5)耕性:粘重、坚硬、难耕,阻力大,质量差,适耕期短。 (6)发棵性:“发老不发小,把籽不养苗”。播种质量差,易 造成“缺苗断垄”。作物后期易发生贪青晚熟。 (7)适种性:耐水肥、中晚熟作物品种。禾本科植物。叶菜类。

第二章-2-土壤质地

第二章-2-土壤质地

粘土
Textural Triangle
Sand texture class
Silt texture class
Clay texture class
SAND: 15% SILT: 35% CLAY: 50%
100% sand
100% silt
Changing Soil Texture
Soil texture can be changed only by mixing with another soil with a different textural class Adding peat or compost to a mineral soil is not considered changing the texture
Changes in soil texture
Over long periods pedologic processes alter soil horizon textures As soils get older sand weathers to silt and silt weathers to clay….therefore old soils have more clay
Determining Soil Texture –Hydrometer Method
The velocity of settling (V) is proportional to the square of particle diameters (d)
Stokes Law V = kd2
Bigger particles settle more quickly
How is texture determined?
In the field: the “feel” method In the lab: sieves and sedimentation

第2章 土壤的物质组成(2 生物、水、气)汇总

第2章 土壤的物质组成(2 生物、水、气)汇总


土壤
A 砂土
10%


土壤
向 何
B

粘土 ?
10%
•结合土水势,解释说明含水量相同 时,一表层为壤土,中间是粘土,而 下层是砂土的土壤水分移动情况。
•(1)相同含水量下,不同质地土壤对水分 的结合强度不同。水势由各分势组成,相同 含水量下,重力势是不变的 • 由于粘土对水分的结合强度大,基质势负值大
• 土壤所有的孔隙都充满了水,
•水分因重力作用而向土壤 •下层或横向运动的速度。
vKJ
•达西定律
•渗透系数
•(2)土壤非饱和流(unsaturted soil water flaw)
• 土壤悬着水的运动,推动力主要 •是基质势梯度和重力势梯度
•也可用达西定律解释
•(3)土壤汽态水的运动表现为 •水汽扩散和水汽凝结两种现象
而能量低,所以粘土的总水势低,壤土的总水势相 对稍高,砂土的基质势负值小,总水势较高。
•(2)水分运动是从水势高的地方流向水势 低的地方,因此表层为壤土、下层是砂土的 土壤水分流向水势较低的中间粘土土层
•三 、土壤水分运动
•(1)饱和流 (Saturated Soil Water Flow)
•水压梯度
* 食性可分为三类∶ 1、 以腐败的有机质为食的 2、 以其他线虫、细菌、原生动物为食的 3、 寄生在高等植物根系的
线虫 螨(mite)
二、原生动物
变形虫
*原生动物是动物中最低级的。 *典型种类有∶
变形虫 纤毛虫 鞭毛虫 孢子虫
土壤中以鞭毛虫数量最多。
土壤微生物
土壤中微生物 分布广 数量大 种类多 最活跃
展,并不侵入根细胞内部,这种菌根称为外生菌根。 (形成菌鞘)

土壤机械组成方法

土壤机械组成方法

⼟壤机械组成⽅法实验⼆(1)⼟壤机械分析--⽐重计速测法⼀、⽬的要求⼟壤矿物质颗粒是⼟壤固相的主要组成部分,其颗粒直径⼤⼩,对⼟壤理化性状及肥⼒有较⼤的影响。

通过⼟壤颗粒分析,测定各粒级所占的百分含量,可以确定⼟壤质地,它是⼟壤学实验中的基本的分析项⽬之⼀。

⼟壤质地对⼟壤形成、⼟壤理化性质、肥⼒因素、植物⽣长及微⽣物活动都有很⼤影响。

因此,测定⼟壤颗粒组成具有重要意义。

本实验采⽤⽐重计速测法,按卡庆斯基质地分类(简制)确定⼟壤质地名称。

⼆、⽅法原理⽐重计速测法是将⼀定数量的⼟样(<1毫⽶),经过化学与物理处理,使其充分分散成单粒,然后置于⼀升容积的⽔中,让其⾃由沉降,其沉降速度符合司笃克斯定律(即球体(⼟粒)在介质(⽔)中沉降,其沉降速度与球体(⼟粒)半径的平⽅成正⽐,⽽与介质(⽔)的粘滞系数成反⽐)。

根据不同温度下⼟粒沉降时间,可以⽤甲种⽐值计测定悬液的⽐重。

⽐重计读数直接指⽰出悬液在⽐重计所处深度上的悬液中⼩于某⼀粒径的⼟粒的含量,再据卡庆斯基质地分类表查出质地名称。

司笃克斯定律:µ21292d d gr V -=其中:V 半径为r 的⼟粒在介质中沉降的速度, g 重⼒加速度 r ⼟粒的半径d1 ⼟粒的密度,平均为2.65克/厘⽶3 d2 介质(⽔)的密度 µ 介质(⽔)的粘滞系数三、试剂及仪器1.0.5mol·L -1(Na 2C 2O 4)草酸钠溶液:称取33.5克草酸钠(化学纯),加蒸馏⽔溶液解后稀释⾄1升,摇匀。

2.0.5 mol·L -1(NaOH )氢氧化钠溶液:称取20克氢氧化钠(化学纯),加蒸馏⽔溶液后稀释⾄1升,摇匀。

3.0.5 mol·L -1(NaPO 3)6六偏磷酸钠溶液:称取51克六偏磷酸钠[(NaPO 3)6](化学纯),加蒸馏⽔溶解后稀释⾄1升,摇匀。

4.天平(感量0.01克)、铝盒、有柄瓷钵、橡⽪塞玻棒、⼤漏⽃、定时钟、沉降筒、搅拌棒、温度计等。

实验二 土壤的机械组成

实验二  土壤的机械组成

实验二土壤的机械组成一、实验目的:1、土壤颗粒组成是土壤基本的肥力属性之一。

2、是了解土壤发生和划分土壤类别的重要依据。

3、对土壤颗粒组成的分析测定及确定质地的名称。

4、对进行合理田间管理及种植作物类型具有指导意义。

二、实验原理:测定方法有:筛分法、静水沉降法、吸管法、比重计法等。

比重计法的设备及操作较简单, 土样经处理成悬液定容后, 根据土壤比重计浮泡在悬液中所处的平均有效深度, 静置不同时间后, 用土壤比重计直接读出每升悬液中所含各级颗粒的质量(g), 计算它们的百分含量, 并定出土壤质地名称。

三、材料方法1、试剂0.5mol/L的氢氧化钠0.5mol/L的六偏磷酸钠0.5mol/L的草酸钠溶液2、仪器和材料土壤比重计; 1000ml量筒; 50ml和250ml烧杯;沉降筒;玻璃棒;温度计; 天平。

四、操作步骤:正规的土壤机械组成分析,要求测定的粒级较多,操作步骤严格,且费时较多。

为了教学实验的方便,我们提供了一种简化、快捷的测定方法。

1、称取通过2mm筛孔的风干土样50g(精确至0.01g)置于250ml烧杯中。

2、土样分散。

根据土壤的pH值,分别加入不同的土壤分散剂,以破坏土壤团聚结构。

中性土壤:20ml草酸钠溶液酸性土壤:40ml氢氧化钠溶液碱性土壤:60ml六偏磷酸钠溶液3、加入分散剂后,再加入蒸馏水250ml,在震荡机上震荡15min(条件不允许的话,利用玻璃棒搅拌5min),以使土壤结构破坏。

4、悬浮液制备:将悬浮液放入到量筒中,将量筒内的悬浮液用水加至1000ml,将盛有悬浮液的1000ml量筒放在温度变化较小的平稳试验台上,避免振动、阳光直接照射。

5、悬浮液比重测定。

用沉降筒垂直搅拌悬浮液1min(上下各30次), 注意多孔片不要提出液面, 以免产生泡沫(有机质含量较多的悬浮液,搅拌时会产生泡沫, 影响比重计读数, 因此在放比重计之前, 可在悬浮液面上加几滴乙醇), 搅拌完毕静置5min后测定<0.02mm粒级的含量, 静置2h后测定<0.002mm粒级的含量。

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1.国际制土壤质地分类标准
• (1)砂土及壤土类以黏粒含量在15%以下为其主 要标准;黏壤土类以黏粒含量在15%一25%为其 主要标准;黏土类以含黏粒25%以上为主要标准。 • (2)当土壤含粉粒达45%以上时,在上述4类质 地名称前加“粉质”字样。 • (3)当砂粒含量在55%一85%时,则在各类名称 前加“砂质”字样。如砂粒大于85%,则称壤质 砂土,其中砂粒达90%以上者称为砂土。 ☻ 根据这个分类标准将土壤划分为砂土、壤土、 黏壤土和黏土4类12级
3、壤土类(loamy soil) 由于砂粘适中,兼有砂土类、粘土类的优点,消除了砂土粒 和粘土类的缺点,是农业生产上质地比较理想的土壤。 • • 通气透水性良好; 保水保肥性能好;
• 含水量适宜;
• • • 土温比较稳定; 粘性不大,耕性较好,宜耕期长, 适宜种植各种作物,“既发小又发老”。
4. 不同质地土壤的利用 • 砂土宜于种植生长期短、块根块茎类作物; • 需肥较多、生长期较长的谷类作物,则宜在粘质壤土和粘土 中生长。
卡庆斯基制(1957)
>3 >1
石砾
砂 粗砂粒 粒 中砂粒 细砂粒 砂 粗粉(砂)粒 中粉(砂)粒 细粉(砂)粒 黏 粗粘粒 粒 中黏粒
3-1
1-0.5 0.5-0.25 0.25-0.025 0.05-0.01 0.01-0.005 0.005-0.001
石砾
>0.01
砂 粗砂粒 粒 细砂粒
2-0.2 0.20.02
2、粘质土(clayey soil)
(1)水分状况:透水性差,土内排水不畅,低洼处易受渍害 (waterlogging );保水性强,但有效性差;结构不良时,裂 隙大,土内蒸发严重,易受干旱。 (2)空气状况:通气性差, O2少,嫌气性强。 (3)养分状况:潜在养分多;保肥性强;养分转化慢,但有效 性差,肥劲稳长。 (4)热状况:热容量和导热率高,土温稳定,温差小,群众称 之为“冷性土”。 (5)耕性:粘重、坚硬、难耕,阻力大,质量差,适耕期短。 (6)发棵性:“发老不发小,把籽不养苗”。播种质量差,易 造成“缺苗断垄”。作物后期易发生贪青晚熟。 (7)适种性:耐水肥、中晚熟作物品种。禾本科植物。叶菜类。
• 耐旱耐瘠的作物,实施早熟栽培的作物,以砂质至砂壤质土 壤为宜。
• 果树要求土层深厚,排水良好的砂壤、中壤土。
• 茶树以排水良好的红土至粘壤土最为适宜;
• 大部分作物对土壤质地的适应范围都相当广泛,可以通过灌 排、施肥、松土、覆盖、镇压以及其它土壤管理和栽培措施 加以调整。
三、 土壤质地的改良 (amelioration of poor soil textures) 一、土壤质地的层次性 1、原因:母质固有,如冲积母质;土壤发育过程
(三)各粒级矿物组成和化学组成如下:
(1)矿物组成 • 砂粒主要是由各种原生矿物组成的,其中以石英最多,其次 是原生硅酸盐矿物。 • 土壤中原生矿物很少,基本上是次生矿物,主要是高岭石、
蒙脱石和水云母三类以及铁、铝等的氧化物和氢氧化物。
(2)化学组成 • 以石英和长石等原生矿物为主,二氧化硅含量较高; • 则以次生硅酸盐矿物为主,铁、钾、钙、镁等的含量较多。
物理性 砂粒
粉砂粒
0.02- 0.002
<0.01 0.001- 0.0005 0.0005- 0.0001 <0.0001 物理性 黏粒
黏粒
<0.002
黏粒
胶粒
1、国际制(ISSS):三级分类制 国际制是1930年第二届国际土壤学会提出的,其特点是十进制, 以粒径2 mm为土粒的上限,以小于0.002为土粒的下限。
粒级 石砾(gravel) 砂粒(sand) 粗砂粒(coarse sand) 细砂粒(fine sand) 粉砂粒(silt) 粘粒(clay)
粒径(mm) >2 2~0.2 0.2~0.02 0.02~0.002 <0.002
2、卡庆斯基制(前苏联制):二级分类制
苏联制又称卡庆斯基制,是以粒径lmm为土粒的上限, 以粒径小于0.01mm为土粒的下限。先把所有颗粒分为 石砾(大于lmm)物理性砂粒(1-0.01mm)、物理性粘 粒(小于0.01 mm)。 石砾:>1mm 物理性砂粒:1~0.01mm 物理性粘粒:<0.01mm 其中物理性砂粒和物理性粘粒的相对含量,将是土壤 质分类的重要依据。具体见表2-5(p14)
页表所示。
表:粒级分类制
国际制
石砾
中国制(暂拟方案)1978
石块 >2 石 砾 砂 粒 粗石砾 细石砾 粗砂粒 细砂粒 粉 粒 粗粉粒 细粉粒 黏 粒 粗黏粒 >10 10-3 3-1 1-0.25 0.25-0.05 0.05-0.01 0.01- 0.005 0.005- 0.001 <0.001 石块
2、土壤质地的分类
土壤中的矿物质颗粒的大小及含量多少即土壤的 颗粒组成不同,对土壤的肥力性质影响很大,在 颗粒组成基本相似的土壤中,常常具有类似的肥 力特征。因此土壤学家根据肥力特征相近与否, 把土壤颗粒组成划分成若干组,每组为一个质地 类别,这种分类办法就叫土壤质地分类。 现介 绍3种常用的质地分类标准: 1.国际制土壤质地分类标准 2.卡庆斯基土壤质地分类 3.我国土壤质地分类
细砂粒(fine sand) 粉砂粒(silt) 粗粉粒(coarse slit) 中粉粒(medium slit) 细粉粒(fine slit) 粘粒(clay) 粗粘粒(coarse clay) 细粘粒(fine clay)
(二)各粒级的基本特征 (characteristics of soil particles of different size)
(1)国际制
石砾 砂粒 粉砂粒 粘粒 >2.0mm 2.0-0.02 mm 0.02-0.002mm <0.002mm
(2)卡庆斯基制
石砾 >1mm 物理性粘粒 1-0.01mm 物理性砂粒 <0.01mm
二、土壤颗粒组成(soil particle composition) 1、颗粒组成(质地)概念: 也叫机械组成(mechanical composition), 在土壤学上把土壤颗粒的不同粒级所占的 重量百分比组合即粒级大小及组成比例称 为土壤质地,也简称为颗粒组成。即土壤 矿物颗粒大小与多少的构成情况,反映土 壤砂粘程度。
2.粉粒
颗粒较小,容易进一步风化,其矿物成分中有原生的
也有次生的,颗粒较细,比表面积增大, 保水肥能力
增强,但土壤仍偏砂,有微弱的可塑性、膨胀性和收
缩性;湿时有明显的黏结性,干时减弱。粒间孔隙毛
管作用强,毛细管水上升速度和高度大。氧化硅含量
在60%一80%之间,营养元素含量比砂粒丰富。
3.黏粒 颗粒极细小,比表面积大,粒间孔隙小,吸 水易膨胀,使孔隙堵塞,毛管水上升极慢。可塑性、 黏着性、黏结性极强,干时收缩坚硬,湿时膨胀, 保水保肥性强.氧化硅含量在40%一60%之间,营 养元素丰富。
3、我国制土粒分级
中国科学院南京土壤研究所等单位根据中国的土壤情况, 拟定了我国的土粒分级标准。
粒级名称 石块 石砾 砂粒(sand) 粗砂粒(coarse sand) 粒径(mm) >3 3~1 1~0.25 0.25~0.05 0.05~0.01 0.01~0.005 0.005~0.002 0.002~0.001 <0.001
中物质的运移;人类耕作活动等。 2、几种典型质地层次 上砂下粘(蒙金土) 上粘下砂(倒蒙金土) 砂粘相间(夹粘、夹砂) 通体砂(松散型)、通体粘(紧实型)
思考题
1. 简述风化作用的概念、类型、特点。 2. 试述岩石、母质、土壤三者的区别与联系 3. 矿质土粒和土壤质地是如何分类的? 4. 试述土壤质地与土壤肥力间的关系? 5. 如何对不同质地的土壤进行改良和利用?
体,称为复粒。 ♥ 根据土粒的有效直径把土粒由粗粒到细粒划分成几组,同组的土 粒性质基本相近即为粒组或粒级。 ♥ 划分原则:同一粒级内,土粒大小相近,组成、性质基本一致; 而不同粒级间则有很大的差异。土粒分级一般将土粒分为石砾、 砂粒、粉砂粒和粘粒等四级。 ♥ 常用的划分标准:国际制、卡庆斯基制和中国暂拟分类制,如下
主要ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ容
• 一、土壤矿物质的颗粒组成 • 二、土壤颗粒组成 • 四、 土壤质地的改良
一、土壤矿物质的颗粒组成
• (一)土壤矿物质颗粒的粒级 • (二)各粒级的基本特征 • (三)土壤质地及质地分类
(一)土壤矿物质的颗粒(粒级)组成
♥ 土壤的固体颗粒简称为土粒。在自然状况下,这些大小不一的土
粒有的单个存在于土壤中,称为单粒;有的则相互黏结成为集合
2.卡庆斯基土壤质地分类
• 根据物理性粘粒和物理性砂粒的含量,把土壤质地分为3类9种。
• 卡庆斯基土壤质地分类可分为3个部分: • (1)土壤质地基本分类 (见附表1) • (2)土壤质地详细分类 • (3)按石块含量的补充分类 土壤中若含有> 3mm的石块,则在基本质地名称或详细质 地名称前再加石块含量的分类名称 (见附表2)
3.我国土壤质地分类 我国土壤质地分类制共分3大组11种质地,如下表.
• 三个分类制中,基本上都将土壤质地粗分为 三个大的类型, • 即砂质土(sandy soil) • 壤质土(loamy soil)(两合土) • 粘质土(clayey soil)
(三)不同质地土壤的肥力特征 Fertility characteristics of soils with different textures 1、砂质土(sandy soil) (1)水分状况:透水性强,保水性差,易干旱。 (2)空气状况:通气性强,O2多,常为好气条件。“漏风地”。 (3)养分状况:潜在养分少;保肥性差;养分转化快,有效性高, 但不持久。 (4)热状况:热容量和导热率低,土性温暖,昼夜土温变幅大, 属“热性土”。 (5)耕性:疏松易耕,耕作质量好,适耕期长。水田泡水耕作后 易淀浆板结,“闭口砂”。 (6)发棵性:“发小不发老,养苗不把籽”。作物后期易脱肥。 易倒伏(lodging)。 (7)适种性:适种耐旱、耐瘠、喜温、早熟作物品种。瓜果、块 根块茎类作物。豆科植物等。
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