第五章 土壤物理性质

（2）气
小孔隙多，通气性差，容易累积还原性物质
（3）热
水多气少，热容量大，温度不易上升， 称冷性土，对早春作物播种不利
(4) 肥
养分含量较丰富且保肥力强，肥效缓慢，稳而持 久，有利于禾谷类作物生长，籽实饱满。早春低 温时，由于肥效缓慢易造成作物苗期缺素
（5）耕性
耕性差，粘着难耕
3 壤质土 (loamy soil great group)
（二）团聚体形成条件 1.需要有足够的细小土粒 细小的土粒包括微团聚体和单粒。 2.胶结（作用） 指土粒通过有机和矿质胶体而结合在一起 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。
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
粘土
30～35 35～40 40～60 >60
3、石质土和砾质土的分类
由于我国山地和丘陵地较多，石质土 和砾质土较常见，其石块和石砾含量差 异很大，分类方法很多，往往因实际情 况，把一定区域内的石质、砾质土规定
出分类标准。《中国土壤》第2版中把土
壤石砾含量分为3级，见下表。
土壤石砾含量分级（％）
第五章 土壤物理性质
第一节土壤质地
一、土粒分级
土壤中各种粒径的固相颗粒，通常 将土粒假定为球形，人为地将土壤单粒
按直径大小划分成若干等级，同一粒级
在性质和化学成分上基本一致，这样的
划分方法称土粒分级。
（一）土粒分级的标准
1 国际制土粒分级标准（表6-1）
粒级名称 粒级
石 砾
粗砂
＞2
2～2.0 0.2～0.02 0.02～0.002 ＜0.002
0～15
0～15 0～15 15～25 15～25 15～25
0～45
35～45 45～100 0～30 25～45 45～85
55～85
40～55 0～55 55～85 30～55 0～40
粘土类
8．砂质粘土 9．壤质粘土
10．粉砂质粘土 11．粘土 12．重粘土
25～45 25～45
25～45 45～65 65～100
砂粒
细砂
粉砂粒 粘 粒
2 前苏联卡庆斯基土粒分级标准
前苏联卡庆斯基提出的，以0.01mm为
界限的粒级分类法。直径在0.01mm以上的 土粒都具有砂粒的特性，称物理性砂粒， 直径在0.0lmm以下的土粒都具有粘粒的特 性，称物理性粘粒。
卡庆斯基土粒分级标准
粒级名称 石 砾 粒 径 （mm） ＞3 3～1
第三节 土壤孔隙状况
一、土粒密度
土粒密度是单位容积土粒的质量。土粒 密度曾称土壤比重，单位是g／cm2。
二、土壤密度
土壤密度又称“土壤容重”，指 单位容积土壤的质量。根据干土和湿士
质量，又可分别为干土壤密度和湿土壤
密度。
三、土壤孔隙状况
（一）土壤孔隙度
土壤孔隙度指单位土壤总容积中的孔
隙容积。土壤孔隙度一般不直接测定，而
0～20 0～45
45～75 0～55 0～35
55～75 10～55
0～30 0～55 0～35
质地三角图：
先找到该颗粒的定点（100%），按3个粒 级含量分别做各顶点对应的三角形的3条底 边的平行线，3线相交点，即为所查质地区。
2.卡庆斯基土壤质地分类标准 这是一种2级分 类法。按物理性砂粒和物理性粘粒含量，将土壤 划分为9级。
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)
壤土
≥40 <40
<30
土壤性质兼具粘质土和砂质土的优点，
而克服了它们的缺点 。壤土类砂粘适中，
充气孔隙与持水孔隙比例适当，通透性良
好，蓄水保肥力强，养分含量丰富，有机
质分解速率适中，供肥和保肥性能良好。
是较理想的质地类型。
4 砾质土
山地林区比较常见。砾质土土层较 薄，保水肥能力较低。但土石砾可以提高 土温，增加大孔隙，有利于通气透水。同 时，表层石砾还可减少水分蒸发，防止土 壤侵蚀。
粘
粉
二 土壤质地及划分
（一）土壤质地的概念
为区别土壤机械组成所表现出的不同
性质，将土壤的机械组成分为若干不同的
组合，并给定一定的名称，这种分类命名
被称为土壤质地。
（二）土壤质地的分类
土壤质地分类标准各国也不统一，
主要有：
1．国际土壤质地分类标准 这是一 种3级分类法，即按砂粒、粉砂粒和粘
粒3种粒级的质量百分数分类的，共分4
土壤的各级孔隙度为：
持水孔隙度（％）＝持水孔隙容 积／土壤容积×100 充气孔隙度（％）＝充气孔隙容 积／土壤容积×100
不同质地的土壤孔隙状况％
土壤质地 土壤孔隙度 粘 土 50～60 45～50 45～50 45～50 40～45 30～35 大小孔隙的相对比率（以土壤孔隙度为100计） 持水隙度 85～90 70～80 60～70 50～60 40～50 25～40 重壤土 中壤土 轻壤土 砂壤土 砂 土 充气孔隙度 15～10 30～20 40～30 50～40 60～50 75～60
K2O P2O5 0.8 1.5 2.3 4.2 4.9 0.05 0.1 0.2 0.1 0.4
1.6 3.0 5.1 13.2 21.5
1.2 0.5 0.8 5.1 13.2
细粉粒 0.01～0.002
黏粒
＜0.002
（三）不同粒级的性质 1.石块
石块是岩石风化过程中残留的碎块。 大多保留原来的矿物组成。 2.石砾
类12级，详见下表。
国际土壤质地分类标准
土壤质地
类 别 砂土类 壤土类 粘壤土类 名 称 粘 粒 ＜0.002 1.砂土及壤质砂土 0～15
各类土粒重量（mm）
粉砂粒 0.02～0.002 0～15 砂 粒 2～0.2 85～100
2．砂质壤土
3．壤土 4．粉砂质壤土 5．砂质动壤土 6．粘壤土 7．粉砂粘壤土
我国土粒分级标准
粒级名称 粒 径 （mm） ＞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 石 砾 砂 砾
粉 粒
粘 粒
粗 砾 细 砾 粗砂粒 细砂粒 粗粉粒 细粉粒 粗粘粒 粘 粒
（二）各粒级的矿质组成和化学组成
1～10mm石砾含量 ＜1 l～10 ＞10 分 级
无砾质 砾 质
多 砾 质
三、土壤质地的肥力特征及其对林木生
长的意义
（一）土壤质地类型及其肥力特征
1 砂质土
砂土类含砂粒多，充气孔隙多，持水孔
隙少，土壤孔隙度小，通透性良好，但不易
蓄水保肥，容易耕作。
砂质土类(sandy soil great group)
矿物组成(mineral composition)
砂粒(sand)
以原生矿物(primary mineral) 为主， 最多的是石英(quartz) 除原生矿物(primary mineral) 外,还有一些风化后形成的次 生矿物(secondary mineral)
粉粒(silt)
粘粒(clay)
（三）团聚体与土壤肥力的关系 1 创造了土壤良好的孔隙性 2 水气协调土温稳定
3 保肥供肥性能良好
4 土质疏松、耕性良好
(四)团聚体的崩解 1.机械破坏 2.物理化学破坏 3.生物破坏
(五) 良好土壤结构-团粒聚体的培育
1 深耕结合施用有机肥料 2 种植绿肥 3 合理耕作 4 施用上壤结构改良剂
粘土类含粘粒多，持水孔隙多，充气 孔隙少，土壤孔隙度大，通透性差，蓄水 力强，易积水，粘粒本身含养分多，有机 质分解慢，易积累，保肥力强，施用的肥 料后劲较大，更性差。
2、粘质土类(clayed soil great group) （1）水
粒间孔隙小，毛管细而曲折，透水性差，易 产生地表径流,保水抗旱力强，易涝不易旱
四、土壤坚实度
土壤坚实度指土粒排列的紧实程度， 又称“土壤硬度”。
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
土壤结构类型示意图
三、土壤团聚体
团聚体指土粒通过各种自然过程的作用而 形成的直径＜10mm的结构单位。 （一）团聚体的形成 团聚体形成的过程是一个渐进的过程。大 体上可分为两个阶段。第一阶段是矿物质和次 生粘土矿物颗粒，通过各种外力或植物根系挤 压相互默结，凝聚成复粒或团聚体。第二阶段 是团聚体或复粒再经过胶结、根毛和菌丝体的 固定作用形成团聚体。
是通过土壤密度、土粒密度值换算出来，
即：
土壤孔隙度（％）＝（1－土壤密度/
土粒密度）×100
（二）孔隙比
土壤孔隙的数量，也可以用孔隙比
表示，它是指土壤中孔隙容积和固相土粒
容积的比值。
孔隙比＝孔隙容积/土粒容积
＝孔隙度/（1－孔隙度）
（三）土壤中大小孔隙的分级 一般把土壤孔隙分为2种类型即持水孔隙和 充气孔隙。 (1)持水孔隙 土壤中具有毛管作用的那 部分孔隙。 (2)充气孔隙 这种孔隙比较粗大，当量 孔径大于0．02mm。
66
7
7
非石灰性土壤不同粒级的化学组成
粒级
粗砂粒 粗砂粒 粗粉粒
粒径（mm） 1～0.2 0.2～0.04 0.04～0.01
SiO2 93.6 94.0 89.4 74.2 53.2
Al2O3 Fe2O3
CaO 0.6 0.1 0.3 1.6 1.6
MgO 0Baidu Nhomakorabea05 0.1 0.2 0.3 1.0
3. 我国土壤质地分类系统：
结合我国土壤的特点，在农业生产中主要采 用前苏联的卡庆斯基的质地分类。对石砾含量较 高的土壤制定了石砾性土壤质地分类标准。将砾 质土壤分为无砾质、少砾质和多砾质三级，可在 土壤质地前冠以少砾质或多砾质的名称。
土壤质地
表 4－8 中国土壤质地分类 （邓时琴，1985）
质地组 砂土
粗 砂
中 砂 物理性砂粒 细 砂 粗粉砂 中粉砂 物理性粘粒 细粉砂 粘 粒
1～0.25 0.25～0.05 0.05～0.01 0.01～0.005 0.005～0.001 ＜0.001
3 我国土粒分级标准
由中国科学院南京土壤研究所于1978 年提出，是按我国习惯用标准，并结合群 众意见综合而成的土粒分级标准。
(三)土壤质地改良 (soil textureimprovement)
客土法
砂掺粘 粘掺砂 大量施用有机肥 施用土壤结构改良剂
种植乔木树种 草本植物 豆科绿肥
改良土壤结构
植树种草、培肥改土
第三节
土壤结构
一、土壤结构的概念
土壤中不同颗粒的排列和组合形式，称土 壤结构。 土壤结构体： 土粒在各种因素（胶结物：有 机质、碳酸钙、氧化铁)作用下，相互黏合团 聚，形成大小、形状、性质不同的团聚体。
石砾是直径较小的岩石碎屑。山区土 壤中石砾较多，有些地方叫石渣。石砾 含量多时，土壤孔隙过大，易漏水、漏 肥。
3.砂粒 砂粒主要是石英风化的细粒。
4.粉（砂）粒 粉粒颗粒较小，比表
面较大。 5.粘粒 粘粒颗粒细小，比表面大，
有很强的粘结力和吸附能力。
各级土粒的物理性质和物理机械性质
粒级名称 主要物理性质与物理机械性质 石 砾 通透性强，无粘结力、粘着力、可塑性及胀缩性， 不能蓄水保肥，土温变幅大 砂 粒 通透性强，毛管水上升高度低，无粘结力、粘着 力、可塑性和胀缩性，蓄水保肥力弱，养分贫乏， 土温变幅大 粒 通气不良，透水困难。毛管水上升高，但缓慢， 粘着力、粘结力、可塑性、胀缩均很强，干旱成 硬土块，蓄水保肥力强，矿质养分丰富，土温变 幅小 粒 直径与物理性质介于砂粒与粘粒之间，通透性比 粘粒强，毛管水上升较高，略有粘结力，粘着力、 可塑性，湿时膨胀微弱，干缩后紧密，蓄水保肥 力较强
则以次生矿物(secondary mineral)为主
各级土粒的矿物组成 ％
粒径（mm） 石英
长石
14 12 15 8 10
云母
—— —— 7 21
角闪石
—— 4 3 5
其它
—— 3 3 3
1～0.25 0.25～0.05 0.05～0.01 0.01～0.005 ＜0.05
86 81 72 63 10
粒间孔隙大，毛管作用弱， 透水性 强而保水性弱，水 气易扩散，易干不易涝 大孔隙多，通气性好， 一般不会累积还原物质
（1）水
（2）气
（3）热
水少气多，温度容易上升， 称为热性有利于早春作物 播种。
养分含量少，保肥力弱，肥 效快，肥劲猛，但不持久， 易造成作物后期脱肥早衰
（4）肥
（5）耕性
松散易耕
2 粘质土