第五章 土壤物理性质
土壤物理性质(四)
土壤物理性质（四）(五)土壤力学性质与耕性土壤受外力作用(如耕作)时，显示出一系列动力学特性．统称土壤力学性质(又称物理机械性)。
主要包括黏结性、黏着性和塑性等。
耕性是上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，宜耕期的长短等。
土壤耕性是土壤力学性质的综合反映。
1．土壤黏结性和黏着性 (1)概念土壤黏结性是土粒与土粒之间因为分子引力而互相黏结在一起的性质。
这种性质使土壤具有反抗外力破裂的能力，是耕作阻力产生的主要缘由。
干燥土壤中，黏结性主要由土粒本身的分子引力引起。
而在潮湿时，因为土壤中含有水分，土粒与土粒的黏结经常是通过水膜为媒介的，所以事实上它是土粒-水膜-土粒之间的黏结作用。
同时，粗土粒可以通过细土粒(黏粒和胶粒)为媒介而黏结在一起，甚至通过各种化学胶结剂为媒介而黏结。
土壤黏结性的强弱，可用单位面积上的黏结力(g/cm2)来表示。
土壤的黏结力，包括不同来源和土粒本身的内在力。
有范德华力、库仑力以及水膜的表面张力等物理引力，有氢键的作用，还往往有如化学胶结剂(腐殖质、多糖胶和等)的胶结作用等化学键能的参加。
土壤黏着性是土壤在一定含水量范围内，土粒黏附在外物(农具)上的性质，即土粒-水-外物互相吸引的性能。
上壤黏着力大小仍以g/cm2等表示。
土壤开头展现豁着性时的最小含水量称为黏着点；上壤丧失黏着性时的最大含水量，称为脱黏点。
(2)结性与瓤着性的影响因素土壤赫结性和载着性均发生于土粒表面，同属表面现象，其影响因素相同，主要有土壤比表面大小和含水量凹凸两个方面。
1)土壤比表面及其影响因素土壤质地、黍占粒矿物种类和交换性阳离子组成，以及土壤团圆化程度等。
都是影响土壤黏结性和黏着性离子大小的因素。
土壤质地愈黏重，黏粒含量愈高，尤其是2:1型黏粒矿物含量高，交换性钠在交换性阳离子中占的比例大，而使土粒高度簇拥等，则黏结性与黏着性增加；反之，土粒团圆化降低了彼此间的接触面，所以有团粒结构的土壤就整体来说黏结力与黏着性削弱。
第五章 土壤的力学性质和耕性
第一节 土壤力学性质
三、土壤塑性
3、影响因素：影响粘结性因素都会影响土壤塑性 1）水分：过干过湿无塑性 A）下塑限：随含水量增加，土壤出现塑性的土壤含水量为下塑限。 B）上塑限：随含水量增加，土壤失去塑性的土壤含水量为上塑限。 C）塑性范围 D）塑性值：上塑限和下塑限的差称为塑性值。塑性值越大塑性越强。 强塑性（粘土）大于17 塑性土（壤土）大于-17 弱塑性（砂壤土）小于7 无塑性（砂土）0 2）质地：粘粒增加，下塑限，上塑限，塑性值均增大。 3）代换性阳离子种类。 4）有机质数量：不改变塑性值，但能提高上、下塑限。 5）结构。
越小，但砂土无此关系。 B）团粒结构坚实度小； 碱土分散死板，含Na+多，干燥时坚实度很大。 C）通常孔度高，坚实度小些，但在含水量极少，土壤干燥情况下，坚
实度仍可能很大。
第一节 土壤力学性质
五、土壤耕作阻力：
（二）土壤的位移阻力 用抗剪强度表示
1、抗塑强度：一定压力下，土壤剪应力的大小。
2、测定 如图
3、垂直载荷与土壤剪应力关系
计算公式：S=PtgΦ+C
S——土壤剪应力 P——垂直载荷
tgΦ——内摩擦系数 Φ——内摩擦角
C——土壤粘结力
砂22O C较大
4、在塑性范围内耕作，在压力和剪力作用下，土壤出现粘闭现象，孔隙度 减小，孔径变小，无效孔隙增大。
第二节 土壤耕性
3、粘结性影响因素
1）质地 粘土比表面积大，粘结性强 2）代换性阳离子种类 K+ Na+离子多，土壤高度分散，粘结性增强，相反
Ca2+ Mg2+为主，土壤发生团聚化，粘结性弱。 3）团粒结构粘结性降低。 4）腐殖质数量； 粘结力大于砂土，小于粘土。 5）土壤含水量；由干—湿 粘结力 无——有——最大—小—流体
土壤性质
2土壤胶体构造：分晶型胶粒（无机胶体）和非晶型胶粒（有机胶体）。
土壤胶体微粒图：用双电层理论P60图1－23，P61图1－24，图1－25
双电层理论：胶体表面的电荷层与胶体周围由于静电吸力作用形成的反号电荷的离子层，构成双电层。其内层叫决定电位离子层，外层叫反离子层或补偿离子层。两层之间的距离，与一个粒子大小相当。双电层之间的电位呈直线迅速降低。反离子层内的反号离子并不是分布在同一个平面，距离胶体表面近的反号离子数量多，排列紧密，称为Stern层(非活性补偿离子层)；随着离胶体距离增加，反号离子数量减少，以扩散状态分布，直至自由溶液，称活性补偿离子层或扩散层。Stern层以外的距离远远大于一个粒子的直径，电位也随着离胶体表面的距离的增加呈指数关系逐渐下降。Stern层（非活性补偿离子层）与自由溶液之间的电位降称电动电位（ζ）。它是表征双电层特征的重要指标，其值随扩散层厚度变化而变化，是可以测定出来的。决定电位粒子层与溶液之间的电位差为热力电位(ε),在一定的胶体系统内,其值不随扩散层厚度变化而变化。
c离子价数：介质中反号离子价数由原过来的1价变成2价，双电层的其他条件不变，这时胶体表面对离子的吸引力增加1倍，双电层厚度减小，ζ电位降低。
土壤胶体表面双电层厚度
溶液浓度N
双电层厚度（Å）
单价阳离子
双价阳离子
10-5
1000
500
10-3
100
50
10-1
10
5
同号离子对ζ电位的影响与胶体本身电位高低有关。胶体本身电位高，介质中同号离子被排斥在双电层固定层之外，同号离子价数变化对ζ电位无影响。胶体本身电位低时，双电层固定层内仍有同号离子存在，这时同号离子价数变化或数量变化，的都会影响ζ电位，即同号离子价数增高或离子浓度增加使ζ电位增高。
土壤物理知识点总结图解
土壤物理知识点总结图解一、土壤颗粒性质1. 土壤颗粒组成土壤由砂、粉砂、壤土和粘土组成，颗粒大小依次减小。
2. 颗粒形态土壤颗粒的形态多种多样，有圆形、角形、片状等。
3. 颗粒结构土壤颗粒的结构有单粒结构、胶结结构、复合结构等。
二、土壤孔隙结构1. 孔隙分类土壤孔隙包括毛管孔隙、颗粒间隙和大孔隙。
2. 孔隙特征毛细管作用使土壤中的水分能上升，在土壤中形成一种特殊的溶液吸附现象，使土壤能保持一定量的水分。
3. 孔隙组成毛细管作用和颗粒结构使得土壤中有多样化的孔隙组成。
三、土壤水分运动1. 土壤中的水分形态土壤中的水分主要包括毛细吸附水、毛管水和重力水。
2. 水分运动过程水分在土壤中的运动主要有渗流、毛细吸附运动和重力排水等。
四、土壤气体运动1. 土壤中的气体土壤中的气体主要包括氧气、二氧化碳、氮气等，它们对土壤有着重要的影响。
2. 气体运动规律土壤中的气体运动与水分运动联系紧密，同时还受温度、湿度等因素的影响。
五、土壤热量传导1. 热量传导的方式土壤中的热量主要通过传导、对流和辐射传导等方式进行。
2. 土壤热力学性质土壤的热导率、热容量等热力学性质对热量传导具有重要的影响。
六、土壤质地与结构1. 土壤质地土壤质地主要指土壤中砂、粉砂和粘土的含量比例，它对土壤的肥力和透水性等具有重要影响。
2. 土壤结构土壤结构可分为状结构、团粒结构、板状结构等，不同的土壤结构对土壤的通透性、保水性等有重要影响。
七、土壤物理性质与植物生长1. 土壤物理性质对植物生长的影响土壤的通透性、保水性、含氧量等物理性质对植物生长有着直接的影响。
2. 土壤改良通过改良土壤的物理性质，可以提高土壤的肥力、改善土壤的透气性和透水性，促进植物生长。
通过以上内容的学习，对土壤物理知识有了更全面的认识。
在实际的土壤改良和农业生产过程中，对这些知识的理解和掌握将发挥重要作用。
同时，也希望通过图解和详细解释，能更好地帮助读者理解和应用这些知识。
大学土管知识点总结大全
大学土管知识点总结大全第一章：土壤学基础知识1.1 土壤的定义与分类土壤是地球表面最上层由岩石颗粒、有机质、水和空气所组成的，支持生物生长的物质。
土壤根据其形成过程、化学性质、物理性质和生物性质可以分为多种类型，常见的有砂土、壤土、粘土、沙壤土等。
1.2 土壤的物理性质土壤的物理性质主要包括土壤颗粒的大小和形状、土壤的密度、孔隙度等。
这些性质对土壤的渗透性、通气性、保水性等有一定的影响。
1.3 土壤的化学性质土壤的化学性质包括土壤的酸碱度、土壤中的养分含量等。
这些性质对于土壤的肥力、养分供应等有着重要的作用。
1.4 土壤的生物性质土壤的生物性质主要指土壤中的微生物、腐解生物等。
这些微生物能够分解有机物、促进土壤的肥力等，对土壤的生态系统有着重要的作用。
第二章：土壤与植物2.1 土壤对植物的影响土壤中的养分、水分、氧气等对植物的生长有着直接的影响。
不同类型的土壤对植物的影响也有所不同，需要根据具体情况进行合理的土壤处理和管理。
2.2 土壤养分的供给土壤中的养分对于植物的生长发育至关重要。
常见的养分包括氮、磷、钾等，需要通过施肥等方式来进行补充。
2.3 土壤中的微生物土壤中的微生物对于植物的生长发育有着积极的影响。
它们可以分解有机物，促进植物的吸收养分等。
第三章：土壤改良与施肥技术3.1 土壤改良土壤改良是通过改变土壤的物理性质、化学性质、生物性质等，来提高土壤的肥力、改善土壤的透气性、保水性等。
通常采用的方法有耕作、施肥、植被覆盖等。
3.2 施肥技术施肥是为了保证植物充分获得所需的养分而对土壤进行的一种活动。
施肥的方式有化肥施用、有机肥施用等，需要结合实际情况进行选择。
第四章：土壤保护与治理4.1 土壤侵蚀土壤侵蚀是指风、水、人类等因素对土壤进行的剥蚀、冲刷等，导致土壤流失的过程。
土壤侵蚀对于土地的生产力有着严重的影响，需要采取措施加以防治。
4.2 土壤污染土壤污染是指土壤中出现的有毒物质，对土壤环境和人类健康带来危害的情况。
土力学_精品文档
土力学一、介绍土力学是土木工程中的一个重要学科，研究土壤力学和土木工程中土壤的应力、应变和变形等方面的规律。
土力学的研究对象是土壤及其力学性质，通过对土壤的特性和行为的研究，可以预测和控制土壤在工程中的行为，为土木工程的设计和施工提供科学依据。
二、土壤力学的基本概念1. 土壤物理性质土壤的物理性质包括土壤的颗粒组成、容重、孔隙比、相对密度等。
这些性质直接影响土壤的承载力、抗剪强度和渗透性等力学性质，是土壤力学研究的基础。
2. 土壤力学参数土壤力学参数包括土壤的压缩性、内摩擦角、剪切强度参数等。
这些参数描述了土壤在受力作用下的变形和破坏特性，是土壤力学分析和计算的重要依据。
3. 土壤应力状态土壤应力状态是指土壤中的应力分布情况，包括垂直应力、水平应力和剪应力等。
了解土壤的应力状态可以帮助工程师预测土壤的承载力、变形和破坏状态，从而设计出安全可靠的土木工程。
三、土壤力学的应用1. 土壤的承载力分析土壤的承载力是指土壤在承受外力作用下的最大抵抗能力。
工程师通过对土壤的颗粒组成、孔隙结构、内摩擦角等参数的分析，计算得出土壤的承载力，并根据承载力的大小来设计和选择合适的基础结构和土方工程。
2. 土壤的变形特性研究土壤在受力作用下会发生变形，包括压缩变形、剪切变形和液化等。
了解土壤的变形特性可以帮助工程师预测土壤的沉降和位移，并采取相应的补充措施，确保土木工程的安全和稳定。
3. 土壤的抗剪强度分析土壤的抗剪强度是指土壤在剪切作用下的抵抗能力。
通过对土壤的剪切试验和理论分析，工程师可以确定土壤的剪切强度参数，并结合实际工程条件进行抗剪强度的计算和分析，为土木工程的设计和施工提供重要依据。
四、土力学的挑战与发展土力学作为土木工程中的重要学科，正面临着一系列的挑战和发展机遇。
首先，随着城市化进程的加快和人口增长的需求，工程建设规模不断扩大，对土力学的研究和应用提出了新的要求。
其次，随着科技的进步和实验技术的发展，土力学研究手段和方法也将得到加强和完善，从而能够更加准确和全面地研究土壤的力学性质和行为规律。
第五章土壤物理性质.docx
第五章土壤物理性质第一节土壤质地土壤质地，我们在第二章中曾提过一点，这一章中我们要比较详细地讲一下。
1.土壤颗粒的分级土壤是曲固体、液体和气体所组成，其中的固体部分是由许多大小不等的颗粒所组成。
不同的颗粒，他们在成分上和性质上都不一样，人们为了便于研究，就把这些土粒按照他们的直径大小排队，再根据一定的尺度范围把这些颗粒归为儿组，这些土壤颗粒组，就称为土壤粒级。
（图）世界各国所采用的划分标准，即尺度范围是很不一致的。
就现在来说，世界上主要有3种划分标准，就是国际制、原苏联制和美国制。
我国在解放询是美国制，解放后变成苏联制，这倒不是苏联制标准好，而是政治原因。
到1975年，我们国家由中科院南京土壤所和西北水保所共同拟定了一套我国自己的土壤粒级划分标准，但是，用起来比较麻烦, 有一些地方也不完善，所以，用的人不多。
目前来看，在我国用的比较广泛的，述是苏联制的分类标准，也就是所谓的卡庆斯基的标准。
这种分类方法，是将土粒分成了：粒级石砾砂砾粉粒粘粒颗粒直径（mm）大于I 1・0.05 0.05-0.001 小于0.001为了便利起见，人们也可以把土壤粒级分为：物理性砂粒和物理性粘粒两类: 物理性砂粒是直径大于0.01mm的颗粒，物理性粘粒是小于或等于0.01mm的颗粒。
有的同学可能会问，为什么按这个标准来划分？依据是什么？这个划分依据就是土粒的性质。
我们马上要将讲到。
2.土壤各粒级的性质2. 1.石砾：直径大于lmm的颗粒，他们是岩石风化后残留物。
因此，他们大都保留了母岩的矿物组成，一般情况下，他们的速效养分很少，保水能力很差。
2. 2.砂粒：直径在1-0.05mm,他们主要是岩右中难风化的矿物，比如，石英、口云母等。
砂粒儿乎没有吸附阳离子的能力，而且颗粒之间非常松散，不能相互粘结。
颗粒间的孔隙多是-•些大孔隙，所以，他们容易透气、透水，但保水能力较弱。
2. 3.粘粒：直径小于0.001mm,粘粒的矿物组成是一些次生矿物，它的表而积很大，所以，吸附离子的能力很强。
土壤物理性质
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 而且分布比较均匀时，作为土壤通气性良好的 标志。
的指标；或将土壤空气孔度占总孔度的1/5～2/5，
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
含水氧化铁、铝胶体
包括晶质的褐铁矿、针铁矿、水铝石和三水铝石。 它们均属两性胶体，所带电荷随pH值变化有很大 不同，在溶液偏酸时，解离出OH-，成为 Al(OH)2+带正电。 在溶液偏碱时，解离出H+，成为Al(OH)2O-带负电。
③ 层状铝硅酸盐粘土矿物
高岭石（kaolinite）
＊带电原因： 一部分电荷是晶格破裂产生的； 另外晶格表面的—OH和—OH2在土壤呈强碱性条 件下，释放出氢质子，导致高岭石带负电荷（可 变电荷）。 ＊带电量的多少：高岭石所带电荷数量较少。
各种阴离子被土壤胶体吸附的顺序如下： F->草酸根>柠檬酸根>PO43-〉AsO43->HCO3>H2BO3->CH3COO->SCN->SO42->Cl->NO3-
根据阴离子吸收的特点，在施肥时，应采取相应措施， 磷肥施用时应防止固定，硝酸态氮肥应防止流失。
Ⅳ 离子吸收代换作用的意义
1、使土壤具有保持和供应养分的能力
（2）意义： 阳离子交换量是评价土壤肥力的一 个指标。它直接反应土壤可以提供速效养分的 数量，也能表示土壤保肥能力、缓冲能力的大 小。
一般认为：<10 cmol/kg，保肥力弱；
土壤的物理性质
土壤的物理性质
1.2土壤孔隙性
(4)计算土壤储水量及灌水（或排水）定额
设土层厚度1m，土壤含水量25%，容重为1.3 t/m3。
公 式
1hm2的1m土层储水量 =10000m2×1m×1.3 t/m3×25% =3250m3/hm2= 325mm
1.1土壤质地与土壤结构
土壤质地
物理性粘粒 （＜0.01mm）%
物理性沙粒 （＞0.01mm）%
组别
名称
灰化土类
草原土及 红黄壤土
碱土及 强碱化土
灰化土 类
草原土及 红黄壤土
碱土及 强碱化土
砂土
松砂土 紧砂土
壤土
砂壤土 轻壤土 中壤土 重壤土
粘土
轻粘土 中粘土 重粘土
0–5 5 – 10
10 – 20 20 – 30 30 – 40 40 – 50
90 – 80 80 – 70 70 – 60 60 – 50
90 – 80 80 – 70 70 – 55 55 – 40
40 –50
50 – 60 ＞65
50 –35
35 – 20 ＜20
40 –25
25 – 15 ＜15
100 – 95 95 – 90
90 – 85 85 – 80 80 – 70 70 – 60
土壤的物理性质
1.3土壤物理机械性质与耕性
土壤物理机械性质
土壤粘结性
土壤粘着性
土壤可塑性
土壤的物理性质
1.3土壤物理机械性质与耕性 土壤黏结性：土粒与土粒之间相互黏结在一起，抵抗机械破碎 的性能
土壤物理性质
A
5
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 （Байду номын сангаас）土壤力学性质与耕性
A
6
（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。
700-750 400-750
0-5 0 0
400 130-400
15-150 1-50
90-150 5-40 10-45 25-30
130-400
700-850 400-800 90-150
5-40 10-45
430 260-800
总之：2：1型粘土矿物和有机质的含量越高，土壤的比表面积越大。
A
21
＊表面能：产生于两相介质上分子所受各方面的分
子引力不均衡，因而表面分子具有一定数量的自 由能。
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。
A
20
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
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
A
1
（三）土壤水分特征
1、土壤水分特征曲线
Sa又称进气吸力 或进气值 一般来说，粗质 地砂性土壤Sa较小， 而细质地粘性土壤 Sa较大
A
2
2、影响因素
土壤物理性质.ppt
130-400
700-850 400-800 90-150
5-40 10-45
430 260-800
总之：2：1型粘土矿物和有机质的含量越高，土壤的比表面积越大。
3、土壤胶体的电性和电位
（1）土壤电荷的起因和种类
①永久电荷(permanent charge)*** 永久电荷起源于矿物晶格内部离子的同晶置换。
荷也越多。
② 含水氧化铁、铝胶体
包括晶质的褐铁矿、针铁矿、水铝石和三水铝石。 它们均属两性胶体，所带电荷随pH值变化有很大
不同，在溶液偏酸时，解离出OH-，成为 Al(OH)2+带正电。 在溶液偏碱时，解离出H+，成为Al(OH)2O-带负电。
③ 层状铝硅酸盐粘土矿物
高岭石（kaolinite）
目前土壤胶体粒径的大小范围，并不是绝对的。这是因为 胶体性质的出现，是随着粒径的减小逐渐加强的。没有截 然划分的界限。
2、土壤胶体的比表面和表面能
＊比表面：单位重量或单位体积物体的总表面积.
很显然颗粒越小，比表面越大。
＊表面能：产生于两相介质上分子所受各方面的分
子引力不均衡，因而表面分子具有一定数量的自 由能。
（4）土壤的酸碱性
在一般情况下，随着pH的升高，土壤的可 变电荷增加，土壤的阳离子交换量也增加。
4、土壤盐基饱和度
定义：土壤胶体上的交换性盐基离子占交换性阳离子总 量的百分比。
土壤交换性阳离子可分为二类： 致酸离子（H+、Al3+） 盐基离子(K+、Na+、Ca2+、Mg2+等)。
研究盐基饱和度的意义：真正反映土壤有效速效 养分含量的大小。若阳离子总量大，而盐基饱和 度偏小，土壤中养分状况？
任务二土壤的基本性质
微团粒 微团粒 微团粒
团 粒 结 构
（2）块状结构 结构体呈不规则形状,长、宽、高大 致相近,边面不明显,内部较紧实,俗称“ 坷垃”。 在有机质含量较低或黏重的土壤中， 由于土壤过干、过湿耕作，易在表层 形成块状结构；另外由于受到土体的 压力，在心土、底土中也会出现。 （3）核状结构 外形与块状结构体相似，但棱角、边、 面比较明显，内部紧实坚硬，泡水不散， 俗称“蒜瓣土”，多出现在黏土而缺乏 有机质的心土和底土层中。
孔隙类型 当量孔径 土壤水吸 力 通气孔隙 >0.02mm <15kPa 毛管孔隙 0.02～0.002mm 15～150kPa 无效孔隙（非活性孔隙） <0.002mm >150kPa
此孔隙内水分受 此孔隙起通 毛管力影响，能够 此孔隙内水分移动困 主要作用 气透水作用， 移动，可被植物吸 难，不能被植物吸收利用 常被空气占据 收利用，起到保水 ，空气及根系不能进入 蓄水作用
土壤孔隙性
3.土壤孔隙性与植物生长
生产实践表明，适宜于植物生长 发育的耕作层土壤孔隙状况为： （１）总孔隙度为50%～56%,通气 孔隙度在10%以上,如能达到15%～20% 更好 （２）对于含有机质多而结构好 的耕作层土壤容重宜在1.1～ 1.3g/cm3 之间;水田土壤的容重（称为 浸水容重）宜在0.5～0.6g/cm3之间。
土壤耕性
（3）土壤塑性
土壤塑性指在一定含水量范围内可以被塑造成任 意形状,并且在干燥或者外力解除后仍能保持所获 得形状的能力。 干燥的土壤不具有塑性。
影响土壤塑性的因素：土壤 质地、有机质含水量、交换 性阳离子组成、含盐量等。 塑性强的土壤耕性往往不好
土壤耕性
（4）土壤胀缩性
土壤胀缩性是指土壤含水量发生变化而引起的、 或者在含有水分情况下因温度变化而发生的土壤体 积变化 影响胀缩性的主要因素: 土壤质地、黏土矿物类型、 有机质含量、交换性阳离子 种类及土壤结构等。一般具 有胀缩性的土壤均是黏重而 贫瘠的土壤
第05章+土壤物理性质(质地和结构)
生物作用
胶结作用
团粒结构形成机制
冻融交 替
水膜的粘 结作用
胶体的凝聚作用
（1）生物作用
根系的穿插作用: 根系的挤压作用: 使大土团破碎成小土团 使小土团组合为大土团
频繁反复的穿插和挤压，易形成团粒结构。
（2）土壤干湿交替作用
湿润土块在干燥过程中由于胶体失水而收缩 干燥土块因吸水而膨胀 使土体出现裂缝而碎，促进各种结构体的形成。
卡庆斯制：二级
国际制：
根据砂粒(2-0.02毫米)、粉粒(0.02-0.002毫米)和粘粒 (<0.002毫米)三粒级含量的比例，划定12个质地名称，可 从三角图上查质地名称。
查三角图的要点 以粘粒含量为主要标准， <15%者为砂土质地组和壤土质地组; 15％－25％者为粘壤组; >25%者为粘土组。 土壤含粉粒>45 --“粉 质” ； 砂粒含量在55%-85%-“砂质”
常见的土壤粒级制 卡钦斯基制 (1957) 石 砾 粗砂粒 物 理 性 砂 粒 物 理 性 粘 粒 粘 粒 粗粘粒 细粘粒 胶质粘粒 粘 粒 粘 粒 粗粉粒 粉 中粉粒 细粉粒 粒 粉 粒 细砂粒 极细砂粒 细砂粒 中砂粒 美国农部制 (1951) 石 砾 极粗砂粒 粗砂粒 中砂粒 细砂粒 粗砂粒 国际制 (1930) 石 砾
3、壤质土主要特性：
•
水、气：大小孔隙数量适中，通气透水性良好
• 热：含水量适宜，土温比较稳定 • 肥：养分含量多，保肥性能好 • 耕性：耕性良好，宜耕期长
砂粘适中，消除了砂土类和粘土类的缺点， 是农业生产上质地比较理想的土壤
将砂质土、壤质土、粘质土基本肥力性状比较如下：
（一）砂质土 农民称白土、白塘土，广泛分布于我国北方，它通
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
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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。
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。
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
（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
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。
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)
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 0.05 0.1 0.2 0.3 1.0
（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
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
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。
(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。
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
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
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
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。
Hale Waihona Puke 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。
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)
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（％）
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
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
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
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