第6章 土壤质地和结构
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第六章 土壤质地和结构 soil texture and structure
第一节 质地
瞧！ 颗粒大小多么不匀
一.矿质土粒 （soil particle）
（一）矿质土粒的来源
岩石 Rock 矿物 mineral
风化作用 weathering
母质 Parent material ？
成土作用 soil formation
粒级名称
石块каменствя 石砾гравий 粗砂粒 Песок крупный 中砂粒 Песок средний 细砂粒 Песок мелкий
粒径/mm
>3 1~3
粗砂 coarse sand 细砂 fine sand
2~0.2 0.2~0.02
0.5~1 0.25~0.5 0.05~0.02
骨架，可以一单粒形式存在，也可以以复粒形式存在。
有机质土粒 有机质土粒很少单独存在于土壤中，有的被小动物吞噬或微生
物分解，或者与矿物质土粒结合成复粒。
复粒的别称，粘团，有机无机复合体，初级微团聚体。
通常所说的土粒，不做特殊说明的土粒均为矿质单粒。
一.矿质土粒 （soil particle）
土壤颗粒绝非标准球形，是各种不规格形状的，那么， 粒径的含义就并非它们的真实直径或半径-当量直径（有 效直径）equivalent diameter or effective diameter of soil particle : 与标准球形颗粒沉降速度相同的土粒直 径——土壤颗粒分析的基础。 3. 粒级分类制（classification systems of soil separates) 土壤颗粒大小是连续分布的，要确定土壤颗粒的分级 需要研究土壤颗粒大小和性状间关系，找到由量变到质 变的分界点，突变点，就可以作为划分类别的依据。受 人为因素的影响，当前土壤粒级分类制有：
一.矿质土粒 （soil particle）
（四）土粒的基本性状 1.粒级不同矿物组成不同
一.矿质土粒 （soil particle）
（四）土粒的基本性状 2.表面特性不同：表面积及表面能
一.矿质土粒 （soil particle）
（四）土粒的基本性状
3. 物 理 性 状 不 同
一.矿质土粒 （soil particle）
（四）土粒的基本性状
粒径 mm 化学成分 SiO2 Al2O3 Fe2O3 1.12 4.21 CaO 1.79 3.05 MgO 0.38 1.05 K2O 1.78 1.73 Na2O 1.21 1.53 P2O5 0.08 0.12
4 . 1~0.2 83.92 9.34 化 学 0.2~0.04 73.87 13.47 组 成 0.04~0.01 70.15 14.04 不 0.01~0.00 67.21 18.91 2 同
问：
从颗粒组成上讲，土壤之间的不同之处在 哪里？ 在各粒级的含量的百分数组成不同----质地
二.土壤质地（soil texture)
一.概念： 1.机械组成（mechanical composition)：不同粒级（sand，silt， clay)颗粒的组成比例（百分比）。 注意:这里仅仅是一个定量化的概念，实质就是三种粒级颗粒的 重量百分比。简单地把土壤颗粒分为砂粒、粉砂粒，粘粒3级，再 分别称重，获得百分含量比。没有依赖任何其它性状，故叫机械 组成。
0.005~0.001 0.0001~0.0005 <0.0001
基本粒级
石砾 砂粒 粉粒 粘粒
Particle size (mm)
Textural Group
Clay Silt Sand
< 0.002 0.002 - 0.02 > 0.02
土壤粒级分类系统(二级分类制)
苏联制:由卡庆斯基（Качинский）依据土粒的矿物组成和化 学组成及其某些理化性状,如阳离子交换量、最大吸湿量、持水量、膨胀和 收缩性的变化规律于1957年将11级分类制归并为两个大组。被我国和东欧 诸国普遍采用。
二.土壤质地（soil texture)
注意:
① 质地既有定量概念(以机械组成为依据划分的)，也 有定性的内容 (如人的感觉和它的生产性状)A textural class is a defined range of particle size distribution with similar behavior and management needs. ②质地主要表达的是土壤中占优势粒级的颗粒 （predominant size，or size range of particle）， 但任何质地类型土壤决非由一种粒级的颗粒组成。 ③质地属于土壤的静态物理性质（static soil physical property）（因为相对变化较小，但绝不是永 远不变的） ④质地是以土壤机械组成（sand、silt、clay）为指标 体系，以基本理化性状为科学依据进行分类的。相同的 质地类型其粒级是在规定的范围内变化的。因而也有人 为因素参与，目前有许多分类制。--如何分类？
土壤粒级分类系统(三级分类制) classification systems of soil separates
国际制(ISSS) International Soil Science Society (1930) 美国制(USDA) U.S Department of agriculture (1951) 苏联制 Качинский (1957)
土粒 Soil particle
？
物理风化 physical 化学风化 chemical 生物风化biological
原生矿物 primary
次生矿物secondary
由于风化的强弱不同，成土条件不同，形成的土壤颗粒大小 是否相同？答案
一.矿质土粒 （soil particle）
（二）土粒概念 soil particle 土粒 soil particle：土壤中各种粒径的固相颗粒
那么土壤颗粒的粒径有何实际含义（？），颗粒的形状（？）
“土粒” 是构成土壤固相骨架的基本颗粒。
单粒 单粒：相对稳定的土壤矿物质的基本颗粒，不包括有机质（团聚体）。 复粒 复粒（团聚体）：由若干单粒团聚而成的次生颗粒为复粒或团聚体。 矿质土粒 以矿物质占绝对优势，长期稳定存在，构成土壤固相 矿质土粒
粒级名称
石砾 gravel
粒径/mm
Βιβλιοθήκη Baidu>2
粒级名称
石块 stone 粗砾 gravel 极粗砂粒 very coarse sand 粗砂粒 coarse sand 中砂粒 medium sand 细砂粒 fine sand 极细砂粒very fine sand
粒径/mm
>3.0 2~3 1~2 0.5~1 0.25~0.5 0.1~0.25 0.05~0.1
二.土壤质地（soil texture)
二. 质地分类制 1.美国分类制
二.土壤质地（soil texture)
自然界各地土壤由于成土条件不同，机械组成
肯定都有不同之处。这就是土壤性质的空间变异
性，是一种客观存在。各类土壤严格地讲，机械 组成不同。因此，有必要按照机械组成相似性进
行土壤分类----质地
二.土壤质地（soil texture)
土壤质地(soil texture) ≠ 土壤的机械组成， 而是根据机械组成相近似划分的土壤类型。即土壤 中各粒级土粒含量(质量) 百分比的组合，及其所表 现的粘砂性质。如壤土、砂土、粘土等。 Soils are a combination of sand, silt, and clay whose relative proportions determine the soils texture. 每种质地的土壤机械组成都有一定的变化范围。 土壤质地的类别和特点，主要继承成土母质的类型 和特点，但还有耕作、施肥、排灌、平整土地的人 为影响。 质地是土壤的自然属性，反映母质来源及某些成土 特征，对肥力有很大影响。 土壤质地是土壤分类系统中基层分类单元。
<0.002
5.86
7.85
2.15
1.45 0.58
1.05
1.63 1.61
1.48
2.51 1.10
3.89
1.27 0.96
0.21
0.29 0.36
44.08 27.67 21.81
颗粒愈小，氧化物多，营养程度高；颗粒愈粗，SiO2多，土壤愈贫瘠。
一.矿质土粒 （soil particle）
依据存在的状态： 单粒：single particle 复粒：compound particle （三）土壤粒级 particle sizes
依据粒径大小 （单粒）
1.粒级概念（fraction)：土壤颗粒的大小分级
2.粒级划分依据：粒级划分的表观依据（或依赖的指标）：依 据单个颗粒的粒径大小进行。
土粒
注意：物理性 砂粒和砂粒的 区别；物理性 粘粒和粘粒的 区别
土 壤 骨 骼 (石 砾 ) >1mm
细土 <1mm
上限为1mm
砂
物理性砂粒 phsical sand 1~0.01mm
物理性粘粒 physical clay <0.01mm
注意：采用不同的分类制，颗粒分析时样品处理要求通过不同级别的筛孔。 以上粒级划分都是以当量直径为依据.
粒级分类制
• The particles of different sizes lead to the physical and chemical properties of soil. • As a result, several classification systems have been developed around the world. • >0.002mm颗粒在悬液中无布朗运动,而 <0.002mm颗粒则显示出明显布朗运动.故粘 粒界限定于0.002mm。 • 粒级分类的实质依据是（？）
（四）土粒的基本性状
5.生物性状不同 不同粒级颗粒上微生物类型和数量、酶等的差 异是当今研究的热点!!!!!!!!! 大颗粒是土壤的骨骼，细小的粘粒是肌肉，要特别重 视小颗粒尤其是胶体颗粒 （纳米土壤或土壤中纳米 材料研究）
重视土壤中粘粒（clay）
Mineral properties change radically with decreasing size below about 1 to 5 m(0.005). Clay minerals are the most abundant of the clay-sized minerals. Clay has three meaning in soil science, and they are easy to confuse, as the specific meaning depends on the context. Clay is （1）a fraction of the soil, (2) a texture class name, and ,(3) a class of minerals. Particles smaller than 1 m(0.001) are colloidal particles. The mineral colloids are the most important mineral fraction of the soil because of their physical and chemical reactivity. Clay describes a group of minerals having special properties that make them important to soils’ chemical and physical properties, even when they are present only in small amounts.
粉粒 silt
0.02~0.002
粉粒 silt
0.002~0.05
粗粉砂Пыль крупная 中粉砂Пыль средная 细粉砂Пыль мелкая
0.01~0.05 0.005~0.01 0.001~0.005
粘粒 clay
<0.002
粘粒 clay
<0.002
粘粒 ил глинистый 胶粒ил коллоидный 胶体 коллоид
第一节 质地
瞧！ 颗粒大小多么不匀
一.矿质土粒 （soil particle）
（一）矿质土粒的来源
岩石 Rock 矿物 mineral
风化作用 weathering
母质 Parent material ？
成土作用 soil formation
粒级名称
石块каменствя 石砾гравий 粗砂粒 Песок крупный 中砂粒 Песок средний 细砂粒 Песок мелкий
粒径/mm
>3 1~3
粗砂 coarse sand 细砂 fine sand
2~0.2 0.2~0.02
0.5~1 0.25~0.5 0.05~0.02
骨架，可以一单粒形式存在，也可以以复粒形式存在。
有机质土粒 有机质土粒很少单独存在于土壤中，有的被小动物吞噬或微生
物分解，或者与矿物质土粒结合成复粒。
复粒的别称，粘团，有机无机复合体，初级微团聚体。
通常所说的土粒，不做特殊说明的土粒均为矿质单粒。
一.矿质土粒 （soil particle）
土壤颗粒绝非标准球形，是各种不规格形状的，那么， 粒径的含义就并非它们的真实直径或半径-当量直径（有 效直径）equivalent diameter or effective diameter of soil particle : 与标准球形颗粒沉降速度相同的土粒直 径——土壤颗粒分析的基础。 3. 粒级分类制（classification systems of soil separates) 土壤颗粒大小是连续分布的，要确定土壤颗粒的分级 需要研究土壤颗粒大小和性状间关系，找到由量变到质 变的分界点，突变点，就可以作为划分类别的依据。受 人为因素的影响，当前土壤粒级分类制有：
一.矿质土粒 （soil particle）
（四）土粒的基本性状 1.粒级不同矿物组成不同
一.矿质土粒 （soil particle）
（四）土粒的基本性状 2.表面特性不同：表面积及表面能
一.矿质土粒 （soil particle）
（四）土粒的基本性状
3. 物 理 性 状 不 同
一.矿质土粒 （soil particle）
（四）土粒的基本性状
粒径 mm 化学成分 SiO2 Al2O3 Fe2O3 1.12 4.21 CaO 1.79 3.05 MgO 0.38 1.05 K2O 1.78 1.73 Na2O 1.21 1.53 P2O5 0.08 0.12
4 . 1~0.2 83.92 9.34 化 学 0.2~0.04 73.87 13.47 组 成 0.04~0.01 70.15 14.04 不 0.01~0.00 67.21 18.91 2 同
问：
从颗粒组成上讲，土壤之间的不同之处在 哪里？ 在各粒级的含量的百分数组成不同----质地
二.土壤质地（soil texture)
一.概念： 1.机械组成（mechanical composition)：不同粒级（sand，silt， clay)颗粒的组成比例（百分比）。 注意:这里仅仅是一个定量化的概念，实质就是三种粒级颗粒的 重量百分比。简单地把土壤颗粒分为砂粒、粉砂粒，粘粒3级，再 分别称重，获得百分含量比。没有依赖任何其它性状，故叫机械 组成。
0.005~0.001 0.0001~0.0005 <0.0001
基本粒级
石砾 砂粒 粉粒 粘粒
Particle size (mm)
Textural Group
Clay Silt Sand
< 0.002 0.002 - 0.02 > 0.02
土壤粒级分类系统(二级分类制)
苏联制:由卡庆斯基（Качинский）依据土粒的矿物组成和化 学组成及其某些理化性状,如阳离子交换量、最大吸湿量、持水量、膨胀和 收缩性的变化规律于1957年将11级分类制归并为两个大组。被我国和东欧 诸国普遍采用。
二.土壤质地（soil texture)
注意:
① 质地既有定量概念(以机械组成为依据划分的)，也 有定性的内容 (如人的感觉和它的生产性状)A textural class is a defined range of particle size distribution with similar behavior and management needs. ②质地主要表达的是土壤中占优势粒级的颗粒 （predominant size，or size range of particle）， 但任何质地类型土壤决非由一种粒级的颗粒组成。 ③质地属于土壤的静态物理性质（static soil physical property）（因为相对变化较小，但绝不是永 远不变的） ④质地是以土壤机械组成（sand、silt、clay）为指标 体系，以基本理化性状为科学依据进行分类的。相同的 质地类型其粒级是在规定的范围内变化的。因而也有人 为因素参与，目前有许多分类制。--如何分类？
土壤粒级分类系统(三级分类制) classification systems of soil separates
国际制(ISSS) International Soil Science Society (1930) 美国制(USDA) U.S Department of agriculture (1951) 苏联制 Качинский (1957)
土粒 Soil particle
？
物理风化 physical 化学风化 chemical 生物风化biological
原生矿物 primary
次生矿物secondary
由于风化的强弱不同，成土条件不同，形成的土壤颗粒大小 是否相同？答案
一.矿质土粒 （soil particle）
（二）土粒概念 soil particle 土粒 soil particle：土壤中各种粒径的固相颗粒
那么土壤颗粒的粒径有何实际含义（？），颗粒的形状（？）
“土粒” 是构成土壤固相骨架的基本颗粒。
单粒 单粒：相对稳定的土壤矿物质的基本颗粒，不包括有机质（团聚体）。 复粒 复粒（团聚体）：由若干单粒团聚而成的次生颗粒为复粒或团聚体。 矿质土粒 以矿物质占绝对优势，长期稳定存在，构成土壤固相 矿质土粒
粒级名称
石砾 gravel
粒径/mm
Βιβλιοθήκη Baidu>2
粒级名称
石块 stone 粗砾 gravel 极粗砂粒 very coarse sand 粗砂粒 coarse sand 中砂粒 medium sand 细砂粒 fine sand 极细砂粒very fine sand
粒径/mm
>3.0 2~3 1~2 0.5~1 0.25~0.5 0.1~0.25 0.05~0.1
二.土壤质地（soil texture)
二. 质地分类制 1.美国分类制
二.土壤质地（soil texture)
自然界各地土壤由于成土条件不同，机械组成
肯定都有不同之处。这就是土壤性质的空间变异
性，是一种客观存在。各类土壤严格地讲，机械 组成不同。因此，有必要按照机械组成相似性进
行土壤分类----质地
二.土壤质地（soil texture)
土壤质地(soil texture) ≠ 土壤的机械组成， 而是根据机械组成相近似划分的土壤类型。即土壤 中各粒级土粒含量(质量) 百分比的组合，及其所表 现的粘砂性质。如壤土、砂土、粘土等。 Soils are a combination of sand, silt, and clay whose relative proportions determine the soils texture. 每种质地的土壤机械组成都有一定的变化范围。 土壤质地的类别和特点，主要继承成土母质的类型 和特点，但还有耕作、施肥、排灌、平整土地的人 为影响。 质地是土壤的自然属性，反映母质来源及某些成土 特征，对肥力有很大影响。 土壤质地是土壤分类系统中基层分类单元。
<0.002
5.86
7.85
2.15
1.45 0.58
1.05
1.63 1.61
1.48
2.51 1.10
3.89
1.27 0.96
0.21
0.29 0.36
44.08 27.67 21.81
颗粒愈小，氧化物多，营养程度高；颗粒愈粗，SiO2多，土壤愈贫瘠。
一.矿质土粒 （soil particle）
依据存在的状态： 单粒：single particle 复粒：compound particle （三）土壤粒级 particle sizes
依据粒径大小 （单粒）
1.粒级概念（fraction)：土壤颗粒的大小分级
2.粒级划分依据：粒级划分的表观依据（或依赖的指标）：依 据单个颗粒的粒径大小进行。
土粒
注意：物理性 砂粒和砂粒的 区别；物理性 粘粒和粘粒的 区别
土 壤 骨 骼 (石 砾 ) >1mm
细土 <1mm
上限为1mm
砂
物理性砂粒 phsical sand 1~0.01mm
物理性粘粒 physical clay <0.01mm
注意：采用不同的分类制，颗粒分析时样品处理要求通过不同级别的筛孔。 以上粒级划分都是以当量直径为依据.
粒级分类制
• The particles of different sizes lead to the physical and chemical properties of soil. • As a result, several classification systems have been developed around the world. • >0.002mm颗粒在悬液中无布朗运动,而 <0.002mm颗粒则显示出明显布朗运动.故粘 粒界限定于0.002mm。 • 粒级分类的实质依据是（？）
（四）土粒的基本性状
5.生物性状不同 不同粒级颗粒上微生物类型和数量、酶等的差 异是当今研究的热点!!!!!!!!! 大颗粒是土壤的骨骼，细小的粘粒是肌肉，要特别重 视小颗粒尤其是胶体颗粒 （纳米土壤或土壤中纳米 材料研究）
重视土壤中粘粒（clay）
Mineral properties change radically with decreasing size below about 1 to 5 m(0.005). Clay minerals are the most abundant of the clay-sized minerals. Clay has three meaning in soil science, and they are easy to confuse, as the specific meaning depends on the context. Clay is （1）a fraction of the soil, (2) a texture class name, and ,(3) a class of minerals. Particles smaller than 1 m(0.001) are colloidal particles. The mineral colloids are the most important mineral fraction of the soil because of their physical and chemical reactivity. Clay describes a group of minerals having special properties that make them important to soils’ chemical and physical properties, even when they are present only in small amounts.
粉粒 silt
0.02~0.002
粉粒 silt
0.002~0.05
粗粉砂Пыль крупная 中粉砂Пыль средная 细粉砂Пыль мелкая
0.01~0.05 0.005~0.01 0.001~0.005
粘粒 clay
<0.002
粘粒 clay
<0.002
粘粒 ил глинистый 胶粒ил коллоидный 胶体 коллоид