土壤孔性耕性
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土壤的基本理化性质[专业内容]
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<0.001
腐殖质（克/千克) 29.5 0 4.3 14.8 53.7 64.2
密度(克/厘米 3) 2.62 2.66 2.66 2.62 2.59 2.59
常用土壤密度值：
2.65克/厘米3。
高等教育
6
2、土壤容重：单位容积原状土壤（包括孔隙）的干质
量。
土壤容重值多介于1.0-1.5克/厘米3范围内,
沼泽土
1.10~1.30
对于大多数植物来说，土壤容重在1.14—1.26g/cm3之间比较适宜。
高等教育
7
容重、孔隙度与土壤松紧程度关系
松紧程度
最松 松 适合 稍紧 紧实
容重(g/cm3)
<1.0 1.0~1.14 1.14~1.26 1.26~1.30
>1.30
孔度(%)
>60 60~56 56~52 52~50
夯实的土壤容重典则型可土高壤达容1.重8-2.0克/厘米3。
土壤
容重（g/cm3)
土壤
容重（g/cm3)
泥炭
0.20~0.50
黄土
1.35~1.50
蓬松盐土 灰化层
0.80~1.00 0.80~1.00
土壤碱化层 土壤龟裂层
1.50~1.70 1.70~1.90
黑钙土耕层 1.10~1.30 灌溉后土壤结壳 1.60~1.90
注：式中土壤水吸力以 kPa为单位
高等教育
11
(二)土壤孔隙类型
土壤孔隙的持水功 能和毛管水上升情况 成为孔隙分类的主要 依据
孔隙类型
孔径大小 ( mm) 土壤水吸力 （kPa） 所含水分有效性
非活性孔隙（无效孔隙） < 0.002
腐殖质（克/千克) 29.5 0 4.3 14.8 53.7 64.2
密度(克/厘米 3) 2.62 2.66 2.66 2.62 2.59 2.59
常用土壤密度值：
2.65克/厘米3。
高等教育
6
2、土壤容重：单位容积原状土壤（包括孔隙）的干质
量。
土壤容重值多介于1.0-1.5克/厘米3范围内,
沼泽土
1.10~1.30
对于大多数植物来说，土壤容重在1.14—1.26g/cm3之间比较适宜。
高等教育
7
容重、孔隙度与土壤松紧程度关系
松紧程度
最松 松 适合 稍紧 紧实
容重(g/cm3)
<1.0 1.0~1.14 1.14~1.26 1.26~1.30
>1.30
孔度(%)
>60 60~56 56~52 52~50
夯实的土壤容重典则型可土高壤达容1.重8-2.0克/厘米3。
土壤
容重（g/cm3)
土壤
容重（g/cm3)
泥炭
0.20~0.50
黄土
1.35~1.50
蓬松盐土 灰化层
0.80~1.00 0.80~1.00
土壤碱化层 土壤龟裂层
1.50~1.70 1.70~1.90
黑钙土耕层 1.10~1.30 灌溉后土壤结壳 1.60~1.90
注：式中土壤水吸力以 kPa为单位
高等教育
11
(二)土壤孔隙类型
土壤孔隙的持水功 能和毛管水上升情况 成为孔隙分类的主要 依据
孔隙类型
孔径大小 ( mm) 土壤水吸力 （kPa） 所含水分有效性
非活性孔隙（无效孔隙） < 0.002
《土壤学》第三章 土壤的孔性、结构性与耕性
（三）宜耕期的长短 指在保证耕作质量和劳动效 率的前提下，宜于耕作时间的长短。
二、影响土壤耕性的因素
• 土壤物理机械性质是土壤在不同含水量 情况下所表现的物理性质，包括土壤的 粘结性、粘着性、可塑性、胀缩性以及 其它受外力作用（如农机具的切割、穿 透和压板等作用）而发生形变的性质。
（一）土壤粘结性和土壤粘着性
一、土壤孔隙的数量
（一）土壤比重 、 土粒密度 土粒密度:单位体积的固体干土粒（不包括粒间孔隙）
的重量(g/cm3) 。 土壤比重：土粒密度与水（4℃）的密度之比，无量纲。
• 土壤比重和颗粒密度大小相等，区别在于有无量纲 • 土壤比重是土壤相对稳定的性质
• 比重大小决定于矿物组成和有机质含量 • ①土壤矿物组成和含量有关，
三、影响土壤孔性的因素
(1)土壤质地 黏土、砂土、壤土－总孔隙度，通气孔隙、毛管孔隙 和无效孔隙、大小比例比较
粘质土孔隙度45—60%之间，以毛管孔和无效孔为主 ； 砂质土孔隙度33—45%，非毛管孔（通气孔）较多； 壤质土孔隙度45—52%，有适量通气孔又有较多毛管孔，
(2)土粒排列 疏松时高，紧密时低。
非活性孔隙度（％）＝V非活性孔隙／V土×100 毛管孔隙度（％）＝V毛管孔隙／V土×100 通气孔隙度（％）＝V通气孔隙／V土×100 总孔度＝非活性孔度＋毛管孔度＋通气孔度 •毛管孔隙度%=（田间持水量—凋萎含水量）×容重 •旱作土壤耕层总孔度为50%～56％；通气孔隙度不 低于10%；大小孔隙之比在1 ：2～4较为合适
2）毛管孔隙 孔径在0.0002－0.02mm（也有0.002－0.02的 说法），土壤水吸力在15－0.15bar范围的孔隙，具有毛管 作用。保持植物利用的有效水分 。
3）无效孔隙 ：土壤中孔径＜0.0002mm（或0.002mm），土壤 水吸力＞15bar的细微孔隙。其水分不能被吸收。
二、影响土壤耕性的因素
• 土壤物理机械性质是土壤在不同含水量 情况下所表现的物理性质，包括土壤的 粘结性、粘着性、可塑性、胀缩性以及 其它受外力作用（如农机具的切割、穿 透和压板等作用）而发生形变的性质。
（一）土壤粘结性和土壤粘着性
一、土壤孔隙的数量
（一）土壤比重 、 土粒密度 土粒密度:单位体积的固体干土粒（不包括粒间孔隙）
的重量(g/cm3) 。 土壤比重：土粒密度与水（4℃）的密度之比，无量纲。
• 土壤比重和颗粒密度大小相等，区别在于有无量纲 • 土壤比重是土壤相对稳定的性质
• 比重大小决定于矿物组成和有机质含量 • ①土壤矿物组成和含量有关，
三、影响土壤孔性的因素
(1)土壤质地 黏土、砂土、壤土－总孔隙度，通气孔隙、毛管孔隙 和无效孔隙、大小比例比较
粘质土孔隙度45—60%之间，以毛管孔和无效孔为主 ； 砂质土孔隙度33—45%，非毛管孔（通气孔）较多； 壤质土孔隙度45—52%，有适量通气孔又有较多毛管孔，
(2)土粒排列 疏松时高，紧密时低。
非活性孔隙度（％）＝V非活性孔隙／V土×100 毛管孔隙度（％）＝V毛管孔隙／V土×100 通气孔隙度（％）＝V通气孔隙／V土×100 总孔度＝非活性孔度＋毛管孔度＋通气孔度 •毛管孔隙度%=（田间持水量—凋萎含水量）×容重 •旱作土壤耕层总孔度为50%～56％；通气孔隙度不 低于10%；大小孔隙之比在1 ：2～4较为合适
2）毛管孔隙 孔径在0.0002－0.02mm（也有0.002－0.02的 说法），土壤水吸力在15－0.15bar范围的孔隙，具有毛管 作用。保持植物利用的有效水分 。
3）无效孔隙 ：土壤中孔径＜0.0002mm（或0.002mm），土壤 水吸力＞15bar的细微孔隙。其水分不能被吸收。
土壤的孔性、结构性和耕性
紧砂土 砂壤土 轻壤土 中壤土 重壤土 轻粘土 中粘土 重粘土
38～46 46～50 43～49 43～49 43～49 48～52 48～52 48～52
砂：孔度小（38-46%），均一，大孔隙居多。 粘：孔度大，孔径均一，以毛管孔和非毛管孔为主 壤：孔度居中（43-50%）孔径分布适中。
2．土粒排列方式 理想土壤：假定全部土粒都是大小相等的刚性光滑球体，
第二节
土壤结构
一、概念：
1、土壤结构体：单粒或复粒互相胶结在一起 形成的团聚体。 2、土壤结构性：土壤中单、复粒数量、大小、 形状、性质及其相互排列的孔隙状况等的 综合特性。
土 粒 的 排 列 方 式
二、土壤结构类型
根据土壤结构体的形状： 块状、核状、粒状、团粒、柱状（棱 柱状、柱状）、片状、板状。
正长石 斜长石 白云母 黑云母 角闪石 辉 石
纤铁矿
腐殖质
1.40～1.80
注意
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。
在同一土壤中,不同大小土粒的腐殖质含量和矿物组成不同， 因而其密度也不同。
表 4－2
3、上虚下实，上粗下细，保水保肥、托水托肥 因此，在评价其生产意义时，孔隙分布比孔隙度更为重要
土壤孔性与作物生长
适于作物生长发育的土壤孔性指标
旱地 土体内 30cm耕层： 上部（0-15cm）55% 下部（15-30 cm）50% 孔度 通气孔度 50-56% 8-10%（15-20更好） 上虚下实 15-20% 10%
黄土高原
沙漠
五、土壤结构性的评价
（一）土壤结构的孔隙状况 1. 块状、核状、柱状、棱柱状和片状结构 体 总孔隙度小，主要是小的非活性孔隙和 毛管孔隙，结构体之间大的通气孔隙，往往 成为漏水漏肥的通道。 植物根系很难穿扎，干裂时常扯断根系。
土壤的孔性、结构性和耕性讲诉
通常有空气存在其中，同时植物根毛、根系和微生 物均可在通气孔隙中活动。
3. 土壤孔性与土壤肥力的关系
孔隙大小和数量
土壤松紧状况
水、气含量
养分有效性 土壤的增温 和保肥供肥 与稳温
第二节 土壤结构性
定义：
在内外因素的综合作用下，土粒相互团聚成 大小，形状和性质不同的团聚体，称为土壤 结构。
1. 土壤结构的类型
土壤容重的的用途：
a.反映土壤松紧度
土壤容重大
土壤紧实板硬而缺少结构
土壤容重小
土壤疏松多孔结构良好
b.估算各种土壤重量
土重=面积×土层深度×容重
c. 计算土壤各组分的数量
各组分数量= 土重×各组分含量
孔 隙 度
47.46 %
疏松排列
紧密排列
24.51 %
③ 孔隙比：
定义： 它是土壤中孔隙容积与土粒容积的比值。 其值为1或稍大于1为好。
水膜的粘结作用：细润土壤中的粘粒所带的负电 荷，可吸引极性水分子，并使之作定性排列，形 成薄层水膜，当粘粒相互靠近时水膜为邻近的粘 粒共有，粘粒就通过水膜而联结在一起。
胶结作用 土壤中的土粒、复粒通过各种物质的胶 结作用进一步形成较大的团聚体。
成型过程：
根系切割 干湿交替 冻融交替 土壤的耕作
Fe2+ 土粒
土壤的比重为单位容积固体土粒(不包括粒间孔隙的容积)的 干重(g/cm3或t/m3)
土壤相对密度的大小与土壤组成有关，常用土壤 相对密度值2.65 。
②土壤容重
定义：
自然状态下单位容积土壤(包括孔隙在内)的 干重(g/cm3 或t/m3)。
土壤容重的范围1.0-1.5 g/cm3 理想1.14-1.26 g/cm3
3土壤孔性、结构性和耕性
诚朴勇毅
1.非活性孔隙：孔径小于0.002毫米（ 1.非活性孔隙：孔径小于0.002毫米（土壤水吸力为 非活性孔隙 0.002毫米 1500kPa以上），几乎是束缚水占据的孔道，对作物无益。 1500kPa以上），几乎是束缚水占据的孔道，对作物无益。 以上），几乎是束缚水占据的孔道 微生物和根毛都伸不进去，故叫无效孔隙。 微生物和根毛都伸不进去，故叫无效孔隙。粘质结构土壤 居多。 居多。 2.毛管孔隙：当土壤当量孔径为0.02～0.002mm时 2.毛管孔隙：当土壤当量孔径为0.02～0.002mm时（土 毛管孔隙 0.02 壤水吸力150～1500kPa），毛管作用活动强烈，水分传导 壤水吸力150～ ），毛管作用活动强烈， 150 毛管作用活动强烈 顺畅，水分对植物完全有效。 顺畅，水分对植物完全有效。 3.通气孔隙（非毛管孔）：孔径>0.02mm， 3.通气孔隙（非毛管孔）：孔径>0.02mm，土壤水吸力 通气孔隙 ）：孔径>0.02mm 小于0.15bar，水分受重力作用明显， 小于0.15bar，水分受重力作用明显，灌溉时是水分是入 0.15bar 渗通道，日常是气体交换通道。 渗通道，日常是气体交换通道。
诚朴勇毅
（四）土壤孔性和结构性的调节
在生产中，土壤结构是经常变化的。 在生产中，土壤结构是经常变化的。 1、破坏土壤结构的措施： 破坏土壤结构的措施： （1）水的作用：雨滴击打、淹灌的泡散，粘粒的水合， 水的作用：雨滴击打、淹灌的泡散，粘粒的水合， 以及团聚体内部封闭空气的 灌溉的破坏作用 （2）大型农机具重压及人畜的踩踏。 大型农机具重压及人畜的踩踏。 （3）土壤胶体上离子倒换过程：化肥施用、土壤板结 土壤胶体上离子倒换过程：化肥施用、 （4）微生物的两重性：形成腐殖质，分解有机物 微生物的两重性：形成腐殖质，
1.非活性孔隙：孔径小于0.002毫米（ 1.非活性孔隙：孔径小于0.002毫米（土壤水吸力为 非活性孔隙 0.002毫米 1500kPa以上），几乎是束缚水占据的孔道，对作物无益。 1500kPa以上），几乎是束缚水占据的孔道，对作物无益。 以上），几乎是束缚水占据的孔道 微生物和根毛都伸不进去，故叫无效孔隙。 微生物和根毛都伸不进去，故叫无效孔隙。粘质结构土壤 居多。 居多。 2.毛管孔隙：当土壤当量孔径为0.02～0.002mm时 2.毛管孔隙：当土壤当量孔径为0.02～0.002mm时（土 毛管孔隙 0.02 壤水吸力150～1500kPa），毛管作用活动强烈，水分传导 壤水吸力150～ ），毛管作用活动强烈， 150 毛管作用活动强烈 顺畅，水分对植物完全有效。 顺畅，水分对植物完全有效。 3.通气孔隙（非毛管孔）：孔径>0.02mm， 3.通气孔隙（非毛管孔）：孔径>0.02mm，土壤水吸力 通气孔隙 ）：孔径>0.02mm 小于0.15bar，水分受重力作用明显， 小于0.15bar，水分受重力作用明显，灌溉时是水分是入 0.15bar 渗通道，日常是气体交换通道。 渗通道，日常是气体交换通道。
诚朴勇毅
（四）土壤孔性和结构性的调节
在生产中，土壤结构是经常变化的。 在生产中，土壤结构是经常变化的。 1、破坏土壤结构的措施： 破坏土壤结构的措施： （1）水的作用：雨滴击打、淹灌的泡散，粘粒的水合， 水的作用：雨滴击打、淹灌的泡散，粘粒的水合， 以及团聚体内部封闭空气的 灌溉的破坏作用 （2）大型农机具重压及人畜的踩踏。 大型农机具重压及人畜的踩踏。 （3）土壤胶体上离子倒换过程：化肥施用、土壤板结 土壤胶体上离子倒换过程：化肥施用、 （4）微生物的两重性：形成腐殖质，分解有机物 微生物的两重性：形成腐殖质，
6.第3章第1-3节土壤孔性、结构性与耕性解析
二、影响土壤耕性的物理机械性
〔一〕土壤粘结性 土壤粘结性是指土粒之间相互吸引粘结的性能。
土壤粘结性的强弱通常用单位面积上的粘结力〔克/厘米2〕 来表示。 粘结力包括有：范德华力、库仑力以及水膜的外表张力，
还有氢键的作用。
影响土壤粘结性的因素：
1、土壤含水量
2、土壤质地
土粒愈细,比外表愈大,分子引力愈大,粘结性加强。 据测定，0.05mm土粒的粘结力为1.5g/cm2，而 0.01mm土粒的粘结力为7.0g/ cm2 。
质地类型
粘土 粘壤土 壤土 砂壤土 砂土
下塑限
23～30 16～22 10～15
<10 0
上塑限
41～50 28～40 17～27
<16 0
塑性值
18～20 12～17 7～12
<7 0
钙或钠饱和的粘粒矿物的塑限(含水量%)
钙饱和
钠饱和
下塑限 上塑限 下塑限 上塑限
蒙石
63
高岭石
36
177
97
700
土壤构造体是指各级土粒或其一局部相互粘结团聚成 大小、外形和性质不同的土团、土块或土片。
土壤构造性：
土壤构造性是指土壤构造体的大小、外形、性质及 其排列和孔隙状况等的综合特性。
一、土壤构造体的类型
按长、宽、高三轴进展状况分为四大类： 1、块状和核状构造：近似立方体构造一般在1cm以上；其 中边面棱角明显，外形似核，在1~3 cm, 称核状构造； 3 cm以上构造边面不明显，称大块状构造。多在质地较粘重， 2有、机柱质状缺和乏棱的柱土状壤构中造消：失纵。轴大于横轴，其中顶部圆而底部 平的似柱子状者为柱状构造，假设边面有明显棱角则称为 棱柱状构造。 3、多片在状质构地造粘：重横有轴机大质于缺纵乏轴的，心粉土砂层质或土底壤土 的层表中层。，雨后 或浇灌后见到的结壳、结皮、板结等均为片状构造。
土壤孔性、结构性和耕性
常见阳离子凝聚能力：
Fe3+ >Al3+ >Ca2+ >Mg2+ >H+ >NH4+ > K+ >Na+
农业生产(agricultural production)中，常施用石灰(酸性土)或石膏( 碱性土)，利用Ca2+的作用促进土粒凝聚。
增加介质中电解质浓度也可促进胶粒凝聚。
农业生产中，常采用排水晒田、晒垄、冻垄等措施，提高土壤溶 液电解质的浓度，促进土壤胶粒凝聚。
① 干湿交替作用(alternation of drying and wetting)
蒙脱石类的膨胀收缩性强，而水云母类和高岭石类的膨胀收缩性 则较弱。
土块越干，骤然灌水湿润，这种作用愈明显，有如“爆破” 一样。促使土体破碎形成结构。
a、当干湿交替时，由于胀缩性的差异使土体产生不等的变形 而依脆弱线开裂成小块
天旱时表层蒸发失水后，土体收缩切断与下 层毛管连通性，水分不会由大孔隙流向小孔隙而
蒸发损失。
② 小肥料库
具有团粒结构的土壤，通常有机质含量丰富。团粒结构
表面为好气作用，有利于有机质的矿质化(mineralization)，释放
养分。团粒内部则有利于腐殖化(humification)，保存养分 。
③ 空气走廊
土壤粘结性是土粒与土粒之间由于分子引力 而相互粘结在一起的性质。
土壤粘着性是土壤在一定含水量的情况下，土 粒粘着外物表面的性能。
影响土壤粘结性和粘着性的因素有：
• 土壤质地
• 土壤含水量
• 土壤结构 • 土壤腐殖质含量
• 土壤代换性阳离子的组成
塑性值(plastic index)：上塑限和下塑限的差值，又称塑 性指数 。 （plasticity number）
第四章 土壤孔性、结构性和耕性
土壤粘结性是指土粒与土粒之间由于分子引力而相互粘结在 一起的性质。 由于土壤具有粘结性，使其具有抵抗外力破碎的能力，也是 土壤在耕作时产生阻力原因之一。
在湿润时，（由于土壤含有一定的水分）土壤板结性实际土 粒-水-土粒之间相互吸引而表现的板结力。
影响粘结力的因素：
• 1.土壤颗粒的比表面积：比表面积越大， 粘接力越强。 （1）土壤质地：粘性土>壤质土>砂质 （2）粘土矿物的类型： 2：1矿物>1:1型 矿物 （3）代换性阳离子组成：土壤上代换性 Na+（盐渍土）越高，粘结力越强（白 僵土）。 （4）土壤颗粒的团聚化程度：结构性强 的土壤粘结性差 • 2.土壤水分含量 • 在适度含水量时粘结力最大。水分的 C表明由干土到湿土 变化过程也会影响到粘结力（见图） 粘结力变化，A • “湿时一团糟，干时一把刀”； (Clay）、B（sand） • “宁可干耕勿湿耕” 从湿到干变化中粘结 • 3.有机质缺乏的土壤，粘结性强。 力变化
1．土壤团粒结构的形成过程 包括“多级团聚说”和“粘团说”两种。 第一阶段：有单粒在胶体凝聚、水膜粘结以及胶结作用下形成初 级复粒或致密的小土团。 第二阶段：初级复粒进一步逐级粘合、胶结、团聚，依次形成第 二级、第三级及微团聚体的过程。
2．团粒结构形成的必备条件 ①各种各样的单粒、复粒、黏团及微团粒的数量 及组成； ②胶结物质：有机胶体、无机胶体及胶体凝聚物 质。 成型动力 包括：土壤生物的作用、干湿交替、适宜土壤含水 量下耕作。
项目四 土壤的孔性、结构性与耕性
第一节 土壤孔性
小 孔 隙 大 孔 隙
土壤孔隙是容纳 水分和空气的空 间； 是土壤中物质和 能量贮存和交换 的场所； 是众多土壤动物 和微生物活动的 场所； 是植物根系伸展 并从土壤中获取 水分和养料的介 质。
在湿润时，（由于土壤含有一定的水分）土壤板结性实际土 粒-水-土粒之间相互吸引而表现的板结力。
影响粘结力的因素：
• 1.土壤颗粒的比表面积：比表面积越大， 粘接力越强。 （1）土壤质地：粘性土>壤质土>砂质 （2）粘土矿物的类型： 2：1矿物>1:1型 矿物 （3）代换性阳离子组成：土壤上代换性 Na+（盐渍土）越高，粘结力越强（白 僵土）。 （4）土壤颗粒的团聚化程度：结构性强 的土壤粘结性差 • 2.土壤水分含量 • 在适度含水量时粘结力最大。水分的 C表明由干土到湿土 变化过程也会影响到粘结力（见图） 粘结力变化，A • “湿时一团糟，干时一把刀”； (Clay）、B（sand） • “宁可干耕勿湿耕” 从湿到干变化中粘结 • 3.有机质缺乏的土壤，粘结性强。 力变化
1．土壤团粒结构的形成过程 包括“多级团聚说”和“粘团说”两种。 第一阶段：有单粒在胶体凝聚、水膜粘结以及胶结作用下形成初 级复粒或致密的小土团。 第二阶段：初级复粒进一步逐级粘合、胶结、团聚，依次形成第 二级、第三级及微团聚体的过程。
2．团粒结构形成的必备条件 ①各种各样的单粒、复粒、黏团及微团粒的数量 及组成； ②胶结物质：有机胶体、无机胶体及胶体凝聚物 质。 成型动力 包括：土壤生物的作用、干湿交替、适宜土壤含水 量下耕作。
项目四 土壤的孔性、结构性与耕性
第一节 土壤孔性
小 孔 隙 大 孔 隙
土壤孔隙是容纳 水分和空气的空 间； 是土壤中物质和 能量贮存和交换 的场所； 是众多土壤动物 和微生物活动的 场所； 是植物根系伸展 并从土壤中获取 水分和养料的介 质。
土壤的基本理化性质
黄土 土壤碱化层 土壤龟裂层 灌溉后土壤结壳
1.35~1.50 1.50~1.70 1.70~1.90 1.60~1.90
对于大多数植物来说，土壤容重在1.14—1.26g/cm3之间比较适宜。
容重、孔隙度与土壤松紧程度关系
松紧程度 容重(g/cm3) 孔度(%)
最松 松 适合 稍紧 紧实
<1.0 1.0~1.14 1.14~1.26 1.26~1.30 >1.30
依次形成第二级、第三级……微团聚体，再经多次聚合，
最终成为大小形状不同的团粒结构体。因此，团粒结构不 仅孔度大，而且具有多级孔隙。
单个土粒 团聚体
微团粒
腐殖质
粉 粒
粉粒
砂粒
粘粒
砂粒
Ca2+
土粒
土粒
腐 殖 质
土粒
Fe2+
土粒
土粒
腐 殖 质 Fe3+
土粒
Al3+
其它结构体的形成
立方体型、条柱型、片状型结构体多由单粒直
团粒结构体的土壤肥力特点：
②能协调土壤有机质中养分的消耗和积累的矛盾；
大孔隙有充足的氧气供应，好气性微生物活动旺 盛，有机质分解快；
小孔隙中有机质进行嫌气分解，速度慢而使养分
得以保存。
团粒结构体的土壤肥力特点： ③能稳定土壤温度，调节土壤热量状况；
④团粒结构降低了土粒间的粘着性、粘结性，减
少了耕作阻力，提高了耕作质量，土壤耕性好； ⑤有利于作物根系的伸展和生长；
4℃时水的密度为1g.cm-3，因此土粒密度（单位容积固 体土粒的干重）与土壤比重数值相等，但土壤比重无单位。
表 4－2
粒级（粒径毫米） 全土样 0.10～0.05 0.05～0.01 0.01～0.005 0.005～0.001 <0.001
土壤的孔性结构性和耕性
Columnar（Symbol cpr or COL）
Y X
Z
Prism-like structural units where the length of the unit in the x and y direction are much less than the z direction.
The units tend to have rounded tops.
（2）毛管孔隙 当量孔隙为，土壤水吸力为150-1500KPa。植物旳细根、原生动物和真菌
等极难进入毛管孔隙中，但植物根毛和某些细菌可在其中活动，有利于养分 旳吸收与转化，毛管孔隙保存旳水分可被植物吸收利用。为有效孔隙。
（3）通气孔隙 当量孔径不小于0.02mm，相应旳土壤水吸力不不小于150KPa。通气孔
➢ Coarse (Thick)
➢ Very Coarse (Very Thick)
Soil Structure Size (Granular and Blocky)
Image Source: NRCS, Ver. 2.0, 2023
Soil Structure Size (Platy and Prismatic)
Platy – Flat and Tabular- Units
Structure has a horizontal dimension that is longer or greater than the vertical dimension. The plates tend to parallel the surface. Typical Symbol (pl or PL)
土壤构造改良剂是用来增进土壤形成团粒，提升土壤肥力和固定表土、保护耕层、 预防水土冲刷旳矿物质制剂、腐殖质制剂和人工合成聚合物制剂，它是根据土壤中团 粒构造形成旳客观规律，提取腐殖质、木质素等物质作为团粒旳胶结剂。 要点：土壤构造性旳评价，尤其是团粒构造对土壤肥力旳调整作用。 难点：土壤团粒构造旳形成机制。
土壤的基本理化性质经典实用
非活性孔隙（无效孔隙） < 0.002
> 1500
无效
毛管孔隙
0.002 ~ 0.02
150 ~ 1500
有效
通气孔隙
> 0.02
< 150
•土壤的基本理化性质
主要贮存空气
孔隙度
47.46%
24.51%
大小颗粒相互填 充是土壤孔隙度 达到了最低值
•土壤的基本理化性质
2、对于大多数作物适宜的孔隙状况：
•土壤的基本理化性质
3、水平轴方向发达的扁平型结构体 主要类型：片状结构体； 土壤肥力特点：结构体内部紧实，多为非活性 孔隙，有效水少且通气不良，不利于扎根；结 构体间裂隙太大，通气虽好，但易漏水、漏肥；
•土壤的基本理化性质
不良结构体： 块状、核状、柱状、棱柱状和 片状结构体总孔隙度小，主要是小的非活性孔 隙，结构体之间大的通气孔隙，往往成为漏水 漏肥的通道。植物根系很难穿扎，干裂时常扯 断根系。
•土壤的基本理化性质
(二)结构体类型及特性
•土壤的基本理化性质
根据结构体的形态、大小以及与土壤肥力的 关系划分为如下类型： 1、长、宽、高三轴平均发展的似立方体型结构体 主要类型：块状结构体和核状结构体；
•土壤的基本理化性质
2、垂直轴方向发达的条柱型结构体 主要类型：柱状结构体和棱柱状结构体； 土壤肥力特点：结构体内部紧实，孔隙小而少， 通气不良，根系难以伸入；结构体间易形成大 的垂直裂隙，成为水、肥下渗通道，造成跑水、 跑肥；
密度(克/厘米 3) 2.62 2.66 2.66 2.62 2.59 2.59
常用土壤密度值：
2.65克/厘米3。
•土壤的基本理化性质
2、土壤容重：单位容积原状土壤（包括孔隙）的干质
第三章 土壤的孔性、结构性与耕性
(二)外因
降雨, 施肥, 灌溉, 降雨, 施肥, 灌溉, 耕作
第二节 土壤结构 一,土壤结构的类型及其特性
土壤中的土粒常常不是以单粒形式存在, 土壤中的土粒常常不是以单粒形式存在,而是许多单 粒粘合,胶结在一起,形成复合团聚体.或称为复粒. 粒粘合,胶结在一起,形成复合团聚体.或称为复粒. 土壤结构体: 土壤结构体:土壤中的各级土粒或其中的一部分互相 胶结,团聚而形成的大小,形状,性质不同的土团,土块, 胶结,团聚而形成的大小,形状,性质不同的土团,土块, 土片等. 土片等. 土壤结构性:土壤中的单粒和结构体的数量,大小, 土壤结构性:土壤中的单粒和结构体的数量,大小, 形状,性质及其相互的排列和相应孔隙状况等的综合特性. 形状,性质及其相互的排列和相应孔隙状况等的综合特性.
(3)推知土壤的松紧状况 ) 容重 <1.0 1.0~1.14 1.14~1.26 1.26~1.30 >1.30 松紧状况 很松 松 适宜作物生长 稍紧 紧 孔隙度 >60% 56~60% 52~56% 50~52% <50%
气三相容积比率, (4)计算土壤固,液,气三相容积比率,用 )计算土壤固, 以反映土壤自身调节肥力因素的功能
1.土壤相对质量密度(比重) .土壤相对质量密度(比重) 是指单位容积的固体土粒(不包括粒间孔隙) 是指单位容积的固体土粒(不包括粒间孔隙)的干 重与同体积水的质量之比. 重与同体积水的质量之比. 多数土壤矿物比重在2.6-2.7左右 , ( 将 2.65作为土壤 左右, 多数土壤矿物比重在 左右 作为土壤 矿物的平均值) 而一般土壤有机质的比重为1.25矿物的平均值 ) , 而一般土壤有机质的比重为 1.40. 由于表层土壤有机质含量较多 , 其比重通常都 . 由于表层土壤有机质含量较多, 低于心土及底土层. 低于心土及底土层.
第三章土壤的孔性、结构与耕性
类肥料，它是一种固体凝胶物质，能起到很好的结构改良剂作用。
第三章土壤的孔性、结构与耕性
3.3土壤耕性与物理机械性
一、土壤物理机械性
土壤的物理机械性是土壤多项动力学性质的统称，包括粘 结性、黏着性和可塑性，是土壤受外力后产生的性质。
（一）土壤粘结性
土壤粘结性是指土粒与土粒之间由于分子引力而相互粘结 在一起的性质。由于土壤具有粘结性，是其具有抵抗外力破碎 的能力，也是土壤有耕作时产生阻力的主要原因之一。
指单位土壤容积内孔隙所占的百分数。
孔隙度＝1－固相率＝液相率＋气相率
孔隙度＝ 1－容 密重 度
指单位土壤容积内孔隙所占的百分数。旱地耕层土壤以50%～５６％适宜大 多数作物生长。 一般砂土孔度30%-45%，壤土40%-50%，粘土45%-60%。 孔隙比：它是土壤中孔隙容积与土粒容积的比值。其值为1或稍大于1为好。
孔隙度高，通气孔隙多，大大改善了土壤透水通气能力，可以大量接 纳降水和灌溉水量。
（２）能协调土壤养分的消耗和积累的矛盾（保肥性和供肥性） （３）稳定土温，调节土壤热状况。 （４）改善土壤耕性和有利于作物根系生长。
团粒结构是改进土壤固、液、气三相比的一个重要因素。有团粒结构的土壤中，水、 肥、气热比较相互协调，被称为土壤肥力调节器。
生产中最理想的团粒结构粒径为2-3mm,是一种较好的土壤 结构类型。
第三章土壤的孔性、结构与耕性
1．土壤团粒结构的形成过程
包括“多级团聚说”和“粘团说”两种。 第一阶段：有单粒在胶体凝聚、水膜粘结以及胶结作用下 形成初级复粒或致密的小土团。 第二阶段：初级复粒进一步逐级粘合、胶结、团聚，依次 形成第二级、第三级及微团聚体的过程。
例２：若土壤全氮为0.1％，计算每亩耕层土壤含氮量？ 150ｔ×0.1％＝150ｋｇ
第三章土壤的孔性、结构与耕性
3.3土壤耕性与物理机械性
一、土壤物理机械性
土壤的物理机械性是土壤多项动力学性质的统称，包括粘 结性、黏着性和可塑性，是土壤受外力后产生的性质。
（一）土壤粘结性
土壤粘结性是指土粒与土粒之间由于分子引力而相互粘结 在一起的性质。由于土壤具有粘结性，是其具有抵抗外力破碎 的能力，也是土壤有耕作时产生阻力的主要原因之一。
指单位土壤容积内孔隙所占的百分数。
孔隙度＝1－固相率＝液相率＋气相率
孔隙度＝ 1－容 密重 度
指单位土壤容积内孔隙所占的百分数。旱地耕层土壤以50%～５６％适宜大 多数作物生长。 一般砂土孔度30%-45%，壤土40%-50%，粘土45%-60%。 孔隙比：它是土壤中孔隙容积与土粒容积的比值。其值为1或稍大于1为好。
孔隙度高，通气孔隙多，大大改善了土壤透水通气能力，可以大量接 纳降水和灌溉水量。
（２）能协调土壤养分的消耗和积累的矛盾（保肥性和供肥性） （３）稳定土温，调节土壤热状况。 （４）改善土壤耕性和有利于作物根系生长。
团粒结构是改进土壤固、液、气三相比的一个重要因素。有团粒结构的土壤中，水、 肥、气热比较相互协调，被称为土壤肥力调节器。
生产中最理想的团粒结构粒径为2-3mm,是一种较好的土壤 结构类型。
第三章土壤的孔性、结构与耕性
1．土壤团粒结构的形成过程
包括“多级团聚说”和“粘团说”两种。 第一阶段：有单粒在胶体凝聚、水膜粘结以及胶结作用下 形成初级复粒或致密的小土团。 第二阶段：初级复粒进一步逐级粘合、胶结、团聚，依次 形成第二级、第三级及微团聚体的过程。
例２：若土壤全氮为0.1％，计算每亩耕层土壤含氮量？ 150ｔ×0.1％＝150ｋｇ
土壤肥料学5第三章 土壤孔性、结构性和耕性
4 团粒结构 近似球形的较疏松的多孔小土团， d=0.25~10mm为团粒结构，d<0.25cm为微 团粒结构。 水稳性团粒和非水稳性团粒。东北地区黑 土含有大量优质的水稳性团粒，高达80%。 我国绝大多数旱地土壤耕作层以非水稳性 团粒为主。
三 土壤结构与肥力的关系 土壤结构功能：调节土壤的水、肥、气、热 土壤结构功能的基础：结构体内存在大、小 孔隙。 1. 柱状、棱柱状、块状结构体：大小孔隙搭 配不当。大孔隙为一些裂隙，导致漏水漏肥， 易扯断根系；无效孔隙多，故透水通气性差。
影响容重的因素P63：质地、结构、有 机质含量、利用状况。 浸水容重：干土质量/沉淀容积 极限容重：土壤紧实以致妨碍根系生长 的土壤容重最大值。 适宜容重：土壤孔隙状况适宜于植物扎 根生长时所具有的容重值。多数植物 1.0~1.2，禾谷类1.1~1.3
二 土壤的三相和孔隙 1. 概念及公式 1) 三相组成 固相率=固相容积/土体容积×100％ 液相率=水容积/土体容积×100％ 气相率=空气容积/土体容积×100％
3) 气相率：孔隙度–液相率(容积含水量) 4) 实容积率（固液两相的容积和）=固相率 +液相率 5) 三相比=固相率：液相率：气相率 3. 三相组成的适宜范围（旱地）：固相率 50%；液相率25~30%；气相率15~25%， 至少大于8%。
习题：
1. 某土壤比重为2.7，容重为1.55g/cm3， 若现在土壤重量含水量为25%，问土壤 含有的空气容积是否适合于一般旱地作 物生长需要？ 2. 某土壤50cm土层平均重量含水量为8%， 容重1.2g/cm3。问每亩50cm土层共贮有 多少吨水？
第二节 土壤结构
一 土壤结构概念 土粒（单粒、复粒）的排列组合形式。包括两个方面 的意义：一是“土壤结构体”，二是“土壤结构 性”。 • 结构体：土壤的各级土粒总是相互团聚成大小、形 状、性质不一的土片、土团或土块，这种团聚体即 为土壤结构体。 • 结构性：包括土壤结构体的类型和数量、结构体的 稳定性、孔隙分配状况、在生产上的作用等。
土壤的孔性、结构性和耕性
孔径大小:
0.02—0.002mm
水分水吸力
T=3/0.02=150百帕~T=3/0.002=1500百帕
对植物是有效的，而且植物的根系和微生物都可在 其中生长和活动。
c. 通气孔隙(空气孔隙）
孔径 ＞0.02mm 水分水吸力
T<3/0.002=150百帕
通常有空气存在其中，同时植物根毛、根系和微生 物均可在通气孔隙中活动。
3. 土壤孔性与土壤肥力的关系
孔隙大小和数量
土壤松紧状况
水、气含量
养分有效性 和保肥供肥
土壤的增温 与稳温
第二节
定义：
土壤结构性
在内外因素的综合作用下，土粒相互团聚成
大小，形状和性质不同的团聚体，称为土壤
结构。
1. 土壤结构的类型
①块状结构
②核状结构
③ 柱状结构
④ 片状结构 ⑤ 团粒结构
土 壤 团 粒 体
b.土壤质地：土壤中粘粒愈多，质地愈细，塑 性愈强。一般而言,上塑限、下 塑限和塑性值的数值随着粘粒含 量的加而增大。 c.代换性阳离子 d.土壤有机质
③ 土壤胀缩性
土壤吸水后体积膨胀，干燥后体积收缩称为土壤 胀缩性。 土壤胀缩性对生产不利。
土壤膨胀 根系发生 机械损伤 孔隙变小、透水 困难气体交换、热 量受到障碍 土壤收缩 拉断植物 根系
1. 土壤孔隙度
定义: 土壤孔隙的容积占整个土体容积的百分数 称为土壤孔隙度，又称总孔度。 它是衡量土壤孔隙的数量指标。
土壤孔隙度的计算
土壤孔隙度=(1-{土壤容重}/土壤相对密度)×100%
① 土壤相对密度
定义： 单位容积固体土粒(不包括粒间孔隙的容积)的干重 (g/cm3或t/m3)与4℃时同体积水重之比。 土壤的比重为单位容积固体土粒(不包括粒间孔隙的容积)的 干重(g/cm3或t/m3) 土壤相对密度的大小与土壤组成有关，常用土壤 相对密度值2.65 。
0.02—0.002mm
水分水吸力
T=3/0.02=150百帕~T=3/0.002=1500百帕
对植物是有效的，而且植物的根系和微生物都可在 其中生长和活动。
c. 通气孔隙(空气孔隙）
孔径 ＞0.02mm 水分水吸力
T<3/0.002=150百帕
通常有空气存在其中，同时植物根毛、根系和微生 物均可在通气孔隙中活动。
3. 土壤孔性与土壤肥力的关系
孔隙大小和数量
土壤松紧状况
水、气含量
养分有效性 和保肥供肥
土壤的增温 与稳温
第二节
定义：
土壤结构性
在内外因素的综合作用下，土粒相互团聚成
大小，形状和性质不同的团聚体，称为土壤
结构。
1. 土壤结构的类型
①块状结构
②核状结构
③ 柱状结构
④ 片状结构 ⑤ 团粒结构
土 壤 团 粒 体
b.土壤质地：土壤中粘粒愈多，质地愈细，塑 性愈强。一般而言,上塑限、下 塑限和塑性值的数值随着粘粒含 量的加而增大。 c.代换性阳离子 d.土壤有机质
③ 土壤胀缩性
土壤吸水后体积膨胀，干燥后体积收缩称为土壤 胀缩性。 土壤胀缩性对生产不利。
土壤膨胀 根系发生 机械损伤 孔隙变小、透水 困难气体交换、热 量受到障碍 土壤收缩 拉断植物 根系
1. 土壤孔隙度
定义: 土壤孔隙的容积占整个土体容积的百分数 称为土壤孔隙度，又称总孔度。 它是衡量土壤孔隙的数量指标。
土壤孔隙度的计算
土壤孔隙度=(1-{土壤容重}/土壤相对密度)×100%
① 土壤相对密度
定义： 单位容积固体土粒(不包括粒间孔隙的容积)的干重 (g/cm3或t/m3)与4℃时同体积水重之比。 土壤的比重为单位容积固体土粒(不包括粒间孔隙的容积)的 干重(g/cm3或t/m3) 土壤相对密度的大小与土壤组成有关，常用土壤 相对密度值2.65 。
项目四 土壤的孔性、结构性和耕性 1节详述
3.柱状结构体和棱柱状结构体
纵轴大于横轴呈直立型，棱角不明显的为圆柱状结构 体，棱角明显的为棱柱状结构体，大多出现在黏重的底土 层、心土层和碱土的碱化层。
4.团粒结构体
团粒结构体是指近似球形的较疏松多孔的小土团，直 第一般为0.25~10mm，直径小于0.25mm的为微团粒。一 般在耕层较多，其数量的多少和质量的好坏，在一定程度 上反映了土壤肥力的水平，改良土壤结构性实际上是指促 进土壤团粒结构体的形成。
壤，其容重比较低；而紧实板结的和砂质的土壤，其容重 较高。表层土壤容重比底层土壤容重要小。 （2）计算土壤质量
土壤总质量=土壤体积×土壤容重 如：1hm2地，耕层厚为20cm，土壤容重为1.15t/m3 ，土壤总质量为多少？
（3）计算土壤各组分的数量 根据土壤容重，可以计算单位面积土壤的含水量、有
生物稳定性：是指结构体对微生物分解的抵抗能力，主 要决定于与结构体结合的有机物的性质以及相互结合的方式 。
水不稳定性结构体：是指土壤结构体浸水后极易分散。 水稳定性结构体：是指土壤结构体浸水后不分散。
二、土壤结构体的形成
（一）土壤结构体形成的机制
土壤结构的形成，大体上分为两个阶段： 1）由单粒凝聚成复粒； 2）由复粒相互黏结形成微团、团粒、或在机械力的
1.土壤结构体与孔性
孔性是土壤结构性的重要指标。结构体内的孔隙大都是 小孔隙（非活性孔隙和毛管孔隙），只有结构体之间的孔隙 才是大孔隙（通气孔隙），块状、核状、柱状、棱柱状和片 状结构体大体是这种情况，不仅总孔隙度小，而且结构内部 到致密，孔隙很小，结构体之间孔隙较大，往往成为漏水漏 肥的通道。植物根系很难穿孔，干裂时常扯断根系。
（二）团粒结构与土壤肥力的关系
良好的团粒结构体一般应具备以下3方面的性质： 1）具有一定的大小； 2）具有多级孔隙； 3）具有一定的稳定性
第二章-土壤孔性、结构性与耕性
在宜耕期内，耕作质量好，消耗的能量 少。
过于潮湿时，粘质土泥泞粘糊，粘着性 强，耕作阻力大，耕后易产生大块。应 该选在粘结性、粘着性和塑性均较弱或 没有时进行耕作。此时耕作省力，不破 坏土壤结构，耕作后任其风干或收缩， 就会崩散为适当的土块和土团。
二、土壤压板问题
机械在田面上行走对土壤有压实作用。 过度的压实会影响耕作质量，对作物生 长不利。这种过度的压实又称为土壤压 板问题。
3、各粒级的主要性质
---砂粒本身没有粘结性、涨缩性和可塑性； 砂粒之间的间隙大；持水能力低；对养 分的吸持能力低；通透性强。
---粘粒有较强的粘结性、涨缩性和可塑性； 粘粒之间的间隙细；持水能力强；对养 分的吸持能力强；通透性弱。
---粉砂粒的性质介于砂粒和粘粒之间。
二、土壤质地及其肥力特征
（一）土壤质地分类
土壤总孔度一般以50-60%为宜。
2、土壤孔隙比
土壤孔隙容积与土粒容积之比，称为土 壤孔隙比。
例如：某土壤孔度为55%，土粒占45%， 则其孔隙比=0.55/0.45=1.12
(二) 土壤孔隙分级
1、当量孔径 与一定的土壤水吸力相当的孔径，也称 有效孔径。计算公式如下： d=3/h
D：当量孔径（mm） H：土壤水吸力（毫巴）
比较干燥的土壤承受荷载时，主要是垂 直方向上的正应力使孔隙变少、小，容 重增大。
在含水量较高时（如在塑性范围）承受 荷载，除正应力外，还要产生剪力。在 正应力和剪力的共同作用下，土壤颗粒 趋向与极紧密的排列，通气孔隙大大减 少，细孔隙急剧增多。土壤的通气-透水 性强烈减弱甚至消失。这种现象称为粘 闭。
结构体分为如下几种类型：
1、块状或核状结构体
块状： 纵轴和横轴大体相等，边面一般不明显， 但不呈球性。
过于潮湿时，粘质土泥泞粘糊，粘着性 强，耕作阻力大，耕后易产生大块。应 该选在粘结性、粘着性和塑性均较弱或 没有时进行耕作。此时耕作省力，不破 坏土壤结构，耕作后任其风干或收缩， 就会崩散为适当的土块和土团。
二、土壤压板问题
机械在田面上行走对土壤有压实作用。 过度的压实会影响耕作质量，对作物生 长不利。这种过度的压实又称为土壤压 板问题。
3、各粒级的主要性质
---砂粒本身没有粘结性、涨缩性和可塑性； 砂粒之间的间隙大；持水能力低；对养 分的吸持能力低；通透性强。
---粘粒有较强的粘结性、涨缩性和可塑性； 粘粒之间的间隙细；持水能力强；对养 分的吸持能力强；通透性弱。
---粉砂粒的性质介于砂粒和粘粒之间。
二、土壤质地及其肥力特征
（一）土壤质地分类
土壤总孔度一般以50-60%为宜。
2、土壤孔隙比
土壤孔隙容积与土粒容积之比，称为土 壤孔隙比。
例如：某土壤孔度为55%，土粒占45%， 则其孔隙比=0.55/0.45=1.12
(二) 土壤孔隙分级
1、当量孔径 与一定的土壤水吸力相当的孔径，也称 有效孔径。计算公式如下： d=3/h
D：当量孔径（mm） H：土壤水吸力（毫巴）
比较干燥的土壤承受荷载时，主要是垂 直方向上的正应力使孔隙变少、小，容 重增大。
在含水量较高时（如在塑性范围）承受 荷载，除正应力外，还要产生剪力。在 正应力和剪力的共同作用下，土壤颗粒 趋向与极紧密的排列，通气孔隙大大减 少，细孔隙急剧增多。土壤的通气-透水 性强烈减弱甚至消失。这种现象称为粘 闭。
结构体分为如下几种类型：
1、块状或核状结构体
块状： 纵轴和横轴大体相等，边面一般不明显， 但不呈球性。
第三章土壤孔性、结构性与耕性3
2、土壤容重(soil bulk density)作用
(1) 计算土壤孔隙度(soil porosity)
孔隙度＝（1－容重/比重）×100%
(2)计算工程土方量 土壤重量=土壤体积×土壤容重
(3)估算各种土壤成分储量
设耕层厚度0.2m，容重1.3t/m3，有机质含量
15g/kg=0.015t/t，全氮量0.75g/kg=0.00075t/t。
三、孔度的计算
1、土壤三相组成及孔度计算
总孔度(total porosity)＝ (1－容重/比重) ×100%
固相(solid phase)＝(容重/比重) ×100%
液相(liquid phase)＝(水分重量百分率×容重) ×100% 气相(gas phase)＝(总孔度－液相) ×100% 孔隙比(void ratio) =孔度/ 1-孔度
显，横断面略呈三角形。
产生条件：粘重土壤的底土，由于干
湿交替频繁形成棱柱状结构。
大小划分：大棱柱状结构，>5cm；
棱柱状结构，3～5cm；小棱柱状结构，<3cm。
6、片状、板状结构(platy
structure)
形 状：横轴远大于纵轴，呈 扁平状结构体。农民叫它“卧土”。 产生条件：多由于流水沉积或
*即深耕后
5．土壤有机质含量 有机物质本身疏松多孔，又能促进土壤良好结构的形成
（二）外因
降雨、 施肥、 灌溉、 耕作
（三）土壤孔性调节
1、改良土壤质地状况 2、建立良好的土壤结构体 3、增施有机肥料、种植绿肥 4、加强土壤有效管理
增施22.5t/hm2有机肥，总孔隙度35.4%上升为38.7%
2、土壤三相组成的适宜范围(comfort zone)
第三章土壤的孔性、结构性和耕性
第三章⼟壤的孔性、结构性和耕性第三章⼟壤的孔性、结构性和耕性第⼀节⼟壤孔性⼀、⼟壤⽐重和容重(⼀)、⼟壤⽐重1、⼟粒密度⼟粒密度指单位容积的固体⼟粒（不包括粒间孔隙）的⼲重。
单位g/cm3。
⼀般为2.65。
2、⼟壤⽐重⼟粒密度与⽔的密度之⽐。
由于⽔的密度1g/cm3，故⼟壤⽐重实质就等于⼟粒密度。
(⼆)、⼟壤容重⼟壤容重是指单位容积原状⼟壤（包括孔隙）的烘⼲重量。
单位g/cm3 、t/m3 。
⼟壤容重⼤⼩是⼟壤肥⼒⾼低的重要指标，可以判断⼟壤的松紧程度、计算⼟壤重量和各组分的数量。
1、判断⼟壤的松紧程度2、计算⼟壤重量3、计算⼟壤各组分的数量练习：某⼟壤50cm⼟层平均含⽔量（重量%）8%，容重1.2 g/cm3,问此⼟壤每公顷50cm⼟层共贮有多少吨⽔?⼆、⼟壤孔隙性（⼀）⼟壤孔隙度⼟壤孔隙是指⼟壤中⼤⼩不等、弯弯曲曲、形状各异的各种孔洞。
⼟壤孔隙度(%)=⼟壤孔隙/⼟壤容积×100%=（⼟壤容积-⼟粒容积）/⼟壤容积×100%=（1-容重/⽐重）×100%注：⽐重常以2.65计算（⼆）⼟壤孔隙⽐⼟壤孔隙数量也可⽤⼟壤孔隙⽐表⽰。
⼟壤孔隙⽐是指⼟壤孔隙容积与⼟粒容积的⽐值。
其值为1或稍⼤于1为好。
⼟壤孔隙⽐=孔隙度/（1-孔隙度）（三）⼟壤孔隙分级根据孔隙中的⼟壤⽔吸⼒⼤⼩或当量孔径⼤⼩可将孔隙划分为三种类型：⾮活性孔隙、⽑管孔隙、通⽓孔隙。
1.⾮活性孔隙⼟壤中最细的孔隙，当量孔径⼩于0.002mm，常被束缚⽔充满。
⾮活性孔隙度=⾮活性孔容积/⼟壤总容积×100%2、⽑管孔隙⼟壤中⽑管⽔所占据的孔隙。
当量孔径为0.002mm～0.02mm。
⽑管孔隙度=⽑管孔隙容积/⼟壤总容积×100%或⽑管孔隙度=（⽥间持⽔量-凋萎含⽔量）*容重3、通⽓孔隙孔隙的当量孔径>0.02mm，是通⽓的通道，不具备⽑管作⽤。
通⽓孔隙度=通⽓孔容积/⼟壤总容积×100%练习：某⼟壤⽐重为2.7,容重为1.55 g/cm3,若⼟壤含⽔量为25%,问此⼟壤含有空⽓容积是否适合于⼀般作物⽣长的需要？三、⼟壤孔隙状况与⼟壤肥⼒和作物⽣长的关系（⼀）⼟壤孔隙状况与⼟壤肥⼒的关系⼟壤疏松时保⽔通⽓能⼒强，紧实的⼟壤保⽔通⽓能⼒差。
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一、土壤结构体（soil configuration) （一）土壤结构体概念 1、土壤结构性(soil structurality) 土壤中单粒、复粒的数量、大小、形状、性
质及其相互排列和相应的孔隙状况等综合特性。
2、土壤结构体（soil configuration）
土粒在胶结物(有机质、碳酸钙、氧化铁)的作用下， 相互团聚在一起形成大小、形状、性质不同的土团。
第 3 章 土壤的基本性质
3.1 土壤的孔性、结构性和耕性
土壤孔性耕性
3.1 土壤的孔性、结构性和耕性
第一部分：土壤的孔性 第二部分：土壤的结构性 第三部分：土壤的耕性
土壤孔性耕性
第一部分：土壤孔性
• 土壤孔度 土壤孔隙量
孔隙度（总孔度）：孔隙容积/土壤容积x100% 孔隙比：孔隙容积/土壤容积
产生条件：在粘重的心土层或由氢氧化铁胶结土粒 后形成核状结构。
大小划分：大核状，直径>1cm；核状，直径7～ 10mm；小核状，5～7mm。
4、柱状(columnar structure)
形状：侧面，横断面形状不规则。 产生条件：柱状结构是碱化土壤的标志特征，常 在干旱半干旱地带的底土出现。 大小划分：大柱状结构，>5cm；柱状结构，3～ 5cm；小柱状结构，<3cm。
土壤容重的范围1.0-1.5 g/cm3 理想<1.35 g/cm3
土壤孔性耕性
孔 隙 度
47.46 %
疏松排列
紧密排列
土壤孔性耕性
24.51 %
土壤容重的的用途：
计算土壤孔隙度（松紧度）
孔隙度＝（1－容重/比重）×100%
估算各种土壤重量及成分储量
土壤重量=土壤体积×土壤容重
计算土壤储水量及灌水定额
2 、团块状(crumby structure)
形状：与块状相似，较块状结构小，略呈圆形，表 面不平。
大小划分：大团块结构，直径5～3cm；团块状结构， 直径3～1cm；小团块状结构，直径<1cm。
3、核状结构(nutty structure)
形状：立方体型，边面明显的多棱角碎块，内部紧 实，泡水后不易散碎。
(二)土壤结构体种类（soil configuration type）
1、块状结构(cloddy structure)
形状：立方体型，纵轴和横轴大体相等，边面不明 显，内部紧实。
产生条件：熟化度较低的表层土壤或缺乏有机质而 粘重的底土多为块状结构。
大小划分：大块状结构,直径>10cm;小块状结构直径 5～10cm。
土壤孔性耕性
组分 石英 正长石 斜长石 白云母 黑云母 角闪石 辉石 纤铁矿
土壤中常见组分的密度
密度(g/cm3)
组分
2.60～2.68
赤铁矿
2.54～2.57
磁铁矿
2.62～2.76
三水铝石
2.77～2.88
高岭石
2.70～3.10
蒙脱石
2.85～3.57
伊利石
3.15～3.90
腐殖质
3.60～4.10土壤孔性耕性
孔径＞0.02(0.06)mm，透水通气， 通常有空气存在其中，同时植物根毛、根
系和微生物均可在通气孔隙中活动。
土壤孔性耕性
土壤孔性与土壤肥力
• 理想的土壤三相组成 固相率<50% （容重<1.33g/cm3) 孔隙度>50% (壤土和粘土） 通气孔隙 8-15% (旱作）
土壤孔性耕性
第二部分：土壤结构性(soil structure)
• 土壤孔性 土壤孔隙的大小和大小孔隙的分布
土壤孔性耕性
当量孔径(有效孔径)
（比较当量粒径) 假想圆管的直径,用以描述具有相似性质土壤的 孔隙大小 （与一定的水分吸力[或张力]相对应的孔径） 茹林公式 d=3/h d：当量孔隙直径，mm h：土壤水分吸力，cm水柱高，或mbar
土壤孔性耕性
土壤孔度的计算
1hm2的1m土层储水量 =10000m2×1m×1.3 t/m3×25% =3250m3/hm2= 土3壤2孔.性5耕m性m
影响土壤容重的因素
通过影响孔隙 土壤质地 土壤结构 自然因素（动物孔穴等） 人为因素（耕作，压实，结构改良剂等） 土壤有机质含量
土壤孔性耕性
土壤容重和土壤比重（土壤密度）测定
至 T=3/0.002=1500百帕之间，对植物
是 有效的，而且植物土壤的孔性耕根性 系和微生物都
非活性孔隙(inactive pore)
（又称无效孔隙） 孔径<0.002mm(<0.0002mm)
水分水吸力T=3/0.002=1500百 帕，土壤对水的吸力很强，水分对植 物基本无效
土壤孔性耕性
通气孔隙(aeration pore)
利用土壤容重和土壤密度 薄片观察（土壤微形态）
--偏振光显微镜
土壤孔性耕性
土粒密度(比较土壤比重、土壤相对密度）
单位容积固体土粒（不包括粒间孔隙的容积） 的质量(g/cm3 或t/m3)
与土壤组成有关，常用土壤密度值2.65 g/cm3
• 土壤密度的用途：
计算土壤孔度 计算土壤三相组成 用于机械组成分析计算
土壤容重的测定 环刀（容重圈）法
土壤密度的测定 比重瓶法
土壤孔性耕性
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 土壤三相组成计算
固相率 =（容重/土壤密度） x100% 土壤含水量（质量%）
=（土壤水质量/干土质量）x100% 土壤含水量（容积%）
= 土壤含水量（质量 %）x土壤容重 孔隙度
= 1－固相率 =1－(容重/土壤密度）x100% 气相率 = 1－容积含水率 土壤孔隙比 = 孔隙度/(1土-壤孔孔性隙耕性度)
密度(g/cm3) 4.90～5.30 5.03～5.18 2.30～2.40 2.61～2.68 2.53～2.74 2.60～2.90 1.40～1.80
土壤比重
• 土壤密度与4℃时纯水密度之比。一般取2.65。
土壤孔性耕性
土壤容重(soil bulk density)
自然状态下单位容积土壤的质量(g/cm3 或 t/m3)
土壤孔隙分级
第三节 土壤孔性和土体构造
通气孔隙（大孔隙）>0.1mm 毛管孔隙 0.001-0.1 （0.06) mm (毛管传导孔隙 0.03-0.1mm 贮存孔隙0.001-0.03mm) 非活性孔隙(无效孔隙)<0.001mm
土壤孔性耕性
毛管孔隙 (capillary pore)
孔径：
0.02(0.06)—0.002(0.0002)mm。 水分水吸力在T=3/0.06=50百帕
质及其相互排列和相应的孔隙状况等综合特性。
2、土壤结构体（soil configuration）
土粒在胶结物(有机质、碳酸钙、氧化铁)的作用下， 相互团聚在一起形成大小、形状、性质不同的土团。
第 3 章 土壤的基本性质
3.1 土壤的孔性、结构性和耕性
土壤孔性耕性
3.1 土壤的孔性、结构性和耕性
第一部分：土壤的孔性 第二部分：土壤的结构性 第三部分：土壤的耕性
土壤孔性耕性
第一部分：土壤孔性
• 土壤孔度 土壤孔隙量
孔隙度（总孔度）：孔隙容积/土壤容积x100% 孔隙比：孔隙容积/土壤容积
产生条件：在粘重的心土层或由氢氧化铁胶结土粒 后形成核状结构。
大小划分：大核状，直径>1cm；核状，直径7～ 10mm；小核状，5～7mm。
4、柱状(columnar structure)
形状：侧面，横断面形状不规则。 产生条件：柱状结构是碱化土壤的标志特征，常 在干旱半干旱地带的底土出现。 大小划分：大柱状结构，>5cm；柱状结构，3～ 5cm；小柱状结构，<3cm。
土壤容重的范围1.0-1.5 g/cm3 理想<1.35 g/cm3
土壤孔性耕性
孔 隙 度
47.46 %
疏松排列
紧密排列
土壤孔性耕性
24.51 %
土壤容重的的用途：
计算土壤孔隙度（松紧度）
孔隙度＝（1－容重/比重）×100%
估算各种土壤重量及成分储量
土壤重量=土壤体积×土壤容重
计算土壤储水量及灌水定额
2 、团块状(crumby structure)
形状：与块状相似，较块状结构小，略呈圆形，表 面不平。
大小划分：大团块结构，直径5～3cm；团块状结构， 直径3～1cm；小团块状结构，直径<1cm。
3、核状结构(nutty structure)
形状：立方体型，边面明显的多棱角碎块，内部紧 实，泡水后不易散碎。
(二)土壤结构体种类（soil configuration type）
1、块状结构(cloddy structure)
形状：立方体型，纵轴和横轴大体相等，边面不明 显，内部紧实。
产生条件：熟化度较低的表层土壤或缺乏有机质而 粘重的底土多为块状结构。
大小划分：大块状结构,直径>10cm;小块状结构直径 5～10cm。
土壤孔性耕性
组分 石英 正长石 斜长石 白云母 黑云母 角闪石 辉石 纤铁矿
土壤中常见组分的密度
密度(g/cm3)
组分
2.60～2.68
赤铁矿
2.54～2.57
磁铁矿
2.62～2.76
三水铝石
2.77～2.88
高岭石
2.70～3.10
蒙脱石
2.85～3.57
伊利石
3.15～3.90
腐殖质
3.60～4.10土壤孔性耕性
孔径＞0.02(0.06)mm，透水通气， 通常有空气存在其中，同时植物根毛、根
系和微生物均可在通气孔隙中活动。
土壤孔性耕性
土壤孔性与土壤肥力
• 理想的土壤三相组成 固相率<50% （容重<1.33g/cm3) 孔隙度>50% (壤土和粘土） 通气孔隙 8-15% (旱作）
土壤孔性耕性
第二部分：土壤结构性(soil structure)
• 土壤孔性 土壤孔隙的大小和大小孔隙的分布
土壤孔性耕性
当量孔径(有效孔径)
（比较当量粒径) 假想圆管的直径,用以描述具有相似性质土壤的 孔隙大小 （与一定的水分吸力[或张力]相对应的孔径） 茹林公式 d=3/h d：当量孔隙直径，mm h：土壤水分吸力，cm水柱高，或mbar
土壤孔性耕性
土壤孔度的计算
1hm2的1m土层储水量 =10000m2×1m×1.3 t/m3×25% =3250m3/hm2= 土3壤2孔.性5耕m性m
影响土壤容重的因素
通过影响孔隙 土壤质地 土壤结构 自然因素（动物孔穴等） 人为因素（耕作，压实，结构改良剂等） 土壤有机质含量
土壤孔性耕性
土壤容重和土壤比重（土壤密度）测定
至 T=3/0.002=1500百帕之间，对植物
是 有效的，而且植物土壤的孔性耕根性 系和微生物都
非活性孔隙(inactive pore)
（又称无效孔隙） 孔径<0.002mm(<0.0002mm)
水分水吸力T=3/0.002=1500百 帕，土壤对水的吸力很强，水分对植 物基本无效
土壤孔性耕性
通气孔隙(aeration pore)
利用土壤容重和土壤密度 薄片观察（土壤微形态）
--偏振光显微镜
土壤孔性耕性
土粒密度(比较土壤比重、土壤相对密度）
单位容积固体土粒（不包括粒间孔隙的容积） 的质量(g/cm3 或t/m3)
与土壤组成有关，常用土壤密度值2.65 g/cm3
• 土壤密度的用途：
计算土壤孔度 计算土壤三相组成 用于机械组成分析计算
土壤容重的测定 环刀（容重圈）法
土壤密度的测定 比重瓶法
土壤孔性耕性
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 土壤三相组成计算
固相率 =（容重/土壤密度） x100% 土壤含水量（质量%）
=（土壤水质量/干土质量）x100% 土壤含水量（容积%）
= 土壤含水量（质量 %）x土壤容重 孔隙度
= 1－固相率 =1－(容重/土壤密度）x100% 气相率 = 1－容积含水率 土壤孔隙比 = 孔隙度/(1土-壤孔孔性隙耕性度)
密度(g/cm3) 4.90～5.30 5.03～5.18 2.30～2.40 2.61～2.68 2.53～2.74 2.60～2.90 1.40～1.80
土壤比重
• 土壤密度与4℃时纯水密度之比。一般取2.65。
土壤孔性耕性
土壤容重(soil bulk density)
自然状态下单位容积土壤的质量(g/cm3 或 t/m3)
土壤孔隙分级
第三节 土壤孔性和土体构造
通气孔隙（大孔隙）>0.1mm 毛管孔隙 0.001-0.1 （0.06) mm (毛管传导孔隙 0.03-0.1mm 贮存孔隙0.001-0.03mm) 非活性孔隙(无效孔隙)<0.001mm
土壤孔性耕性
毛管孔隙 (capillary pore)
孔径：
0.02(0.06)—0.002(0.0002)mm。 水分水吸力在T=3/0.06=50百帕