土壤质地与结构

角闪石
—— 4 3 5 7
其它
—— 3 3 3 7
＜0.05
其它次生矿物 原生硅酸盐矿物
次生硅酸盐矿物
石英
砂粒
粉粒
粘粒
不同粗细土粒的矿物组成
表6-5 不同粒级的化学组成
粒级 粒径（mm） SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O P2O5
1～0.2
砂粒 0.2～0.04 0.04～0.01 粉粒 粘粒 0.01～0.002 ＜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
第五章
土壤质地、结构与孔性
第一节 土壤质地
一、矿物质土粒
土壤固体物质大小和形 态各异，称为矿物质土粒或 矿质土粒，简称土粒。土粒，
常指矿质土粒。
土壤基本粒级: 石砾、砂粒、粉粒、粘粒
二、土粒分级
将土壤中各种粒径的固相颗粒假定
为球形，人为地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。
第二节 土壤质地 一、土壤质地概念
各粒级土粒在土壤中的相对比例
（质量百分数）称为土壤质地，或称
土壤机械组成。
二、土壤质地的分类及分类标准
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
类12级，详见下表。
土粒分级
土壤颗粒分级：(mm)
直径
石砾 砂粒
国际制
>2 2-0.02
美国制
>2 2-0.05
卡庆斯制
>1 1-0.05 0.05-0.001 ＜ 0.001 1-0.01mm ＜ 0.01mm
中国制
>1 1-0.05 0.05-0.002 ＜ 0.002
粉粒 0.02-0.002 0.05-0.002 粘粒 ＜ 0.002 物理性砂粒： 物理性粘粒： ＜0.002
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
图6-2
三、团聚体与土壤肥力的关系
１、空气方面：不同大水的孔隙共存且搭配得当，使水气协 调。 ２、养分方面：是很好的养分保存和供应场所,并且能较好地 协调快速而持久地供应。 ３、水分方面：既能较好地接受降水，蓄积水份、减少土壤 冲刷，又能使土壤水分蒸发减慢，使水分得到充分利用。 ４、热量方面：水气协调的土壤土温也比较稳定。
沙性土 壤性土 黏性土
三、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。《中国土壤》第2版 中把土壤石砾含量分为3级，见下表。
表土壤石砾含量分级（％）
3～10mm石砾含量 分 级
＜1
l～10
无砾质（质地名称前不冠）
砾 质
＞10
多 砾 质
*四、不同质地土壤的肥力特点和利用改良
表6－7 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
Fra Baidu bibliotek
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
地名称详见表。
表6-8
卡钦斯基土壤质地基本分类（简制）
表6-9 中国土壤质地分类 （邓时琴 1996）
土壤质地分类
土壤质地分类制：
国际制；三级
美国制：三级
卡庆斯制：二级
中国制：三级
土壤质地
粘粒 粘粒20% 粉粒40% 砂粒40%
砂粒
粉粒
我国将土壤质地分为砂土、 壤土和粘土三大组，每组再细分。 一般常用的质地种类有： 砂土、砂壤土、轻壤土、 中壤土、重壤土、粘土
③估算各种土壤成分储量 ④直接反映土壤的松紧程度
三、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
四、土壤孔性
根据茹林公式计算可得 D=3/h
当量孔径***： 相当于一定的土壤水吸力的孔径， 单位为毫米。 土壤的真实孔径往往无法实际测定。
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
3、壤质土壤主要特性：
▲砂粘适中；
▲大小孔隙比例适当，通气透水性好；
▲养分丰富；
▲耕性表现良好； 壤质土壤中水、肥、气、热以及植物扎根条 件协调，适种范围较广，是农林业生产较为理想 的质地类型
（二）土壤石块、石砾含量与植物生长 的关系 土壤中的石块、石砾、砖块、瓦片等 含量与植物生长也有密切的关系。苗圃地 含有过多的石块、石砾等物，影响耕作和 管理，也影响种子出苗和幼苗根系伸展， 对树木移植也有一定影响。在一般绿地中 只要石块、石砾、砖块、瓦片含量不太多， 不但无害反而有利。
非活性孔隙 <0.002mm 孔隙类型
毛管孔隙0.06-0.002mm
通气孔隙 >0.06mm
非活性孔隙*：
当量孔径< 0.002 mm的孔隙， 根毛和微生物不能进入此孔隙。
毛管孔隙*：
当量孔径为0.06～0.002 mm的 孔隙, 植物细根、原生动物和真菌不 能进入毛管孔隙中，但根毛和细菌 可在其中生活。
（一）土壤质地与土壤肥力 1、砂质土壤： • 砂粒大于50%； • 通气透水， • 养分少，不保水肥； • 易耕， • 温度变化快，暖性土； • 发小苗不发老苗
2、粘质土壤： • 粘高于30%， • 通气透水不良； • 保水保肥， • 养分含量高； • 升温慢，冷性土 • 耕性差，发老苗不发小苗。
腐殖质
粉 粒
粉粒
砂粒
粘粒
砂粒
单个土粒 团聚体
微团粒
Ca2+
土粒
土粒
腐 殖 质
土粒
Fe2+
土粒
土粒
腐 殖 质 Fe3+
团聚体
土粒
Al3+
（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。
土壤孔性是指能够 反映土壤孔隙总容 积的大小，孔隙的 搭配及孔隙在各土 层中的分布状况等 的综合特性。
土壤孔性的好坏，决定于土壤 的质地、松紧度、有机质含量 和结构等。可以说，土壤孔性 是土壤结构性的反映，结构好 则孔性好，反之亦然。
第四节
土壤结构
一、土壤结构 土壤中不同颗粒的排列和组合形式， 称土壤结构。常见类型 1.粒状结构 2.块状结构 3.柱状结构 4.片状结构
第三节
土壤孔性
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 2 单位容积土壤的质量。单位是g／cm 。
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
93.6
94.0 89.4
1.6
3.0 5.1
1.2
0.5 0.8 5.1
0.6
0.1 0.3 1.6 1.6
0.05
0.1 0.2 0.3 1.0
0.8
1.5 2.3 4.2 4.9
0.05
0.1 0.2 0.1 0.4
74.2 13.2
53.2 21.5 13.2
各粒级土粒的组成和特性
a、土粒越粗，石英越多; 土粒越细，云母、 角闪石等明显增多。 b、砂粒和粉粒中SiO2含量高，粘粒中Fe2O3、 Al2O3、CaO、MgO、P2O5、K2O的含量 较多。随着土壤单粒由大到小，磷、钾、 钙、镁、铁等养分含量逐渐增加，而SiO2 含量逐渐减少
通气孔隙*：
当量孔径> 0.06 mm的孔隙, 其 中> 0.2 mm的粗孔植物的细根可伸 入其中；0.2∽0.06 mm的中孔是原 生动物、真菌和根毛的栖身地。
小 孔 隙
大 孔 隙
紧密排列
疏松排列
孔 隙 度
47.46 % 24.51 %
适宜的孔隙状况： 耕层土壤（015cm）的总 孔隙度为5060%，其中通气 孔隙度为1520%，底层土壤 （1530cm）分别为50%(总） 和10%（气）。
0～20 0～45
45～75 0～55 0～35
55～75 10～55
0～30 0～55 0～35
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。详见表。
3.我国土壤质地分类标准 中国科学院 南京土壤研究所，针对我国南、北方土壤
质地名称和差异，综合划分为3类12种，质
五、土壤质地剖面
土壤质地剖面指土壤剖面中不 同质地层次的排列。土壤质地层次 主要类型有：
1.上砂下粘型
2.上粘下砂型
3.夹层型
4.松散型
夹砂层
夹粘层
六、不同质地土壤的利用和改良
①客土法地改良
②深耕、深翻、人造塥
③施用有机肥 ④植树种草 ⑤引洪放淤，引洪漫沙
土壤质地主要是继承母质的性质，很难改 变。但是，质地不是决定土壤肥力的唯一 因素
三、同粒级的矿质组成和化学组成 土粒的大小不同，其矿物组成和化 学组成也是各不相同（见下表）。
表6-4 各级土粒的矿物组成
粒径（mm） 石英
1～0.25 0.25～0.05 0.05～0.01
0.01～0.005
86 81 72 63 10
长石 14 12 15 8 10
云母
—— —— 7 21 66
一种森林土壤表层各级土粒的密度
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
***土壤容重的用处：
①计算土壤孔隙度
土壤孔隙度（％）＝（1－土壤密度/土粒密度）×100
②计算工程土方量（土壤质量）
图6-1
土壤结构类型示意图
粒状结构 （Granular ）
块状结构（Blocky）
柱状结构（Columnar）
片状结构（Platy）
二、团粒结构的形成 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粘结， 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。
土粒分级
± í 4-3 ±À µ ¾ À £ ¶ ½ (¹ À à ³) 3-2 2-1 1 0 . 5 0.5-0.25 0.25-0.2 0 2 . 1 0.1-0.05 0.05-0.02 0.02-0.01 0.01-0.005 0.005-0.002 0.002-0.001 0.001-0.0005 0.0005-0.0001 <0.0001 · Õ Ï ³ À £ Ð ² Ö Û À £ · ² Ï Û À £ Ö Õ ´ ³ À £ Î ï ¿ í Ð Ô Õ ³ À £ Õ ³ À £ Ö Õ ´ ³ À £ · Õ Ï ³ À £ ¹ Ö ¼ Ê Õ ³ À £ Õ ³ À £ Õ ³ À £ Ð ² Ö Û À £ · ² Ï Û À £ Ö ² ´ Û À £ · É Ï °À £ Ö É ´ °À £ Î ï ¿ í Ð Ô É ° À £ Ö ² ´ Û À £ ² Û À £ ² Û À £ · É Ï °À £ « Ï » · É °À £ · É Ï °À £ Ö É ´ °À £ Ð É Ö °À £ Ð ¸ Ö ú Ö Æ (1987) Ê ¯ ¿ ù ³³³³³³³³ ¨Ç ¾ Õ Ë ¸ º ù Ö Æ (1957) Ê ¯ ¿ ù ¿ ¸ à ú Å © ² ¾ Ö Æ (1951) Ê ¯ ¿ ù « ´ » Ö É °À £ Ö É ´ °À £ Ð É Ö °À £ · É Ï °À £ Ö É ´ °À £ ú » ¸ Ê Ö Æ (1930) Ê ¯ ¿ ù