土壤结构性和耕性

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%
上虚：有利于通气，透水和种子萌发破土 下实：有利于保水肥和扎稳根系 “上虚下实”是相对而言，下层必须保证一定孔度，有 利于根系伸展，扩大觅水觅肥空间，有利于微生物活动， 有利于土壤排水等。
无效水、有效水（毛管水）、空气。
• 毛管孔度（%）=（田间持水量-凋萎含水量） ╳ 容重╳ 100%
紧密排列
疏松排列
孔 隙 度
47.46%
24.51%
土壤孔度的计算
利用土壤容重和土壤密度：量 利用土壤水分特征曲线：质 薄片观察（土壤微形态） --偏振光显微镜
4、土壤三相组成的计算 1.土壤的固相率=1－土壤孔隙度 2.土壤液相率（容积含水率）=土壤含水量（质量%） ×土壤容重 3.土壤气相率=土壤孔隙度－土壤容积含水率 5.土壤三相比=固相率︰液相率︰气相率 适宜旱地土壤要求固相率<50% ，孔隙度>50% (壤土 和粘土）,容积含水量在25—30%之间，气相率 15%~20%，土体还应“上虚下实”。
发生区域：主要发生在寒 带、寒温带针叶林下。 机制：是酸性较强的富里 酸和其他有机酸对铁、锰 还原及螯合淋溶作用。
灰化土的灰化 层是典型的片 状结构
4、团粒结构体
团粒结构是指近似球形，疏松多孔的小团聚体， 其直径约为 0.25-10mm 。粒径 <0.25mm 以下的 , 称 微团粒。 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。
• 将上述参数代入公式即得： • 土壤总孔隙度=（1-1.33/2.65）× 100%
=50%
• 土壤孔度大，表明土壤比较疏松；粘质土
壤总孔度比砂质土壤大；富含有机质的土 壤的孔度也比较高。 • 旱地耕层50-56%为宜；一般砂土30%-45%， 壤土40%-50%，粘土45%-60%。
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。其值为1或稍大于1为好。 • 土壤孔隙比=孔隙容积/土粒容积 =孔度/1-孔度 • 例如：某土壤孔度为55%，土粒占45%， 则其孔隙比=0.55/0.45=1.12
形状及其排列情况。
二、土壤结构体的类型及其特性 1、似立方体型（块状或核状结构体） 2、条柱形（柱状或棱柱状） 3、扁平型（片状或鳞片状结构体） 4、团粒结构体
土壤结构体
1、似立方体型
块状结构：
近立方体形，长、宽、高三轴大致相等，外形 不规则，边面一般不明显，内部紧实，多出现 于有机质含量低，耕性不良的粘质土壤中。农 民称“坷垃”。
土壤中毛管水所占据的孔隙，也称贮水孔隙。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。 在保证良好通气性的前提下，毛管孔隙度愈大愈好。 是对植物最有效的水分。
(3) 通气孔隙（ d > 0.02mm
T < 150mbar
）
> 0.2 mm的粗孔植物的细根可伸入其中；0.02-0.2 mm的中孔是原生动物、 真菌和根毛的栖身地。 旱地耕层土壤通气孔隙度在10-20%为佳。
• 容重小，表明土壤疏松多孔；容重大则表 明土壤紧实板结。
• 土壤容重与质地、有机质含量、结构性以 及耕作管理有关。 • 各种作物对土壤容重的要求不太一样，对 大部分旱作来说，1.1-1.3g/cm3比较合适。
土壤容重值多介于1.0-1.5 克/厘米3范围内, 夯实的土壤容重则可高达 1.8-2.0克/厘米3
（三）、影响土壤孔性的因素
1、土壤质地 • 粘土的总孔度大,在45—60%之间，以毛管和 非活性孔隙为主。 • 砂土总孔度小,在33—45% ，以通气孔隙为主。 • 壤土总孔度居中,在45—52% ，大小比例协调， 水气关系较协调。
土壤质地与孔隙状况的关系（华北平原）
无效 孔度
4~7 5~10 6~12 7~15 15 14~19 -
良好结构体：团粒结构体
不仅总孔隙度大，而且有多级孔隙，大小孔隙分配适当，兼 有蓄水和通气的双重作用，团粒之间排列疏松易于耕作。
三、土壤团粒结构形成及其特点
1、土壤团粒结构形成过程
第一阶段是由原生土粒（分散的单个土粒）黏结形成 为初级的次生土粒（复粒）或较大的土体；
第二阶段则是由初级的复粒在各种胶结物的作用下进 行团聚或由土粒粘结成的土体沿一定方向破裂而成。
土壤容重是一个十分重要的基本数据，其用途 有以下几个方面：
<一>、计算孔隙度，
<二>、反应土壤松紧状况 1.1~1.3较疏松，1.5以上紧实， <三>、利用它计算土壤重量、水分、养分、盐分含量。 例已知土壤容重为1.15g/cm3，求亩（666.7m2）耕层0-
20cm土壤土重。解：666.7×0.2×1.15=153t=153000
坷垃
• 核状结构： （轴长0.5-1.5cm） 近立方体形，边面棱角明显，核状结构表面 有褐色胶膜，由石灰质铁质胶膜胶结而成，常 出现于缺乏有机质的心、底土中，农民称之为 “蒜瓣土” 比块状结构小，内部十分紧实。
蒜瓣土
2、条柱型
柱状结构体 棱柱状结构体
立土
2、条柱型
• 纵轴远大于横轴，在土体中直立。 • 棱角不明显的称为柱状结构体。 • 常出现于半干旱地带的心土和底土中，以碱 土中最为典型。 • 棱角明显的称为棱柱状结构体。常出现于干 湿交替的心土层中（如水稻土）。 • 此类结构体内部紧实，无效孔隙多，通气不 良，但结构体之间的裂隙会漏水漏肥。
3.土壤的分级孔度
土壤总孔度（%）=非活性孔度（%）+毛 管孔度（%）+通气孔度（%）
其中：
非活性孔度（%）=非活性孔容积/土壤容积 毛管孔度（%）=毛管孔容积/土壤容积 通气孔度（%）=通气孔容积/土壤容积
• 土壤吸足毛管水而排除重力水的条件下（即在
田间持水量时） , 三种孔度依次代表土壤中的
2~8 2~8 2~6 3~7 2~5 1~4 2~6 0~4
2、土壤松紧度： 土壤疏松，总孔度高； 土壤紧实，总孔度低。 3、有机质含量： 有机质多的土壤易形成团粒结构而孔度较高。 • 一般说来。土壤的非活性孔隙越少越好。
（四）、土壤孔性的评价
1、总孔度适宜，一般旱地土壤，总孔隙度应＞ 50% 或稍高 2、各级孔隙搭配适宜， 50%总孔隙度前提下，空气孔隙度＞10%，一般为 15-20% 无效孔隙尽量减少，毛管孔隙尽量增加。这样的 孔隙分布才能保证作物正常生长发育 3、上虚下实，上粗下细，保水保肥、托水托肥
孔度
38~46 46~50 43~49 43~49 43~49 48~52 48~52 48~52
毛管 孔度
33~42 30~41 28~40 25~39 30~37 26~36 -
无效孔度+ 毛管孔度
36~40 40~46 40~46 40~46 40~46 45~52 45~52 48~52
通气 孔度
土壤孔性、结构性与耕性
第一节、土壤孔性
土壤是极为复杂的多孔体，土壤孔隙
的类型及其分布变化多端。不同的孔
隙在土壤肥力上的意义不同。
土壤孔隙：土壤中土粒或团聚体之间以及 团聚体内部的空隙叫做土壤孔隙。
土壤孔性： ①孔隙度（孔隙数量）
决定土壤中水分空气的总量，是由土壤比重、容重计 算而来。
②孔隙类型（孔隙的大小及其比例）。
质地
紧砂土 砂壤土 轻壤土 中壤土 重壤土 轻粘土 中粘土 重粘土
比重
2.69~2.73 2.69~2.72 2.70~2.74 2.70~2.74 2.70~2.74 2.73~2.78 2.73~2.78 2.73~2.78
容重
1.45~1.46 1.37~1.54 1.40~1.52 1.40~1.55 1.38~1.54 1.35~1.44 1.30~1.45 1.32~1.40
4、团粒结构体
团粒结构： 0.25-10mm 微团聚体：<0.25mm
蚂蚁蛋、
米糁子
5、团粒结和非团粒结构比较
孔隙性质是评价结构性重要指标，良好的土壤结构性 应该是土壤总孔隙度大，大小孔隙的分配要适当。
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，结构体内部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。
3、扁平型（薄片型）
片状结构体
鳞片状结构体
卧土、 平搓土
• 横轴大于纵轴，呈扁平状，常出现在森林土 壤的灰化层和老耕地的犁底层中。雨后或灌 水后形成的地表结壳和板结也属于此类。 • 此结构体不利于通气透水，会阻碍种子发芽 幼苗出土，还加大水分蒸发。
定义：指土体上部，特别 是亚表层中二氧化硅相对 富集，而二三氧化物相对 减少的过程。
2、孔隙的分级
（1）非活性孔隙（ d<0.002mm T>1.5bar）ห้องสมุดไป่ตู้
又称无效孔、束缚水孔，孔隙中充满吸附水。这些水份难运动，对植物无 效，不能通气。 这是土壤中最细微的孔隙，根毛和微生物不能进入此孔隙，因此其中的养 分和水分难以被植物利用，对作物生长来说，非活性孔度愈小愈好。
（2）毛管孔隙（d=0.002-0.02mm T=1.5bar–150mbar）
单个土粒 团聚体 微团粒
2、重点介绍几个重要作用
凝聚作用 单个细小土粒是胶体，它们相互碰撞时，当电荷斥 力小于分子引力时就相互碰撞凝聚在一起。促进胶粒发生凝 聚作用的措施如下：
决定土壤中水分空气两相的比例，可以说明土壤的通气 透水性，以及蓄水保水性。
一、土壤的比重（土壤相对密度）和容重
• （一）土壤比重
• 土壤比重是指单位体积土粒（不包括孔隙） 的烘干重与40C时同体积水重之比。 • 土壤比重数值的大小，主要取决于土壤矿物 质，不同矿物的比重不同（见表）。
• 通常可以取2.65作为土壤比重的近似值。
kg 因此过去常说每亩耕层土壤约 30万斤，即每公顷耕层 土重225万kg。
• 例如： • 上例中的土壤耕层，现有土壤含水量5%， 要求灌水后达到25%，则每公顷的灌水定额 为多少？ • 225万kgX（25%-5%）=45万kg=450吨 • 又如，某耕层土壤全氮量为0.05%，则每公 顷耕层土壤全氮量为： • 2250000kgX0.05%=1125kg
二、土壤孔性
小 孔 隙
大 孔 隙
（一）土壤的孔隙度和孔隙比-数量指标
1、土壤孔隙度（孔度） 土壤中孔隙容积占整个土壤容积的百分数。 土壤总孔隙度=孔隙容积/土壤容积╳100%
土壤孔度可以从比重和容重计算而得： 土壤孔度（%）=（1-容重/比重）*100%
举例：
某土壤耕层容重为1.33g/cm3，土壤相对密度 为2.65，求该土壤的总孔隙度？
(二) 土壤孔隙分级-质量指标
1、土壤孔径的表示方法(当量孔径) 相当于一定的土壤水吸力的孔径，单位 为毫米。也称有效孔径。 计算公式如下：d=3/T d：当量孔径（mm） T：土壤水吸力（100Pa或hPa或毫巴）
从公式可以看出，当量孔径与土壤水吸力成反比， 孔隙越小，则土壤水吸力越大。
• 每一当量孔径与一定的水吸力相对应。 • 例如：当水吸力为10毫巴时，当量孔径 为0.3毫米。 • 也就是说，此时土壤中的水份保持在小 于0.3毫米以下的孔隙中,大于0.3毫米的 孔隙中没有水。
（五）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% 毛管孔隙度23.4%上升为28.7%
第二节、土壤结构性
一、土壤结构性的概念 土壤结构体是指土壤中的土粒相互黏结团聚 成大小形状和性质不同的聚合体称之为土壤 结构体。 土壤结构性是指土体中土壤结构体的大小、
( 一般土壤有机质的比重为 1.25-1.40 。由于表层土 壤有机质含量较多，其比重通常都低于心土及底
土层。)
• （二）土壤容重
• 土壤容重指自然状态下，单位体积土壤（包 括孔隙在内的原状土）的烘干重，g/cm3。 • 曾称土壤假比重。 • 它的数值总是小于土壤密度，两者的质量 均以105－110℃下烘干土计。