第二章土壤的孔性、结构性与耕性
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孔 隙 度
47.46 %
疏松排列
紧密排列
24.51 %
第三节 土壤孔性和土体构造
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
土壤容重和土壤比重（土壤密度）测定
土壤容重的测定 环刀（容重圈）法
土壤密度的测定 比重瓶法
• 土壤结构性 土壤结构体的种类，数量及结构体内 外的孔隙状况等产生的综合性质
土壤结构体
块状结构和核状结构 柱状结构和棱柱状结构 片状结构和板状结构 团粒结构和微团粒结构 无结构
形状,大小,产生部位
第二节 土壤结构
土壤结构体
土 壤 团 粒 体
土壤结构的形成
粘结团聚过程： 凝聚作用 胶结作用（有机，无机） 土壤动物作用
切割造型过程： 根系切割 干湿交替 冻融交替 耕作
Ca2+ 土粒 腐
殖
土粒
质
土粒
Fe2+ 土粒
土粒 腐 殖 质
土粒 Fe3+
Al3+
单个土粒
微团粒
团聚体
腐殖质
粉
砂粒
粒
粘粒
粉粒
砂粒
土壤结构的肥力意义
（与质地比较）
水、气 肥 热 耕性与作物生长
土壤结构的改良
增施有机肥料 合理轮作 合理耕作 结构改良剂
土壤塑性是片状粘粒及其水膜造成的。
塑性值(plastic index)：上塑限和下塑限的差值， 又称塑性指数（plasticity number）。
上塑限(upper plastic limit)：土壤呈现塑性的 最大含水量，又称流限（liquid limit）。
下塑限(lower plastic limit)：土壤呈现塑性的 最小含水量，又称塑限(plastic limit )。
土壤三相组成计算
第三节 土壤孔性和土体构造
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-孔隙度)
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
小
大
孔
孔
隙
隙
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
土壤土壤耕性利用改良
• 注意土壤的宜耕状态和宜耕期 • 改良土壤耕性 • 防止压板土壤
第三章 土壤的孔性、结构性和耕性
土壤孔性
• 土壤孔度 土壤孔隙量
• 土壤孔性
土壤孔隙的大小和大小孔隙的分布
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
土壤孔度的计算
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
粘结性和粘着性
• 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
土壤塑性(soil plasticity)
塑性(plasticity)：指土壤在外力的作用下变形， 当外力撤消后仍能保持这种变形的特性，也称 可塑性。
第二节 土壤结构
土壤耕性(soil tilth)
• 土壤耕性是指土壤在耕作时所表现的 特性，也是一系列土壤物理性质和物 理机械性的综合反映。
（1）耕作难易程度 （2）耕作质量的好坏 （3）宜耕期长短
土壤物理机械性
• 土壤物理机械性是多项土壤动力学性质的 统称，它包括粘结性、粘着性、可塑性、 胀缩性以及其它受外力作用后（如农机具 的切割、穿透和压板等作用）而发生形变 的性质。
塑性值愈大表示土壤塑性愈强。上塑限、下塑限 和塑性值均以含水量％表示之，它们的数值随 着粘粒含量的增加而增大。
影响土壤可塑性的因素：
• 水分含量 • 土壤质地 • 代换性阳离子 • 土壤有机质
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。
• 植物根系发生机械损伤
• 2：1矿物
第三节 土壤孔性和土体构造
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)
土壤容重的范围1.0-1.5 g/cm3 理想<1.35 g/cm3
土壤容重的的用途：
计算土壤孔隙度（松紧度） 估算各种土壤重量及成分储量 计算土壤储水量及灌水定额 计算工程土方
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）
土壤结构体和土壤结构性
• 土壤结构体 土粒（单粒和复粒）互相团聚和排 列成为一定形状和大小的土块或土团
至 T=3/0.002=1500百帕之间，对植物
是 有效的，而且植物的根系和微生物都
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
通气孔隙(aeration pore)
孔 隙 度
47.46 %
疏松排列
紧密排列
24.51 %
第三节 土壤孔性和土体构造
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
土壤容重和土壤比重（土壤密度）测定
土壤容重的测定 环刀（容重圈）法
土壤密度的测定 比重瓶法
• 土壤结构性 土壤结构体的种类，数量及结构体内 外的孔隙状况等产生的综合性质
土壤结构体
块状结构和核状结构 柱状结构和棱柱状结构 片状结构和板状结构 团粒结构和微团粒结构 无结构
形状,大小,产生部位
第二节 土壤结构
土壤结构体
土 壤 团 粒 体
土壤结构的形成
粘结团聚过程： 凝聚作用 胶结作用（有机，无机） 土壤动物作用
切割造型过程： 根系切割 干湿交替 冻融交替 耕作
Ca2+ 土粒 腐
殖
土粒
质
土粒
Fe2+ 土粒
土粒 腐 殖 质
土粒 Fe3+
Al3+
单个土粒
微团粒
团聚体
腐殖质
粉
砂粒
粒
粘粒
粉粒
砂粒
土壤结构的肥力意义
（与质地比较）
水、气 肥 热 耕性与作物生长
土壤结构的改良
增施有机肥料 合理轮作 合理耕作 结构改良剂
土壤塑性是片状粘粒及其水膜造成的。
塑性值(plastic index)：上塑限和下塑限的差值， 又称塑性指数（plasticity number）。
上塑限(upper plastic limit)：土壤呈现塑性的 最大含水量，又称流限（liquid limit）。
下塑限(lower plastic limit)：土壤呈现塑性的 最小含水量，又称塑限(plastic limit )。
土壤三相组成计算
第三节 土壤孔性和土体构造
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-孔隙度)
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
小
大
孔
孔
隙
隙
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
土壤土壤耕性利用改良
• 注意土壤的宜耕状态和宜耕期 • 改良土壤耕性 • 防止压板土壤
第三章 土壤的孔性、结构性和耕性
土壤孔性
• 土壤孔度 土壤孔隙量
• 土壤孔性
土壤孔隙的大小和大小孔隙的分布
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
土壤孔度的计算
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
粘结性和粘着性
• 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
土壤塑性(soil plasticity)
塑性(plasticity)：指土壤在外力的作用下变形， 当外力撤消后仍能保持这种变形的特性，也称 可塑性。
第二节 土壤结构
土壤耕性(soil tilth)
• 土壤耕性是指土壤在耕作时所表现的 特性，也是一系列土壤物理性质和物 理机械性的综合反映。
（1）耕作难易程度 （2）耕作质量的好坏 （3）宜耕期长短
土壤物理机械性
• 土壤物理机械性是多项土壤动力学性质的 统称，它包括粘结性、粘着性、可塑性、 胀缩性以及其它受外力作用后（如农机具 的切割、穿透和压板等作用）而发生形变 的性质。
塑性值愈大表示土壤塑性愈强。上塑限、下塑限 和塑性值均以含水量％表示之，它们的数值随 着粘粒含量的增加而增大。
影响土壤可塑性的因素：
• 水分含量 • 土壤质地 • 代换性阳离子 • 土壤有机质
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。
• 植物根系发生机械损伤
• 2：1矿物
第三节 土壤孔性和土体构造
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)
土壤容重的范围1.0-1.5 g/cm3 理想<1.35 g/cm3
土壤容重的的用途：
计算土壤孔隙度（松紧度） 估算各种土壤重量及成分储量 计算土壤储水量及灌水定额 计算工程土方
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）
土壤结构体和土壤结构性
• 土壤结构体 土粒（单粒和复粒）互相团聚和排 列成为一定形状和大小的土块或土团
至 T=3/0.002=1500百帕之间，对植物
是 有效的，而且植物的根系和微生物都
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
通气孔隙(aeration pore)