第2章 第2節(jié)_土壤質(zhì)地與結(jié)構(gòu) 環(huán)境土壤學(xué)

1、第二章第二章 第二節(jié)第二節(jié)土土 壤壤 質(zhì)質(zhì) 地地 和和 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu)一、土壤的密度和容重一、土壤的密度和容重 土土壤密度壤密度(soil density) 容重容重(bulk density of soil)1、概念概念單位容積固體土粒單位容積固體土粒( (不包括粒間孔隙不包括粒間孔隙) )的質(zhì)量。的質(zhì)量。( (g/cm3) ) 礦物組成礦物組成有機(jī)質(zhì)含量有機(jī)質(zhì)含量土壤質(zhì)地土壤質(zhì)地2、影響土壤密度的因素、影響土壤密度的因素組分密度(g/cm3)組分密度(g/cm3)石英2.602.68赤鐵礦4.905.30正長石2.542.57磁鐵礦5.035.18斜長石2.622.76三水鋁石2.302.40

2、白云母2.772.88高嶺石2.612.68黑云母2.703.10蒙脫石2.532.74角閃石2.853.57伊利石2.602.90輝石3.153.90腐殖質(zhì)1.401.80纖鐵礦3.604.10表1土壤中常見組分的密度表表2某森林土壤表層各級土粒密度某森林土壤表層各級土粒密度粒徑(mm)全土樣0.100.050.050.010.010.0050.0050.0010.001腐殖質(zhì)(g/kg)29.504.314.853.764.2密度(g/cm3)2.622.662.662.622.592.59土土壤容重壤容重(bulk density of soil)1 1、概念、概念3 3、土壤比重、土壤

3、比重 (soil specific gravity)土壤密度與土壤密度與44時純水密度之比。一般取時純水密度之比。一般取2.652.65。單位體積自然狀態(tài)土壤體單位體積自然狀態(tài)土壤體( (含粒間孔隙含粒間孔隙) )的重。的重。( (g/cm3) )(2)(2)計算工程土方量計算工程土方量2 2、土壤容重、土壤容重(soil bulk density)作用作用(1)(1) 計算土壤孔隙度計算土壤孔隙度(soil porosity) 孔隙度（孔隙度（1 1容重容重/ /比重）比重）100%100%土壤重量土壤重量=土壤體積土壤體積土壤容重土壤容重 設(shè)耕層厚度設(shè)耕層厚度0.2m0.2m，容重，容重1

4、.3t/m1.3t/m3 3，有機(jī)質(zhì)含量，有機(jī)質(zhì)含量 15g/kg=0.015t/t15g/kg=0.015t/t，全氮量，全氮量0.75g/kg=0.00075t/t0.75g/kg=0.00075t/t。 1hm1hm2 2(10(104 4m m2 2)0.2m)0.2m土層計：土層計：(3)(3)估算各種土壤成分儲量估算各種土壤成分儲量土壤土壤=100000.21.3=2600t有機(jī)質(zhì)儲量有機(jī)質(zhì)儲量=26000.015=39.0t全氮儲量全氮儲量=26000.00075=1.95t1hm2的的1m土層儲水量土層儲水量 = =10000m10000m2 21m1m1.3 t/m1.3 t

5、/m3 325%25%=3250m=3250m3 3/hm/hm2 2= 32.5mm= 32.5mm 設(shè)土層厚度設(shè)土層厚度1m，土壤含水量，土壤含水量25%，容重為，容重為1.3 t/m3。(4)(4)計算土壤儲水量及灌水（或排水）定額計算土壤儲水量及灌水（或排水）定額公式3 3、浸水容重、浸水容重(water immersed soil density)沉淀容積土壤質(zhì)量浸水容重 反映土壤在浸水條件下的結(jié)構(gòu)狀態(tài)和緊實度。反映土壤在浸水條件下的結(jié)構(gòu)狀態(tài)和緊實度。4 4、影響容重的因素影響容重的因素 (主要通過影響孔隙影響容重主要通過影響孔隙影響容重)質(zhì)地質(zhì)地(texture)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)(stru

6、cture)有機(jī)質(zhì)含量有機(jī)質(zhì)含量(organic matter content)緊實度緊實度(degree of compaction)（二）土（二）土壤三相壤三相(three phases of soil )和孔度和孔度1 1、土壤孔度、土壤孔度(soil porosity)土壤全部孔隙容積土壤全部孔隙容積(pore volume)占土體容積的百分率。占土體容積的百分率。總孔度總孔度(total porosity) (1容重容重/比重比重) 100%固相固相(solid phase)(容重容重/比重比重) 100%液相液相(liquid phase)(水分重量百分率水分重量百分率容重容重)

7、100%氣相氣相(gas phase)(總孔度液相總孔度液相) 100%2 2、土壤三相組成及孔度計算、土壤三相組成及孔度計算多數(shù)旱地作物多數(shù)旱地作物(upland field crop)適宜的適宜的土壤固、液、氣三相比為：土壤固、液、氣三相比為：3、土壤三相組成的適宜范圍、土壤三相組成的適宜范圍(comfort zone) 0.5 0.250.3 0.150.25土壤三相比固相土壤三相比固相: :液相液相: :氣相氣相 二二土壤質(zhì)地土壤質(zhì)地(soil texture)（一）、（一）、土粒土粒(soil particle)和粒級和粒級(soil particle)1 1、土粒、土粒(soil

8、particle)土壤顆粒土壤顆粒土粒，通常專指礦物顆粒。大小土粒，通常專指礦物顆粒。大小以粒徑為標(biāo)準(zhǔn)，土粒形狀大多不是球形，只能以粒徑為標(biāo)準(zhǔn)，土粒形狀大多不是球形，只能用用當(dāng)量粒徑當(dāng)量粒徑（即與土粒靜水沉降（即與土粒靜水沉降(quiescent settling)速度相同的圓球直徑）代替之。速度相同的圓球直徑）代替之。土壤的粒組（粒級）土壤的粒組（粒級）粒級粒級 - 土粒的大小分級。土粒的大小分級。（大小相似，性質(zhì)相似的一組土粒）（大小相似，性質(zhì)相似的一組土粒）2 2、土粒的大小劃分土粒的大小劃分粒級粒級(size fraction)分級標(biāo)準(zhǔn)分級標(biāo)準(zhǔn)國際制國際制(international

9、system)美國制美國制(U.S system)卡慶斯基制卡慶斯基制(Kachinsky classification system of soil texture)中國制中國制(China system)表表3常見土壤粒級常見土壤粒級(soil fractions)制制粒粒 徑徑(mm)中國制中國制(1987)卡慶斯基制卡慶斯基制(1957)美國制美國制(1951)國際制國際制(1930)32石礫石礫石礫石礫石礫石礫石礫石礫21極粗砂粒極粗砂粒粗砂粒粗砂粒10.5粗砂粒粗砂粒物物理理性性砂砂粒粒粗砂粒粗砂粒粘砂粒粘砂粒0.50.25中砂粒中砂粒中砂粒中砂粒0.250.2細(xì)砂粒細(xì)砂粒細(xì)砂粒細(xì)

10、砂粒細(xì)砂粒細(xì)砂粒0.20.1細(xì)砂粒細(xì)砂粒0.10.05極細(xì)砂粒極細(xì)砂粒0.050.02粗粉粒粗粉粒粗粉粒粗粉粒粉粒粉粒0.020.01粉粒粉粒0.010.005中粉粒中粉粒物物理理性性粘粘粒粒中粉粒中粉粒0.0050.002細(xì)粉粒細(xì)粉粒細(xì)粉粒細(xì)粉粒0.0020.001粗粘粒粗粘粒粘粒粘粒粘粒粘粒0.0010.0005細(xì)粘粒細(xì)粘粒粘粘粒粒粗粘粒粗粘粒0.00050.0001細(xì)粘粒細(xì)粘粒0.0001膠質(zhì)粘粒膠質(zhì)粘粒（二（二）、各級土粒各級土粒的組成和性質(zhì)的組成和性質(zhì)以原生礦物以原生礦物(primary mineral)為主，為主， 最多的是石英最多的是石英(quartz) 砂粒砂粒(sand) 除

11、原生礦物除原生礦物(primary mineral)外外, ,還有一些風(fēng)化后形成的次還有一些風(fēng)化后形成的次生礦物生礦物(secondary mineral)粉粒粉粒(silt)則以次生礦物則以次生礦物(secondary mineral)為主為主 粘粒粘粒(clay)2.化化學(xué)組成學(xué)組成(chemical composition)灰灰 色色森森林林土土粒級粒級（mm）化學(xué)組成（灼干重化學(xué)組成（灼干重%）SiO2Al2O3Fe2O3TiO2MnO2CaOMgOK2ONa2OP2O50.10.0189.903.900.940.510.060.610.352.210.810.040.010.0058

12、2.638.132.390.970.060.951.942.771.450.140.005 0.00176.7511.323.951.340.041.001.053.321.300.250.00158.0323.4010.190.730.170.442.403.150.240.46全土全土85.105.962.460.530.120.920.682.380.750.11黑黑鈣鈣土土0.10.0188.125.751.290.450.040.740.291.991.210.020.010.00582.177.962.731.000.020.941.192.311.840.120.005 0.00

13、167.3717.167.511.380.030.751.773.041.380.230.00157.4722.6611.540.660.080.382.483.170.190.39全土全土71.5213.745.520.700.182.211.732.670.750.21表表4 4土壤各粒級的化學(xué)組成土壤各粒級的化學(xué)組成隨粒徑由大到小，隨粒徑由大到小，SiO2含量由多到少含量由多到少R2O3(即即Fe2O3與與Al2O3的總稱的總稱)與與SiO2相反，相反，隨粒徑由大到小，隨粒徑由大到小，R2O3含量由少到多含量由少到多CaO、MgO、P2O5、K2O隨土粒由大到小隨土粒由大到小,含量增加含

14、量增加隨粒徑由大到小，隨粒徑由大到小，SiO2含量由多到少含量由多到少R2O3(即即Fe2O3與與Al2O3的總稱的總稱)與與SiO2相反，相反，隨粒徑由大到小，隨粒徑由大到小，R2O3含量由少到多含量由少到多CaO、MgO、P2O5、K2O隨土粒由大到小隨土粒由大到小,含量增加含量增加3.各各級土粒的物理性質(zhì)級土粒的物理性質(zhì)土土粒粒由由大大到到小小保水能力最大吸濕量、最大分子保水能力最大吸濕量、最大分子持水量持水量 毛管水上升高度增加，但毛管水上升高度增加，但通透性滲透系數(shù)降低。通透性滲透系數(shù)降低。土壤膨脹性土壤膨脹性(soil swelling)和可塑和可塑性性(plasticity)增加

15、，對耕作增加，對耕作(tillage)帶來不利影響。帶來不利影響。表表5 各級土粒的水分性質(zhì)和物理性質(zhì)各級土粒的水分性質(zhì)和物理性質(zhì)土粒土粒名稱名稱粒徑粒徑(mm)最大吸濕最大吸濕量量(%)最大分最大分子持水子持水量量(%)毛管水上升毛管水上升高度高度(mm)滲透系數(shù)滲透系數(shù)(cm/s)濕脹濕脹(按按最初體積最初體積計計)塑性塑性石礫石礫3.02.00.200.5不不可可塑塑2.0 1.50.71.53.00.31.5 1.00.84.50.12粗砂粒粗砂粒1.0 0.50.98.70.0720.50.251.020270.056細(xì)砂粒細(xì)砂粒0.250.101.1500.03050.100.05

16、1.2910.0056粗粉粒粗粉粒0.050.010.53.12000.00416中粉粒中粉粒0.010.0051.03.015.9105可塑可塑(2840)細(xì)粉粒粗細(xì)粉粒粗粘粒粘粒0.0050.00131.0160塑性較強(qiáng)塑性較強(qiáng)(3048)細(xì)粘粒細(xì)粘粒0.0011520405塑性強(qiáng)塑性強(qiáng)(3487)（三）、三）、土壤質(zhì)地土壤質(zhì)地（soil texture）1 1、土壤機(jī)械組成、土壤機(jī)械組成(soil mechanical composition) 按土壤顆粒組成進(jìn)行分類，將顆粒組成相近按土壤顆粒組成進(jìn)行分類，將顆粒組成相近而土壤性質(zhì)相似的土壤劃分為一類并給予一定名而土壤性質(zhì)相似的土壤劃分為

17、一類并給予一定名稱，稱為土壤質(zhì)地稱，稱為土壤質(zhì)地(Soil texture)。2 2、土壤質(zhì)地概念、土壤質(zhì)地概念土壤中各級土粒的百分含量，又稱土壤顆粒組成土壤中各級土粒的百分含量，又稱土壤顆粒組成(soil particle composition)。粘土粘土(clay)類類（1 1）國際制國際制(international system) 根據(jù)粘粒根據(jù)粘粒(clay)含量將質(zhì)地分為三類：含量將質(zhì)地分為三類： 25%3 3、土壤質(zhì)地分類、土壤質(zhì)地分類(soil texture classification)制制凡砂粒含量大于凡砂粒含量大于55%55%的，在質(zhì)地的，在質(zhì)地名稱前冠名稱前冠“砂質(zhì)砂

18、質(zhì)(sandy)”根據(jù)粉砂粒根據(jù)粉砂粒(silt)含量含量:凡粉砂粒含量大于凡粉砂粒含量大于45%45%的，在質(zhì)地名的，在質(zhì)地名稱前冠稱前冠“粉砂質(zhì)粉砂質(zhì)(silty clay)”根據(jù)砂粒根據(jù)砂粒(sand)含量含量:土壤質(zhì)地(2)美國制美國制(Soil Taxonomy ) 等邊三角形的三個邊分別表示砂粒、等邊三角形的三個邊分別表示砂粒、 粉粒、粉粒、粘粒的含量。根據(jù)土壤中砂粒、粉粒、粘粒粘粒的含量。根據(jù)土壤中砂粒、粉粒、粘粒的含量，在圖中查出其點(diǎn)位再分別對應(yīng)其底的含量，在圖中查出其點(diǎn)位再分別對應(yīng)其底邊作平行線，邊作平行線， 三條平行線的定點(diǎn)即為該土三條平行線的定點(diǎn)即為該土壤的質(zhì)地。壤的質(zhì)地

19、。土壤質(zhì)地粘粒粘粒20%粉粒粉粒40%砂粒砂粒40% 先找到某顆粒的頂點(diǎn)（先找到某顆粒的頂點(diǎn)（100%100%），在），在三角形中，根據(jù)三角形中，根據(jù)3 3（2 2）個粒級含量分別）個粒級含量分別做各頂點(diǎn)對應(yīng)的底邊的平行線，做各頂點(diǎn)對應(yīng)的底邊的平行線，3 3（2 2）線相交點(diǎn)，即為所查質(zhì)地區(qū)）線相交點(diǎn)，即為所查質(zhì)地區(qū)(3)(3)卡慶斯基制卡慶斯基制(Kachinsky classification system of soil texture)表表6 卡慶斯基土壤質(zhì)地分類卡慶斯基土壤質(zhì)地分類按表按表4 4，卡慶斯基質(zhì)地分類步驟如下：，卡慶斯基質(zhì)地分類步驟如下：、根據(jù)物理性粘粒、根據(jù)物理性粘粒(

20、physical clay)含含量將土壤分為三大質(zhì)地類型九種質(zhì)地量將土壤分為三大質(zhì)地類型九種質(zhì)地、根據(jù)砂粒、根據(jù)砂粒( (砂質(zhì)砂質(zhì)) )、粗粉粒、粗粉粒( (粗粉質(zhì)粗粉質(zhì)) ) 、 中中細(xì)粉粒細(xì)粉粒( (粉質(zhì)粉質(zhì)) ) 、粘粒含量粘粒含量( (粘質(zhì)粘質(zhì)) ) ，進(jìn)一步劃分，進(jìn)一步劃分質(zhì)地，確定質(zhì)地詳細(xì)名稱質(zhì)地，確定質(zhì)地詳細(xì)名稱: :第二優(yōu)勢粒級第一優(yōu)勢粒級質(zhì)地名稱第二優(yōu)勢粒級第一優(yōu)勢粒級質(zhì)地名稱大于大于1毫米的石礫含量毫米的石礫含量% 石質(zhì)程度石質(zhì)程度 10.0 重石質(zhì)土重石質(zhì)土 、根據(jù)石礫、根據(jù)石礫(gravel)含量，查下表，冠含量，查下表，冠在質(zhì)地詳細(xì)名稱前在質(zhì)地詳細(xì)名稱前(4)(4)中

21、國制中國制分為砂土、壤土、粘壤和粘土分為砂土、壤土、粘壤和粘土4組共組共22種質(zhì)地種質(zhì)地（四）、（四）、不同質(zhì)地土壤的肥力特征和利用改良不同質(zhì)地土壤的肥力特征和利用改良A.不不同質(zhì)地土壤的肥力特征同質(zhì)地土壤的肥力特征1 1、砂質(zhì)土類砂質(zhì)土類(sandy soil great group)（1）水水粒間孔隙大，毛管作用弱，粒間孔隙大，毛管作用弱，透水性透水性 強(qiáng)而保水性弱，水強(qiáng)而保水性弱，水氣易擴(kuò)散，易干不易澇氣易擴(kuò)散，易干不易澇（2 2）氣）氣大孔隙多，通氣性好，大孔隙多，通氣性好，一般不會累積還原物質(zhì)一般不會累積還原物質(zhì)（3 3）熱）熱水少氣多，溫度容易上升，水少氣多，溫度容易上升，稱為熱性

22、有利于早春作物稱為熱性有利于早春作物播種。播種。養(yǎng)分含量少，保肥力弱，肥養(yǎng)分含量少，保肥力弱，肥效快，肥勁猛，但不持久，效快，肥勁猛，但不持久，易造成作物后期脫肥早衰易造成作物后期脫肥早衰（4 4）肥）肥松散易耕松散易耕（5 5）耕性）耕性(tilth)2 2、粘質(zhì)土類、粘質(zhì)土類(clayed soil great group)粒間孔隙小，毛管細(xì)而曲折，透水性差，易粒間孔隙小，毛管細(xì)而曲折，透水性差，易產(chǎn)生地表徑流產(chǎn)生地表徑流,保水抗旱力強(qiáng)，易澇不易旱保水抗旱力強(qiáng)，易澇不易旱（1 1）水）水（2）氣）氣小孔隙多，通氣性差，容易累積還原性物質(zhì)小孔隙多，通氣性差，容易累積還原性物質(zhì)水多氣少，熱容量

23、大，溫度不易上升，水多氣少，熱容量大，溫度不易上升，稱冷性土，對早春作物播種不利稱冷性土，對早春作物播種不利（3）熱）熱養(yǎng)分含量較豐富且保肥力強(qiáng)，肥效緩慢，穩(wěn)而持養(yǎng)分含量較豐富且保肥力強(qiáng)，肥效緩慢，穩(wěn)而持久，有利于禾谷類作物生長，籽實飽滿。早春低久，有利于禾谷類作物生長，籽實飽滿。早春低溫時，由于肥效緩慢易造成作物苗期缺素溫時，由于肥效緩慢易造成作物苗期缺素(4) (4) 肥肥耕性差，粘著難耕耕性差，粘著難耕（5 5）耕性）耕性土壤性質(zhì)兼具粘質(zhì)土和砂質(zhì)土的優(yōu)點(diǎn)，而土壤性質(zhì)兼具粘質(zhì)土和砂質(zhì)土的優(yōu)點(diǎn)，而克服了它們的缺點(diǎn)克服了它們的缺點(diǎn) 。耕性好，宜種廣，對。耕性好，宜種廣，對水分有回潤能力，是較理

24、想的質(zhì)地類型。水分有回潤能力，是較理想的質(zhì)地類型。3 3、壤質(zhì)土類、壤質(zhì)土類(loamy soil great group)優(yōu)良組合優(yōu)良組合(choiceness combination)B.土土壤質(zhì)地剖面壤質(zhì)地剖面(soil texture profile)土壤剖面土壤剖面(soil profile)中不同質(zhì)地層次的中不同質(zhì)地層次的排列組合排列組合(permutation and combination)。不良組合不良組合(badness combination)粘蓋砂粘蓋砂砂蓋粘砂蓋粘C.不不同質(zhì)地土壤的利用和改良同質(zhì)地土壤的利用和改良 1 1、各種作物對土壤質(zhì)地的要求、各種作物對土壤質(zhì)地

25、的要求2.2.土壤質(zhì)地改良土壤質(zhì)地改良(soil texture improvement)砂摻粘砂摻粘粘摻砂粘摻砂客土法客土法大量施用有機(jī)肥大量施用有機(jī)肥施用土壤結(jié)構(gòu)改良劑施用土壤結(jié)構(gòu)改良劑(soil conditioner)改良土壤結(jié)構(gòu)改良土壤結(jié)構(gòu)(adapted soil texture) 土壤質(zhì)地手測法土壤質(zhì)地手測法土壤質(zhì)地手測法土壤質(zhì)地手測法砂土砂土：能見到或感覺到單個砂粒。干時抓在手中，稍松開：能見到或感覺到單個砂粒。干時抓在手中，稍松開后即散落；濕時可捏成團(tuán)，但一碰即散。后即散落；濕時可捏成團(tuán)，但一碰即散。砂壤土砂壤土：干時手握成團(tuán)，但極易散落；潤時握成團(tuán)后，用：干時手握成團(tuán)，但極

26、易散落；潤時握成團(tuán)后，用手小心拿不會散開。手小心拿不會散開。壤土壤土：干時手握成團(tuán)，用手小心拿不會散開；潤時手握成：干時手握成團(tuán)，用手小心拿不會散開；潤時手握成團(tuán)后，一般性觸動不至散開。團(tuán)后，一般性觸動不至散開。粉壤土粉壤土：干時成塊，但易弄碎；濕時成團(tuán)或為塑性膠泥。：干時成塊，但易弄碎；濕時成團(tuán)或為塑性膠泥。濕時以拇指與食指撮捻不成條，呈斷裂狀。濕時以拇指與食指撮捻不成條，呈斷裂狀。粘壤土粘壤土：濕土濕土可用拇指與食指撮捻成條，但往往受不住自可用拇指與食指撮捻成條，但往往受不住自身重量。身重量。粘土粘土：干時常為堅硬的土塊，潤時極可塑。通常有粘著性：干時常為堅硬的土塊，潤時極可塑。通常有粘著

27、性，手指間撮捻成長的可塑土條。，手指間撮捻成長的可塑土條。 ：熟化度較低的表層土壤或缺乏有機(jī)質(zhì)而熟化度較低的表層土壤或缺乏有機(jī)質(zhì)而粘重的底土多為塊狀結(jié)構(gòu)。粘重的底土多為塊狀結(jié)構(gòu)。 ：大塊狀結(jié)構(gòu)大塊狀結(jié)構(gòu), ,直徑直徑10cm;10cm;小塊狀結(jié)構(gòu)直徑小塊狀結(jié)構(gòu)直徑5 510cm10cm。 5、棱柱狀結(jié)構(gòu)、棱柱狀結(jié)構(gòu) 形形 狀狀：同柱狀結(jié)構(gòu)，棱角尖銳明同柱狀結(jié)構(gòu)，棱角尖銳明顯，橫斷面略呈三角形。顯，橫斷面略呈三角形。 產(chǎn)生條件產(chǎn)生條件：粘重土壤的底土，由于干粘重土壤的底土，由于干濕交替頻繁形成棱柱狀結(jié)構(gòu)。濕交替頻繁形成棱柱狀結(jié)構(gòu)。 大小劃分大小劃分：大棱柱狀結(jié)構(gòu)，大棱柱狀結(jié)構(gòu)，5cm；棱柱狀結(jié)構(gòu)

28、，棱柱狀結(jié)構(gòu)，35cm；小棱柱狀結(jié)構(gòu)，；小棱柱狀結(jié)構(gòu)，3mm者為板狀，者為板狀， 3mm者為片狀。者為片狀。7、團(tuán)粒結(jié)構(gòu)、團(tuán)粒結(jié)構(gòu)(granular structure) 形狀形狀：近似于球形，疏松多孔的小土團(tuán)稱團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，近似于球形，疏松多孔的小土團(tuán)稱團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，是含有機(jī)質(zhì)豐富肥沃土壤的標(biāo)志特征。是含有機(jī)質(zhì)豐富肥沃土壤的標(biāo)志特征。 大小劃分大小劃分：一般為一般為0.2510mm，Al3+ Ca2+ Mg2+ H+ NH4+ K+ Na+2+2、土壤結(jié)構(gòu)的成型、土壤結(jié)構(gòu)的成型 （1）干濕交替作用）干濕交替作用 蒙脫石類的膨脹收縮性強(qiáng)，而水云母蒙脫石類的膨脹收縮性強(qiáng)，而水云母類和高嶺石類的膨脹收縮性

29、則較弱。類和高嶺石類的膨脹收縮性則較弱。 土塊越干，驟然灌水濕潤，這種作用愈土塊越干，驟然灌水濕潤，這種作用愈明顯，有如明顯，有如“爆破爆破”一樣。促使土體破碎形成一樣。促使土體破碎形成結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。 a、當(dāng)干濕交替時，由于脹縮性的差異使、當(dāng)干濕交替時，由于脹縮性的差異使土體產(chǎn)生不等的變形而依脆弱線開裂成小塊土體產(chǎn)生不等的變形而依脆弱線開裂成小塊b、當(dāng)土體吸水時，由于孔隙中閉蓄的、當(dāng)土體吸水時，由于孔隙中閉蓄的空氣所產(chǎn)生的壓力，使土體破碎空氣所產(chǎn)生的壓力，使土體破碎（2）凍融交替作用）凍融交替作用 水分結(jié)冰時體積膨脹增大約水分結(jié)冰時體積膨脹增大約9%，對周，對周圍的土體產(chǎn)生壓力而使土壤崩裂。圍的

30、土體產(chǎn)生壓力而使土壤崩裂。（三）、（三）、團(tuán)粒結(jié)構(gòu)團(tuán)粒結(jié)構(gòu)在在土壤肥力土壤肥力fertility 上的意義上的意義團(tuán)粒結(jié)構(gòu)具有團(tuán)粒結(jié)構(gòu)具有小水庫小水庫、小肥料庫小肥料庫、空氣走廊空氣走廊的的作用，協(xié)調(diào)水氣狀況能作用，協(xié)調(diào)水氣狀況能力強(qiáng)，因而是理想的結(jié)力強(qiáng)，因而是理想的結(jié)構(gòu)體。構(gòu)體。1、小水庫、小水庫(reservoir) 團(tuán)粒結(jié)構(gòu)透水性好，可接納大量降水團(tuán)粒結(jié)構(gòu)透水性好，可接納大量降水(precipitation)和灌溉水和灌溉水(irrigation water)，而團(tuán)，而團(tuán)粒內(nèi)部保水性強(qiáng)，天旱粒內(nèi)部保水性強(qiáng)，天旱(drought)時還可防止水時還可防止水分蒸發(fā)分蒸發(fā)(evaporation

31、)。 天旱時表層蒸發(fā)失水后，土體收縮切斷與下天旱時表層蒸發(fā)失水后，土體收縮切斷與下層毛管連通性，水分不會由大孔隙流向小孔隙而層毛管連通性，水分不會由大孔隙流向小孔隙而蒸發(fā)損失。蒸發(fā)損失。2、小肥料庫、小肥料庫 具有團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的土壤，通常有機(jī)質(zhì)含量豐具有團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的土壤，通常有機(jī)質(zhì)含量豐富。團(tuán)粒結(jié)構(gòu)表面為好氣作用，有利于有機(jī)質(zhì)富。團(tuán)粒結(jié)構(gòu)表面為好氣作用，有利于有機(jī)質(zhì)的礦質(zhì)化的礦質(zhì)化(mineralization)，釋放養(yǎng)分。團(tuán)粒內(nèi)，釋放養(yǎng)分。團(tuán)粒內(nèi)部則有利于腐殖化部則有利于腐殖化(humification)，保存養(yǎng)分。，保存養(yǎng)分。 四。土四。土壤孔性壤孔性（一）、（一）、土壤孔性與孔度土壤孔性與孔度

32、(porosity)A.土土壤總孔度壤總孔度(total porosity)和孔隙比和孔隙比(void ratio) 1、總孔度、總孔度（total porosit) ) 所有孔隙體積所有孔隙體積(pore volume)的總和占整個的總和占整個土壤體積的比例。土壤體積的比例。 2、孔隙比、孔隙比(void ratio) 孔隙體積孔隙體積/固體體積固體體積B.土土壤孔度分級壤孔度分級1、當(dāng)量孔徑、當(dāng)量孔徑(equivalent pore) 與土壤水吸力相當(dāng)?shù)目紫吨睆椒Q為當(dāng)量孔徑。與土壤水吸力相當(dāng)?shù)目紫吨睆椒Q為當(dāng)量孔徑。 T=3/D D為孔隙直徑（毫為孔隙直徑（毫米）。米）。T為水吸力，可理為水

33、吸力，可理解為土壤對水的吸力，單解為土壤對水的吸力，單位為厘米或百帕（位為厘米或百帕（hpa）2、孔度分級、孔度分級（1）非活性孔隙）非活性孔隙(inactive pore) 又稱無效孔隙，又稱無效孔隙， 孔徑孔徑0.002mm(0.0002mm)水分水吸力水分水吸力T=3/0.002=1500百帕，土百帕，土壤對水的吸力很強(qiáng)，水分對植物基本無效壤對水的吸力很強(qiáng)，水分對植物基本無效(2) 毛管孔隙毛管孔隙 (capillary pore) 孔徑：孔徑：0.02(0.06)0.002(0.0002)mm。水分水吸力在水分水吸力在T=3/0.06=50百帕至百帕至T=3/0.002=1500百帕之

34、間，對植物是百帕之間，對植物是有效的，而且植物的根系和微生物都可在有效的，而且植物的根系和微生物都可在其中生長和活動。其中生長和活動。(3) 通氣孔隙通氣孔隙(aeration pore) 孔徑孔徑0.02(0.06)mm，透水通氣，透水通氣，通常有空氣存在其中，同時植物根毛、根系通常有空氣存在其中，同時植物根毛、根系和微生物均可在通氣孔隙中活動。和微生物均可在通氣孔隙中活動。(二二)、團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的多級孔度模型團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的多級孔度模型1 1、初級團(tuán)聚體（復(fù)粒）：孔度、初級團(tuán)聚體（復(fù)粒）：孔度24.5%24.5%47.7%47.7%2 2、次級團(tuán)聚體（微團(tuán)粒）：孔度、次級團(tuán)聚體（微團(tuán)粒）：孔度43%

35、(43%(最緊最緊) ) 60%(60%(中間中間) ) 72%(72%(最松最松) )3 3、多級團(tuán)聚體（團(tuán)粒）：三、四級團(tuán)聚體、多級團(tuán)聚體（團(tuán)粒）：三、四級團(tuán)聚體(三三)、土體構(gòu)造土體構(gòu)造 1、耕層構(gòu)造、耕層構(gòu)造 耕層三相比和上下層緊實狀況，人為耕層三相比和上下層緊實狀況，人為耕作活動創(chuàng)造對生產(chǎn)有利的耕層構(gòu)造。耕作活動創(chuàng)造對生產(chǎn)有利的耕層構(gòu)造。 2、質(zhì)地剖面、質(zhì)地剖面(texture profile) （1）上砂下粘（上松下緊）上砂下粘（上松下緊）（2）上粘下砂（上緊下松）上粘下砂（上緊下松）（3）砂夾粘或粘夾砂（夾層型）砂夾粘或粘夾砂（夾層型）（4）特殊夾層型）特殊夾層型 紅壤鐵結(jié)核層和鐵盤層紅壤鐵結(jié)核層和鐵盤層（5）均一的砂土型或粘土型）均一的砂土型或粘土型 （松散型或緊實型）（松散型或緊實型）剖面質(zhì)地層次組合情況剖面質(zhì)地層次組合情況:土壤質(zhì)地剖面土壤質(zhì)地剖面夾砂層夾粘層3、結(jié)構(gòu)剖面、結(jié)構(gòu)剖面(structure profile) 與質(zhì)地剖面關(guān)系密切。與質(zhì)地剖面關(guān)系密切。 耕層結(jié)構(gòu)受人為活動影響大，心土、耕層結(jié)構(gòu)受人為活動影