土壤基本性質(zhì)

土壤基本性質(zhì)土壤的性質(zhì)可以大致分為物理性質(zhì)、化學性質(zhì)及三個方面，三類性質(zhì)相互聯(lián)系、相互影響，共同制約著土壤的水、養(yǎng)、氣、熱等肥力因子狀況，并綜合地對植物產(chǎn)生影響。第一節(jié)土壤質(zhì)地第二節(jié)土壤結(jié)構第三節(jié)土壤孔隙性第四節(jié)土壤的離子吸附與代換性能第五節(jié)土壤酸堿性及緩沖性能第六節(jié)土壤的氧化還原狀況第三章土壤的基本性質(zhì)第一節(jié)土壤質(zhì)地土壤是由不同的顆粒粒級所組成的，土壤中各粒級土粒所占的重量百分比稱為土壤的顆粒組成，這種粒級間的重量百分比又被稱為土壤的機械組成；在不同的土壤中，顆粒的粗細配比或機械組成是千差萬別的，這就導致了土壤的砂黏性及與之相關的一系列性質(zhì)的不同；通俗的講，土壤質(zhì)地就是指土壤的砂黏性，它是機械組成的外在表現(xiàn)形式；根據(jù)土粒的成分，可分為礦物質(zhì)土粒和有機質(zhì)土粒兩種，前者數(shù)目占絕對優(yōu)勢，而且在土壤中長期穩(wěn)定地存在，構成土壤的固相骨架，后者或者是有機殘體的碎屑，極易被小動物吞噬和微生物分解掉，或者是與礦質(zhì)土粒結(jié)合而形成復粒，因而很少單獨地存在，所以通常所指的土粒，專指礦質(zhì)土粒；固相骨架中的礦質(zhì)土?？梢詥为毜卮嬖?，稱為單粒，但許多單粒也能聚集成復粒，通常所說的土粒，均指礦質(zhì)土粒中的單粒。土粒的種類單個土粒復粒土壤顆粒絕非標準球形，是各種不規(guī)格形狀的，那么，粒徑的含義就并非它們的真實直徑或半徑。-----當量粒徑當量粒徑（有效直徑）equivalentdiameteroreffectivediameterofsoilparticle:與同質(zhì)的標準球形顆粒沉降速度相同的土粒直徑或半徑（建立在顆粒分析方法上）土壤粒級土壤粒級按土粒的大小，分為若干組，稱為土壤粒級。如何把土粒按其大小分級，各粒級間的分界點定在哪里，至今尚缺公認的標準。石礫砂粒粉粒粘?；玖＜塗exturalGroupParticlesize(mm)Clay<0.002Silt0.002-0.02

Sand>0.02土壤礦物原生礦物：在風化過程中化學結(jié)構和成分未改變的礦物，常見的有石英、正長石、斜長石、白云母、黑云母、輝石、角閃石、橄欖石等。次生礦物：原生礦物在母質(zhì)或土壤的形成過程中，經(jīng)化學分解、破壞而形成的，包括次生的層狀硅酸鹽類、含水氧化物類以及少量殘存的簡單鹽類粒徑mm化學成分SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2OP2O51~0.283.929.341.121.790.381.781.210.080.2~0.0473.8713.474.213.051.051.731.530.120.04~0.0170.1514.045.862.151.051.483.890.210.01~0.00267.2118.917.851.451.632.511.270.29<0.00244.0827.6721.810.581.611.100.960.36顆粒愈小，氧化物多，營養(yǎng)程度高；顆粒愈粗，SiO2多，土壤愈貧瘠。礦質(zhì)土粒的化學組成各級土粒的物理性質(zhì)和物理機械性質(zhì)粒級名稱主要物理性質(zhì)與物理機械性質(zhì)石礫通透性強，無粘結(jié)力、粘著力、可塑性及脹縮性，不能蓄水保肥，土溫變幅大砂礫通透性強，毛管水上升高度低，無粘結(jié)力、粘著力、可塑性和脹縮性，蓄水保肥力弱，養(yǎng)分貧乏，土溫變幅大粘粒通氣不良，透水困難。毛管水上升高，但緩慢，粘著力、粘結(jié)力、可塑性、脹縮均很強，干旱成硬土塊，蓄水保肥力強，礦質(zhì)養(yǎng)分豐富，土溫變幅小粉粒直徑與物理性質(zhì)介于砂粒與粘粒之間，通透性比粘粒強，毛管水上升較高，略有粘結(jié)力，粘著力、可塑性，濕時膨脹微弱，干縮后緊密，蓄水保肥力較強土壤的質(zhì)地分類1.機械組成：不同粒級顆粒的組成比例（百分比）。實質(zhì)就是三種粒級顆粒的重量百分比。簡單地從粒徑大小把土壤顆粒分為砂粒、粉粒和粘粒3級，再分別稱重，獲得百分含量比。自然界各地土壤由于成土條件不同，機械組成不同，這是土壤性狀的空間變異性，當機械組成相近似，土壤性狀可能有相似之處；只有機械組成差異很大時，它們基本性狀才有很大差異。因此，有必要按照機械組成相似性進行土壤分類---質(zhì)地2.質(zhì)地(soiltexture):根據(jù)機械組成劃分的土壤類型注意:①質(zhì)地既有定量概念(以機械組成為依據(jù)劃分的)，也有定性的內(nèi)容(如人的感覺和它的生產(chǎn)性狀)②質(zhì)地主要表達的是土壤中占優(yōu)勢粒級的顆粒，但任何質(zhì)地類型土壤決非由一種粒級的顆粒組成。③質(zhì)地屬于土壤的靜態(tài)物理性質(zhì)（因為相對變化較小，但絕不是永遠不變的）④質(zhì)地是以土壤機械組成為指標體系，以基本理化性狀為科學依據(jù)進行分類的。目前有許多分類制。--如何分類？土壤的質(zhì)地分類國際分類制以粘粒含量為主要標準，按砂粒、粉砂粒和粘粒3種粒級的質(zhì)量百分數(shù)分類，共分4類12級。0～550～5545～6511．粘土0～350～3565～10012．重粘土0～3045～7525～4510．粉砂質(zhì)粘土10～550～4525～459．壤質(zhì)粘土55～750～2025～458．砂質(zhì)粘土粘土類0～4045～8515～257．粉砂粘壤土30～5525～4515～256．粘壤土55～850～3015～255．砂質(zhì)動壤土粘壤土類0～5545～1000～154．粉砂質(zhì)壤土40～5535～450～153．壤土壤土類55～850～450～152．砂質(zhì)壤土85～1000～150～151.砂土及壤質(zhì)砂土砂土類2～0.20.02～0.002＜0.002

砂粒

粉砂粒

粘粒

名稱類別各類土粒重量（mm）土壤質(zhì)地國際土壤質(zhì)地分類標準美國分類制根據(jù)砂粒、粉粒、粘粒3個粒級的比例，劃定12個質(zhì)地名稱卡欽斯基質(zhì)地制按物理性砂粒和物理性粘粒含量，將土壤劃分為9級中國質(zhì)地制針對我國南、北方土壤質(zhì)地名稱和差異，綜合劃分為3類12種在城市綠地中，往往混有數(shù)量不等的磚礫等塊體，對土壤性質(zhì)（質(zhì)地）有一定的影響，可按磚礫所占體積進行分類。土壤的質(zhì)地分類土壤中所含磚礫成分多少的分類中國土壤質(zhì)地分布規(guī)律質(zhì)地與土壤肥力的關系質(zhì)地是決定土壤蓄水、透水、保肥、供肥、保溫、導熱和可耕性等性質(zhì)的重要因素，因此，不同質(zhì)地的土壤其肥力特征和生產(chǎn)性狀有很大的差異；砂土、壤土、粘土是土壤質(zhì)地的三個基本類別。質(zhì)地與土壤肥力的關系砂質(zhì)土1.水分與通氣特征由于砂粒顆粒較粗，孔隙較大，故通氣透水性良好，但因毛細管少，水分易流失，抗干旱能力弱。2.養(yǎng)分特征砂質(zhì)土的礦物成分較單一，且有機質(zhì)含量低，故養(yǎng)分含量低，同時又由于缺乏粘粒和腐殖質(zhì)等膠體物質(zhì)，吸附能力差，故保肥能力差，但施少量肥料就能見效。質(zhì)地與土壤肥力的關系砂質(zhì)土3.溫度特性由于水分少，空氣易進入，所以土溫上升快，尤其是春季，砂質(zhì)土熱容量小，降溫亦快，晝夜溫差大。4.植物扎根和耕作性能砂質(zhì)土疏松，植物易于扎根，用作苗圃和花圃時也易起苗，耕作性能好，易耕省力，黏結(jié)性弱，易耕期長，耕后很少結(jié)塊。質(zhì)地與土壤肥力的關系砂質(zhì)土5.生產(chǎn)特性砂質(zhì)土由于通氣性好，土溫高，疏松，所以播種植物出苗早、齊、全；但由于養(yǎng)分含量低，保肥能力差，所以養(yǎng)分往往后期供應不足，植物易早衰，這種特性農(nóng)民稱之為“發(fā)小苗不發(fā)老苗”，所以在植物的旺盛生長季節(jié)進行適量的追肥，對砂質(zhì)土來說往往是必要的。生長期短、耐旱、耐瘠的作物宜在砂質(zhì)土上生長；馬鈴薯與砂質(zhì)土質(zhì)地與土壤肥力的關系粘質(zhì)土1.水分特征粘質(zhì)土顆粒細小，毛管孔隙多，故保水能力強，但通氣透水性差，土體內(nèi)水流不暢，亦受澇害。2.養(yǎng)分特征粘質(zhì)土礦物成分復雜，且有機質(zhì)含量往往較高，故養(yǎng)分含量豐富，由于富含粘粒和腐殖質(zhì)等膠體物質(zhì)，吸附能力強，故保肥能力強，肥料不易流失，肥效較長，但施肥后見效慢，施肥量少時肥效常不顯著，有時還會導致肥料的無效化。質(zhì)地與土壤肥力的關系粘質(zhì)土3.溫度特性粘質(zhì)土由于保水力強，故土溫變化幅度較小，溫度條件比較穩(wěn)定，升溫、降溫都較緩慢，早春土溫不易升高。4.植物扎根和耕作性能粘質(zhì)土緊實，且具有粘性，所以不利于植物扎根，苗圃和花圃起苗時也易斷根，粘質(zhì)土的黏結(jié)性、黏著性和可塑性都很強，耕作阻力大，易耕期短，且耕后易結(jié)塊，耕作質(zhì)量不高。質(zhì)地與土壤肥力的關系粘質(zhì)土5.生產(chǎn)特性粘質(zhì)土黏重緊實，通透性差，早春土溫偏低，不利于植物的出苗，常出現(xiàn)缺苗或苗勢弱，出苗較晚，但到后期由于土溫升高和養(yǎng)分供應的持續(xù)性，植物生長狀況可能大為改善，這種特點農(nóng)民稱之為“發(fā)老苗不發(fā)小苗”。樹苗和花苗生產(chǎn)中，黏土是一大忌，除了生產(chǎn)性能不好外，還極易在起苗時斷根，嚴重影響苗的質(zhì)量。水田較為理想的質(zhì)地類型為粘土蒙金土在華北平原，砂土剖面中有中位或深位粘土夾層，土壤上層的質(zhì)地以砂質(zhì)為主，透水通氣良好，可迅速接納較大的降水量，防止地面徑流，減少水土流失。下層質(zhì)地偏粘，起保水托肥作用，減少養(yǎng)分下滲流失，又有回潤水分的能力。這種質(zhì)地剖面即發(fā)育小苗又發(fā)育老苗，對土壤水，肥，氣，熱狀況調(diào)節(jié)較好，適宜于作物生長質(zhì)地與土壤肥力的關系壤質(zhì)土砂質(zhì)土和粘質(zhì)土雖然各有優(yōu)點，但同時也各有嚴重的缺點，可見，無論是砂質(zhì)還是粘質(zhì)，都不是最理想的土壤質(zhì)地；壤質(zhì)土介于砂質(zhì)土和粘質(zhì)土之間，兼有兩者的優(yōu)點，同時又在很大程度上避免了二者的缺點，具有良好的水、氣、熱狀況和協(xié)調(diào)能力，耕作性和扎根性能大都良好，在生產(chǎn)上“既發(fā)小苗，又發(fā)老苗”，所以壤質(zhì)土是較為理想的土質(zhì)類別，適于生長的植物種類也最多，在綠化生產(chǎn)和綠地建植中，過砂或過粘的土壤質(zhì)地往往都需要改良。不同質(zhì)地土壤基本性狀特性characteristics砂土Sand壤土loam粉砂壤土Silt粘土clay感覺粗砂粗砂滑膩塊、粘鑒別疏松粘結(jié)指紋狀光澤內(nèi)排水強好正常較差植物有效水低中等高高牽引力高高中等重耕性容易容易中等困難徑流潛勢低較低高較高導水性低中等高高風蝕性高中等低低各種作物對土壤質(zhì)地的要求各種作物的生物學特性及耕作栽培要求不同，所需的土壤條件也不同，土壤質(zhì)地是重要的條件之一；通常生長期短的作物宜于在砂質(zhì)土上生長，后期不至營養(yǎng)跟不上，耐旱耐瘠薄的作物（芝麻、高粱）以及要求早熟的作物宜于在砂質(zhì)土上生長，需肥較多的作物宜于在粘壤至粘土中生長。不同質(zhì)地土壤的利用和改良土壤質(zhì)地改良1、客土法土壤質(zhì)地過砂或過粘均對植物生長不利，因此應采取相應的改良措施；客土，即通過砂摻粘或粘摻砂，是一個有效的措施，但客土時的土方量和人工量很大，可逐年進行；客土一般是就地取材，翻淤壓砂或翻砂壓淤，引洪漫淤（一年洪水三年肥）--寧夏河套平原的灌淤土不同質(zhì)地土壤的利用和改良客土噴播邊坡綠化技術客土噴播是以團粒劑使客土形成團粒結(jié)構，加筋纖維在其中起到類似植物根莖的網(wǎng)絡加筋作用，從而造就有一定厚度的具有耐雨水、風侵蝕，牢固透氣，與自然表土相類似或更優(yōu)的多孔穩(wěn)定土壤結(jié)構?？屯羾姴ミ吰戮G化技術技術要點：噴播基材：這是保證噴播成功的重要因素，泥炭土是噴播的好材料，可加木纖維按一定比例混合使用，可在巖石坡面上進行噴播，一般噴播厚度在10~20cm掛網(wǎng)：先把錨釘按一定的間距固定在石壁上，然后掛網(wǎng)；草種選擇：所噴播的草種應是根系發(fā)達，耐旱耐瘠薄的多年生品種（抗凍性）；混播：利用草本的互補性，如深根植物與淺根植物，本地植物與外地植物，發(fā)育早于發(fā)育晚植物進行混合噴播。2.增施有機肥料—改良質(zhì)地性3.生物改良，營造農(nóng)田防護林網(wǎng)，種植綠肥作物等—防風固沙。4.因土種植，揚長避短，充分發(fā)揮不同質(zhì)地土壤生產(chǎn)潛力，農(nóng)諺說“砂地棉花，膠土瓜（南瓜）,石子地里種芝麻”，說明根據(jù)作物土宜特性安排種植能收到增產(chǎn)效果。不同質(zhì)地土壤的利用和改良土壤質(zhì)地測量土壤質(zhì)地測量（一）搓試法原理：可塑性和粘結(jié)性砂土，不論加水多少都不能搓成條或片；沙壤土，濕時可搓成大拇指粗的土條，再細即斷；輕壤土，濕時可搓成直徑3毫米土條，彎曲或提起一端即斷裂；中壤土，濕時可搓成直徑3毫米土條，拿起一端不斷，但彎曲成直徑3厘米圓圈即斷裂；重壤土，濕時可搓成直徑2毫米土條，彎曲成直徑2—3厘米圓圈不斷，壓扁有裂紋；粘土，土質(zhì)滑膩，濕時可搓成直徑2毫米以下的土條，易彎曲成小環(huán)，壓扁無裂紋。土壤質(zhì)地測量土壤質(zhì)地測量（二）機械分析樣品準備分級定量去除膠結(jié)劑分散顆粒篩分（>0.2mm）沉降法沉降法吸管法比重計法第二節(jié)土壤結(jié)構土壤是由許多大小、形狀各異的土團、土塊或土片等構成的，它們被稱為土壤團聚體或土壤結(jié)構體；土壤團聚體是在土壤形成和發(fā)育過程中，由更小的無機和有機顆粒以一定空間排列，壘結(jié)成了一定空間范圍內(nèi)的土壤體，這就是形態(tài)學上所指的土壤結(jié)構；土壤結(jié)構是由結(jié)構體的大小、形狀、穩(wěn)定性及空間排列形式體現(xiàn)出來的，土壤有不同的結(jié)構類型。結(jié)構體類型及特性土壤結(jié)構與肥力的關系土壤水、養(yǎng)、氣、熱等肥力因素的協(xié)調(diào)與否與結(jié)構有密切關系，不同結(jié)構的土壤，其肥力特征差異很大。1.

塊狀、核狀、片狀、棱柱狀結(jié)構的肥力缺陷土壤中的塊狀結(jié)構體較多時，結(jié)構體中間出現(xiàn)大的空隙，會造成漏水、透風，大塊內(nèi)部根系也不易穿入，在培育樹木或花卉草坪的實生苗時，塊狀結(jié)構的土壤易造成缺苗或草皮“花斑”，所以應通過精細整地使之破碎。麥子不怕草，就怕坷垃咬土壤結(jié)構與肥力的關系1.

塊狀、核狀、片狀、棱柱狀結(jié)構的肥力缺陷核狀結(jié)構的土壤往往過于緊實，根系難以生長，耕翻后結(jié)構體內(nèi)的養(yǎng)分也不易被植物吸收利用，所以一般植物生長不良；片狀結(jié)構的土壤也由于土粒的排列緊密，對通透性和植物扎根都不利；棱柱狀結(jié)構為底土的結(jié)構類型，結(jié)構體之間的裂隙往往過大，漏水、漏肥，結(jié)構體內(nèi)部堅硬緊實，根系難以伸入，通氣不良，微生物活性弱。土壤結(jié)構與肥力的關系2.

團粒結(jié)構的肥力特點在所有的土壤結(jié)構類型中，團粒結(jié)構具有對土壤水、養(yǎng)、氣、熱等肥力因素協(xié)調(diào)供應的能力，因此是最理想的結(jié)構類型，團粒結(jié)構的肥力特點主要表現(xiàn)在以下幾個方面：水、氣、熱的協(xié)調(diào)；良好的供肥性和保肥性；良好的物理機械性能。土壤結(jié)構與肥力的關系水、氣、熱的協(xié)調(diào)；團粒結(jié)構的土壤具多孔性，且毛管孔隙和非毛管孔隙間有恰當?shù)谋壤蚨雇寥乐械乃趾涂諝馓幱趨f(xié)調(diào)狀態(tài)。團粒結(jié)構既能通氣透水，又能蓄水保水，使土壤的濕度狀況和通氣狀況都比較適中，同時也大大改善了土壤的增溫、保溫性能。土壤結(jié)構與肥力的關系良好的供肥性和保肥性團粒主要是靠有機質(zhì)膠結(jié)而成的，而有機質(zhì)中貯藏著豐富的養(yǎng)分，團聚體間的非毛管孔隙中空氣充足，適于好氣微生物活動，養(yǎng)分轉(zhuǎn)化快，產(chǎn)生的速效養(yǎng)分多，供肥性能良好，而團聚體內(nèi)部的毛管孔隙大多為水充滿，適于嫌棄微生物活動，有機質(zhì)分解慢，有利于腐殖質(zhì)和養(yǎng)分的積累與保存，保肥性能好，所以團粒結(jié)構的土壤往往有良好的養(yǎng)分狀況，能持久地供應植物各種必需的養(yǎng)分。砂粒砂粒粉粒粉粒粘粒腐殖質(zhì)團粒結(jié)構土壤結(jié)構與肥力的關系良好的物理機械性能團粒結(jié)構體是近圓形的，所以團聚體之間主要是靠較小的點、面相互接觸，土團排列疏松，黏結(jié)性弱，利于根系生長，也利于耕作，這種性質(zhì)對苗圃和花圃來說非常重要。第三節(jié)土壤孔隙性土壤是一個疏松多孔的物質(zhì)體系，土粒與土粒之間，或團聚體與團聚體之間都存在大小不等、形狀各異的孔隙，它們共同組成土壤的孔隙系統(tǒng)；土壤孔隙是土壤水分、空氣存在和植物根系活動的場所，也是物質(zhì)和能量交換的渠道；土壤孔隙性，包括土壤孔隙的多少、大小、比例和性質(zhì)等，關系著土壤中水、養(yǎng)、氣、熱的協(xié)調(diào)，對土壤的生物活性和植物的生長發(fā)育都有重大影響。一、土壤孔隙的類型與性質(zhì)非毛管孔隙：大孔隙，孔隙直徑大于0.1mm，無毛管作用，無保水、蓄水的能力，但易于通氣透水，決定著土壤的通透性和排水性能，容氣孔隙。毛管孔隙：土壤中的較小孔隙，孔隙直徑為0.001~0.1mm，具有毛管作用，可以靠毛管力吸持水分，因而決定著土壤的蓄水性能，容水孔隙。無效孔隙：土壤中的極細孔隙，孔隙直徑小于0.001mm，吸持水分的能力很大，水分基本上不能運動，植物難以利用，因此是非活性孔隙。毛管水上升高度決定了對地下水的利用，也決定了鹽堿土的形成在我國東北、西北、華北的干旱、半干旱地區(qū)，降水量小，蒸發(fā)量大，溶解在水中的鹽分容易在土壤表層積聚。夏季雨水多而集中，大量可溶性鹽隨水滲到下層或流走，這就是“脫鹽”季節(jié)；春季地表水分蒸發(fā)強烈，地下水中的鹽分隨毛管水上升而聚集在土壤表層，這是主要的“返鹽”季節(jié)。東北、華北、半干旱地區(qū)的鹽堿土有明顯的“脫鹽”“返鹽”季節(jié)，而西北地區(qū)，由于年降水量很少，土壤鹽分的季節(jié)性變化不明顯。

二、土壤孔隙度土壤孔隙的多少以孔隙度表示，土壤孔隙度是指單位體積自然狀態(tài)下（非臨時性的人為壓實或疏松）的土壤中，所有孔隙體積占土壤總體積的百分率；這種土壤孔隙度稱為土壤總孔隙度，由于土壤孔隙有三種類型，所以土壤孔隙度可以分解為三部分——非毛管孔隙度、毛管孔隙度和無效孔隙度。土壤孔隙度是難以直接測定的，在實際工作中一般是根據(jù)土壤的比重和容重來進行計算。二、土壤孔隙度砂土的孔隙粗大，但孔隙數(shù)目少，故孔度小，粘土的孔隙狹細而數(shù)目多，故孔度大，一般來說，砂土的孔度為30%~45%，壤土為40%~50%，粘土為45%~60%三、土壤孔隙狀況及影響因素土壤的孔隙狀況，包括總孔隙度、非毛管孔隙度和毛管孔隙度及其比例，決定著土壤水、養(yǎng)、氣、熱的協(xié)調(diào)，尤其是對水、氣關系影響最為顯著；一般土壤的總孔隙度在35%~65%之間，最適宜區(qū)為50%~60%，其中，非毛管孔隙占20%到40%為好，這樣才能保證良好的通氣透水性，同時也具有良好的保水性；單用孔隙度指標來評價土壤的孔隙狀況有時并不準確，如塊狀和柱狀結(jié)構的土壤。三、土壤孔隙狀況及影響因素影響土壤孔隙狀況的因素主要有質(zhì)地、結(jié)構、有機質(zhì)含量等。1.質(zhì)地土壤質(zhì)地越粗，孔隙數(shù)量越少，總孔隙度越小，土壤質(zhì)地越細，孔隙數(shù)量越多，總孔隙越大；砂質(zhì)土通氣透水性好，但保水性差，粘質(zhì)土通氣透水性差，但保水性好；壤土既具有高的總孔隙度，其非毛管孔隙和毛管孔隙又有適當?shù)谋壤?，所以孔隙狀況最好，水、氣調(diào)節(jié)性能最佳。三、土壤孔隙狀況及影響因素土壤質(zhì)地與孔隙狀況的關系（華北平原）質(zhì)地比重容重孔度無效孔度毛管孔度無效孔度+毛管孔度通氣孔度緊砂土砂壤土輕壤土中壤土重壤土輕粘土中粘土重粘土2.69~2.732.69~2.722.70~2.742.70~2.742.70~2.742.73~2.782.73~2.782.73~2.781.45~1.461.37~1.541.40~1.521.40~1.551.38~1.541.35~1.441.30~1.451.32~1.4038~4646~5043~4943~4943~4948~5248~5248~52-4~75~106~127~151514~19--33~4230~4128~4025~3930~3726~36-36~4040~4640~4640~4640~4645~5245~5248~522~82~82~63~72~51~42~60~4三、土壤孔隙狀況及影響因素2.結(jié)構土壤結(jié)構的形成使土壤孔隙明顯增加，尤其是具有良好團粒結(jié)構的土壤，除團聚體內(nèi)部的毛管孔隙外，又增加了團聚體之間的大孔隙，因而總孔隙度增加，且大小孔隙比例適當，水氣關系能夠協(xié)調(diào)，然而在柱狀結(jié)構的土壤中，結(jié)構體間大的裂縫易漏水、漏肥。3.有機質(zhì)含量有機質(zhì)能明顯提高土壤孔隙度，原因：有機質(zhì)本身疏松多孔，故有機質(zhì)含量越高，孔隙度越高，較高有機質(zhì)有利于土壤團粒結(jié)構的形成，間接改善了土壤的孔隙狀況。三、土壤孔隙狀況及影響因素4.緊實度緊實的土壤孔隙度小，疏松的土壤孔隙度大。5.土壤層次不同的土壤層次，其質(zhì)地、結(jié)構、有機質(zhì)含量、緊實度等皆不同，故孔隙狀況各異，一般表層土壤結(jié)構好，有機質(zhì)含量高，且較疏松，故孔隙度較高，孔隙狀況也較好，而下層土壤則相反，如森林土壤表層孔隙度為50~65%，淀積層孔隙度則降為35~45%。四、土壤的密度和容重土壤密度單位容積（不包括粒間孔隙的容積）固體土粒的質(zhì)量（單位：g/cm3），也稱土壤比重；土粒密度的大小主要決定于土壤礦物的密度和有機質(zhì)的密度，有機質(zhì)的密度為1.25-1.40g/cm3，礦物密度大多在2.6-2.7g/cm3之間，一般取土粒（土壤）密度為2.65g/cm3；有機質(zhì)含量高的土壤比重小，所以，耕層土壤比重比底層土壤小。土壤比重測定方法比重瓶法四、土壤的密度和容重土壤容重田間自然壘結(jié)狀態(tài)下單位容積土體（包括土粒和孔隙）的質(zhì)量或重量（單位：g/cm3

或t/m3），也稱土壤假比重；土壤容重的數(shù)值總是小于土壤密度，兩者的質(zhì)量均以105~110℃下烘干土計，容重值的大小受密度和孔隙兩方面的影響，而后者的影響更大，土壤疏松多孔的容重小；土壤容重多介于1.0~1.5g/cm3范圍內(nèi)。四、土壤的密度和容重土壤容重的影響因素土壤容重主要是由土壤的孔隙狀況決定的，總孔隙度大，則容重小，凡是影響土壤孔隙度的因素，都會影響容重；砂質(zhì)土壤的孔隙度小，故容重大，一般為1.4~1.7，粘質(zhì)土壤孔隙度大，故容重較小，一般為1.1~1.6，具有良好團粒結(jié)構、富含有機質(zhì)的表層土壤，往往容重較小，一般在1.0左右，而有機質(zhì)含量低、核狀結(jié)構的淀積層容重大，一般在1.5~1.7之間，耕作土壤的耕作層比犁底層容重小，受人為壓實的綠地土壤容重值較大。四、土壤的密度和容重土壤容重的意義1.是土壤松緊程度的重要判據(jù)之一松緊程度容重(g/cm3)孔度(%)最松松適合稍緊緊實<1.01.0~1.141.14~1.261.26~1.30>1.30>6060~5656~5252~50<50容重、孔隙度與土壤松緊程度關系2、計算土壤孔隙度（P90）孔隙度=1-容重/密度3、計算工程土方量（P67）4、估算各種土壤成分儲量5、計算土壤儲水量及灌水定額土壤容重的意義四、土壤的密度和容重容重和比重比較環(huán)刀法測定土壤容重第四節(jié)土壤的離子吸附與代換性能土壤具有吸持各種離子、分子、氣體和懸浮微粒的能力，這統(tǒng)稱為離子的吸收作用；如施入的肥料會被大量地保持在土壤中，不至于流失；污水通過土壤會變清；糞水、臭氣通過土壤，臭味會消失或減弱等；土壤的吸收作用是土壤能夠保存營養(yǎng)物質(zhì)并源源不斷地向植物提供養(yǎng)分的主要原因。機械吸收：土壤孔隙對較大顆粒的阻留作用物理吸收：細小土粒靠表面能對分子態(tài)物質(zhì)的吸收，或土壤膠體靠電性對離子的吸附作用化學吸收：土壤中某些物質(zhì)成分與進入土壤中的某些物質(zhì)形成難溶性沉淀生物吸收：植物、微生物對土壤中養(yǎng)分進行選擇性吸收土壤膠體對離子的吸附在很多情況下是交換（代換）性的，稱為交換性吸附或交換性吸收，這對土壤的養(yǎng)分供應和保存、酸堿緩沖能力以及抗干擾能力都有重要影響。一、土壤膠體通常把粒徑小于2μm的土壤微粒稱為土壤膠體，它是土壤中最細微的部分。

無機膠體有機膠體有機無機復合膠體土壤膠體一、土壤膠體1.有機膠體（soilorganiccolloid）指土壤中一類分子量大，結(jié)構復雜的高分子化合物。土壤腐殖質(zhì)是主體、其次還有少量蛋白質(zhì)、多肽、氨基酸、以及多糖類高分子化合物。土壤中有大量的微生物，本身也具有膠體性質(zhì)，屬于一種生物膠體。2.無機膠體（soilmineralcolloid）無機膠體在數(shù)量上遠比有機膠體要多，主要是土壤粘粒，它包括Fe、Al、Si等含水氧化物類粘土礦物以及層狀硅酸鹽類粘土礦物。

次生礦物包括層狀硅酸鹽類、含水氧化物類以及少量殘存的簡單鹽類，其中，前兩者大部分都呈粘土狀存在，稱為粘土礦物。層狀硅酸鹽粘土礦物主要包括高嶺石、伊利石和蒙脫石三大類，其中，高嶺石類主要分布在南方強度風化的土壤中，伊利石和蒙脫石類主要分布在北方中、弱度風化的土壤中；一、土壤膠體3.有機無機復合膠體（organic-mineralcolloid）在土壤中有機膠體一般很少單獨存在，絕大部分與無機膠體緊密結(jié)合在一起形成有機-無機復合膠體，有機膠體與無機膠體的連接方式是多種多樣的，但主要是通過二價、三價等多價陽離子（Ca2+、Mg2+、Fe3+、Al3+等）作為橋梁把腐殖質(zhì)與粘土礦物連在一起，或者通過腐殖質(zhì)表面的功能團比如-COOH、-OH以氫鍵的方式與粘土礦物連在一起。土粒土粒土粒Fe2+腐殖質(zhì)Fe3+Al3+有機無機復合膠體土壤膠體的性質(zhì)1.巨大的表面積和表面能一、土壤膠體（2）顆粒形狀：同體積顆粒表面積最大的是薄片狀，最小的是球體（3）礦物類型（1）粒徑大小膠體電子顯微圖像瞧：氫鍵在這里（牢固）單位晶層內(nèi)表面（無）外表面高嶺石SiTetra.AlOct.SiTetra.2:1Clay蒙脫石Expanding100cmol(+)/kgH2OH2OH2OH2OH2O土壤中常見粘土礦物的比表面積（m2/g)膠體成分內(nèi)表面外表面總表面蒙脫石蛭石水云母高嶺石埃洛石水化埃洛石水鋁英石腐殖質(zhì)700~750400~7500~500400130~140-15~1501~590~1504~4010~4525~30130~140-700~850400~80090~1505~4010~45430260~800800~900

不同土壤礦物組成不同，比表面積也不同。一般土壤中有機質(zhì)含量高，2:1型粘粒礦物多，則比表面積較大，如黑土。反之，如果有機質(zhì)含量低，1:1型粘粒礦物較多，則其表面積就較小，如紅壤、磚紅壤。土壤膠體的性質(zhì)2.土壤膠體的帶電性一、土壤膠體永久電荷：不受土壤溶液pH值變化而影響的電荷類型，同晶替代土壤膠體電荷可變電荷：隨著土壤溶液pH變化而變化的電荷，膠體表面分子解離土壤總電荷土壤總電荷等于永久電荷與可變電荷的總和；一般土壤的pH在5~9之間，而土壤膠體的大部分，特別是腐殖質(zhì)的等電點遠遠低于這個范圍，所以，大部分土壤膠體都帶負電荷。只有兩性膠體和少量的同晶替代可能產(chǎn)生一定量正電荷。但是，整體上來看，土壤膠體以帶負電荷為主。當pH<5時則可能帶較多正電荷；一般情況下，土壤膠體整體上顯凈負電荷；土壤中80%以上的土壤電荷集中于粘粒上。一、土壤膠體土壤膠體的性質(zhì)3.土壤膠體的凝集作用與分散作用一、土壤膠體土壤膠體有兩種不同的狀態(tài)，一種是土壤膠體微粒均勻地分散在水中，呈高度分散的溶膠，一種是膠體微粒彼此凝集在一起呈絮狀的凝膠。

土壤膠體是凝集還是分散主要取決于電動電位：通常土壤膠體是帶負電荷的，土壤膠體之間帶有負的電動電位，是相互排斥的，這種負電動電位越高，排斥力越強，越能成為穩(wěn)定的溶膠，但當這種負電動電位降低到土壤膠體之間分子引力大于靜電排斥力時，膠體就會相互凝集形成凝膠。土壤膠體的性質(zhì)3.土壤膠體的凝集作用與分散作用一、土壤膠體在土壤中土壤膠體處在凝膠狀態(tài)時，有利于水穩(wěn)性團粒的形成，有利于改善土壤結(jié)構，所以向土壤中施用石灰能促進膠體凝集，有利于水穩(wěn)性團粒的形成，對改良土壤結(jié)構有良好作用。當土壤膠體處在溶膠狀態(tài)時，會使土壤粘結(jié)性、粘著性、可塑性增加，降低宜耕期，降低耕作質(zhì)量。二、土壤的陽離子吸附與代換性能土壤膠體的帶電性，決定了土壤都具有代換吸收離子的能力；一般情況下，土壤膠體帶負電荷，因而具有一定的陽離子吸附能力，膠體所吸附的一部分陽離子在一定條件下可以與土壤溶液中的陽離子相互代換；陽離子吸附與代換作用往往是土壤的離子吸附與代換性能的主要方面。二、土壤的陽離子吸附與代換性能土壤陽離子吸附與代換作用過程土壤的陽離子代換吸附過程，也就是土壤膠體表面吸附的陽離子與土壤自由溶液中的陽離子在有化學勢差存在的情況下相互取代的過程，直到二者的化學勢平衡為止；如，向土壤中施加氯化銨，土壤溶液中的NH4+濃度增加，化學勢較高的NH4+就會大量地被膠體吸附，同時膠體上吸附的其他陽離子則被NH4+從原吸附位上代換下來而進入土壤溶液。二、土壤的陽離子吸附與代換性能土壤陽離子吸附與代換作用特點1.可逆反應，迅速平衡土壤的陽離子代換反應是一個可逆過程，即可以吸附，又可以解吸，吸附與解吸總是處于動態(tài)平衡中，如果再向土壤中加入可溶性鈣鹽，那土壤溶液中高濃度的Ca2+就會把膠體上吸附的NH4+大量代換下來。2.等當量代換土壤陽離子代換吸附過程符合化學上的當量定律，是等當量代換，如上例中被吸附的NH4+的化學當量數(shù)（正電荷數(shù)）等于被代換下來的Na+、K+、Ca2+、Mg2+的化學當量數(shù)之和。二、土壤的陽離子吸附與代換性能衡量土壤陽離子吸附與代換性能的指標1.陽離子代換量（cationexchangecapacity，CEC）土壤陽離子代換量是指在一定的pH值情況下，每一定量的土壤（干土）中所含的全部代換性陽離子的量，單位是cmol(+)/kg干土；陽離子代換量實際上是土壤顆粒帶電荷總量。二、土壤的陽離子吸附與代換性能影響陽離子代換量的因素

膠體的含量，膠體物質(zhì)含量越多，質(zhì)地越細，土壤陽離子交換量也就越高，質(zhì)地類型砂土輕壤土中-重壤土粘土CEC（cmol/kg)1~27~815~1825~30

膠體的種類，不同的膠體種類，其陽離子代換量相差很大。膠體種類含水氧化物高嶺石伊利石蒙脫石平均（mmol/kg)-103080腐殖質(zhì)350二、土壤的陽離子吸附與代換性能影響陽離子代換量的因素

酸堿條件堿性土壤>中性>酸性當pH值低時，溶液中的H+濃度大，膠體表面H+的解離受到抑制，陽離子代交換量也就隨之降低，相反，當pH值升到一定數(shù)值時，膠體表面的H+開始解離，陽離子代換量才開始增加，并且土壤越趨堿性，陽離子代換量越大。二、土壤的陽離子吸附與代換性能衡量土壤陽離子吸附與代換性能的指標2.鹽基飽和度土壤膠體上吸附的各種陽離子，按其性質(zhì)可以分為兩大類：一類是鹽基離子（大部分是金屬離子），如Na+、K+、Ca2+、Ma2+、NH4+等，它們是構成鹽基的成分，不顯酸性，大都是植物的營養(yǎng)元素，另一類是酸基離子，主要包括H+和Al3+，它們引起土壤的酸性，且不是植物的營養(yǎng)元素。所以有必要對膠體上所吸附的陽離子進行區(qū)別對待，并弄清兩類離子在陽離子交換量中所占的比例。二、土壤的陽離子吸附與代換性能衡量土壤陽離子吸附與代換性能的指標2.鹽基飽和度鹽基飽和度就是衡量鹽基離子和酸基離子相對數(shù)量關系的一個指標，它是指代換性鹽基離子（總量）占全部代換性陽離子的百分率。

100%影響土壤鹽基飽和度的因素濕度、土壤剖面上鹽基被淋溶的程度。南方的紅壤、黃壤，北方的大多數(shù)土壤特性濕潤地區(qū)土壤干旱地區(qū)土壤交換性鈣(cmol/kg)其他交換性鹽基(cmol/kg)交換性氫或鋁(cmol/kg)陽離子交換量(cmol/kg)鹽基飽和度(%)土壤pH6~92~34~612~1866.65.6~5.813~166~81~220~2692~95>7濕潤與干旱地區(qū)典型礦質(zhì)土壤的陽離子交換特征三、土壤的陰離子吸附與代換性能

土壤的陰離子吸附與代換性能是指土壤中帶正電的膠體所吸附的陰離子與土壤溶液中的陰離子相互代換的作用；它同陽離子代換作用一樣，一般也是可逆反應，迅速達到平衡，并受質(zhì)量作用定律的支配；但土壤中陰離子代換作用常伴隨著化學固定作用，兩者很難截然分開，因此，陰離子的吸附和解吸比陽離子復雜。三、土壤的陰離子吸附與代換性能不同的陰離子種類，被土壤吸附或吸收的難易差異很大，據(jù)此可將土壤中的陰離子分為如下三類：易被土壤吸收的陰離子，如磷酸根、硅酸根和某些有機酸的陰離子，與陽離子結(jié)合，進行化學固定；很少被吸收，甚至不能被吸收的陰離子，如Cl-、NO3-、NO2-等，這類離子極易隨水流失；介于以上兩類之間的陰離子，如SO42-、CO32-和某些有機酸陰離子。四、離子吸附與交換性能對土壤肥力的影響1.對土壤保肥、供肥性能的影響土壤中的有效養(yǎng)分和施入到土壤中的速效肥料大都是離子態(tài)的，所以土壤的離子交換吸收性能對供肥性和保肥性意義重大；土壤膠體與土壤溶液間進行的可逆的離子交換，既能吸收、保存離子態(tài)養(yǎng)分，減少流失，又能交換出離子態(tài)養(yǎng)分，供植物吸收利用。四、離子吸附與交換性能對土壤肥力的影響1.對土壤保肥、供肥性能的影響土壤陽離子交換量的大小是衡量土壤保肥能力的重要指標，陽離子交換量大的土壤保肥性強，肥料不易流失，肥效持久，植物生長發(fā)育過程中不易脫肥，施肥早期也不易燒苗，因此一次施肥量可大些；陽離子交換量小的土壤保肥力弱，肥料易于流失，肥效較短，植物生長發(fā)育后期易發(fā)生缺肥，施肥早期則易燒苗，所以這類土壤施肥的要點是“少量多次”，且應以有機肥為主。四、離子吸附與交換性能對土壤肥力的影響1.對土壤保肥、供肥性能的影響土壤陰離子吸收交換性強，對土壤肥力和施肥也有重要影響；硝酸根不易被膠體吸附，所以硝態(tài)氮肥應采用少量多次施肥方法；磷酸根的吸附常與專性吸附或化學固定聯(lián)系在一起，在很多情況下施加的磷肥都會因此而導致失效，所以施用磷肥應注意防止固定。四、離子吸附與交換性能對土壤肥力的影響2.對土壤酸堿性與緩沖性能的影響鹽基飽和度和代換性H+、Al3+離子的含量對土壤酸堿性有重大影響；在鹽基飽和度低的土壤中，H+、Al3+離子含量相對較多，這是產(chǎn)生土壤酸性的根源；在鹽基飽和或近飽和情況下，代換性離子組成以Ca2+、Mg2+等為主，這樣的土壤多為中性或近中性土壤。四、離子吸附與交換性能對土壤肥力的影響2.對土壤酸堿性與緩沖性能的影響土壤的陽離子吸附與代換性能，還決定了土壤具有較強的酸堿緩沖性能，能穩(wěn)定土壤溶液的酸堿條件；當由于各種原因而導致土壤溶液中的H+濃度上升時，過多的H+會被膠體吸附，而膠體上的鹽基離子則解吸進入溶液，當溶液中的H+濃度下降時，膠體吸附的H+便解離，從而使溶液維持較穩(wěn)定的H+濃度。離子吸附與交換性能對土壤肥力的影響3.對土壤物理、機械性質(zhì)的影響交換性陽離子組成對土壤的物理性質(zhì)和耕性都有顯著影響；當土壤交換性陽離子中Na+占有較大比例時，由于膠體分散，土壤結(jié)構被破壞，緊實板結(jié)，通透性不良；而代換性陽離子以Ca2+、Mg2+占較大優(yōu)勢時，則由于膠體的凝聚性，易形成良好的結(jié)構。第五節(jié)土壤的酸堿性及緩沖性能自然界的各種土壤，有酸性、中性和堿性之分，這是土壤的基本化學性質(zhì)，土壤酸堿性常用土壤溶液的pH值表示；中國土壤，大多數(shù)在pH4.5~8.5之間，在地理分布上有“東南酸西北堿”的規(guī)律性。大致可以長江為界，長江以南的土壤為酸性或強酸性，長江以北的土壤多為中性或堿性。我國土壤的酸堿性南北差異很大，如吉林、內(nèi)蒙古、華北的堿土pH值有的高達10.5，而臺灣省的新八仙山和廣東省鼎湖山、五指山的黃壤，pH值有的低至3.6~3.8。pH<5.0強酸性pH5.0~6.5酸性pH6.5~7.5中性pH7.5~8.5堿性pH>8.5強堿性《中國土壤》將我國酸度分為5級土壤的酸堿性是氣候、植被、母質(zhì)及人為作用等多種因子控制的，其中氣候起著近于決定性的作用；我國長江以南的熱帶和亞熱帶地區(qū)，土壤風化和鹽基淋溶都十分強烈，因而形成了酸性和強酸性的土壤，其中分布最廣的是紅壤和黃壤；東北山地的森林土壤，由于植被和氣候的特點，也有較強的淋溶作用，故一般是酸性或弱酸性；東北平原的黑土淋溶條件較弱，基本上接近中性；在干旱半干旱的東北西部、華北和西北地區(qū)，降水少，土體淋溶弱，分布著中性至堿性的石灰性土壤。一、土壤酸度及其種類土壤酸性的形成機理在多雨的自然條件下，降水量大大超過蒸發(fā)量，土壤及其母質(zhì)的淋溶作用非常強烈，土壤溶液中的鹽基離子易隨濾水向下移動，使土壤中金屬離子減少，這時，溶液中的H+取代金屬離子被土壤所吸附，使鹽基飽和度下降，H+飽和度增加，引起土壤的酸化；H+被土壤吸附后，土壤晶體結(jié)構遭到破壞，有些鋁氧八面體被解體，鋁離子脫離八面體晶格的束縛，變成活性Al3+，被吸附在帶負電荷的粘粒表面，轉(zhuǎn)變成交換性Al3+。土壤酸性的形成因素氣候因素：高溫高濕氣候條件加速了礦物和巖石的風化作用和鹽基離子強烈的淋溶作用。一、土壤酸度及其種類土壤酸性的形成因素生物因素：（1）生物的呼吸作用：土壤中微生物、植物根系生命活動釋放大量的CO2，溶于水后形成碳酸。（2）土壤中一些專性微生物作用：硫化細菌、硝化細菌可將土壤中硫和氮分別氧化成硫酸和硝酸，增強了土壤酸度（3）植被影響：針葉林中真菌活動強烈，有機物分解產(chǎn)生酸性物質(zhì)，土壤pH值很低。一、土壤酸度及其種類土壤酸性的形成因素人為因素：長期使用生理酸性肥料（硫酸銨、氯化銨、氯化鉀等），灌溉，酸雨作用一、土壤酸度及其種類土壤酸度是指土壤固相-液相體系中致酸離子（H+，Al3+）的多少；根據(jù)致酸離子的存在狀態(tài)和化學活性，將土壤酸度分為活性酸度和潛性酸度兩大類型。一、土壤酸度及其種類活性酸度潛性酸度土壤溶液中游離的H+所引起的酸度，這是能夠直接表現(xiàn)出來的土壤酸度，一般用土壤溶液的pH值表示土壤膠體上吸附代換性致酸離子（H+，Al3+）的多少活性酸與潛性酸的關系土壤活性酸和潛性酸是屬于一個平衡系統(tǒng)中的兩種酸，它們能相互轉(zhuǎn)化。當土壤溶液濃度和組成發(fā)生改變時，活性酸可由于H+被土壤膠體吸附成為潛性酸，潛性酸也可以由于膠體吸附的H+、Al3+被交換進入土壤溶液而變成活性酸。從數(shù)量關系上來看，潛性酸的量一般遠大于活性酸的量，因此，潛性酸是土壤酸度的根源和儲庫，它是土壤酸度的容量指標，活性酸歸根結(jié)底是由潛性酸度支配的，它是土壤酸度的強度指標。一、土壤酸度及其種類二、土壤堿性與堿度土壤堿性的形成機理堿性土壤的形成是自然成土條件和土壤內(nèi)在因素綜合作用的結(jié)果；堿性土壤的堿性物質(zhì)主要是鈣、鈉、鎂的碳酸鹽和重碳酸鹽，以及膠體表面所吸附的交換性鈉；形成堿性反應的主要機理是堿性物質(zhì)的水解反應?！狧++NaOH—Na++H2O土壤膠體土壤膠體二、土壤堿性與堿度土壤堿性的形成因素1.氣候因素干旱半干旱氣候帶，大氣降水量遠遠低于蒸發(fā)量，巖石、礦物的風化釋放出來的堿金屬和堿土金屬的簡單鹽類，不能徹底地淋出土體，而大量的積聚于土壤和地下水中，這些簡單的鹽類大部分是碳酸鹽和重碳酸鹽，這些鹽類水解可以產(chǎn)生堿。二、土壤堿性與堿度土壤堿性的形成因素2.生物因素由于高等植物的選擇性，富集了鈣、鈉、鉀、鎂等鹽基離子；不同植被類型的選擇性吸收不同影響堿土形成，如荒漠草原對堿性土壤形成有積極作用。生理堿性肥料如NaNO3，KNO3，Ca(NO3)2等的施用；土壤堿性的形成因素3.土壤母質(zhì)因素（1）基性巖（SiO2在45~52%，輝長巖、玄武巖)、超基性巖(SiO2<45%,輝巖、橄欖巖)風化產(chǎn)生的鹽基離子致堿；（2）沿海灘涂淤泥中富含鹽基，呈堿性反應；（3）母質(zhì)中硫酸鹽在嫌氣條件下，產(chǎn)生堿。二、土壤堿性與堿度1.鹽基離子的交換與水解—H++NaOH—Na++H2O土壤膠體土壤膠體二、土壤堿性與堿度2.碳酸鈣水解3.碳酸鈉的水解4.中性鹽在嫌氣條件