土壤的基本理化性质.ppt

第一节第一节 土壤的孔性、结构性和耕性土壤的孔性、结构性和耕性一、一、土壤孔性土壤孔性二、二、土壤结构性土壤结构性三、三、土壤耕性土壤耕性 一、一、土壤孔性土壤孔性 是土壤孔隙的数量、孔隙的大小及其比例、是土壤孔隙的数量、孔隙的大小及其比例、以及孔隙在土层中分布情况的综合反映。以及孔隙在土层中分布情况的综合反映。孔隙的数量决定着土壤中气、液两相的总量，孔隙的孔隙的数量决定着土壤中气、液两相的总量，孔隙的大小及其比例决定着气、液两相的比例。大小及其比例决定着气、液两相的比例。小小孔孔隙隙大大孔孔隙隙土壤孔隙度：单位容积土壤中孔隙容积占整个土体土壤孔隙度：单位容积土壤中孔隙容积占整个土体容积的百分数。容积的百分数。土粒土粒容积容积=（1 土壤土壤容积容积）100%土壤容积土壤容积 土粒容积土粒容积=土壤容积土壤容积 100%孔隙容积孔隙容积 土壤孔隙度土壤孔隙度 =土壤容积土壤容积 100%(一一)土壤孔隙度土壤孔隙度一般沙土孔度30-45%，壤土40-50%，粘土45-60%。1 1、土壤比重：、土壤比重：单位容积（不含粒间孔隙）固体土粒的干重与单位容积（不含粒间孔隙）固体土粒的干重与4 4时同体积水重之比，也称时同体积水重之比，也称土壤相对密度。土壤相对密度。4 4时水的密度为时水的密度为1g.cm1g.cm-3-3，因此土粒密度（单位容积固，因此土粒密度（单位容积固体土粒的干重）与土壤比重数值相等，但土壤比重无单位。体土粒的干重）与土壤比重数值相等，但土壤比重无单位。常用土壤密度值：2.65克/厘米3。2、土壤容重：、土壤容重：单位容积原状土壤（包括孔隙）的干质单位容积原状土壤（包括孔隙）的干质量。量。土壤容重值多介于土壤容重值多介于1.0-1.5克克/厘米厘米3范围内范围内,夯实的土壤容重则可高达夯实的土壤容重则可高达1.8-2.0克克/厘米厘米3。土壤容重（g/cm3)土壤容重（g/cm3)泥炭蓬松盐土灰化层黑钙土耕层沼泽土0.200.500.801.000.801.001.101.301.101.30黄土土壤碱化层土壤龟裂层灌溉后土壤结壳1.351.501.501.701.701.901.601.90典型土壤容重对于大多数植物来说，土壤容重在1.141.26g/cm3之间比较适宜。松紧程度容重(g/cm3)孔度(%)最松松适合稍紧紧实1.306060565652525050容重、孔隙度与土壤松紧程度关系土壤容重一般是比重的一半左右。3.土壤容重作用(1)计算工程土方量土壤重量=土壤体积土壤容重(2)估算各种土壤成分储量设耕层厚度0.2m，容重1.3t/m3，有机质含量，15g/kg=0.015t/t，全氮量0.75g/kg=0.00075t/t。1hm2（104m2）0.2m土层计：土壤=100000.21.3=2600t有机质储量=26000.015=39.0t全氮储量=26000.00075=1.95t(3)计算土壤储水量及灌水（或排水）定额设土层厚度1m，土壤含水量25%，容重为1.3t/m3。1hm2的1m土层储水量=10000m21m1.3t/m325%=3250m3/hm2=325mm 孔隙度孔隙度=1-1-孔隙度孔隙度孔隙容积孔隙容积 土壤孔隙比土壤孔隙比 =土粒容积土粒容积 结构良好的耕层土的孔隙比应1 土壤孔隙的分级土壤孔隙的分级 当量孔径当量孔径 分级的标准分级的标准 指与一定土壤水吸力相当的孔径。指与一定土壤水吸力相当的孔径。其与孔隙的形状及其均匀性无关，其与土壤水其与孔隙的形状及其均匀性无关，其与土壤水吸力的关系为：吸力的关系为：3 3当量孔径当量孔径(mm)(mm)=土壤水吸力土壤水吸力 注：式中土壤水吸力以注：式中土壤水吸力以 kPakPa为单位为单位5 5、衡量土壤孔隙质量的指标、衡量土壤孔隙质量的指标(二二)土壤孔隙类型土壤孔隙类型土壤孔隙的持水功能和毛管水上升情况成为孔隙分类的主要依据47.46%24.51%孔隙度大小颗粒相互填大小颗粒相互填充是土壤孔隙度充是土壤孔隙度达到了最低值达到了最低值 耕层土壤总孔隙度为50 60%，其中通气孔隙度为810%以上，如能达到15 20%为最好；土体内的孔隙垂直分布为“上虚下实”。上部耕层（015cm)的孔度为55%左右，通气孔度1520%，底层土壤（15 30 cm）孔度和通气孔度分别为50%和10%左右。上虚有利于通气和种子的发芽，破土。“下实则有利于保水和扎稳根系。“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。2、对于大多数作物适宜的孔隙状况：二、二、土壤结构性土壤结构性土壤松紧状况如何不仅直接影响到植物根系的伸展和植土壤松紧状况如何不仅直接影响到植物根系的伸展和植物的生长发育，而且还影响着土壤水分运动（渗透与蒸物的生长发育，而且还影响着土壤水分运动（渗透与蒸发）、土壤空气（数量与质量）变化以及土壤养分（含发）、土壤空气（数量与质量）变化以及土壤养分（含肥料）的转化与供应等。肥料）的转化与供应等。土壤的松紧状况主要决定于土壤的孔性、结构性和耕性土壤的松紧状况主要决定于土壤的孔性、结构性和耕性等重要物理性状；等重要物理性状；土壤的孔性如何决定于土壤质地、有机质含量及土壤结土壤的孔性如何决定于土壤质地、有机质含量及土壤结构性；构性；土壤结构性土壤结构性要点要点:土壤结构体和土壤结构性的概念土壤结构体和土壤结构性的概念;土壤结构体的类型及其评价土壤结构体的类型及其评价;土壤团粒结构的形成土壤团粒结构的形成 土壤结构的改善与恢复土壤结构的改善与恢复(一一)土壤结构体和土壤结构性的概念土壤结构体和土壤结构性的概念土壤结构体土壤结构体:指土壤中的土粒在内外因素综合作用指土壤中的土粒在内外因素综合作用下形成大小、形状、性质不同的团聚体，如土团、下形成大小、形状、性质不同的团聚体，如土团、土块、土片等。土块、土片等。土壤结构性：结构体在土壤中的类型、数量、排土壤结构性：结构体在土壤中的类型、数量、排列形式、孔隙状况以及稳定性的综合特性。列形式、孔隙状况以及稳定性的综合特性。(二)结构体类型及特性 根据结构体的形态、大小以及与土壤肥力的根据结构体的形态、大小以及与土壤肥力的关系划分为如下类型：关系划分为如下类型：1 1、长、宽、高三轴平均发展的似立方体型结构体、长、宽、高三轴平均发展的似立方体型结构体主要类型：块状结构体和核状结构体；主要类型：块状结构体和核状结构体；2 2、垂直轴方向发达的条柱型结构体、垂直轴方向发达的条柱型结构体主要类型：柱状结构体和棱柱状结构体；主要类型：柱状结构体和棱柱状结构体；土壤肥力特点土壤肥力特点：结构体内部紧实，孔隙小而少，：结构体内部紧实，孔隙小而少，通气不良，根系难以伸入；结构体间易形成大通气不良，根系难以伸入；结构体间易形成大的垂直裂隙，成为水、肥下渗通道，造成跑水、的垂直裂隙，成为水、肥下渗通道，造成跑水、跑肥；跑肥；3 3、水平轴方向发达的扁平型结构体、水平轴方向发达的扁平型结构体主要类型：片状结构体；主要类型：片状结构体；土壤肥力特点土壤肥力特点：结构体内部紧实，多为非活性：结构体内部紧实，多为非活性孔隙，有效水少且通气不良，不利于扎根；结孔隙，有效水少且通气不良，不利于扎根；结构体间裂隙太大，通气虽好，但易漏水、漏肥；构体间裂隙太大，通气虽好，但易漏水、漏肥；不良结构体：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，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。良好结构体良好结构体：团粒结构体 不仅总孔隙度大，而且内部有多级大量的大小孔隙，团粒之间排列疏松，大孔隙较多，兼有蓄水和通气的双重作用。土土壤壤团团粒粒体体主要类型：团粒结构体主要类型：团粒结构体土壤肥力特点：土壤肥力特点：具有多级孔隙；团粒内部多为毛管孔隙，团粒之具有多级孔隙；团粒内部多为毛管孔隙，团粒之间多为通气孔隙。大孔隙通气、透水，小孔隙保水、间多为通气孔隙。大孔隙通气、透水，小孔隙保水、蓄水。能协调水分和空气的矛盾。蓄水。能协调水分和空气的矛盾。（原因与其形成过程有关）（原因与其形成过程有关）4 4、近似球形的粒状结构体、近似球形的粒状结构体团粒结构体的土壤肥力特点：团粒结构体的土壤肥力特点：能协调土壤有机质中养分的消耗和积累的矛盾；能协调土壤有机质中养分的消耗和积累的矛盾；大孔隙有充足的氧气供应，好气性微生物活动旺盛，大孔隙有充足的氧气供应，好气性微生物活动旺盛，有机质分解快；有机质分解快；小孔隙中有机质进行嫌气分解，速度慢而使养分得小孔隙中有机质进行嫌气分解，速度慢而使养分得以保存。以保存。能稳定土壤温度，调节土壤热量状况；能稳定土壤温度，调节土壤热量状况；团粒结构降低了土粒间的粘着性、粘结性，减少团粒结构降低了土粒间的粘着性、粘结性，减少了耕作阻力，提高了耕作质量，土壤耕性好；了耕作阻力，提高了耕作质量，土壤耕性好；有利于作物根系的伸展和生长；有利于作物根系的伸展和生长；团粒间较疏松，根系穿插容易；团粒间较疏松，根系穿插容易；团粒内部相对紧密，有利于根系的固着；团粒内部相对紧密，有利于根系的固着；团粒结构体的土壤肥力特点：团粒结构体的土壤肥力特点：第一阶段：单粒（或粘粒）在胶体凝聚、水膜粘结以及第一阶段：单粒（或粘粒）在胶体凝聚、水膜粘结以及胶结作用下形成初级复粒或致密的小土团。稳定性差，易胶结作用下形成初级复粒或致密的小土团。稳定性差，易分散。分散。第二阶段：各种胶结物质（粘粒、有机物质等）在外力第二阶段：各种胶结物质（粘粒、有机物质等）在外力作用（如生物的穿插、分割、挤压等作用、干湿交替、耕作用（如生物的穿插、分割、挤压等作用、干湿交替、耕作等）下，使初级复粒进一步相互逐级粘合、胶结、团聚，作等）下，使初级复粒进一步相互逐级粘合、胶结、团聚，依次形成第二级、第三级依次形成第二级、第三级微团聚体，再经多次聚合，微团聚体，再经多次聚合，最终成为大小形状不同的团粒结构体。最终成为大小形状不同的团粒结构体。因此，团粒结构不因此，团粒结构不仅孔度大，而且具有多级孔隙。仅孔度大，而且具有多级孔隙。(三三)团粒结构体的形成团粒结构体的形成单个土粒单个土粒团聚体团聚体微团粒微团粒砂粒砂粒砂粒砂粒粉粒粉粒粉粉粒粒粘粒粘粒腐殖质腐殖质土粒土粒土粒土粒土粒土粒Ca2+腐腐殖殖质质土粒土粒土粒土粒土粒土粒Fe2+腐腐殖殖质质Fe3+Al3+立方体型、条柱型、片状型结构体多由单粒直立方体型、条柱型、片状型结构体多由单粒直接粘结而成，或由已有结构体在机械力作用下沿一接粘结而成，或由已有结构体在机械力作用下沿一定方向破裂而成，没有经过多次复合和团聚作用。定方向破裂而成，没有经过多次复合和团聚作用。因此，其孔性不良。因此，其孔性不良。其它结构体的形成其它结构体的形成概念概念:土壤吸水后体积膨胀，干燥后体积收缩的性土壤吸水后体积膨胀，干燥后体积收缩的性能。能。影响因素：土壤胶体类型；影响因素：土壤胶体类型；4 4、土壤胀缩性、土壤胀缩性各种阳离子对膨胀的作用次序如下:1 1）掌握相关概念；）掌握相关概念；2 2）熟悉土壤容重在生产中的应用；）熟悉土壤容重在生产中的应用；3 3）团粒结构与土壤肥力的关系；）团粒结构与土壤肥力的关系；4 4）土壤结构的改良措施；）土壤结构的改良措施；5 5）土壤物理机械性与耕性的关系；）土壤物理机械性与耕性的关系；思考题思考题