第三章土壤的基本性状(物理性)课件.ppt

1、 第一节第一节 土壤孔隙性土壤孔隙性 土壤孔隙性土壤孔隙性指土壤孔隙的状况指土壤孔隙的状况 土壤中大小、形状不同的复杂孔隙的状况好坏由两方土壤中大小、形状不同的复杂孔隙的状况好坏由两方面衡量：面衡量：孔隙的孔隙的量，量，以孔隙度表示以孔隙度表示孔隙的孔隙的质，质，即即大大小孔隙分配，上下土层分布。孔隙状况必须保证作物对小孔隙分配，上下土层分布。孔隙状况必须保证作物对水分和空气的需要，有利于根系的伸展和活动，因此一水分和空气的需要，有利于根系的伸展和活动，因此一是要求土壤中孔隙的容积要较多，二是要求大小孔隙的是要求土壤中孔隙的容积要较多，二是要求大小孔隙的搭配和分布较为恰当。搭配和分布较为恰当。

2、一、土壤相对密度和容重一、土壤相对密度和容重土壤相对密度（比重）：指单位体积（不包括孔隙体土壤相对密度（比重）：指单位体积（不包括孔隙体积）土壤固体颗粒的质量与同体积水的质量比。积）土壤固体颗粒的质量与同体积水的质量比。水密度水密度1g/cm1g/cm3 3 所以土壤比重又常用土壤密度表示，所以土壤比重又常用土壤密度表示，固体土粒单位体积固体土粒单位体积的重量，的重量，单位为单位为g/cmg/cm3 3。土壤物质组成有差别，土壤比重也就不同，土壤物质组成有差别，土壤比重也就不同，土壤比重数值的大小主要与两个因素有关：土壤比重数值的大小主要与两个因素有关：土壤矿物组成和含量有关，土壤矿物组成和含

3、量有关，书上见矿物比重：书上见矿物比重：P71P71页页与土壤有机质含量有关，与土壤有机质含量有关，表土层有机质含量高，比重小表土层有机质含量高，比重小于心土、底土，有机质比重于心土、底土，有机质比重1.2-1.4g/cm1.2-1.4g/cm3 3，由于土壤比重差别，由于土壤比重差别较小，一般较小，一般2.6-2.72.6-2.7，通常用，通常用作为作为土壤比重土壤比重。二、土壤容重二、土壤容重单位体积自然状态土壤（包括孔隙）的质量（干重）称单位体积自然状态土壤（包括孔隙）的质量（干重）称为土壤容重。为土壤容重。单位为单位为g/cmg/cm3 3，土壤之间差别较大，受五土壤之间差别较大，受五

4、个因素影响：个因素影响：是土壤的矿物组成和含量有关是土壤的矿物组成和含量有关;是与土壤有机质含量有关是与土壤有机质含量有关;与土壤质地有关与土壤质地有关;与土壤结构有关与土壤结构有关;与土壤松紧度有关。所以容重必须测定获得，容重值与土壤松紧度有关。所以容重必须测定获得，容重值砂质土砂质土1.2 1.8，粉质土，粉质土1.0 1.5，容重用处很大，不仅，容重用处很大，不仅在农业上建筑、筑路、桥梁工程常用，也是十分重要的在农业上建筑、筑路、桥梁工程常用，也是十分重要的基本数据。基本数据。、计算孔隙度，、计算孔隙度，、判断土壤熟化程度、判断土壤熟化程度 1.11.3较疏松，较疏松，1.5以上紧实，以

5、上紧实，、利用它计算土壤重量、水分、养分、盐分含量。、利用它计算土壤重量、水分、养分、盐分含量。例已例已知土壤容重为知土壤容重为1.15g/cm3，求亩（求亩（666.7m2）耕层）耕层0-20cm土壤土重。土壤土重。解：解：666.70.21.15=153t=153000 kg因此过去常说每亩耕层土壤约因此过去常说每亩耕层土壤约30万斤，即每公顷耕层土重万斤，即每公顷耕层土重225万万kg。2、已测得有机质含量、已测得有机质含量1%，土壤容重为，土壤容重为1.2g/cm3,求求1亩耕层土壤亩耕层土壤有机质重量？有机质重量？W有有=W1%=666.70.71.21%=1.6t=1600kgN、

6、P、K等都可计算出，如测得等都可计算出，如测得N含量含量0.05%，则亩含，则亩含N 80kg，如测得盐含量如测得盐含量0.3%，则亩含盐，则亩含盐480kg。二、土壤孔隙度与孔隙比二、土壤孔隙度与孔隙比土壤孔性的数量指标土壤孔性的数量指标1、土壤孔隙度、土壤孔隙度 土壤孔隙的容积占整个土壤容积的百分数。土壤孔隙的容积占整个土壤容积的百分数。2、孔隙比、孔隙比 指土壤中孔隙容积与土粒容积的比值。指土壤中孔隙容积与土粒容积的比值。土壤孔隙度土壤孔隙度 孔隙比孔隙比=1-土壤孔隙度土壤孔隙度 NoImage孔 隙 容 积孔 隙 度%=土 壤 容 积 1 0 0三、土壤孔隙的类型三、土壤孔隙的类型（

7、1）非活性孔隙（无效孔隙）非活性孔隙（无效孔隙）土壤最细小的孔隙土壤最细小的孔隙当量孔径当量孔径0.002mm，土壤水土壤水吸力吸力1.5bar，该类孔隙充满无效水该类孔隙充满无效水，根毛，根毛难以进入，微生物亦难进入，难以进入，微生物亦难进入，在粘质土壤中此孔较多，板结土壤此孔也较多。在粘质土壤中此孔较多，板结土壤此孔也较多。（2）毛管孔隙）毛管孔隙 该孔隙直径该孔隙直径d=0.002mm0.02mm，具毛管，具毛管作用，土壤水吸力作用，土壤水吸力1.5 0.15bar,壤土和结构好的土壤此孔壤土和结构好的土壤此孔较多。较多。（3）通气孔隙（非毛管孔隙）通气孔隙（非毛管孔隙）孔隙直径孔隙直径

8、 d0.02mm，此，此类孔隙中的水分可在重力作用下短时间内排出而成为通气类孔隙中的水分可在重力作用下短时间内排出而成为通气孔隙孔隙，土壤水吸力，土壤水吸力0.15bar。（三）影响土壤孔性的因素（三）影响土壤孔性的因素1、土壤质地、土壤质地 粘质土孔隙度粘质土孔隙度4560%之间，以毛管孔和非活性孔为主之间，以毛管孔和非活性孔为主 ；砂质土孔隙度砂质土孔隙度3345%，通气孔较多；，通气孔较多；壤质土孔隙度壤质土孔隙度4552%，有适量通气孔又有较多毛管孔，有适量通气孔又有较多毛管孔，水气协调，利于作物生长。水气协调，利于作物生长。2、土壤有机质、土壤有机质 有机质多的土壤易形成团粒结构而孔

9、度较有机质多的土壤易形成团粒结构而孔度较高。高。3、自然因素和土壤管理等、自然因素和土壤管理等（四）土壤三相组成的计算（四）土壤三相组成的计算1.土壤的固相率土壤的固相率=1土壤孔隙度土壤孔隙度2.土壤液相率（容积含水率）土壤液相率（容积含水率）=土壤含水量（质量土壤含水量（质量%）土壤容重土壤容重3.土壤气相率土壤气相率=土壤孔隙度土壤容积含水率土壤孔隙度土壤容积含水率4.土壤三相比土壤三相比=固相率液相率气相率固相率液相率气相率适宜旱地土壤要求固相率适宜旱地土壤要求固相率50%左右，容积含水量在左右，容积含水量在2530%之间，气相率之间，气相率10%20%，土体还应，土体还应“上虚下实上

10、虚下实”。表表 4 6 土土 壤壤 耕耕 性性 与与 土土 壤壤 结结 持持 状状 态态 土土 壤壤 水水 分分含含 量量 干干 燥燥 湿湿 润润 潮潮 湿湿 泞泞 湿湿 多多 水水 极极 多多 水水 土土 壤壤 结结 持持状状 态态 坚坚 硬硬 酥酥 软软 可可 塑塑 粘粘 韧韧 浓浓 泥泥 浆浆 薄薄 泥泥 浆浆 主主 要要 性性 状状 具具 有有 固固 体体性性 质质，不不能能 捏捏 合合 成成团团 松松 散散 无无 可可塑塑 性性，易易成成 团团 但但 不不成成 块块 有有 可可 塑塑性性，但但 无无粘粘 着着 性性 有有 可可 塑塑 性性和和 粘粘 着着 性性 成成 浓浓 泥泥 浆浆

11、，可可 受受 重重 力力 影影响响 而而 流流 动动 成成 悬悬 浮浮 体体，如如 液液 体体 一一 样样容容 易易 流流 动动 耕耕 作作 阻阻 力力 大大 小小 大大 大大 大大 小小 耕耕 作作 质质 量量 成成 硬硬 土土 块块 成成 小小 土土 块块 成成 大大 土土 垡垡 成成 大大 土土 垡垡 成成 浮浮 泥泥 浆浆 成成 泥泥 浆浆 宜宜 耕耕 性性 不不 宜宜 宜宜 不不 宜宜 不不 宜宜 不不 宜宜 宜宜 稻稻 田田 耕耕 作作 第二节第二节 土壤的结构性土壤的结构性（一）土壤结构性的概念（一）土壤结构性的概念通常所说的通常所说的“土壤结构土壤结构”实际包含两个方面，土壤结

12、构性实际包含两个方面，土壤结构性和土壤结构体，土壤结构体是指和土壤结构体，土壤结构体是指土壤中的土粒相互黏结团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。聚成大小形状和性质不同的聚合体称之为土壤结构体。土土壤结构性是指壤结构性是指土体中土壤结构体的大小、类型、数量、品土体中土壤结构体的大小、类型、数量、品质及其相互排列方式和相应的孔隙状况等的综合特性。质及其相互排列方式和相应的孔隙状况等的综合特性。它它是土壤的重要物理性质是土壤的重要物理性质 容 重 孔 隙 度%=（1 比 重）100（二）土壤结构体的类型（二）土壤结构体的类型1、块状和核状结构体、块状和核状结构体，

13、农民称之为，农民称之为“坷垃坷垃”，土粒在长宽高三轴上，大体相等，边面，土粒在长宽高三轴上，大体相等，边面不明显，分大块状、块状和碎块状。表土中多见块状与碎块状。常出现于有机质缺乏不明显，分大块状、块状和碎块状。表土中多见块状与碎块状。常出现于有机质缺乏瘠薄而粘重的土壤，土壤过干过湿耕作最易形成块状结构。核状结构表面有褐色胶膜，瘠薄而粘重的土壤，土壤过干过湿耕作最易形成块状结构。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“蒜瓣蒜瓣土土”。2、柱状、棱柱状结构体、柱状、棱柱状结构

14、体 在结构体形成时纵轴发育大于水平轴，在土体中直立，在结构体形成时纵轴发育大于水平轴，在土体中直立，边面不明显称柱状结构体。边面棱角明显称棱柱状结构。它常出现于北方干边面不明显称柱状结构体。边面棱角明显称棱柱状结构。它常出现于北方干旱半干旱，富含粉砂或粘重质地、干湿交替明显的心底土中，群众称之为立旱半干旱，富含粉砂或粘重质地、干湿交替明显的心底土中，群众称之为立土、竖土。表面有铁质、锰质胶膜形成棱柱状结构，内部紧实。土、竖土。表面有铁质、锰质胶膜形成棱柱状结构，内部紧实。3、片状结构、片状结构 农民称卧土，水平轴农民称卧土，水平轴 发育大大超过纵轴，呈发育大大超过纵轴，呈扁平状，厚度扁平状，厚

15、度1-5mm。常出现与犁底层和雨后或灌溉结壳。常出现与犁底层和雨后或灌溉结壳4、团粒结构、团粒结构 有机质丰富的自然土壤与耕作土壤中，为近有机质丰富的自然土壤与耕作土壤中，为近似球形疏松多孔的小土团。似球形疏松多孔的小土团。0.25-10mm之间，之间，0.25mm称称微团粒微团粒,是形成团粒的基础是形成团粒的基础,在提高水稻土和农业土壤肥力具在提高水稻土和农业土壤肥力具重要作用。重要作用。（三）土壤结构体与土壤肥力（三）土壤结构体与土壤肥力1.1.团粒结构与土壤肥力团粒结构与土壤肥力对土壤肥力尤其是粘土的肥力起良好的作用，原因如下：对土壤肥力尤其是粘土的肥力起良好的作用，原因如下：（1 1）

16、团粒结构具有较适宜的孔性；）团粒结构具有较适宜的孔性；（2 2）团粒结构较多的土壤具有蓄水抗旱作用；）团粒结构较多的土壤具有蓄水抗旱作用；（3 3）团粒结构较多的土壤可以协调水气矛盾、保肥和供肥）团粒结构较多的土壤可以协调水气矛盾、保肥和供肥的矛盾；的矛盾；（4 4）团粒结构可提高土壤耕作质量；）团粒结构可提高土壤耕作质量；2 2、其它结构与土壤肥力、其它结构与土壤肥力有这些结构的土体中水肥气热极不协调，因此为不良结构有这些结构的土体中水肥气热极不协调，因此为不良结构体。体。（四）土壤结构形成（四）土壤结构形成土壤结构体形成大体经历两个阶段：土壤结构体形成大体经历两个阶段：第一阶段是由原生土粒

17、（分散的单个土粒）黏结形成为初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；级的次生土粒（复粒）或较大的土体；第二个阶段则是由初级的复粒在各种胶结物的作用下进行第二个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。团聚或由土粒粘结成的土体沿一定方向破裂而成。重点介绍几个作用：重点介绍几个作用：1、凝聚作用、凝聚作用 单个细小土粒是胶体，它们相互碰撞时，当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。促胶粒电荷斥力小于分子引力时就相互碰撞凝聚在一起。促胶粒发生凝聚作用的措施如下：发生

18、凝聚作用的措施如下：（1）改变土壤中交换性阳离子种类）改变土壤中交换性阳离子种类各类交换性阳离子离子对胶体的凝聚力大小顺序是各类交换性阳离子离子对胶体的凝聚力大小顺序是Fe3+Al3+H+Ca2+Mg2+NH4+K+Na+（2）增加电介质浓度）增加电介质浓度 农业生产中采用耕翻晒田，冻垡等农业生产中采用耕翻晒田，冻垡等措施提高土壤电介质浓度，促使粉粒相互凝聚形成团粒微措施提高土壤电介质浓度，促使粉粒相互凝聚形成团粒微团粒结构。团粒结构。（3）土壤中加入多价阳离子促进不可逆凝聚作用的进行）土壤中加入多价阳离子促进不可逆凝聚作用的进行2、水膜的粘结作用、水膜的粘结作用粘粒表面一般带负电，粘粒表面一

19、般带负电，可以吸引极性水分子，使土定向排可以吸引极性水分子，使土定向排列成水膜，即粘粒列成水膜，即粘粒水膜水膜粘粒连接在一起。粘粒连接在一起。3、胶结剂的胶结作用、胶结剂的胶结作用促进形成结构的胶结剂三类：促进形成结构的胶结剂三类：1无机胶体无机胶体 铁、铝、锰氧化物和二氧化硅等铁、铝、锰氧化物和二氧化硅等，它们以，它们以胶膜状包破于土粒表面失水，把土粒胶结在一起，通过脱胶膜状包破于土粒表面失水，把土粒胶结在一起，通过脱水形成具有水稳性的结构。一般形成不良结构体。水形成具有水稳性的结构。一般形成不良结构体。2粘粒粘粒 本身是形成结构的物质基础又是胶结剂。本身是形成结构的物质基础又是胶结剂。3有

20、机物质有机物质 它们与粘粒结合形成有机无机复合物，它们与粘粒结合形成有机无机复合物，促进团粒结构形成，且稳定性强。促进团粒结构形成，且稳定性强。4、外力作用、外力作用 根系与掘土动物在土壤中活动根系与掘土动物在土壤中活动干湿交替与冻融交替干湿交替与冻融交替耕作等土壤管理措施。耕作等土壤管理措施。五、土壤结构性评价和管理五、土壤结构性评价和管理良好结构创造了良好的良好结构创造了良好的作物生长环境，但良好结构并不易作物生长环境，但良好结构并不易形成也不易保持，大雨漫灌，土壤压板，有机质减少等都形成也不易保持，大雨漫灌，土壤压板，有机质减少等都造成结构破坏，所以不良结构需改良，常见措施有：造成结构破

21、坏，所以不良结构需改良，常见措施有：（一）合理的土壤耕作（一）合理的土壤耕作（二）合理轮作与间套种；（二）合理轮作与间套种；（三）改良土壤酸碱性质（三）改良土壤酸碱性质（四）增施有机肥料（四）增施有机肥料（五）土壤结构改良剂的应用（五）土壤结构改良剂的应用有天然和合成改良剂两类，都具很好效果有天然和合成改良剂两类，都具很好效果 一、耕性的概念一、耕性的概念指土壤在耕作时反映出来的特性。从三方面评价：指土壤在耕作时反映出来的特性。从三方面评价：（一）耕作的难易；（一）耕作的难易；（二）耕作质量的好坏；（二）耕作质量的好坏；（三）适耕期长短；（三）适耕期长短；不是任何时间都可耕地，湿润、酥软不是任

22、何时间都可耕地，湿润、酥软是旱田适耕时期，砂土、壤土、粘土适耕期长短不同。是旱田适耕时期，砂土、壤土、粘土适耕期长短不同。二、土壤物理机构性二、土壤物理机构性（一）土壤粘结性（一）土壤粘结性 土粒间由于分子引力而相互粘结在一起土粒间由于分子引力而相互粘结在一起的性质，它使土壤具有抵抗破碎和分散的能力。粘结性的的性质，它使土壤具有抵抗破碎和分散的能力。粘结性的强弱用粘结力表示，单位强弱用粘结力表示，单位kg/cm2，不同土壤粘结力的大小，不同土壤粘结力的大小不同，同一土壤粘结力也会变化，影响因素有不同，同一土壤粘结力也会变化，影响因素有：土壤质土壤质地；地；土壤含水量；土壤含水量；交换性阳离子种

23、类；交换性阳离子种类；有机质含量。有机质含量。（二）土壤粘着性（二）土壤粘着性 指土壤在一定含水量范围内粘附外物指土壤在一定含水量范围内粘附外物的性能。的性能。用粘着力表示。影响因素为：用粘着力表示。影响因素为：土壤质地；土壤质地；含含水量；水量；有机质含量；有机质含量；代换性离子种类。代换性离子种类。（三）土壤可塑性（三）土壤可塑性 指土壤在一定含水范围内受外力作用而指土壤在一定含水范围内受外力作用而发生变形，当外力消失后土壤继续保持变形的性状。发生变形，当外力消失后土壤继续保持变形的性状。原因：原因：片状粘粒当外围水膜到一定厚度时，施一定外力片状粘粒当外围水膜到一定厚度时，施一定外力，原来

24、杂乱，原来杂乱排列的土粒，借水膜的滑动作用，使土粒定向排列成相互平排列的土粒，借水膜的滑动作用，使土粒定向排列成相互平行状，干燥失水后，由于土粒间的粘结力而保持了塑形。行状，干燥失水后，由于土粒间的粘结力而保持了塑形。影响土壤可塑性强弱因素：影响土壤可塑性强弱因素：土壤含水量土壤含水量 塑性值（塑性指数）塑性值（塑性指数）=上塑限下塑限；上塑限下塑限；质地质地 砂土无塑性；砂土无塑性；粘土矿物种类，蒙脱土高岭石；粘土矿物种类，蒙脱土高岭石；有机质。有机质。（四）土壤压实生（四）土壤压实生 直接影响土壤耕作难易和耕作质量直接影响土壤耕作难易和耕作质量 松紧性用坚实度表示松紧性用坚实度表示坚实度是

25、指坚实度是指 土壤抗压缩的阻力，用土壤抗压缩的阻力，用压缩单位土体所需的力来表示，单位压缩单位土体所需的力来表示，单位kg/cm3。（五）土壤胀缩性（五）土壤胀缩性 土壤在不同含水量时所表现出来的性状土壤在不同含水量时所表现出来的性状。当土壤含水量由少至多时，当土壤含水量由少至多时，土壤结持状态由土壤结持状态由坚硬坚硬酥软酥软可塑可塑粘韧粘韧浓浆浓浆薄浆。薄浆。与土壤耕性的关系如下：与土壤耕性的关系如下：三、土壤耕性的调节三、土壤耕性的调节调节土壤的耕性可从以下几个方面进行：调节土壤的耕性可从以下几个方面进行：(一一)增施有机肥增施有机肥(二二)客土改良质地客土改良质地(三三)掌握宜耕的土壤含水量，合理灌排，适时耕作掌握宜耕的土壤含水量，合理灌排，适时耕作(四四)创造良好的土壤结构创造良好的土壤结构