土壤孔性、結(jié)構(gòu)性和耕性

第一節(jié)土壤孔性一、土壤孔性土壤孔性包含兩層含義：孔隙度是土壤孔隙的數(shù)量，孔徑大小及其比例是土壤孔隙質(zhì)量；砂質(zhì)土壤孔徑大，孔隙度小，粘質(zhì)土壤孔徑小，孔隙度大。所以，不能用孔度大小來描述土壤的通氣、透水性強(qiáng)弱。1、土壤孔隙度：土壤孔隙容積占土壤總?cè)莘e的百分?jǐn)?shù)。孔隙度＝1－固相率＝液相率＋氣相率計(jì)算式：（一）土壤孔隙度—土壤孔隙的數(shù)量指標(biāo)（1）土壤密度(ρs）①土壤密度：?jiǎn)挝蝗莘e固體土粒(不包括粒間孔隙的容積)的質(zhì)量稱為土壤密度。（克/厘米3）

③影響土壤密度的因素：土壤密度僅僅取決于土壤固相顆粒的物質(zhì)組成.④土壤密度值：絕大多數(shù)礦物的密度為2.60~2.70g/cm3之間，對(duì)于礦質(zhì)土壤而言，經(jīng)常取其中間值2.65g/cm3作為土壤密度近似值。②定義式：（2）土壤容重（假比重）(ρb）①概念：田間自然狀態(tài)下，單位容積土壤（包括孔隙）的干質(zhì)量稱作土壤容重，也稱土壤假比重或者干容重。單位：克/厘米3或噸/米3。②定義式：③土壤容重值容重是土壤的一個(gè)動(dòng)態(tài)性質(zhì)，時(shí)空變異性很大，耕層以下相對(duì)穩(wěn)定。土壤容重值多介于1.0-1.5g/cm3之間，夯實(shí)的土壤容重則可高達(dá)1.8-2.0g/cm3。④土壤容重的影響因素：質(zhì)地影響：砂土（1.2～1.8）>壤土>粘土（1.0～1.5）

土壤結(jié)構(gòu)特征：團(tuán)聚良好的土壤小于結(jié)構(gòu)不良的土壤

土壤松緊程度：根、蟲孔較多容重較??；耕層小于底土。

有機(jī)質(zhì)含量：有機(jī)質(zhì)含量高的土壤容重??；反之，則大。

各種自然因素

人工管理措施⑤容重的意義與作用：是土壤松緊程度的重要判據(jù)之一計(jì)算土壤孔隙度松緊程度容重(g/cm3)孔度(%)最松松適合稍緊緊實(shí)<1.01.0~1.141.14~1.261.26~1.30>1.30>6060~5656~5252~50<50計(jì)算土壤重量一畝地農(nóng)田耕層土壤重約為30萬斤左右。計(jì)算土壤各組分的數(shù)量

設(shè)耕層厚度0.2m，容重1.3t/m3，有機(jī)質(zhì)含量15g/kg=0.015t/t，全氮量0.75g/kg=0.00075t/t，計(jì)算耕層土壤各種養(yǎng)分儲(chǔ)量。

1hm2（104m2）0.2m土層計(jì)：

土壤=10000×0.2×1.3=2600t

有機(jī)質(zhì)儲(chǔ)量=2600×0.015=39.0t

全氮儲(chǔ)量=2600×0.00075=1.95t

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。根據(jù)毛管理論，得出茹林公式：T=3/D

式中：d-當(dāng)量孔徑（mm）;T-孔隙中土壤的水吸力（mb或cm水柱)

茹林公式的建立，為土壤孔隙分類提供了理論依據(jù)。通常根據(jù)孔隙的大小及作用將土壤孔隙分為三級(jí)：非活性孔隙、毛管孔隙和通氣孔隙。

（二）土壤孔隙的大小分級(jí)—土壤孔隙的質(zhì)量指標(biāo)

1.非活性孔隙：孔徑小于0.002毫米（土壤水吸力為1500kPa以上），幾乎是束縛水占據(jù)的孔道，對(duì)作物無益。微生物和根毛都伸不進(jìn)去，故叫無效孔隙。粘質(zhì)結(jié)構(gòu)土壤居多。

2.毛管孔隙：當(dāng)土壤當(dāng)量孔徑為0.02～0.002mm時(shí)（土壤水吸力150～1500kPa），毛管作用活動(dòng)強(qiáng)烈，水分傳導(dǎo)順暢，水分對(duì)植物完全有效。

3.通氣孔隙（非毛管孔）：孔徑>0.02mm，土壤水吸力小于0.15bar，水分受重力作用明顯，灌溉時(shí)是水分是入滲通道，日常是氣體交換通道。二、土壤結(jié)構(gòu)性（一）土壤結(jié)構(gòu)的概念土壤結(jié)構(gòu)：土粒（單粒和復(fù)粒）的排列、組合形式。這個(gè)定義包含著兩重含義：結(jié)構(gòu)體和結(jié)構(gòu)性。土壤結(jié)構(gòu)土壤結(jié)構(gòu)體土壤結(jié)構(gòu)性大小形狀不良性狀結(jié)構(gòu)體良性結(jié)構(gòu)體塊狀結(jié)構(gòu)片狀結(jié)構(gòu)，鱗片狀結(jié)構(gòu)柱狀結(jié)構(gòu)，棱柱狀結(jié)構(gòu)核狀結(jié)構(gòu)團(tuán)粒結(jié)構(gòu)微團(tuán)聚體孔性穩(wěn)定性肥力特性水力學(xué)穩(wěn)定性機(jī)械學(xué)穩(wěn)定性生物學(xué)穩(wěn)定性協(xié)調(diào)水、肥、氣、熱的能力和改善耕性能力孔隙度和孔隙級(jí)別（二）結(jié)構(gòu)體類型良好團(tuán)粒結(jié)構(gòu)體具備的基本條件：

（1）具有一定結(jié)構(gòu)體形狀、大?。汉档匾话阋灾睆綖?.25～10mm為宜，邊面不明顯，圓形較好，其中1～3mm大小為佳；水田微團(tuán)聚體（0.25～0.001mm）的數(shù)量愈多愈好。（2）要有多級(jí)孔隙：同時(shí)擔(dān)負(fù)供水和通氣的功能（3）要有一定穩(wěn)定性：水力學(xué)穩(wěn)定性、機(jī)械穩(wěn)定性、生物學(xué)穩(wěn)定性。是含有機(jī)質(zhì)豐富肥沃土壤的標(biāo)志特征。（三）團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性（1）改善了土壤孔性（多級(jí)）（2）協(xié)調(diào)著土壤水分與空氣矛盾:水分包括透水和保水。（3）協(xié)調(diào)了土壤保肥與供肥的矛盾（4）穩(wěn)定了土壤溫度，調(diào)節(jié)了熱狀況（5）改善了土壤耕性，有利于幼苗出土和根系下扎。（6）其它方面①抑制了毛管水的上升，達(dá)到了保水和抑制土壤鹽漬化②保護(hù)土壤免遭水蝕和風(fēng)蝕。直徑<0.5mm的團(tuán)聚體，隨風(fēng)飄移可能性大。在生產(chǎn)中，土壤結(jié)構(gòu)是經(jīng)常變化的。

1、破壞土壤結(jié)構(gòu)的措施：（1）水的作用：雨滴擊打、淹灌的泡散，粘粒的水合，以及團(tuán)聚體內(nèi)部封閉空氣的爆破作用，使團(tuán)粒分散—灌溉的破壞作用（2）大型農(nóng)機(jī)具重壓及人畜的踩踏。（3）土壤膠體上離子倒換過程：化肥施用、土壤板結(jié)（4）微生物的兩重性：形成腐殖質(zhì)，分解有機(jī)物（四）土壤孔性和結(jié)構(gòu)性的調(diào)節(jié)2、培育土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的措施：（1）精耕細(xì)作，增施有機(jī)肥料—土肥相融（2）擴(kuò)種綠肥牧草，實(shí)行合理輪作倒茬：一年生作物耕作頻繁，不利于結(jié)構(gòu)形成；多年生作物有利于結(jié)構(gòu)形成；實(shí)行糧草輪作，糧肥輪作可以改善結(jié)構(gòu)（3）科學(xué)的農(nóng)田土壤管理實(shí)行合理灌溉、曬垡、凍垡灌水方式：細(xì)流溝灌，防止大水漫灌。（4）施用土壤結(jié)構(gòu)改良劑使用石灰或石膏：改良土壤的酸堿性人工合成的高分子聚合物制劑等（一）土壤的物理機(jī)械性質(zhì)

土壤物理機(jī)械性是多項(xiàng)土壤動(dòng)力學(xué)性質(zhì)的統(tǒng)稱，主要包括粘結(jié)性、粘著性、可塑性等，是土壤受內(nèi)外力作用后產(chǎn)生的性質(zhì)。

三、土壤物理機(jī)械性與耕性1、土壤的粘結(jié)性土壤的粘結(jié)性就是土粒間互相粘結(jié)在一起的性質(zhì)。它使土壤具有抵抗機(jī)械破碎的能力，增加耕作時(shí)的阻力，并影響耕作質(zhì)量，阻礙植物根系的發(fā)育。2、土壤的粘著性土壤的粘著性是指在濕潤(rùn)狀態(tài)下土壤粘著于其它物體表面的性能。這種性質(zhì)使土壤在耕作時(shí)粘著機(jī)具，增加摩擦阻力，造成耕作困難，整地質(zhì)量惡劣。3、土壤的可塑性（1）土壤在濕潤(rùn)狀態(tài)下，受外力作用塑造成各種形狀，當(dāng)外力消失和干燥后，仍能保持其形狀性能，稱為土壤的可塑性。（2）影響土壤可塑性的因素a.水分含量：土壤開始呈現(xiàn)可塑狀態(tài)時(shí)的水分含量，稱為下塑限。當(dāng)水分增多，使可塑狀態(tài)開始消失時(shí)的含水量，稱為上塑限。上塑限和下塑限之間的含水范圍稱為塑性范圍。上塑限與下塑限含水量之差稱為塑性值。b.土壤質(zhì)地：土壤中粘粒越多，質(zhì)地越細(xì)，可塑性越強(qiáng)。c.代換性陽離子種類：代換性鈉離子因水化度大，使土壤分散，因此可塑性增大。相反，鈣離子因具有凝聚作用可減小土壤的可塑性。d.有機(jī)質(zhì)含量：有機(jī)質(zhì)能提高土壤的上、下塑限，而一般不改變塑性值。（二）土壤耕性1、土壤耕性：土壤在耕作時(shí)及耕作后所反映出來的一系列物理性和物理機(jī)械性的總稱。2、適耕期：適宜于土壤耕作的土壤水分含量所能保持的時(shí)間長(zhǎng)短．（1）耕作難易耕作機(jī)具所受阻力的大小，可以反映出耕作難易的程度，它直接影響勞動(dòng)效率的高低。（2）耕作質(zhì)量土壤耕作后能否形成疏松平整、結(jié)構(gòu)良好、適于植物生長(zhǎng)的土壤條件，是衡量土壤耕性的重要標(biāo)志。（3）宜耕期的長(zhǎng)短在保證耕作質(zhì)量和勞動(dòng)效率的前提下，宜于耕作的時(shí)間長(zhǎng)短。也反映了耕作時(shí)對(duì)土壤水分狀況要求的嚴(yán)格程度。3、衡量土壤耕性好壞的標(biāo)準(zhǔn)

掌握土壤宜耕狀態(tài)可從下面幾點(diǎn)著手：（1）看地表土色情況地表外白里黑，半干半濕，是正適宜耕作的土壤濕度。（２）用手檢查取土置于手中握緊后放開，看土是否松散，或?qū)⑼猎谑种心蟪赏翀F(tuán)，然后將手松開，土團(tuán)落地如散碎，即為土壤宜耕狀態(tài)。（３）試耕試耕后土壤被耕鋤拋散，不粘機(jī)具，則適宜耕作。4、掌握土壤宜耕狀態(tài)的方法5、旱地耕作的基本作業(yè)及其作用

（1）深耕一般耕深到22～24cm以下，其作用主要是擴(kuò)大活土層，增加總孔度，增大蓄水能力，改善通氣透水性，擴(kuò)大根系營(yíng)養(yǎng)范圍，促進(jìn)好氣微生物活動(dòng)，加速礦物養(yǎng)分有效化。

（2）耙、耱其主要作用在于破碎表土土塊，平整地面，輕度壓實(shí)，破除表土板結(jié)，防止龜裂，減少水分蒸發(fā)，創(chuàng)造上需下實(shí)的孔隙分布狀態(tài)。

（3）鎮(zhèn)壓通常只能在土壤較干旱時(shí)進(jìn)行。其作用為可以壓碎土塊，填實(shí)裂縫，防止透風(fēng)跑墑。

（4）中耕

是在作物生長(zhǎng)期間所進(jìn)行的田間作業(yè)。其主要作用是破除灌水后表土板結(jié)