土壤的物理性質(zhì)課件

第2章土壤的物理性質(zhì)任課教師：秦運潭1教學要求1、掌握土壤質(zhì)地概念和不同質(zhì)地土壤的肥力特點。2、掌握土壤孔隙度、比重、容重、土壤黏結(jié)性、黏著性、可塑性和耕性等有關(guān)概念。3、掌握土壤容重在農(nóng)業(yè)中的應用。4、掌握耕作對土壤的影響。5、了解改善土壤質(zhì)地和土壤結(jié)構(gòu)的相關(guān)措施。6、了解土壤團粒結(jié)構(gòu)的形成和所需的條件。7、熟悉土壤結(jié)構(gòu)的類型及基特性。2一、土壤質(zhì)地

（一）土壤質(zhì)地概念是指各粒級土粒在土壤中的相對比例或質(zhì)量百分數(shù)，稱土壤質(zhì)地，也稱土壤機械組成。30～550～5545～6511．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52、卡慶斯基土壤質(zhì)地分類標準這是一種2級分類法。按物理性砂粒和物理性粘粒含量，將土壤劃分為9級。詳見表。63、我國土壤質(zhì)地分類標準中國科學院南京土壤研究所，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，質(zhì)地名稱詳見表。7黏性土壤性土沙性土82、黏質(zhì)土：黏粒高于30%；通氣透水不良；保水保肥；養(yǎng)分含量高；升溫慢，冷性土；耕性差，發(fā)老苗不發(fā)小苗。103、壤質(zhì)土：砂粘適中；大小孔隙比例適當，通氣透水性好；養(yǎng)分豐富；耕性表現(xiàn)良好；壤質(zhì)土壤中水、肥、氣、熱以及植物扎根條件協(xié)調(diào)，適種范圍較廣，是農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)較為理想的質(zhì)地類型。

112、層次性類型①上砂下粘型②上粘下砂型③夾層型④松散型13夾砂層夾粘層14土壤質(zhì)地主要是繼承母質(zhì)的性質(zhì)，很難改變。但是，質(zhì)地不是決定土壤肥力的唯一因素。（五）不同質(zhì)地土壤的改良

①客土法②耕翻法③增施有機肥④引洪漫沙⑤植樹種草15細砂土：較粗糙，沙聲弱，砂粒較細而勻。壤土：干燥狀態(tài)下，輕易捏碎，粗細適中，有均質(zhì)感。砂壤土：有較粗糙的感覺，土塊用手指輕壓后，易碎，但無沙聲。輕壤土：不均質(zhì)，有相當量的黏質(zhì)粒，用手指破壞土塊需用較大的力。中壤土：粗細適中，不砂不粘，質(zhì)地柔和，用手指難于破壞干土塊。重壤土：無粗糙感覺、均質(zhì)，細而微粘，不可能用手指壓碎干土塊。黏土：極難于捏碎，形成堅硬土塊，即使用錘擊仍不能使其粉碎。但捏碎后的土粒細膩而均勻。17②濕試法取少量(約2g)土樣于掌中，加水充分濕潤，調(diào)勻，放在手掌心用手指來回搓揉，使土壤吸水均勻，加水至土壤剛剛不粘手為止(最初時加水應稍過，使土壤稍粘附于手掌，經(jīng)搓揉后，土壤即不粘手，否則，水分會不夠)。將土樣搓成3mm粗的土條，并彎成直徑為3cm的圓圈，根據(jù)搓條彎圈過程中的表現(xiàn)，按下列標準，確定質(zhì)地類型。（見下表）18192、注意事項①濕試法中，加水多少是一個關(guān)鍵，對于粘性比較重的土壤，加水可稍多一些，因為在搓揉過程中，易失水變干降低質(zhì)地等級，故動作要迅速。②濕法測定，土條的粗細和圓圈的直徑大小，直接影響結(jié)果的準確度，必須嚴格按規(guī)定進行。21二、土壤孔隙（一）土壤孔隙性簡稱土壤孔性，是土壤孔度、大小孔隙搭配比例及其在土層中分布情況的綜合反映。221、孔隙度又稱總孔隙度，是指單位土壤總?cè)莘e中土壤孔隙容積。土壤孔隙度（%）=孔隙容積土壤容積×100233、孔隙的分級土壤孔隙可按其孔徑大小及功能的不同，進行分級。①無效孔隙：孔徑在0.002mm以下。②毛管孔隙：孔徑在0.02~0.002mm之間。③空氣孔隙：孔徑大于0.02mm。254、孔隙在土壤中的分布一般土壤耕層（0-15cm）的總孔隙度為50-60%，其中通氣孔隙度為15-20%。底層（15-30cm）分別為50%（總）和10%（氣）為宜。26（二）土壤比重和容重1、土壤比重是指單位體積（不含孔隙）干燥土粒的質(zhì)量與同體積標準狀況水的質(zhì)量之比。土壤比重=土粒密度水密度在實際工作中，有時也可將土壤比重看做是單位體積固體土粒的干質(zhì)量，單位：g.cm-3，稱之為土壤密度。29302、土壤容重是指自然狀態(tài)下單位容積干燥土壤的質(zhì)量與標準狀況下同體積水的質(zhì)量之比。土壤容重=土壤密度水密度土壤容重與土壤比重相比，含有孔隙在內(nèi)，故稱之為假比重，也可看做是單位容積土壤的質(zhì)量，g.cm-3

，稱土壤密度。313、土壤容重在農(nóng)業(yè)中的應用①計算土壤孔隙度。土壤孔隙度（%）=孔隙容積土壤容積×100土壤孔隙度（％）＝1－土壤容重土壤比重×10032②配合水分常數(shù)計算各級孔隙度。③直接用于判斷土壤松緊狀況。④計算土壤固、液、氣三相容積比率。固相（%）=容重比重×100液相（%）=土壤含水量（質(zhì)%）×容重氣相（%）=孔隙度－液相（%）33⑤將土壤某些以重量為基礎的數(shù)據(jù)換算為以容積為基礎，反之亦可。土壤容積熱容量=土壤重（質(zhì)）量熱容量×容重土壤容積含水量=土壤質(zhì)量含水量×容重34⑥計算土重量。每公頃砂層土壤的重量，可以根據(jù)土壤容重來計算；同樣，也可以根據(jù)容重計算在一定面積上挖土或填土的重量。例：已知土壤容重為1.15t/m3，求每公頃耕層0~20cm的土重？35⑦計算土壤各種組分的數(shù)量。例：已知土壤容重1.15t/m3，有機質(zhì)含量量為1%，計算每公頃耕層（0~20cm）土壤有機質(zhì)含量。36（三）土壤孔隙性的影響因素及其調(diào)控1、內(nèi)因及其調(diào)控①土壤有機質(zhì)含量②土壤結(jié)構(gòu)37③土粒排列方式④土壤質(zhì)地47.46%24.51%孔隙度緊密排列疏松排列382、外因降雨、灌溉、施肥、耕作等影響。39三、土壤結(jié)構(gòu)（一）土壤的結(jié)構(gòu)類型C.A.察哈羅夫曾建議，按結(jié)構(gòu)體的長、寬、高三軸發(fā)展的情況分三類：立方體結(jié)構(gòu)；柱狀結(jié)構(gòu)；板狀結(jié)構(gòu);

401、單粒結(jié)構(gòu)土粒彼此分散，實際上是無結(jié)構(gòu)。缺乏有機質(zhì)的砂土屬這類，如沿黃河兩岸的飛砂土。412、塊狀和核狀結(jié)構(gòu)塊狀結(jié)構(gòu)：俗稱坷垃，是土粒膠結(jié)成塊，近似立方體型，邊面不明顯，但棱角明顯。核狀結(jié)構(gòu)：俗稱雞類土或蒜瓣土。一般小于3cm，多棱角，邊面也較明顯，內(nèi)部十分緊實，具水穩(wěn)性、力穩(wěn)性。423、柱狀或棱柱狀結(jié)構(gòu)柱狀結(jié)構(gòu)：俗稱“立土”、“豎土”。棱角邊面不明顯，頂圓而底平，在土體中直立，干時堅硬、易龜裂。棱柱狀結(jié)構(gòu)：俗稱“直塥（gé）土”。棱角邊面明顯，有定形，外部有鐵質(zhì)膠膜包被，內(nèi)部常見于質(zhì)地黏重而干濕交替頻繁的心土和底土層中。434、片狀結(jié)構(gòu)和鱗片狀結(jié)構(gòu)片狀結(jié)構(gòu)：俗稱“結(jié)皮”、“板結(jié)”。結(jié)構(gòu)體間呈水平裂開，成層排列，內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊實。鱗片狀結(jié)構(gòu)：俗稱臥土。厚度較薄，略呈彎曲狀，內(nèi)部結(jié)構(gòu)堅實緊密。445、團粒結(jié)構(gòu)指土壤中近于圓球狀小團聚體，其粒徑為0.25-10mm，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上最理想的團粒結(jié)構(gòu)粒徑為2~-3mm，群眾多稱之為“螞蟻蛋”、“米糝（sǎn）子”等。4546（二）團粒結(jié)構(gòu)與土壤肥力1、良好團粒結(jié)構(gòu)具備的條件①有一定的結(jié)構(gòu)形態(tài)和大?、谟卸嗉壙紫盯塾幸欢ǖ姆€(wěn)定性④有抵抗微生物分解破碎的能力472、團粒結(jié)構(gòu)對土壤肥力的調(diào)節(jié)作用①能協(xié)調(diào)水分和空氣的矛盾②能協(xié)調(diào)土壤有機質(zhì)中養(yǎng)分的消耗和積累的矛盾③能穩(wěn)定土壤溫度，調(diào)節(jié)土熱狀況④改良耕性和有利于作物根系伸展483、其他結(jié)構(gòu)與土壤肥力（1）塊狀、核狀結(jié)構(gòu)。（2）片狀與鱗片狀結(jié)構(gòu)。（3）柱狀、棱柱狀結(jié)構(gòu)。49（三）團粒結(jié)構(gòu)的形成團聚體指土粒通過各種自然過程的作用而形成的直徑＜10mm的結(jié)構(gòu)單位。1、土粒的粘聚：單粒粘聚成復粒，形成較大的結(jié)構(gòu)體，主要經(jīng)過以下作用：①膠體的凝聚作用：分散在土壤懸液中的膠粒相互凝聚，且沉淀析出的過程，如帶負電荷的粘粒與陽離子相遇，因電性中和而凝聚。50②水膜的粘結(jié)作用：濕潤土壤中，粘粒所帶負電荷，可吸引極性水分子，并使之作定向排列，形成了薄層水膜，當粘粒相互靠近時水膜為鄰近粘粒共有，粘粒就通過水膜聯(lián)結(jié)在一起。③膠結(jié)作用：512、成型動力：在土壤粘聚的基礎上還需要一定的作用力才能形成穩(wěn)定的獨立結(jié)構(gòu)體。主要的成型動力有：①生物作用②干濕交替作用③凍融交替作用④土壤耕作作用52（四）創(chuàng)造團粒結(jié)構(gòu)的措施1、深耕與增施有機肥結(jié)合：2、正確的土壤耕作：3、合理輪作：4、調(diào)節(jié)土壤陽離子組成：5、合理灌溉、曬垡和凍垡：6、合理應用土壤改良劑：53四、土壤物理機械性與耕性（一）土壤的物理機械性1、黏結(jié)性是指土粒通過各種引力黏結(jié)在一起的性質(zhì)。黏結(jié)性的強弱用黏結(jié)力表示。黏結(jié)力使土壤有抵抗外力破壞的能力，是造成耕作阻力的重要原因。54產(chǎn)生黏結(jié)力的原因：①范德華力（分子間的相互作用力）；②氫鍵；③庫侖力；④水膜的表面張力；⑤土壤黏粒、膠粒和化學膠結(jié)劑類的黏結(jié)力。影響?zhàn)そY(jié)性的因素：①比表面；②含水量。552、黏著性是指土壤在一定含水量的情況下，土粒粘著外物表面的性能。是影響耕作的一個重要因素。產(chǎn)生黏著性原因土?！馕锵嗷ラg的分子引力影響?zhàn)ぶ缘囊蛩鼗钚员砻婧秃?63、可塑性是指土壤在一定含水量范圍內(nèi)，可被外力任意改變成各種形狀，當在外力解除和土壤干燥后，仍能保持其變形的性能。57影響土壤可塑性的因素：①水分含量：②土壤質(zhì)地：③代換性陽離子：④土壤有機質(zhì)：58不同質(zhì)地土壤的塑性值（％）18～2119～2634～40＞40中壤偏重12～1618～2032～3428～40中壤1021±31±24～30輕壤偏中822±30±20～25輕壤偏砂523±28±＜20砂壤塑性值塑性下限塑性上限物理粘粒質(zhì)地594、土壤漲縮性：是指土壤吸水后體積膨脹，干燥后體積收縮。60（二）土壤耕性1、概念是指土壤在耕作時及耕作后一系列物理性質(zhì)及物理機械性的綜合反映。是評價土壤生產(chǎn)性能一項重要指標。61耕性好壞的評價標準：耕作的難易：用耕作阻力的大小來表示。耕作質(zhì)量的好壞：耕作后能否則形成小團粒結(jié)構(gòu)和大小孔隙適宜比例。宜耕期的長短：干好耕，濕好耕，不干不濕更好耕。62（三）耕作對土壤的影響1、生產(chǎn)對耕作的要求：①打破犁底層，加深耕作層，擴大根系伸展范圍；②調(diào)節(jié)土壤孔隙度，使耕層具有適合三相比；③恢復和改善耕層團粒結(jié)構(gòu)，創(chuàng)造非水穩(wěn)性微團粒；④翻壓綠肥或其它有機、無機肥料；⑤清除雜草，掩埋蟲卵；⑥平整地面，防止水土流失。632、旱地耕作的基本作業(yè)及其作用①深耕：耕深在22-24cm以下。②耙地、耱（mò）地：破碎土塊，平整地面，輕度壓實。③鎮(zhèn)壓：壓碎土塊，填實裂縫，防止透風跑墑。④中耕：在作物生長期間所進行的田間作業(yè)。643、土壤壓實是指在土粒本身重量、雨雪沖壓、人畜踐踏、機具擠壓等作用下，土壤由松變實的過程。當壓實使土壤通氣透水性強烈下降，甚至消失時，稱為土壤黏閉現(xiàn)象。65少耕是指在常規(guī)耕作基礎上盡量減少土壤耕作次數(shù)或在全田間隔耕種、減少耕作面積的一類耕作方法。介于常規(guī)耕作和免耕之間的中間類型。重型耙66少耕的優(yōu)點：減少土壤水分蒸發(fā)和水土流失；增加有機質(zhì)積累；改善土壤結(jié)構(gòu)；不利于雜草萌芽生長；地面覆蓋，防止風蝕、水蝕。67免耕：指作物播前不用犁