土壤的孔性、结构性和耕性

第五章土壤的孔性、结构性和耕性教学目标：1、掌握土壤孔性相关的概念、孔隙类型；2、土壤孔性评价 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 与调控3、了解土壤的结构体的种类4、了解团粒结构形成掌握其与肥力的关系5、学习土壤耕性与土壤物理机械性等（概念）第一节土壤孔性第三节土壤耕性第二节土壤结构性目录第一节土壤孔性1、土壤孔隙度的概念及计算2、土壤密度和容重3、土壤孔隙度的分级4、土壤孔性的评价及其影响因子一、土壤孔隙度概念及计算小孔隙大孔隙土壤固、液、气三相的容积分别占土体容积的百分率，称为固相率、液相率和气相率。三者之比即是土壤三相组成1、三相比2、土壤孔隙度(或孔度)：单位土壤容积内孔隙所占的百分数。孔隙度＝1－固相率＝液相率＋气相率3、适宜的土壤三相比为：固相率50%左右，容积含水率25-30%，气相率15-25%。砂土30－45％壤土40-50%粘土45-60%泥炭土〉80％结构良好的壤土和粘土的孔度高达55-65%，甚至在70％以上。4、总孔度的范围所有孔隙体积的总和占整个土壤体积的比例，叫做土壤总孔隙度（简称总孔度或孔度），以百分数（％）或小数 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示。最松和最紧的排列方体排列的孔度为47.46%（左）三斜六面体排列的孔度为24.51％（右）二、土壤的密度和容重（一）土壤密度1、土壤密度：单位容积固体土粒(不包括粒间孔隙的容积)的质量（实用上多以重量代替，克/厘米3）。2、土壤比重：单位体积的固体土粒的重量与同体积水的重量之比。无量纲。数值与土壤密度相等。多数土壤的密度为2.6～2.7克/厘米3，在机械分析中计算各级土粒的沉降速率时，往往采用“常用密度值”即常用土壤密度值：2.65克/厘米3。注意在同一土壤中,不同大小土粒的腐殖质含量和矿物组成不同，因而其密度也不同。1、土壤容重田间自然垒结状态下单位容积土体（包括土粒和孔隙）的质量或重量(克/厘米3或吨/米3）。曾称土壤假比重。它的数值总是小于土壤密度，两者的质量均以105－110℃下烘干土计。单位容积原状土壤（包括孔隙）的质量。（二）土壤容重土壤容重值多介于1.0-1.5克/厘米3范围内,夯实的土壤容重则可高达1.8-2.0克/厘米32、土壤容重的用处：（1）计算土壤孔隙度根据实测土壤的容重与密度，按下式计算：（2）计算 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 土方量（3）估算各种土壤成分储量（4）计算土壤储水量及灌水（或排水）定额3、影响容重值的因素质地结构有机质含量各种自然因素人工管理措施1.非活性孔隙：当量孔径<0.002mm的孔隙，根毛和微生物不能进入此孔隙。三、土壤孔隙度的分级2.毛管孔隙：当量孔径为0.02～0.002mm的孔隙,植物细根、原生动物和真菌不能进入毛管孔隙中，但根毛和细菌可在其中生活。3.通气孔隙：当量孔径>0.02mm的孔隙,其中>0.2mm的粗孔植物的细根可伸入其中；0.2-0.02mm的中孔是原生动物、真菌和根毛的栖身地。4.适宜的孔隙状况：耕层土壤（0～15cm）的总孔隙度为50～60%，其中通气孔隙度为15～20%；底层土壤（15～30cm）分别为50%和10%。（一）孔性评价1、总孔度适宜，一般旱地土壤，总孔隙度应＞50%或稍高因此，在评价其生产意义时，孔隙分布比孔隙度更为重要2、各级孔隙搭配适宜，50%总孔隙度前提下，空气孔隙度＞10%，一般为15-20%无效孔隙尽量减少，毛管孔隙尽量增加。这样的孔隙分布才能保证作物正常生长发育3、上虚下实，上粗下细，保水保肥、托水托肥四、土壤孔性的评价及影响因子土壤孔性与作物生长适于作物生长发育的土壤孔性指标孔度通气孔度旱地50-56%8-10%（15-20更好）土体内上虚下实30cm耕层：上部（0-15cm）55%15-20%下部（15-30cm）50%10%上虚：有利于通气，透水和种子萌发破土下实：有利于保水肥和扎根1．土壤质地（二）影响孔性的因素砂：孔度小（38-46%），均一，大孔隙居多。粘：孔度大，孔径均一，以毛管孔和非毛管孔为主壤：孔度居中（43-50%）孔径分布适中。2．土粒排列方式理想土壤：假定全部土粒都是大小相等的刚性光滑球体，当球体呈松排列时其孔隙度为47.64％,紧排列时则孔隙度为25.95％球形土粒的松紧排列真实土壤：镶嵌；土团、根孔、虫孔以及裂隙的存在3．土壤结构土壤孔隙状况与土粒的团聚1.单粒2.一级团聚3.二级团聚4.三级团聚孔隙度增加的顺序为：26.6％→45％→59％→70％4．土壤管理深耕1米对土壤松紧和孔隙的改善状况5．土壤有机质含量有机物质本身疏松多孔，又能促进土壤良好结构的形成（三）土壤孔性调节1、改良土壤质地状况2、建立良好的土壤结构体3、增施有机肥料、种植绿肥4、加强土壤有效管理增施22.5t/hm2有机肥，总孔隙度35.4%上升为38.7%毛管孔隙度23.4%上升为28.7%林地土壤管理，土内爆破松土新垦林地较次生稀疏灌丛林地土壤容重下降0.14g/cm3总孔隙度、毛管孔隙度分别提高了2.79%和1.29%第二节土壤结构性一、概念二、土壤结构体的类型三、土壤结构的形成因素四、土壤结构与土壤侵蚀的关系五、土壤结构性评价六、土壤结构与土壤肥力七、土壤结构的改良第二节土壤结构一、概念：1、土壤结构体：单粒或复粒互相胶结在一起形成的团聚体。2、土壤结构性：土壤中单、复粒数量、大小、形状、性质及其相互排列的孔隙状况等的综合特性。土粒的排列方式二、土壤结构类型根据土壤结构体的形状：块状、核状、粒状、团粒、柱状（棱柱状、柱状）、片状、板状。土壤结构体1、块状结构体：（1）长、宽、高大体相似，无明显的棱角。（2）直径>10cm的为大块状；＜5cm的为碎块状；5-10cm的为块状，北方群众称作“土坷垃”。（3）有机物质缺乏、质地粘重（中壤质以上）的土壤表层。（一）不良结构：2、核状结构体：（1）长、宽、高大体相似，有明显的棱角。（2）直径为10-20cm，群众叫它“蒜瓣土”、“鸡粪土”。（3）有机物质缺乏、质地粘重（中壤质以上）的土壤下层。（4）坚硬而泡水不散，在土壤团聚体分析时，易被误认为是水稳性团聚体，但它不具备多孔特性。3、片状结构体：（1）结构体呈扁平状，农民叫它“卧土”。（2）由于流水沉积或某些机械压力所造成。（3）耕作土壤的犁底层。（4）土壤有机物质贫乏。灰化土的灰化层是典型的片状结构棱柱状结构是在干湿交替频繁的情况下所形成的。4、柱状结构体：（1）圆柱状：也称为拟柱状，棱角不很明显，主要发生在碱化层中，成为碱土的特征结构。（2）棱柱状结构：属于干旱半干旱地区的一种土壤结构类型团粒状结构最理想的结构（二）良好结构单个土粒团聚体微团粒第一阶段：单粒（或粘粒）形成初级复粒或致密的微团聚粒。稳定性差，易分散。第二阶段：各种胶结物质或外力作用，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……，再经多次聚合，最终成为大小形状不同的团粒结构体。团粒结构在土壤肥力上的意义小水库团粒结构的小水库作用主要表现为透水性好，可接纳大量雨水和灌溉水，而团粒内部保水性强，天旱时还可防止水分蒸发。小肥料库团粒结构表面为好气作用，有利于有机质的矿质化，释放养分。团粒内部则有利于腐殖化，保存养分。空气走廊   空气走廊作用是由于团粒之间的孔隙较大，有利于空气流通。三、土壤结构形成的因素（一）需要一定数量和直径足够小的土粒，土粒愈细，数量越多，粘结力愈大。（二）使土粒聚合的阳离子、水膜和其他胶结物质,形成微凝聚体。1、阳离子：带正电，可吸附带负电的土壤胶体。    Fe3+>Ca2+>>Na+2、水膜的粘结作用土粒在水膜的作用下，粘结在一起形成土团。在土粒接触处形成弯月面，由于弯月面内侧的负压，把相邻的土粒团聚在一起。但必须指出，水膜粘结作用形成的土团是没有水稳性的，水分增多，会造成土粒分散。土粒土粒土粒Ca2+腐殖质土粒土粒土粒Fe2+腐殖质Fe3+Al3+3、其他胶结物质（1）简单的无机胶体土壤中的Fe2O3·xH20、Al2O3·YH20、SiO2·ZH20等，常以胶膜形态包被在一起。（2）粘粒粘粒具有巨大的表面积，粘结力很强。（3）有机质土壤中的腐殖质、多醣类、蛋白质、木质素以及许多微生物的分泌物和菌丝均有团聚作用。砂粒砂粒粉粒粉粒粘粒腐殖质（三）外力的推动作用主要是促使较大土壤颗粒破碎成细小颗粒，同时促进小颗粒之间的粘结。起外力推动作用的因素有三个方面：1、土壤生物：根系的生长（穿插、挤压、分泌物及根际微生物）、动物的活动；2、大气变化：干湿、冻融交替；3、人为活动：耕作、施肥。四、土壤结构和土壤侵蚀及生态环境关系黄土高原沙漠五、土壤结构性的评价（一）土壤结构的孔隙状况1.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和毛管孔隙，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。2.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。五、土壤结构性的评价（二）土壤结构的稳定性机械稳定性：抵抗机械压碎的能力；如耕作；可通过人工结构改良剂增加稳定性。生物稳定性：抵抗微生物分解的能力。水稳定性：结构体浸水后不易分散的性能。六、土壤结构与土壤肥力1、土壤的表层，如没有被破坏，都有良好的团粒结构，还有粒状、块状结构2、具有团粒结构或粒状的土壤，透气性、渗水性和保水性好，有利于根的生长。3、土壤结构可以改变质地对土壤孔隙的影响。七、土壤结构的改良1、合理的耕作与灌溉。喷灌、滴灌好、避免大水漫灌、太急的喷灌等不良方式。2、种植绿肥和牧草，合理轮作。3、围栏保护，避免人为的践踏，通过生物措施改良。4、深翻，施用有机肥。5、施用结构改良剂（1）人工土壤结构改良剂：人工提取或人工合成的高分子有机化合物。聚丙烯酰胺除改良土壤结构，还可蓄水保墒。（2）天然土壤结构改良剂：从有机物中提取出的腐殖酸盐、树脂胶、多糖醛类。缺点是：易被微生物分解，用量大。优点：可刺激植物的生长。第三节土壤物理机械性与耕性一、土壤的物理机械性1、粘结性：指土粒之间由于分子引力而相互粘结在一起的性质。这种性质使土壤具有抵抗外力（机械破坏和根系穿插时）而不被破坏的能力。粘粒含量高、含水量大、有机质缺乏的土壤，粘结性强。2、粘着性：是土壤在一定含水量的情况下，粘附其它物质的性能。是土粒分子与外物之间通过水分子吸引力而产生的性质。在土壤湿润时产生粘着性（土壤含水量达到全蓄水量的45%左右）；水分过多时（超过全蓄水量80%左右）粘着性下降。3、可塑性：土壤在适宜水分范围内，可被外力揉捏成各种形状，在外力消除后和干燥后，仍能保持原形状的性能。原因：粘粒成薄片状，在有水存在的条件下，粘粒表面被包一层水膜，外力揉搓时，片状的粘粒重新排列且粘结固定，由于粘结力的存在，失水后能保持原状。塑性值愈大表示土壤塑性愈强。上塑限、下塑限和塑性值均以含水量％表示之，它们的数值随着粘粒含量的增加而增大。4、土壤胀缩性土壤干时收缩，湿时膨胀的特性。 影响因素（1）阳离子  当土壤胶体被强烈解离的阳离子（如钠）饱和时，膨胀性最强，如交换性Na+被Ca2+置换则膨胀性变弱。各种阳离子对膨胀的作用次序如下。（2）土壤质地  土壤质地愈粘重，即粘粒含量愈高，尤其是扩展型粘粒矿物（蒙脱石、蛭石等）含量愈高，则胀缩性愈强。5、土壤松紧性：是由人畜、机具在土壤上通过时，引起土壤孔隙减少、土壤变紧的现象。土壤松紧度的表示方法：（1）以穿透土壤所产生的阻力大小来表示；（2）以容重大小表示。二、土壤耕性土壤耕性：由耕作所表现出来的土壤物理性质。1、耕作的难易程度：指土壤对机具的阻力大小。2、耕作质量：是指耕作后的土壤性状，对植物生长发育的影响。土壤疏松、细碎、平整、松紧适中有利于植物的生长，称为耕作质量好。土壤结构性与土壤耕性的关系如下：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：(一)增施有机肥(二)客土改良质地(三)合理灌排，适时耕作一、名词1.比重2.容重3.土壤孔隙度4.当量孔隙5.团粒结构6.土壤结构体7.土壤结构性思考题1、团粒结构在土壤肥力方面作用和意义有哪些?2、为什么说粒状——团粒状结构是农业生产上比较理想的结构?培育良好结构的有效途径是什么?二、问答题