第二章（3）+土壤固相组成之土壤质地和结构.ppt

第四章土壤的质地和结构,教学目标,了解土壤的颗粒大小与性质了解土壤质地类别与生产形状了解土壤的三相组成与计算方法了解土壤的结构体的种类及其重要性理解土壤是一个复杂的多相体系。,第一节土壤三相组成,一、土壤的密度和容重,（一）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）称为土壤密度。,多数土壤的密度为2.62.7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。,（二）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），称为土壤容重,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105110下烘干土计。或单位容积原状土壤（包括孔隙）的质量。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3,土壤容重的用处：计算土壤孔隙度根据实测土壤的容重与密度，按下式计算：,计算工程土方量估算各种土壤成分储量计算土壤储水量及灌水（或排水）定额,(三）影响容重值的因素质地、结构、有机质含量以及各种自然因素和人工管理措施,第二节土壤质地,土粒：根据土粒的成分，可分为：矿物质土粒和有机质土粒两种。土壤固体物质大小和形态各异，一般都视为球体，称为矿物质土粒或矿质土粒，简称土粒。常所指土粒，是专指矿质土粒。土壤颗粒有：单粒和复粒之分。,一、矿物质土粒,石砾：1mm砂粒：1-0.05mm粉粒：0.05-0.002mm粘粒：0.002mm,物理性砂粒：粒径在10.01mm之间的土粒。,物理性粘粒：粒径2211砂粒2-0.022-0.051-0.051-0.05粉粒0.02-0.0020.05-0.0020.05-0.0010.05-0.002粘粒0.0020.0020.0010.002物理性砂粒：1-0.01mm物理性粘粒：0.01mm,土壤颗粒,土壤质地分类制：国际制:三级美国制：三级卡庆斯制：二级中国制：三级,二、土壤质地各种粒级土粒的配合比例，或各粒级土粒占土壤重量的百分数，也叫土壤的机械组成。,土壤质地,土壤质地,土壤质地,国际制：根据砂粒(2-0.02毫米)、粉粒(0.02-0.002毫米)和粘粒(25%者为粘土组。当土壤含粉粒45%时，“粉质”；当砂粒含量在55%-85%时，“砂质”，当砂粒含量85%时，则称壤砂土或砂土,按3个粒级含量分别于三角形的3条底边划3根垂线，3线相交点，即为所查质地区,质地三角图：,动画！,我国将土壤质地分为砂土、壤土和粘土三大组，每组再细分。一般常用的质地种类有：砂土、砂壤土、轻壤土、中壤土、重壤土、粘土,黏性土,壤性土,沙性土,1、砂质土壤主要特性：1-0.05mm砂粒大于50%；通气透水，但养分少，不保水肥；易耕，温度变化快；发小苗不发老苗，适合花生、西瓜等块根、块茎作物。,三、不同质地土壤的肥力特点和利用改良,2、粘质土壤主要特性：0.001mm颗粒高于30%，通气透水不良；保水保肥，养分含量高；耕性差，发老苗不发小苗，适合于禾谷类作物。,3、壤质土壤主要特性：0.050.01mm颗粒大于30%北方称为二合土；性质介于黏土与砂土之间。,不同质地土壤的利用和改良,客土法地改良案例：江苏省里下河地区,深耕、深翻、人造塥土壤质地主要是继承母质的性质，很难改变。但是，质地不是决定土壤肥力的唯一因素施用有机肥,第三节土壤结构性,一、土壤结构体（一）土壤结构的概念土壤结构是土粒（单粒和复粒）的排列、组合形式。这个定义，包含着两重含义：结构体和结构性。通常所说的土壤结构多指结构性（structurality）。土壤结构体或称结构单位，它是土粒（单粒和复粒）互相排列和团聚成为一定形状和大小的土块或土团。,土壤结构体,不良结构：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。,良好结构：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。,土壤团粒体,结构体的稳定性：机械稳定性；生物稳定性；水稳定性；,由单粒凝聚成复粒。由复粒相互粘结形成微团、团粒。在机械力的作用下，大块土垡破碎成各种大小、形状各异的粒状或团粒状结构体。,二、土壤结构体的形成,土壤结构体形成机制：胶体的凝聚作用；水膜的粘结作用；胶结作用；干湿交替；冻融交替；耕作措施；生物作用,土粒的排列方式,形成阶段与步骤,砂粒,砂粒,粉粒,粉粒,粘粒,腐殖质,土粒,土粒,土粒,Ca2+,腐殖质,土粒,土粒,土粒,Fe2+,腐殖质,Fe3+,Al3+,良好的团粒结构体：具有一定的大小；具有大小不同的多级孔隙；具有一定的水稳性、机械稳性和生物稳定性。,土壤结构改良剂：能够将土壤颗粒粘结在一起形成团聚体的物质，包括天然物质和人工合成的高分子物质,第四节土壤孔性和土体构造,一、三相组成和孔隙度,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（即容积含水量或容积含水率，可与质量含水量换算）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,二、三相组成和孔度的测定及计算先测定土壤的固相率、液相率，再用差减法计算其气相率。1.固相率由实测的土壤密度和土壤容重计算之：,2.液相率（容积含水率）,土壤含水率（容积）土壤含水量（质量）土壤容重,3.气相率,气相率=孔隙度容积含水率,4.实容积率固相率实容积率容积含水率气相率1实容积率土壤三相比固相率：容积含水率：气相率,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（）或小数表示。,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%。,团粒结构土壤的孔度比非团聚化土壤增加1/3至1/2左右。,砂土3045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。,总孔度的范围,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）,孔度的推导：,毛管孔隙：当量孔径为0.020.002mm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。,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；0.20.02mm的中孔是原生动物、真菌和根毛的栖身地。,适宜的孔隙状况：耕层土壤（015cm）的总孔隙度为5060%，其中通气孔隙度为1520%，底层土壤（1530cm）分别为50%和10%。,四、