第四章 土壤物理性质,主要教学目的： 1、土壤物理性质包括哪些内容？ 2、土壤质地的基本含义？ 3、土壤孔性的基本含义？ 4、土壤物理性质对土壤肥力有哪些影响？ 5、土壤不良的物理性质有哪些？如何进行改良？,主要内容,第一节 土壤质地 第二节 土壤结构 第三节 土壤孔性 第四节 土壤耕性,第四章 土壤物理性质,本章重点： 1、掌握描述土壤物理性质常用的术语，如土壤质地、土壤孔隙度等； 2、掌握土壤容重的意义，学会一些基本的计算； 3、掌握土壤质地与土壤肥力之间的关系。,第四章 土壤物理性质,本章难点： 1、土壤结构的基本含义。如何描述？ 2、土壤孔隙的分类。土壤孔隙度如何测定？,第四章 思考题,一、名词解释 1、土粒密度；2、土壤容重（土壤密度）； 3、土壤孔隙度；4、物理性粘粒； 5、粒级；6、土壤机械组成； 二、简述土壤质地对土壤肥力性状的影响。 三、什么样的孔隙状况较适合植物的生长？ 四、土壤容重有哪些用途？,第一节 土壤质地,主要内容： 一、土壤单粒与粒级 二、土壤的机械组成与土壤质地 三、主要的土壤质地分类系统 四、 土壤质地对土壤肥力的影响 五、简易土壤质地测定方法 六、土壤质地改良,一、土壤单粒与粒级,1、单粒的基本概念： 相对稳定的土壤矿物质的基本颗粒，不包括有机质单粒。 注意： 单粒并不是我们所见到的各种土团。 土团：是由若干个单粒团聚而成的。,一、土壤单粒与粒级,土壤中单粒来说，在它的直径变化中，是一个连续的变量。 在研究土壤单粒时，为了研究和测定的方便，通常采用粒级概念。 2、粒级：把土壤单粒，按一定的直径范围，划分为若干组合，这些组合就叫土壤粒级。,3、我国的粒级分级制,（1）前苏联卡庆斯基制土粒分级（简明系统） 把0.01mm作为土粒划分的界限。 直径10.01mm的颗粒，称为物理性砂粒； 而0.01mm的颗粒，称为物理性粘粒。 （2）我国第二次全国土壤普查采用的标准 为20.2mm 为粗砂粒 0.20.02mm为砂粒 0.020.002mm粉砂粒 0.002mm为粘粒 这一划分基本是与目前国际标准相一致的。,3、我国的粒级分级制,（3）在土壤学科的科研工作中常用的分级标准是：这个标准是1995年制的。 21mm极粗砂；10.5mm粗砂； 0.50.25mm中砂；0.250.10mm细砂； 0.100.05mm极细砂； 0.050.02mm粗粉粒； 0.020.002mm细粉粒；小于0.002mm粘粒。,一、土壤单粒与粒级,4、在粒级划分中应注意的有两点： 一是土壤颗粒的形状是很不规则的，颗粒的直径并不是它的真实直径，而是它的几何直径。 二是土粒的成分和性质的变化是渐变的。同一粒级中土粒的成分和性质基本一致，但组间则的差异较明显。,5、各粒级的主要特性,各国粒级划分在名称上可归纳为 石砾、砂粒、粉粒和粘粒四大粒级组。 1、石砾。多为岩石碎块。 2、砂粒。常以单粒存在。主要成分为石英或矿物颗粒。通透性好、保水肥能力差。 矿质养分含量低。,5、各粒级组的性质,（3）粉粒： 和砂粒相比，它的比表面积大，保水性加强，透水性减弱。矿质营养较砂粒高。 （4）粘粒： 多呈片状，常以复粒存在，具很强的粘性、可塑性，但通透性差，保水保肥能力很强，矿质养分含量丰富。,二、土壤的机械组成与土壤质地,1、土壤的机械组成 土壤的机械组成，又叫土壤的颗粒组成，土壤中各种粒级所占的重量百分比。 如在某一土壤中，20.2mm 粗砂粒含量为5%， 0.20.02mm砂粒含量为20% 0.020.002mm粉砂粒的含量为40% 请计算 0.002mm粘粒的含量。,二、土壤的机械组成与土壤质地,2、土壤质地：就是将土壤的颗粒组成区分为几种不同的组合，并给每个组合一定的名称。 这种分类命名称为土壤质地。如：砂土、砂壤土、轻壤土、中壤土、重壤土、粘土等。,三、土壤质地分类系统,1、国际三级制，根据砂粒（20.02mm）、粉砂粒(0.02mm0.002mm)和粘粒(0.002mm)的含量确定，用三角坐标图。 2、简明系统二级制，根据物理性粘粒的数量确定。在我国较常用。,三、土壤质地分类系统,3、石砾性土壤质地分类标准： 结合我国土壤的特点，在农业生产中，对石砾含量较高的土壤制定了石砾性土壤质地分类标准。 将砾质土壤分为无砾质、少砾质和多砾质三级，可在土壤质地前冠以少砾质或多砾质的名称。,土壤的石质性程度分级,三、土壤质地分类系统,不同土壤质地分类系统中土壤质地名称并不十分一致。 砂土、砂壤土、轻壤土、中壤土、重壤土、粘质壤土、粘土等。 但我们可以把他们归纳为三大质地组 即砂土、壤土和粘土。,四、土壤质地与土壤肥力性状关系,从两个方面来论述 1、土壤质地与土壤营养条件的关系 肥力性状 砂土 壤土 粘土 保持养分能力 小 中等 大 供给养分能力 小 中等 大 保持水分能力 小 中等 大 有效水分含量 少 多 中-少,四、土壤质地与土壤肥力性状关系,2、土壤质地与环境条件的关系 肥力性状 砂土 壤土 粘土 通气性 易 中等 不易 透水性 易 中等 不易 增温性 易 中等 不易 另外，土壤中石砾对土壤肥力有一定的影响。,五、简易土壤质地测定法,砂土：能见到或感觉到单个砂粒。干时抓在手中，稍松开后即散落；湿时可捏成团，但一碰即散。 砂壤土：干时手握成团，但极易散落；润时握成团后，用手小心拿不会散开。 壤土：干时手握成团，用手小心拿不会散开；润时手握成团后，一般性触动不至散开。,五、简易土壤质地测定法,粉壤土： 干时成块，但易弄碎；湿时成团或为塑性胶泥。湿时以拇指与食指撮捻不成条，呈断裂状。 粘壤土： 湿土可用拇指与食指撮捻成条，但往往受不住自身重量。,五、简易土壤质地测定法,粘土： 干时常为坚硬的土块，润时极可塑。通常有粘着性，手指间撮捻成长的塑可土条。,六、 土壤质地的改良,（一）不良土壤质地的缺点 粘质土：粘重紧实、通透性差，早春土温不易升高，称“冷性土”。早春不利于播种出苗，在起苗时容易断根。 砂质土：养分含量低，保肥性差，在炎热季节可导致幼苗“灼伤”、失水，肥料浓度过高易“烧苗”。 渣砾质土壤也有严重的土壤肥力缺陷。,六、 土壤质地的改良,（二）粘重土壤的改良 1、掺沙子或砂土，是最根本方法。 改良前，应先测定土壤的机械组成，计算掺沙（砂）量。河沙（0.50.1毫米）最好。风积沙，应去除2毫米的部分。海岸沙，应将盐分洗掉。,六、 土壤质地的改良,2、翻砂压淤。在冲积母质中 ，粘土层的下面有砂土层（腰砂），可采用深翻措施。 3、施用膨化岩石类。珍珠岩、膨化页岩、岩棉、陶粒、浮石、硅藻土等。在草坪建植中，不要用粉煤灰或炉渣（碱性）。 4、施有机肥。施C/N高的有机物料时，应配合氮肥的使用。,六、 土壤质地的改良,（三）砂质土壤的改良 1、掺入粘土、河泥、塘泥等。 2、翻淤压砂。 3、施用腐熟的细质有机肥、泥炭。 4、翻压绿肥。,六、 土壤质地的改良,（四）碴砾质土壤的改良 1、对耐旱的树木、灌木，渣砾含量30%时，可以不改良。 2、栽花、种草时，大的渣砾应尽量挖走。必要时要过筛，去除渣砾。 3、渣砾过多如超过50%时，植物无法生长，应掺土或采用换土的方法。,六、 土壤质地的改良,1993年美国高尔夫球场制定的根际混合层的粒径分布： 砾石（2）为0；极粗沙(12)最适为7%； 粗沙(0.51)为0； 中等沙(0.250.5)最适范围为75%； 细沙(0.10.25)为0； 极细沙(0.050.1)最适为10%； 粉沙或粘粒(0.05)最适为3%。,第二节 土壤结构,一、概念： 1、土壤结构体：单粒互相胶结在一起形成的团聚体。 2、土壤结构的稳定程度： 1）在自然状况下保持该结构的时间长短；2）在人为条件下（耕作、施肥）保持该结构的时间长短。,二、土壤结构类型,根据土壤结构体的形状： 立方体状（块状、核状、粒状、团粒 柱状（棱柱状、柱状）: 片状: 板状:,三、土壤结构形成的因素,1、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； 2、使土粒聚合的阳离子,形成微凝聚体。 不同种类离子的聚合能力不同： Fe3+ Al3+ Ca2+ Mg2+ H+ NH4+ K+ Na+聚合能力逐渐减小。,三、土壤结构形成的因素,3、需要有胶结物质，把土粒和微凝聚体粘结成复粒。 主要是各种土壤胶体。 无机胶体：粘土矿物、含水的氧化铁、氧化铝、氧化硅等； 有机胶体包括腐殖质、有机质如多糖（线性的高分子聚合体）葡萄糖、胡敏酸等.,三、土壤结构形成的因素,4、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： 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； 大气变化：干湿、冻融交替； 人为活动：耕作、施肥。,四、土壤结构与土壤肥力,1、土壤的表层A1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。,五、 土壤结构的改良,1、不良的土壤结构 块状结构：漏风、跑墒、压苗、妨碍根系穿插； 片状结构：通透性差、易滞水，扎根阻力大； 散砂结构：漏水漏肥、贫瘠易旱，水蚀严重。,五、土壤结构的改良,2、创造土壤团粒结构的措施 1）合理的耕作。一般土壤外白（干）、里暗（湿），或干一块、湿一块呈花脸时为宜耕；用手摸时，当捏不成团，手松不粘手，落地即散时为宜耕期。 2）合理灌溉：喷灌、滴灌好、避免大水漫灌、太急的喷灌等不良方式。,五、 土壤结构的改良,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。常用腐叶土。 5）施用结构改良剂 是人工提取或人工合成的高分子有机化合物。 合成剂：应用效果好的有：聚丙烯腈水解物钠盐、羧化聚合物的钙盐。,五、 土壤结构的改良,聚丙烯酰胺除改良土壤结构，还可蓄水保墒。每公顷用200400千克，遇水可形成水稳性团粒结构。且土壤的蓄水力提高100倍。在绿化沙漠中意义大。 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 土壤孔性,一、土 粒密度 二、土壤容重 三、土壤孔隙状况,第三节 土壤孔性,一、土粒密度 1、概念 单位容积固体物质的质量，称为土粒密度。单位为g/cm3 2、影响因素 土壤矿物质的种类、数量以及有机质的含量（腐殖质较小，在1.251.40之间） 3、一般土壤的土粒密度平均在2.65。（2.62.7）左右,二、土壤容重（土壤密度）：,1、概念：田间自然垒结状态下，单位容积的质量。单位为g/cm3 2、影响容重的因素：土壤矿物质、土壤有机质含量和孔隙状况 一般矿质土壤的容重为1.33 g/cm3,3、容重的用途：,计算题： 一亩地，耕层深度为20cm，土壤容重为1.15g/cm3，土粒密度为2.65g/cm3 1）计算耕层土重和总孔隙度。 计算总孔隙度：P=(1-容重/土粒密度)*100 2）经测定，土壤有机质含量为2%，计算土壤有机质的重量。,第三节 土壤孔性,4、容重与坚实度的关系：在同等条件下，容重小的土壤疏松。 5、极限容重与适宜容重 极限容重：土体坚实以致根系不能生长的最大容重值。 适宜容重：土壤结构性与孔隙状况适宜植物扎根生长时的容重。,三、土壤孔隙度,1、定义：单位原状土壤体积中土壤孔隙体积所占的百分率。 总孔隙度不直接测定，而是计算出来。 总孔隙度%=(1-容重/土粒密度)*100%,第三节 土壤孔性,2、孔隙的类型分级： 土壤学所说的直径是当量孔径，指与一定土壤水吸力相当的孔径，与孔隙的形状和均匀度无关。 （1）非毛管孔隙（大）： 孔隙直径大于0.02mm，水受重力作用自由向下流动，植物幼小的跟可在其中顺利伸展，气体、水分流动；,第三节 土壤孔性,（2）毛管孔隙：孔隙直径在0.020.002毫