第三章第一節土壤孔隙性第二節土壤結構性第三節土壤耕性第四節土壤酸堿性第五節土壤電性與離子交換第六節土壤氧化還原狀況土壤基本物理性質和過程第三章第一節土壤孔隙性土壤基本物理性質和過程1第一節土壤孔隙性

土壤孔隙性——指土壤孔隙的狀況土壤中大小、形狀不同的復雜孔隙的狀況好壞由兩方面衡量：①孔隙的量，以孔隙度表示②孔隙的質，即大小孔隙分配，上下土層分布。孔隙狀況必須保證作物對水分和空氣的需要，有利于根系的伸展和活動，因此一是要求土壤中孔隙的容積要較多，二是要求大小孔隙的搭配和分布較為恰當。第一節土壤孔隙性2一、土壤相對密度和容重土壤相對密度（比重）：指單位體積（不包括孔隙體積）土壤固體顆粒的質量與同體積水的質量比。水密度1g/cm3所以土壤比重又常用土壤密度表示，固體土粒單位體積的重量，單位為g/cm3。土壤物質組成有差別，土壤比重也就不同，土壤比重數值的大小主要與兩個因素有關：①土壤礦物組成和含量有關，書上見礦物比重：P71頁②與土壤有機質含量有關，表土層有機質含量高，比重小于心土、底土，有機質比重1.2-1.4g/cm3，由于土壤比重差別較小，一般2.6-2.7，通常用2.65作為土壤比重。一、土壤相對密度和容重3二、土壤容重單位體積自然狀態土壤（包括孔隙）的質量（干重）稱為土壤容重。單位為g/cm3，

土壤之間差別較大，受五個因素影響：①是土壤的礦物組成和含量有關;②是與土壤有機質含量有關;③與土壤質地有關;④與土壤結構有關;⑤與土壤松緊度有關。所以容重必須測定獲得，容重值砂質土1.2~1.8，粉質土1.0~1.5，容重用處很大，不僅在農業上建筑、筑路、橋梁工程常用，也是十分重要的基本數據。二、土壤容重4<一>、計算孔隙度，<二>、判斷土壤熟化程度1.1~1.3較疏松，1.5以上緊實，<三>、利用它計算土壤重量、水分、養分、鹽分含量。例已知土壤容重為1.15g/cm3，求畝（666.7m2）耕層0-20cm土壤土重。解：666.7×0.2×1.15=153t=153000kg因此過去常說每畝耕層土壤約30萬斤，即每公頃耕層土重225萬kg。2、已測得有機質含量1%，土壤容重為1.2g/cm3,求1畝耕層土壤有機質重量？W有=W±×1%=666.7×0.7×1.2×1%=1.6t=1600kgN、P、K等都可計算出，如測得N含量0.05%，則畝含N80kg，如測得鹽含量0.3%，則畝含鹽480kg。<一>、計算孔隙度，5二、土壤孔隙度與孔隙比土壤孔性的數量指標1、土壤孔隙度土壤孔隙的容積占整個土壤容積的百分數。

2、孔隙比指土壤中孔隙容積與土粒容積的比值。 土壤孔隙度孔隙比=1-土壤孔隙度二、土壤孔隙度與孔隙比6三、土壤孔隙的類型（1）非活性孔隙（無效孔隙）土壤最細小的孔隙當量孔徑﹤0.002mm，土壤水吸力＞1.5bar，該類孔隙充滿無效水，根毛難以進入，微生物亦難進入，在粘質土壤中此孔較多，板結土壤此孔也較多。（2）毛管孔隙該孔隙直徑d=0.002mm~0.02mm，具毛管作用，土壤水吸力1.5~0.15bar,壤土和結構好的土壤此孔較多。（3）通氣孔隙（非毛管孔隙）孔隙直徑d＞0.02mm，此類孔隙中的水分可在重力作用下短時間內排出而成為通氣孔隙，土壤水吸力＜0.15bar。三、土壤孔隙的類型7（三）影響土壤孔性的因素1、土壤質地

粘質土孔隙度45—60%之間，以毛管孔和非活性孔為主；砂質土孔隙度33—45%，通氣孔較多；壤質土孔隙度45—52%，有適量通氣孔又有較多毛管孔，水氣協調，利于作物生長。2、土壤有機質有機質多的土壤易形成團粒結構而孔度較高。3、自然因素和土壤管理等（三）影響土壤孔性的因素8（四）土壤三相組成的計算1.土壤的固相率=1－土壤孔隙度2.土壤液相率（容積含水率）=土壤含水量（質量%）×土壤容重3.土壤氣相率=土壤孔隙度－土壤容積含水率4.土壤三相比=固相率︰液相率︰氣相率適宜旱地土壤要求固相率50%左右，容積含水量在25—30%之間，氣相率10%~20%，土體還應“上虛下實”。（四）土壤三相組成的計算9第二節土壤的結構性

（一）土壤結構性的概念通常所說的“土壤結構”實際包含兩個方面，土壤結構性和土壤結構體，土壤結構體是指土壤中的土粒相互黏結團聚成大小形狀和性質不同的聚合體稱之為土壤結構體。土壤結構性是指土體中土壤結構體的大小、類型、數量、品質及其相互排列方式和相應的孔隙狀況等的綜合特性。它是土壤的重要物理性質第二節土壤的結構性10（二）土壤結構體的類型1、塊狀和核狀結構體，農民稱之為“坷垃”，土粒在長寬高三軸上，大體相等，邊面不明顯，分大塊狀、塊狀和碎塊狀。表土中多見塊狀與碎塊狀。常出現于有機質缺乏瘠薄而粘重的土壤，土壤過干過濕耕作最易形成塊狀結構。核狀結構表面有褐色膠膜，由石灰質鐵質膠膜膠結而成，常出現于缺乏有機質的心、底土中，農民稱之為“蒜瓣土”。2、柱狀、棱柱狀結構體在結構體形成時縱軸發育大于水平軸，在土體中直立，邊面不明顯稱柱狀結構體。邊面棱角明顯稱棱柱狀結構。它常出現于北方干旱半干旱，富含粉砂或粘重質地、干濕交替明顯的心底土中，群眾稱之為立土、豎土。表面有鐵質、錳質膠膜形成棱柱狀結構，內部緊實。（二）土壤結構體的類型113、片狀結構農民稱臥土，水平軸發育大大超過縱軸，呈扁平狀，厚度1-5mm。常出現與犁底層和雨后或灌溉結殼4、團粒結構有機質豐富的自然土壤與耕作土壤中，為近似球形疏松多孔的小土團。0.25-10mm之間，<0.25mm稱微團粒,是形成團粒的基礎,在提高水稻土和農業土壤肥力具重要作用。3、片狀結構農民稱臥土，水平軸發育大大超過縱軸，呈扁平12第三章土壤的基本性狀(物理性)課件13（三）土壤結構體與土壤肥力1.團粒結構與土壤肥力對土壤肥力尤其是粘土的肥力起良好的作用，原因如下：（1）團粒結構具有較適宜的孔性；（2）團粒結構較多的土壤具有蓄水抗旱作用；（3）團粒結構較多的土壤可以協調水氣矛盾、保肥和供肥的矛盾；（4）團粒結構可提高土壤耕作質量；2、其它結構與土壤肥力有這些結構的土體中水肥氣熱極不協調，因此為不良結構體。（三）土壤結構體與土壤肥力14（四）土壤結構形成土壤結構體形成大體經歷兩個階段：第一階段是由原生土粒（分散的單個土粒）黏結形成為初級的次生土粒（復粒）或較大的土體；第二個階段則是由初級的復粒在各種膠結物的作用下進行團聚或由土粒粘結成的土體沿一定方向破裂而成。重點介紹幾個作用：（四）土壤結構形成15

1、凝聚作用單個細小土粒是膠體，它們相互碰撞時，當電荷斥力小于分子引力時就相互碰撞凝聚在一起。促膠粒發生凝聚作用的措施如下：（1）改變土壤中交換性陽離子種類各類交換性陽離子離子對膠體的凝聚力大小順序是Fe3+＞Al3+＞H+＞Ca2+＞Mg2+＞NH4+＞K+＞Na+

（2）增加電介質濃度農業生產中采用耕翻曬田，凍垡等措施提高土壤電介質濃度，促使粉粒相互凝聚形成團粒微團粒結構。

（3）土壤中加入多價陽離子促進不可逆凝聚作用的進行1、凝聚作用單個細小土粒是膠體，它們相互碰撞時，當電荷162、水膜的粘結作用粘粒表面一般帶負電，可以吸引極性水分子，使土定向排列成水膜，即粘粒—水膜—粘粒連接在一起。3、膠結劑的膠結作用促進形成結構的膠結劑三類：＜1＞無機膠體鐵、鋁、錳氧化物和二氧化硅等，它們以膠膜狀包破于土粒表面失水，把土粒膠結在一起，通過脫水形成具有水穩性的結構。一般形成不良結構體。＜2＞粘粒本身是形成結構的物質基礎又是膠結劑。＜3＞有機物質它們與粘粒結合形成有機無機復合物，促進團粒結構形成，且穩定性強。2、水膜的粘結作用174、外力作用①根系與掘土動物在土壤中活動②干濕交替與凍融交替③耕作等土壤管理措施。4、外力作用18五、土壤結構性評價和管理良好結構創造了良好的作物生長環境，但良好結構并不易形成也不易保持，大雨漫灌，土壤壓板，有機質減少等都造成結構破壞，所以不良結構需改良，常見措施有：（一）合理的土壤耕作（二）合理輪作與間套種；（三）改良土壤酸堿性質（四）增施有機肥料（五）土壤結構改良劑的應用有天然和合成改良劑兩類，都具很好效果五、土壤結構性評價和管理19

第三節土壤耕性

一、耕性的概念指土壤在耕作時反映出來的特性。從三方面評價：（一）耕作的難易；（二）耕作質量的好壞；（三）適耕期長短；不是任何時間都可耕地，濕潤、酥軟是旱田適耕時期，砂土、壤土、粘土適耕期長短不同。第三節土壤耕性20二、土壤物理機構性（一）土壤粘結性土粒間由于分子引力而相互粘結在一起的性質，它使土壤具有抵抗破碎和分散的能力。粘結性的強弱用粘結力表示，單位kg/cm2，不同土壤粘結力的大小不同，同一土壤粘結力也會變化，影響因素有：①土壤質地；②土壤含水量；③交換性陽離子種類；④有機質含量。

（二）土壤粘著性指土壤在一定含水量范圍內粘附外物的性能。用粘著力表示。影響因素為：①土壤質地；②含水量；③有機質含量；④代換性離子種類。二、土壤物理機構性21（三）土壤可塑性指土壤在一定含水范圍內受外力作用而發生變形，當外力消失后土壤繼續保持變形的性狀。原因：片狀粘粒當外圍水膜到一定厚度時，施一定外力，原來雜亂排列的土粒，借水膜的滑動作用，使土粒定向排列成相互平行狀，干燥失水后，由于土粒間的粘結力而保持了塑形。影響土壤可塑性強弱因素：①土壤含水量塑性值（塑性指數）=上塑限－下塑限；②質地砂土無塑性；③粘土礦物種類，蒙脫土＞高嶺石；④有機質。（三）土壤可塑性指土壤在一定含水范圍內受外力作用而發生22（四）土壤壓實生直接影響土壤耕作難易和耕作質量松緊性用堅實度表示堅實度是指土壤抗壓縮的阻力，用壓縮單位土體所需的力來表示，單位kg/cm3。（五）土壤脹縮性土壤在不同含水量時所表現出來的性狀。當土壤含水量由少至多時，土壤結持狀態由堅硬→酥軟→可塑→粘韌→濃漿→薄漿。與土壤耕性的關系如下：（四）土壤壓實生直接影響土壤耕作難易和耕作質量23第三章土壤的基本性狀(物理性)課件24

三、土壤耕性的調節調節土壤的耕性可從以下幾個方面進行：

(一)增施有機肥(二)客土改良質地(三)掌握宜耕的土壤含水量，合理灌排，適時耕作(四)創造良好的土壤結構三、土壤耕性的調節調節土壤的耕性可從以下幾個方面進行：25第三章第一節土壤孔隙性第二節土壤結構性第三節土壤耕性第四節土壤酸堿性第五節土壤電性與離子交換第六節土壤氧化還原狀況土壤基本物理性質和過程第三章第一節土壤孔隙性土壤基本物理性質和過程26第一節土壤孔隙性

土壤孔隙性——指土壤孔隙的狀況土壤中大小、形狀不同的復雜孔隙的狀況好壞由兩方面衡量：①孔隙的量，以孔隙度表示②孔隙的質，即大小孔隙分配，上下土層分布。孔隙狀況必須保證作物對水分和空氣的需要，有利于根系的伸展和活動，因此一是要求土壤中孔隙的容積要較多，二是要求大小孔隙的搭配和分布較為恰當。第一節土壤孔隙性27一、土壤相對密度和容重土壤相對密度（比重）：指單位體積（不包括孔隙體積）土壤固體顆粒的質量與同體積水的質量比。水密度1g/cm3所以土壤比重又常用土壤密度表示，固體土粒單位體積的重量，單位為g/cm3。土壤物質組成有差別，土壤比重也就不同，土壤比重數值的大小主要與兩個因素有關：①土壤礦物組成和含量有關，書上見礦物比重：P71頁②與土壤有機質含量有關，表土層有機質含量高，比重小于心土、底土，有機質比重1.2-1.4g/cm3，由于土壤比重差別較小，一般2.6-2.7，通常用2.65作為土壤比重。一、土壤相對密度和容重28二、土壤容重單位體積自然狀態土壤（包括孔隙）的質量（干重）稱為土壤容重。單位為g/cm3，

土壤之間差別較大，受五個因素影響：①是土壤的礦物組成和含量有關;②是與土壤有機質含量有關;③與土壤質地有關;④與土壤結構有關;⑤與土壤松緊度有關。所以容重必須測定獲得，容重值砂質土1.2~1.8，粉質土1.0~1.5，容重用處很大，不僅在農業上建筑、筑路、橋梁工程常用，也是十分重要的基本數據。二、土壤容重29<一>、計算孔隙度，<二>、判斷土壤熟化程度1.1~1.3較疏松，1.5以上緊實，<三>、利用它計算土壤重量、水分、養分、鹽分含量。例已知土壤容重為1.15g/cm3，求畝（666.7m2）耕層0-20cm土壤土重。解：666.7×0.2×1.15=153t=153000kg因此過去常說每畝耕層土壤約30萬斤，即每公頃耕層土重225萬kg。2、已測得有機質含量1%，土壤容重為1.2g/cm3,求1畝耕層土壤有機質重量？W有=W±×1%=666.7×0.7×1.2×1%=1.6t=1600kgN、P、K等都可計算出，如測得N含量0.05%，則畝含N80kg，如測得鹽含量0.3%，則畝含鹽480kg。<一>、計算孔隙度，30二、土壤孔隙度與孔隙比土壤孔性的數量指標1、土壤孔隙度土壤孔隙的容積占整個土壤容積的百分數。

2、孔隙比指土壤中孔隙容積與土粒容積的比值。 土壤孔隙度孔隙比=1-土壤孔隙度二、土壤孔隙度與孔隙比31三、土壤孔隙的類型（1）非活性孔隙（無效孔隙）土壤最細小的孔隙當量孔徑﹤0.002mm，土壤水吸力＞1.5bar，該類孔隙充滿無效水，根毛難以進入，微生物亦難進入，在粘質土壤中此孔較多，板結土壤此孔也較多。（2）毛管孔隙該孔隙直徑d=0.002mm~0.02mm，具毛管作用，土壤水吸力1.5~0.15bar,壤土和結構好的土壤此孔較多。（3）通氣孔隙（非毛管孔隙）孔隙直徑d＞0.02mm，此類孔隙中的水分可在重力作用下短時間內排出而成為通氣孔隙，土壤水吸力＜0.15bar。三、土壤孔隙的類型32（三）影響土壤孔性的因素1、土壤質地

粘質土孔隙度45—60%之間，以毛管孔和非活性孔為主；砂質土孔隙度33—45%，通氣孔較多；壤質土孔隙度45—52%，有適量通氣孔又有較多毛管孔，水氣協調，利于作物生長。2、土壤有機質有機質多的土壤易形成團粒結構而孔度較高。3、自然因素和土壤管理等（三）影響土壤孔性的因素33（四）土壤三相組成的計算1.土壤的固相率=1－土壤孔隙度2.土壤液相率（容積含水率）=土壤含水量（質量%）×土壤容重3.土壤氣相率=土壤孔隙度－土壤容積含水率4.土壤三相比=固相率︰液相率︰氣相率適宜旱地土壤要求固相率50%左右，容積含水量在25—30%之間，氣相率10%~20%，土體還應“上虛下實”。（四）土壤三相組成的計算34第二節土壤的結構性

（一）土壤結構性的概念通常所說的“土壤結構”實際包含兩個方面，土壤結構性和土壤結構體，土壤結構體是指土壤中的土粒相互黏結團聚成大小形狀和性質不同的聚合體稱之為土壤結構體。土壤結構性是指土體中土壤結構體的大小、類型、數量、品質及其相互排列方式和相應的孔隙狀況等的綜合特性。它是土壤的重要物理性質第二節土壤的結構性35（二）土壤結構體的類型1、塊狀和核狀結構體，農民稱之為“坷垃”，土粒在長寬高三軸上，大體相等，邊面不明顯，分大塊狀、塊狀和碎塊狀。表土中多見塊狀與碎塊狀。常出現于有機質缺乏瘠薄而粘重的土壤，土壤過干過濕耕作最易形成塊狀結構。核狀結構表面有褐色膠膜，由石灰質鐵質膠膜膠結而成，常出現于缺乏有機質的心、底土中，農民稱之為“蒜瓣土”。2、柱狀、棱柱狀結構體在結構體形成時縱軸發育大于水平軸，在土體中直立，邊面不明顯稱柱狀結構體。邊面棱角明顯稱棱柱狀結構。它常出現于北方干旱半干旱，富含粉砂或粘重質地、干濕交替明顯的心底土中，群眾稱之為立土、豎土。表面有鐵質、錳質膠膜形成棱柱狀結構，內部緊實。（二）土壤結構體的類型363、片狀結構農民稱臥土，水平軸發育大大超過縱軸，呈扁平狀，厚度1-5mm。常出現與犁底層和雨后或灌溉結殼4、團粒結構有機質豐富的自然土壤與耕作土壤中，為近似球形疏松多孔的小土團。0.25-10mm之間，<0.25mm稱微團粒,是形成團粒的基礎,在提高水稻土和農業土壤肥力具重要作用。3、片狀結構農民稱臥土，水平軸發育大大超過縱軸，呈扁平37第三章土壤的基本性狀(物理性)課件38（三）土壤結構體與土壤肥力1.團粒結構與土壤肥力對土壤肥力尤其是粘土的肥力起良好的作用，原因如下：（1）團粒結構具有較適宜的孔性；（2）團粒結構較多的土壤具有蓄水抗旱作用；（3）團粒結構較多的土壤可以協調水氣矛盾、保肥和供肥的矛盾；（4）團粒結構可提高土壤耕作質量；2、其它結構與土壤肥力有這些結構的土體中水肥氣熱極不協調，因此為不良結構體。（三）土壤結構體與土壤肥力39（四）土壤結構形成土壤結構體形成大體經歷兩個階段：第一階段是由原生土粒（分散的單個土粒）黏結形成為初級的次生土粒（復粒）或較大的土體；第二個階段則是由初級的復粒在各種膠結物的作用下進行團聚或由土粒粘結成的土體沿一定方向破裂而成。重點介紹幾個作用：（四）土壤結構形成40

1、凝聚作用單個細小土粒是膠體，它們相互碰撞時，當電荷斥力小于分子引力時就相互碰撞凝聚在一起。促膠粒發生凝聚作用的措施如下：（1）改變土壤中交換性陽離子種類各類交換性陽離子離子對膠體的凝聚力大小順序是Fe3+＞Al3+＞H+＞Ca2+＞Mg2+＞NH4+＞K+＞Na+

（2）增加電介質濃度農業生產中采用耕翻曬田，凍垡等措施提高土壤電介質濃度，促使粉粒相互凝聚形成團粒微團粒結構。

（3）土壤中加入多價陽離子促進不可逆凝聚作用的進行1、凝聚作用單個細小土粒是膠體，它們相互碰撞時，當電荷412、水膜的粘結作用粘粒表面一般帶負電，可以吸引極性水分子，使土定向排列成水膜，即粘粒—水膜—粘粒連接在一起。3、膠結劑的膠結作用促進形成結構的膠結劑三類：＜1＞無機膠體鐵、鋁、錳氧化物和二氧化硅等，它們以膠膜狀包破于土粒表面失水，把土粒膠結在一起，通過脫水形成具有水穩性的結構。一般形成不良結構體。＜2＞粘粒本身是形成結構的物質基礎又是膠結劑。＜3＞有機物質它們與粘粒結合形成有機無機復合物，促進團粒結構形成，且穩定性強。2、水膜的粘結作用424、外力作用①根系與掘土動物在土壤中活動②干濕交替與凍融交替③耕作等土壤管理措施。4、外力作用43五、土壤結構性評價和管理良好結構創造了良好的作物生長環境，但良好結構并不易形成也不易保持，大雨漫灌，土壤壓板，有機質減少等都造成結構破壞，所以不良結構需改良，常見措施有：（一）合理的土壤耕作（二）合理輪作與間套種；（三）改良土壤酸堿性質（四）增施有機肥料（五）土壤結構改良劑的應用有天然和合成改良劑兩類，都具很好效果五、土壤結構性評價和管理44