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1、第四章第四章 土壤质地和结构主要内容主要内容(重点重点)：1教学目标与要求：2教学方式与手段：3课时安排与进度：41.1.土壤三相组成（重点）土壤三相组成（重点）2.2.土壤质地与结构（重点）土壤质地与结构（重点）3.3.土壤孔性和土体构造土壤孔性和土体构造 掌握土壤基质的基本特性，学会土掌握土壤基质的基本特性，学会土壤三相关系的换算；掌握砂粒、粉壤三相关系的换算；掌握砂粒、粉粒、粘粒的分级标准、了解不同的粒、粘粒的分级标准、了解不同的质地分类制，掌握质地土壤的生产质地分类制，掌握质地土壤的生产性质，掌握团粒结构的特点与肥力性质，掌握团粒结构的特点与肥力特性。特性。幻灯，动画演示；计算训练；实
2、验分析；幻灯，动画演示；计算训练；实验分析；课时数：课时数：3一、矿物质土粒一、矿物质土粒一、矿物质土粒一、矿物质土粒土粒：矿物质土粒和有机质土粒两种土粒：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，称为矿物质土粒或矿质土土壤固体物质大小和形态各异，称为矿物质土粒或矿质土粒，简称土粒。粒，简称土粒。土粒，常指矿质土粒。土粒，常指矿质土粒。单粒和复粒单粒和复粒一、矿物质土粒一、矿物质土粒石砾：石砾：1mm1mm砂粒：砂粒：1-0.05mm1-0.05mm粉粒：粉粒：0.05-0.002mm0.05-0.002mm粘粒：粘粒：0.002mm0.002mm一、矿物质土粒一、矿物质土粒物理
3、性砂粒：物理性砂粒：粒径粒径0.01 mm的土粒。的土粒。物理性粘粒：物理性粘粒：粒径粒径0.01 mm的土粒。的土粒。表 4-3 常见的土壤粒级制当量粒径(毫米)中国制(1987)卡钦斯基制(1957)美国农部制(1951)国际制(1930)3-2石 砾石 砾石 砾石 砾2-1极粗砂粒1-0.5粗砂粒粗砂粒粗砂粒粗砂粒0.5-0.25物中砂粒中砂粒0.25-0.2理细砂粒0.2-0.1细砂粒性细砂粒0.1-0.05砂极细砂粒细砂粒0.05-0.02粗粉粒粒粗粉粒0.02-0.01粉 粒0.01-0.005中粉粒物中粉粒粉 粒0.005-0.002细粉粒理细粉粒0.002-0.001粗粘粒性0
4、.001-0.0005粘粘粗粘粒粘 粒粘 粒0.0005-0.0001细粘粒粒粒细粘粒2 2 1 12 2 1 1砂粒砂粒 2-0.02 2-0.05 1-0.05 1-0.05 2-0.02 2-0.05 1-0.05 1-0.05 粉粒粉粒 0.02-0.002 0.05-0.002 0.05-0.001 0.05-0.0020.02-0.002 0.05-0.002 0.05-0.001 0.05-0.002粘粒粘粒 0.002 0.002 0.002 0.002 0.001 0.001 0.002 0.002 物理性砂粒：物理性砂粒：1-0.01mm1-0.01mm物理性粘粒：物理性粘
5、粒：0.01mm0.01mm土壤质地分类制：国际制国际制:三级三级美国制：美国制：三级三级卡庆斯制：二级卡庆斯制：二级中国制：中国制：三级三级土壤质地土壤质地*指各粒级土粒占土壤重量的百分数，也叫土壤的机械组成。指各粒级土粒占土壤重量的百分数，也叫土壤的机械组成。国际制：根据砂粒根据砂粒(2-0.02(2-0.02毫米毫米)、粉粒、粉粒(0.02-0.002(0.02-0.002毫米毫米)和粘粒和粘粒(0.002(0.002毫米毫米)三粒级含量的比例，划定三粒级含量的比例，划定1212个质地名称，可个质地名称，可从三角图上查质地名称。从三角图上查质地名称。查三角图的要点为：以粘粒含量为主要标准
6、，25%者为粘土组。当土壤含粉粒当土壤含粉粒45%时，时，“粉质粉质”；当砂粒含量在当砂粒含量在55%-85%时，时，“砂质砂质”，当砂粒含量当砂粒含量85%时，时，则称壤砂土或砂土。则称壤砂土或砂土。质地三角图：先找到该颗粒的定点（先找到该颗粒的定点（100%100%），按），按3 3个粒级含量分别做各个粒级含量分别做各顶点对应的三角形的顶点对应的三角形的3 3条底边的平行线，条底边的平行线，3 3线相交点，即为线相交点，即为所查质地区所查质地区粘粒粉粒粉粒砂粒砂粒粘粒20%粉粒40%砂粒40%土黏性土壤性土沙性土*四、不同质地土壤的肥力特点和利用改良1 1、砂质土壤主要特性：、砂质土壤主要
7、特性：砂粒大于砂粒大于50%50%；通气透水，通气透水，养分少，不保水肥；养分少，不保水肥；易耕，易耕，温度变化快，暖性土；温度变化快，暖性土；发小苗不发老苗发小苗不发老苗*四、不同质地土壤的肥力特点和利用改良2 2、粘质土壤主要特性：、粘质土壤主要特性：粘高于粘高于30%30%，通气透水不良；通气透水不良；保水保肥，保水保肥，养分含量高；养分含量高；升温慢，冷性土升温慢，冷性土 耕性差，发老苗不发小苗，耕性差，发老苗不发小苗，适合于禾谷类作物。适合于禾谷类作物。*四、不同质地土壤的肥力特点和利用改良3 3、壤质土壤主要特性：、壤质土壤主要特性：粉粒大于粉粒大于30%30%北方称为二合土；北方
8、称为二合土；性质介于黏土与砂土之间。性质介于黏土与砂土之间。土壤质地剖面土壤质地剖面夹砂层夹粘层不同质地土壤的利用和改良不同质地土壤的利用和改良 1 1、各种作物对土壤质地的要求、各种作物对土壤质地的要求2 2、土壤质改良、土壤质改良 客土法地改良客土法地改良 深耕、深翻、人造塥深耕、深翻、人造塥 施用有机肥施用有机肥土壤的密度和容重（一）土壤密度（一）土壤密度土壤三相组成表 4-1 土壤中常见组分的密度(克/厘米3)石 英正长石斜长石白云母黑云母角闪石辉 石纤铁矿2.602.682.542.572.622.762.772.882.703.102.853.573.153.903.604.10赤
9、铁矿磁铁矿三水铝石高岭石蒙皂石伊利石腐殖质4.905.305.035.182.302.402.612.682.532.742.602.901.401.80土壤三相组成注意：注意：常用土壤密度值：常用土壤密度值：2.652.65克克/厘米厘米3 3。表 42 一种森林土壤表层各级土粒的密度粒级（粒径毫米）腐殖质（克/千克)密度(克/厘米3)全土样0.100.050.050.010.010.0050.0050.0010.00129.504.314.853.764.22.622.662.662.622.592.59土壤三相组成（二）土壤容重（二）土壤容重*单位容积原状土壤（包括孔隙）的干质量单位容积
10、原状土壤（包括孔隙）的干质量。土壤容重值多介于土壤容重值多介于1.0-1.5克克/厘米厘米3范围内范围内,夯实的土壤容重则可高达夯实的土壤容重则可高达1.8-2.0克克/厘米厘米3。土壤容重的用处土壤容重的用处*：计算土壤孔隙度计算土壤孔隙度 根据实测土壤的容重与密度，按下式计算：根据实测土壤的容重与密度，按下式计算：密度容重孔隙度 1土壤三相组成土壤容重的用处土壤容重的用处*：计算工程土方量计算工程土方量 估算各种土壤成分储量估算各种土壤成分储量 计算土壤储水量及灌水（或排水）定额计算土壤储水量及灌水（或排水）定额3.3.影响容重值的因素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
11、和人工管理措施质地、结构、有机质含量以及各种自然因素和人工管理措施土壤三相组成土壤的三相（一）三相组成（一）三相组成土壤三相组成 1、三相比、三相比%100%100%100土体容积空气容积气相率土体容积水容积液相率土体容积固相容积固相率土壤三相组成2 2、土壤孔隙度、土壤孔隙度(孔度孔度)*：指指单位土壤容积内孔隙所占的百分数。单位土壤容积内孔隙所占的百分数。孔隙度孔隙度1固相率液相率气相率固相率液相率气相率 一般沙土孔度一般沙土孔度30-45%，壤土，壤土40-50%，粘土，粘土45-60%。孔隙比孔隙容积土粒容积密度容重孔隙度1土壤三相组成3.3.气相率气相率=孔隙度容积含水率孔隙度容积含
12、水率 土壤三相比固相率：容积含水率：气相率土壤三相比固相率：容积含水率：气相率 固相率固相率50%左右，左右，容积含水率容积含水率25-30%，气相率气相率15-25%小小孔孔隙隙大大孔孔隙隙疏松排列紧密排列47.46%24.51%孔隙度 土壤土壤孔性 当量孔径当量孔径*：相当于一定的土壤水吸力的孔径，单位为毫米。土壤的真实孔径往往无法实际测定。根据茹林公式计算可得D=3/h非活性孔隙 0.06mm孔隙类型当量孔径当量孔径 0.06 mm 0.06 mm的孔隙的孔隙,其中其中 0.2 mm 0.2 mm的的粗孔植物的细根可伸入其中；粗孔植物的细根可伸入其中；0.20.06 mm0.20.06
13、mm的的中孔是原生动物、真菌和根毛的栖身地。中孔是原生动物、真菌和根毛的栖身地。（一）土壤结构的概念（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。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。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（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。成为一定形状和大小的土块或土团。耕层土壤（耕层土壤（0
14、0 15cm15cm）的总孔隙度为）的总孔隙度为5050 60%60%，其，其中通气孔隙度为中通气孔隙度为1515 20%20%，底层土壤（，底层土壤（1515 30cm30cm）分别为分别为50%(50%(总）和总）和10%10%（气）。（气）。块状、核状：10 cm 大块状 5-10 cm 小块状 0.5-5cm 碎块状柱状、棱柱状：5 cm 大 3-5cm 中 3 cm 小团 粒：10-0.25mm微团粒:0.25 mm块状、核状、柱状、棱柱状和片状结构体总孔隙块状、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，结构体之间大的度小，主要是小的非活性孔隙，结构体之间大的通
15、气孔隙，往往成为漏水漏肥的通道。植物根系通气孔隙，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。很难穿扎，干裂时常扯断根系。团粒结构体团粒结构体 不仅总孔隙度大，而且内部有多级大量的大小孔隙，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。的双重作用。土壤团粒体土壤团粒体结构体的稳定性结构体的稳定性砂粒砂粒砂粒砂粒粉粒粉粒粉粉粒粒粘粒粘粒土粒土粒土粒土粒土粒土粒Ca2+腐腐殖殖质质土粒土粒土粒土粒土粒土粒良好的团粒结构体：大小；大小；多级孔隙；多级孔隙；稳定性（水稳性、机械稳性和生物
16、稳定性）。稳定性（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，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。包括天然物质和人工合成的高分子物质。1.1.比重比重 2.2.容重容重 3.3.土壤孔隙度土壤孔隙度 4.4.当量孔径当量孔径 5.5.团粒结构团粒结构 6.6.土壤结构体土壤结构体 7.7.毛管孔隙毛管孔隙1 1、沙土和粘土的生产性状有何不同，如何改良土壤质地？、沙土和粘土的生产性状有何不同，如何改良土壤质地？2 2、为什么说粒状、为什么说粒状团粒状结构是农业生产上比较理想的结团粒状结构是农业生产上比较理想的结构构?培育良好结构的有效途径是什么培育良好结构的有效途径是什么?1.随着有机质含量增减，土壤比重也在发生变化()2.表层土壤比重一般小于底层土壤()3.土壤的孔径分布主要是指土壤中各类孔隙所占的比例()4.粘质土孔隙度大但通透性差，而砂质土孔隙小但通透性强()5.团粘结构在任何质地土壤上都可以形成()6.土壤结构性的好坏反映在土壤孔隙的数量和质量两方面()7.不论旱田还是水田土壤有团粒结构肥力才
