土壤物理性质

土壤质地是土壤物理性质之一。指土壤中不同大小直径的矿物颗粒的组合状况。土壤质地与土壤通气、保肥、保水状况及耕作的难易有密切关系；土壤质地状况是拟定土壤利用、管理和改良措施的重要依据。

土壤的物理性质

• 土壤质地
  • 概念
    • 土壤粒级：将粒径大小相近、性质相似的土粒归为一类，称为粒级
    • 土壤质地：土壤是由许多大小不同的土粒、按不同的比例组合而成的，这些不同粒级混合在一起表现出来的土壤粗细状况，称为土壤质地，也叫做土壤机械组成。
    • 备注
      • 各粒径的大小不同，矿物的化学成分和性质也存在较大差异。
      • 由于各粒级的矿物组成不同，所以不同粒级的化学成分也有所差别
      • 颗粒越粗（细），原生（次生）矿物越多
  • 土壤质地的分类
    • 砂土
    • 壤土
    • 粘土
  • 土壤质地和土壤肥力
    • 砂土
      • 特点
        • 砂粒占优势→土壤中大空隙多，毛管空隙少→砂土的通气性、透水性强，保水性和蓄水性弱；
        • 热容量小，温度变化剧烈，易受干旱影响。春季温度上升快，发苗早，又称暖性土。
      • 不足
        • 砂土通气性好→有机质分解迅速彻底，不易积累→砂土的保肥力弱，漏水漏肥。
      • 优点
        • 易耕作，适耕期长，供肥快。
    • 粘土
      • 抗旱性强
      • 发小苗
      • 特点
        • 粘土中的孔隙细小，非毛管孔隙少，毛管孔隙多，毛管作用力强→透水、通气性差；但蓄水、保肥性能也好
      • 优点
        • 粘土的通气性差→有机质分解缓慢，有利于积累，养分丰富；
        • 粘土的热容量大→温度变化迟缓，特别是春季温度上升慢，影响幼苗生长，有冷性土之称。
      • 不足
        • 粘土质地粘重→不易耕作，适耕期短
    • 壤土
      • 发老苗
      • 特点
        • 砂粒、粉粒和粘粒的含量比重比较适中
        • 壤土既有一定数量的非毛管孔隙，又有适量的毛管孔隙
        • 不仅通气性、透水性好，而且蓄水、保肥与供肥性能强，温度稳定，耕作性能好
• 土壤结构
  • 概念
    • 土壤颗粒常常相互作用胶结成各种形态的团聚体，团聚体的组合排列形态称为土壤结构。
  • 土壤结构类型
    • 片状结构
    • 棱柱状结构
    • 柱状结构
    • 角块状结构
    • 团块状结构
      • ＞10mm
    • 粒状结构
      • 中间是实心的
      • ＜10mm
    • 区别
    • 团粒状结构
      • 中间是空心的，有毛管孔隙
  • 土壤结构的形成
    • 胶结物质及其作用
      • 关键：胶结力、胶结物质
      • 主要胶结物质
        • 无机胶体
          • 次生粘粒、铁铝氧化物和硅酸凝胶
            • 硅酸凝胶在脱硅时以硅酸的形式脱去
        • 有机胶体
          • 腐殖质和微生物菌丝和粘液
            • 良好的结构中有很多腐殖质，粘液如蚯蚓液
        • 有机—无机复合胶体
          • 该类胶体在土粒表面形成胶膜，在各种外力作用下通过胶膜发生相互胶结
      • 胶结作用
        • 无机胶体的凝聚作用
          • 无机胶体带负电（同晶代换），遇见土壤中带正电荷的二、三价阳离子时，则发生胶体的凝聚
          • 形成初生的微团聚体（单粒成复粒）→二、三级团聚体→中团粒和大团粒（团粒结构）
        • 有机胶体的胶结作用
          • 其中最具胶结作用的是腐殖质
          • 腐殖质中胡敏酸聚合程度高，分子量大，与钙离子结合生成不可逆的凝胶
          • 胡敏酸也可以和带正电荷的有机胶体发生作用，形成凝胶，成为形成水稳性团粒结构的重要胶结剂
            • 例：下雨后，河水变浑浊（不浑浊）→水稳性不强（强）
    • 土壤结构形成的外力作用
      • 生物的作用
        • 根系、土壤动物
      • 干湿胶体
        • 湿→黏；干→裂
      • 冻融胶体
        • 主要发生在北方
      • 耕作挤压
        • 例：犁底层
  • 土壤结构的质量指标
    • 概述
      • 只有在经过有机或无机胶结物质的聚集或复合，才能形成水稳性团聚体
        • 结构是团聚体的外部表现形态，团聚体≠结构
    • 指标
      • 团聚体的稳定性
        • 表现
          • 水稳定性
          • 机械稳定性
        • 衡量
          • 通常用＞0.25mm的水稳性团聚体（过水筛）的含量作为衡量土壤结构的重要数据
          • 水稳定性的好坏主要取决于胶结物质的类型
            • 有机胶结
              • 钙质和铁质胶结水稳定性好
            • 无机胶结
              • 一价阳离子较多的水稳定性差
      • 土壤合理的孔隙度
        • 表现
          • 土壤能透水、通气，又能保水、保肥，水、气、热协调
        • 指标
          • 合理的孔隙比例要求：毛管孔隙占总孔隙的40%，非毛管孔隙占60%为好
        • 实际情况
          • 有机胶体、有机—无机复合胶体形成的团聚体总孔隙度较大，常在40%60%
          • 无机胶体（粘土矿物）形成团聚体的孔隙度较小，一般＜40%
  • 土壤团粒结构的肥力意义
    • 在农业生产中，最具有价值的土壤结构是 团粒状的水稳性团聚体（直径在1-10mm)
    • 一、水气协调
      • 具有团粒结构的土壤总孔隙度大（约为55%）
      • 孔隙比例较为合适，毛管孔隙占其中的40%，非毛管孔隙占60%
      • 孔隙分布均匀，团粒与团粒之间是非毛管孔隙，团粒内部和团粒与单粒之间存在大量毛管孔隙，解决了土壤透水性和蓄水性的矛盾，
    • 二、热协调
      • 由于具有团粒结构的土壤解决了土壤水和空气同时存在的矛盾
      • 因此较好解决了土壤导热性和热容量的矛盾
      • 使得土壤温度变化较为稳定和适度
    • 三、养分协调
      • 具有团粒结构的土壤，有机质和各种养分的含量都比较丰富
      • 团聚体表面通气性好，有机质矿化分解迅速，有利于养分的释放和供应
      • 团聚体内部以嫌气分解为主，分解缓慢，有利于养分的保存
    • 从内外差异进行分析， 保证水气协调、热性质 协调、养分协调
• 土壤的一般物理性质
  • 土壤的比重
    • 真比重
    • 单位体积固体的重量与同体积水的重量之比
      • 无单位
  • 土壤的容重
    • 假比重
    • 单位体积的原状土体（包括固体和孔隙）的干土重与同体积水的重量之比
      • 单位：g/cm3
  • 土壤的孔隙度
    • 单位体积土壤内孔隙所占体积的百分比
• 土壤的物理机械性
  • 粘结性
    • 土壤颗粒之间
  • 粘着性
    • 土壤附着在外物上
  • 可塑性
  • 膨胀性和收缩性