土壤的孔性结构性与耕性.ppt
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1、第三章第三章 土壤孔性、结构性和耕性土壤孔性、结构性和耕性土壤孔性土壤孔性土壤结构性(重点)土壤结构性(重点)土壤耕性土壤耕性 内容:内容:第一节第一节 土壤孔性土壤孔性 土壤中土粒或团聚体之间以及团聚体内部的空隙叫土壤中土粒或团聚体之间以及团聚体内部的空隙叫做土壤孔隙。做土壤孔隙。孔隙性(孔性):孔隙性(孔性):它是土壤孔隙度、大小孔隙搭配比例它是土壤孔隙度、大小孔隙搭配比例及其在土层中分布情况的综合反映。及其在土层中分布情况的综合反映。一、孔隙度或孔隙比一、孔隙度或孔隙比数量指标数量指标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
2、率液相率气相率 指单位土壤容积内孔隙所占的百分数。旱地耕层土壤以指单位土壤容积内孔隙所占的百分数。旱地耕层土壤以50%50%适宜大多适宜大多数作物生长。数作物生长。一般砂土孔度一般砂土孔度30%-45%30%-45%,壤土,壤土40%-50%40%-50%,粘土,粘土45%-60%45%-60%。二、孔隙分级二、孔隙分级质量指标质量指标(一)当量孔径(一)当量孔径*:相当于一定的土壤水吸力的孔径,单位为毫米。与孔隙的相当于一定的土壤水吸力的孔径,单位为毫米。与孔隙的形状及其均匀性无关。土壤的真实孔径往往无法实际测定。形状及其均匀性无关。土壤的真实孔径往往无法实际测定。土壤水吸力与当量孔径的关系
3、式为:土壤水吸力与当量孔径的关系式为:d=3/T d为孔隙的当量孔径(为孔隙的当量孔径(mm)T为土壤水吸力(为土壤水吸力(100Pa)(二)孔隙分级根据当量孔径大小根据当量孔径大小 孔隙类型孔隙类型及其作用可分为及其作用可分为:非活性孔隙非活性孔隙 毛管孔隙毛管孔隙通气孔隙通气孔隙 非活性孔隙非活性孔隙*:又称无效孔、束缚水孔,又称无效孔、束缚水孔,这是土壤中最细微的孔隙。这是土壤中最细微的孔隙。根毛和微生物不能进入此孔隙,因此其中的养分和水根毛和微生物不能进入此孔隙,因此其中的养分和水分难以被植物利用分难以被植物利用 。对作物生长来说,非活性孔度愈小愈好。对作物生长来说,非活性孔度愈小愈好
4、。毛管孔隙毛管孔隙*:也称贮水孔隙,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。在保证良好通气性的前提下,毛管孔隙度愈大愈好。通气孔隙通气孔隙*:当量孔径 0.06 mm的孔隙,其中 0.2 mm的粗孔植物的细根可伸入其中;0.20.06 mm的中孔是原生动物、真菌和根毛的栖身地。旱地耕层土壤通气孔隙度在10%20%为佳。小小孔孔隙隙大大孔孔隙隙 三、土壤的密度和容重土壤孔隙一般很难直接测定,常常通过土壤容重和土壤密度来土壤孔隙一般很难直接测定,常常通过土壤容重和土壤密度来计算。同时在土壤其他性状的研究中,其应用也十分广泛。计算。同时在土壤其他性状的研究中,其应用也十
5、分广泛。(一)土壤密度(一)土壤密度土壤密度指单位容积固体土粒(不包括孔隙)的干质量。土壤密度指单位容积固体土粒(不包括孔隙)的干质量。土壤密度的大小主要决定于土壤矿物质的密度和有机质的土壤密度的大小主要决定于土壤矿物质的密度和有机质的密度。密度。有机质的密度为有机质的密度为 1.25-1.40 g/cm3;矿物密度大多在之间;由于有;矿物密度大多在之间;由于有机质含量很少,机质含量很少,所以一般取矿物质密度的平均数所以一般取矿物质密度的平均数2.65 g/cm3作为土作为土壤密度。壤密度。(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。土壤容重值多介于克/厘米3范围内,夯
6、实的土壤容重则可高达克/厘米3。旱地作物适宜的容重为旱地作物适宜的容重为1.3 g/cm3。土壤容重的在农业上的应用:土壤容重的在农业上的应用:1)反映土壤松紧状况)反映土壤松紧状况相同质地时,疏松的土壤容重较小,紧实的土壤容重较大。相同质地时,疏松的土壤容重较小,紧实的土壤容重较大。不同质地时,一般砂土壤土粘土。不同质地时,一般砂土壤土粘土。2)计算土壤三相比计算土壤三相比孔隙度孔土体(土体固体)土体固体土体孔隙度孔土体(土体固体)土体固体土体(土壤密度)(土壤容重)土壤容重土壤密度(土壤密度)(土壤容重)土壤容重土壤密度固相率孔隙度土壤容重土壤密度固相率孔隙度土壤容重土壤密度液相率(土壤容
7、积含水量)土壤质量含水量液相率(土壤容积含水量)土壤质量含水量土壤容重土壤容重气相率固相率液相率孔隙度液相率气相率固相率液相率孔隙度液相率土壤三相比固相率:液相率:气相率土壤三相比固相率:液相率:气相率适宜的土壤三相百分数为:适宜的土壤三相百分数为: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%。)计算土壤的重量以及土壤中各组分(如土壤计算土壤的重量以及土壤中各组分(如土壤水分、有机质、养分和盐分等)的含量水分、有机质、养分和盐分等)的含量 例:若土壤容重为例:若土壤容重为g/cm3,则每亩耕层土壤,则每亩耕层土壤()的总重为多少?()的总重为多少?1
8、.55=150例:若土壤全氮为,计算每亩耕层土壤含例:若土壤全氮为,计算每亩耕层土壤含氮量?氮量?例:若土壤含水量为,要求灌水后达到,例:若土壤含水量为,要求灌水后达到,则每亩需灌水多少?则每亩需灌水多少?()()四、影响土壤孔性的因素及其调控四、影响土壤孔性的因素及其调控(一)(一)内因:质地、结构、有机质(二)(二)外因:自然因素(气象变化)自然因素(气象变化)人工管理措施:灌溉、施肥、耕作等人工管理措施:灌溉、施肥、耕作等农业生产上常采用施用有机肥、适宜耕作等调控土壤孔农业生产上常采用施用有机肥、适宜耕作等调控土壤孔性。性。一、土壤结构体和土壤结构性一、土壤结构体和土壤结构性 土壤结构是
9、土粒(单粒和复粒)的排列、组合形式。包含土壤结构是土粒(单粒和复粒)的排列、组合形式。包含着两重含义:结构体和结构性。着两重含义:结构体和结构性。土壤结构体:又称土壤结构,是指原生土粒(单粒)和次生土粒(复粒)的排列与组合状况。土壤结构性:指土壤结构体在土壤中的类型、数量、相互排列方式孔隙状况以及其稳定性(水稳性、力稳性、生物稳定性)的综合特状况以及其稳定性(水稳性、力稳性、生物稳定性)的综合特性。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。第二节土壤结构性第二节土壤结构性自然界的土壤中,土壤固体颗粒很少以单粒形式存在,一般都会胶结成大小、形状、性质不一的团聚体。二二土土壤
10、壤结结构构(体体)的的类类型型 似立方体型似立方体型 条柱型条柱型 扁平型扁平型 似球型似球型 不良结构体:不良结构体:块状、核状、柱状、棱柱状和片状结构体总孔隙度小,结构体内部主要是小的非活性孔隙,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。良好结构体良好结构体:团粒结构体不仅总孔隙度大,而且有多级孔隙,大小孔隙分配适当,兼有蓄水和通气的双重作用,团粒之间排列疏松易于耕作。孔隙性质是评价结构性重要指标,良好的土壤结构性应该具备土壤总孔隙度大,大小孔隙的分配要适当单个土粒单个土粒团聚体团聚体微团粒微团粒三、土壤团粒结构的形成过程三、土壤团粒结构的形成过程
11、复粒复粒土土壤壤团团粒粒体体四、土壤团粒结构的形成条件四、土壤团粒结构的形成条件胶结物质胶结物质)有机胶体:腐殖质、蛋白质、多糖等。有机胶体:腐殖质、蛋白质、多糖等。)无机胶体:层状铝硅酸盐、铁铝氧化物(稳定性较无机胶体:层状铝硅酸盐、铁铝氧化物(稳定性较强)强)胶体的凝聚作用:金属盐类(胶体的凝聚作用:金属盐类()水膜:细土粒具有表面能,能吸引水分子,通过水水膜:细土粒具有表面能,能吸引水分子,通过水分子可使土粒相互联系在一起。分子可使土粒相互联系在一起。)生物作用)生物作用)干湿交替)干湿交替)冻融交替)冻融交替)耕作)耕作合理的耕作施肥,有助于团粒结构的形成,合理的耕作施肥,有助于团粒结
12、构的形成,不合理的耕作会破坏团粒结构。不合理的耕作会破坏团粒结构。成型动力成型动力砂粒砂粒砂粒砂粒粉粒粉粒粉粉粒粒粘粒粘粒腐殖质腐殖质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Fe2+腐腐殖殖质质Fe3+Al3+团粒结构体的稳定性团粒结构体的稳定性*:机械稳定性;生物稳定性;水稳定性;五、土壤团粒结构与土壤肥力五、土壤团粒结构与土壤肥力1、能协调水分和空气的矛盾,稳定土壤温度、能协调水分和空气的矛盾,稳定土壤温度:由于团粒结构本身的构造特点,决定其具有恰当的大由于团粒结构本身的构造特点,决定其具有恰当的大小孔隙比,而水分与空气是互为消长的关系小孔隙比,而水分与空气是互
13、为消长的关系.适宜的水适宜的水汽比例,使土壤的温热状况适中,既有利于升温又具有汽比例,使土壤的温热状况适中,既有利于升温又具有稳温性,不会产生骤冷骤热稳温性,不会产生骤冷骤热2、水和气:、水和气:团粒之间的大孔隙通水、透气,保证良好的通气,透水团粒之间的大孔隙通水、透气,保证良好的通气,透水性;小孔隙蓄水,可保蓄水分性;小孔隙蓄水,可保蓄水分。3、热(温度):、热(温度):适宜的水汽比例,导致土壤稳热状况适中,即利于升温适宜的水汽比例,导致土壤稳热状况适中,即利于升温而又具有稳温性,不会产生骤冷、骤热的现象,而又具有稳温性,不会产生骤冷、骤热的现象,4、能协调土壤有机质中养分的消耗和积累的矛盾
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