砂质土壤

第四章土壤质地和结构

土壤三相组成

(一)土壤密度和容重

1土壤密度:单位容积固体土粒(不包括粒间孔隙的容积)的质量,土壤密度一

般取2.65g/cm32土壤容重:田间自然垒结状态下单位容积土体(包括土粒和孔隙)

的质量或重量。受密度和孔隙(影响更大)两方面的影响。

土壤容重的数值大小,受土壤质地、结构、有机质含量以及各种自然因素和人

工管理措施的影响。

(二)土壤孔隙

1土壤孔隙度:土壤中各种形状的粗细土粒集合和排列构成复杂的孔隙系统,

全部孔隙容积与土体容积的百分率,称为土壤孔隙度。

2孔隙比:土壤中孔隙容积与土壤容积的比值。孔隙比=孔隙容积/土粒容积

3三相组成和孔度的测定及计算

固相率=容重/密度

液相率=土壤水质量/干土质量

土壤含水率(体积%)=土壤含水量(质量%)x土壤容重

气相率:孔隙度=1-固相率=1-容重/密度

气相率=孔隙度-容积含水率

土壤质地

(一)随着粗细土粒中矿物组成的变化,它们的化学组成和性质也发生相应的变

化。SiO2

含量随颗粒由粗到细逐渐减少,而Al2O3、Fe2O3和盐基的含量则逐渐增加,因

此,细土粒中各种植物养分的含量要比粗土粒多得多。

(二)土壤的机械组成和质地

1机械组成(颗粒组成):根据土壤机械分析,分别计算其各粒级的相对含量,即

为机械组成(或称颗粒组成),并由此可确定土壤质地。

2土壤质地:根据机械组成划分的土壤类型。一般分为砂土、壤土和粘土三

类。

3土壤质地分类制

国际质地制、美国农业部质地制、卡钦斯基质地制、中国质地制

(三)不同质地土壤的肥力特点和利用改良

1砂质土:具松散的土壤固相骨架,砂粒很多而粘粒很少,粒间孔隙大,降水和

灌溉水容易渗入,内部排水快,但蓄水量少而蒸发失水强烈,水汽由大孔隙扩散至表

土而丢失。砂质土的毛管较粗,毛管上升水高度小,抗旱力弱。砂质土的养分少,又

因缺少粘粒和有机质而保肥性若,速效肥料易随雨水和灌溉水流失。砂质土含水少,

土温变化快,昼夜温差大。砂质土的通气好,好气微生物活动强烈,有机质迅速分解

并释放出养分,有机质累积难而其含量常较低。

砂质土在利用管理上要注意选择耐旱品种,保证水源供应,及时进行小定额灌

溉,要防止漏水漏肥,采用土表覆盖以减少土表水分蒸发。砂质土上施用速效肥料往

往肥效猛而不稳定,前劲大而后劲不足,所以,砂质土上要强调增施有机肥,适时施

追肥,并掌握勤浇薄施的原则。

粘质土:细粒含量高而粗粒含量极少,常呈紧实粘结的固相骨架。粒间孔隙数

目比砂质土多但甚为狭小,有大量非活性孔阻止毛管水移动。粘质土含矿质养分(尤

其是钾、钙等盐基离子)丰富,而且有机质含量较高。他们对带正电荷的离子态养分

(NH4+、K+、Ca2+)有强大的吸附能力。粘质土的孔细而往往被水占据,通气不畅,有

机质容易积累。所以,粘质土的保肥能力强,氮素等养分含量比砂质土中要多得多,

但“死水”容积和难效养分也多。粘质土蓄水多,热容量大,昼夜温度变幅较小。缺

少有机质的粘土,往往粘结成大土块。

对于这类土壤,要增施有机肥,注意排水,选择在适宜含水量条件下精耕细作,

以改善结构性和耕性。此外,由于粘土的湿胀干缩剧烈,常造成土地裂缝和建筑物倒

塌。采用深沟、密沟、高畦,或通过深耕和开深线沟破坏紧实的心土层以及采用暗

管和暗沟排水等,以避免或减轻涝害。

壤质土:兼有砂质土和粘质土的优点,是较为理想的土壤,其耕性优良,适种的

作物种类多。

土壤质地剖面:

(1)砂土剖面中有中位或深位粘土夹层的,可增加土壤抗旱和保水保肥能力,有

利于作物根系的发育,也便于进行耕作、施肥、排灌等措施,是一种良好的

土壤质地剖面类型,称为“蒙金土”。

(2)在粘土-壤土剖面中,如上层的粘土层厚度大,因其紧实而通气透水性能

差。

干时坚硬易龟裂,湿时膨胀易闭结,不耐旱亦不耐涝,不利于作物根系发育,

是一种不良的质地剖面,群众称为“倒蒙金”。

不同质地土壤的利用和改良

(1)选择适宜作物类型:通常生长期短的作物易于在砂质土上生长,后期不致脱

力;耐旱耐瘠的作物以及要求早熟的作物也以砂质土为宜。

(2)客土法:通过砂掺粘或粘掺砂来改善土壤质地和耕性。

(3)增施有机肥料:有机质的粘结力比砂粒强,比粘粒弱,家畜粪便,绿肥,秸

秆还田

(4)引洪漫淤法:农田表层土壤肥,含养料丰富,改良砂质土壤

(5)深耕、深翻;翻砂压淤,翻淤压沙

土壤结构

土壤结构:是土粒的排列、组合形式。

土壤结构体:是土粒相互排列和团聚成为一定形状和大小的土块和土团。

土壤结构体的分类:

1片状(板状)

2柱状和棱柱状

3块状和球状

4团粒结构

团粒结构:土壤胶结成粒状和小团块状,大体成球形,自小米粒至蚕豆粒般大,

称

为团粒。这种结构体在表土中出现,具有良好的物理性能,是肥沃土壤的结构

形态。

团粒具有水稳性、力稳性和多孔性。

团粒结构的形成过程

(1)粘结团聚过程:土壤团粒的多级团聚过程包括各种化学作用和物理化学作

用,

如胶体凝聚作用、粘结和胶结作用以及有机-矿质胶体的复合作用等,并有

生物的参与。

(2)切割造型过程

一、根系的切割

植物根系把土体切割成小团,在根系生长过程中对土团产生压力,把土

团压紧。因此,在根系发达的表土中容易产生较好的团粒结构。

二、干湿交替

湿润的土块在干燥的过程中,由于胶体失水而收缩,是土体出现裂缝而

破碎,产生各种结构体。在缺少根系的土壤下层,由于干湿交替产生裂

隙,则形成垂直的棱柱结构。

三、冻融交替

土壤孔隙中的水结冰时,体积增大,因而对土体产生压力,使它崩碎。

四、耕作

合理的耕作和施肥可促进团粒结构形成。

团粒结构在土壤肥力上的意义

(1)团粒结构土壤的大小孔隙兼备:蓄水与透水、通气同时进行,土壤孔隙状况

较为理

想。

(2)团粒结构土壤中水、气矛盾的解决

(3)团粒结构土壤的保肥与供肥协调

在团粒结构土壤中,团粒的表面和空气接触,有好气性微生物活动,有机质迅速

分

解,供应有效养分。在团粒内部,贮藏毛管水而通气不良,只有嫌气微生物活动

有

利用养分的贮藏。

(4)团粒结构土壤宜于耕作:结构良好的土壤,由于团粒之间接触面较小,粘结

性较弱,

因而耕作阻力小,宜耕时间长。

(5)团粒结构土壤具有良好的耕层构造:团粒结构的旱地土壤,具有良好的耕层

构造。

肥沃的水田土壤耕层则有一定数量的水稳性微团粒,在一定程度上可以解决水

气并

存的矛盾。

5土壤结构的管理

农作物的生长、发育、高产和稳产需要有良好的土壤结构状况,以便能保水保

肥、及时通气排水,调节水气矛盾,协调肥水供应等。农业土壤的团粒结构因受耕作

和施肥等多种因素的影响而极易遭到破坏。因此,必须进行合理的土壤结构管理,以

保持和恢复良好的结构状况,其主要途径如下:

(1)增施有机肥

(2)实行合理轮作

(3)合理耕作、水分管理及使用石灰(酸土)或石膏(碱土)

(4)土壤结构改良剂的应用

(5)盐碱土电流改良

四土壤孔性和土体构造

1土壤孔隙:是土壤中固相部分所占容积以外的空间。

2土壤孔隙性质:是指土壤孔隙总量及大、小孔隙分布。包括固相颗粒或结构

体之间的间隙和生物穴道,又水、气所占据。

3土壤总孔隙度:所有孔隙体积的总和占土壤体积的比例。反映土壤中所有孔

隙的总量,实际上是土壤水和土壤空气两者所占的容积之和。

4土壤孔隙比:土壤中孔隙容积与土粒容积(不包含土壤中的孔隙)的比值。

5毛管孔度:毛管水所占据的孔隙。

非毛管孔度:毛管水所不能占据的大孔隙

田间持水量:指远离地下水面的土层达到最大土壤悬着毛管水量时土壤含水量,

所得值从应从质量含水量换算成容积含水量。

6土壤空隙类型:非毛管孔度(通气孔度)、毛管孔度(活性孔度)和束缚水占孔

度(非活性孔度)

7当量孔径:是指一定的土壤水吸力相当的孔径,它与孔隙的形状及其均匀性

无关。土壤水吸力与当量孔径的关系式为:d=3/h,d为孔隙的当量孔径,h为土壤水

吸力。

8土体构造:由上、下土层的固相骨架垒合在一起,把上、下土层作为一个整

体来看,就是土体构造或剖面构造。