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1、華中農業(yè)大學第三章第三章 土壤的基本性狀土壤的基本性狀華中農業(yè)大學第一節(jié)第一節(jié) 土壤的孔隙性土壤的孔隙性第二節(jié)第二節(jié) 土壤的結構性土壤的結構性第三節(jié)第三節(jié) 土壤的耕性土壤的耕性第四節(jié)第四節(jié) 土壤的酸堿性土壤的酸堿性第五節(jié)第五節(jié) 土壤的電性與離子交換土壤的電性與離子交換第六節(jié)第六節(jié) 土壤的氧化還原狀況土壤的氧化還原狀況物理性質物理性質化學性質化學性質華中農業(yè)大學本章重點本章重點土壤的容重及孔隙度的計算土壤的容重及孔隙度的計算團粒結構的特點（優(yōu)點）團粒結構的特點（優(yōu)點）土壤酸度的種類、來源、與養(yǎng)分的關系土壤酸度的種類、來源、與養(yǎng)分的關系土壤離子交換特點、意義土壤離子交換特點、意義土壤氧化還原狀況與

2、土壤管理的關系土壤氧化還原狀況與土壤管理的關系華中農業(yè)大學1.1.土壤相對密度和容重土壤相對密度和容重2.2.土壤孔隙度的土壤孔隙度的概念及概念及計算計算3.3.土壤土壤孔隙類型孔隙類型4.4.土壤土壤孔性與作物生長孔性與作物生長華中農業(yè)大學土壤的相對密度：土壤的相對密度：單位體積土壤固體顆粒單位體積土壤固體顆粒(不含孔隙不含孔隙)的烘干重與同體積水重之比。的烘干重與同體積水重之比。1.1. 土壤相對密度土壤相對密度和容重和容重名稱密度名稱密度正長石2.542.58 黑云母 2.803.20斜長石2.622.76白云母2.763.10石英2.602.70角閃石、輝石2.903.60方解石2.7

3、12.90 磷灰石3.163.22白云石2.802.90赤鐵礦4.905.30高嶺石2.602.65褐鐵礦3.604.00蒙脫石2.532.74腐殖質1.201.80華中農業(yè)大學 同一土壤中，不同大小土粒的腐殖質含量和礦物組成不同，同一土壤中，不同大小土粒的腐殖質含量和礦物組成不同，因而其密度也不同。因而其密度也不同。 多數(shù)土壤的密度為多數(shù)土壤的密度為2.62.7g/cm3，因此計算中往往采用，因此計算中往往采用2.65 g/cm3 。注意華中農業(yè)大學 r rb = mass of solids total volume1.1. 土壤相對密度和土壤相對密度和容重容重土壤容重（土壤容重（Bulk

4、 Density）*：自然狀態(tài)下單位體自然狀態(tài)下單位體積土壤的烘干重。積土壤的烘干重。土壤容重值多介于土壤容重值多介于1.0-1.5 g/cm3范圍內范圍內夯實的土壤容重則可高達夯實的土壤容重則可高達1.8-2.0 g/cm3華中農業(yè)大學環(huán)刀法環(huán)刀法測定土壤容重測定土壤容重華中農業(yè)大學影響容重值的因素p質地（砂質土、粘土）p結構p有機質含量p各種自然因素和人工管理措施 (灌溉、排水、耕作、施肥)耕層土壤容重一般以耕層土壤容重一般以1.01.3 g/cm3為宜。為宜。華中農業(yè)大學 土壤容重的用途土壤容重的用途* * * *計算工程土方量計算工程土方量估算各種土壤成分儲量估算各種土壤成分儲量計算土

5、壤孔隙度計算土壤孔隙度計算土壤儲水量及灌水（或排水）定額計算土壤儲水量及灌水（或排水）定額1.1. 土壤相對密度和土壤相對密度和容重容重華中農業(yè)大學土壤重量土壤重量= =土壤體積土壤體積土壤容重土壤容重p 計算工程土方量計算工程土方量例：例：1公頃耕層土壤重量（耕層以公頃耕層土壤重量（耕層以20 cm計算，容計算，容重為重為1.25 g/cm3 ） = 10000m20.20m1250kg/m3 = 2500000 kg=2500 t 華中農業(yè)大學p 估算各種土壤成分儲量估算各種土壤成分儲量例：耕層土壤（例：耕層土壤（20 cm計算，容重為計算，容重為1.25 g/cm3 ），），有機質含量為

6、有機質含量為15 g/kg，全氮含量，全氮含量0.75g/kg。求每公頃。求每公頃土壤中有機碳和全氮的儲量？土壤中有機碳和全氮的儲量？ 有機碳儲量有機碳儲量= 10000m20.20m1.25g/cm315g/kg = 37500000 g = 37500 kg=37.5 t 全氮儲量全氮儲量= 10000m20.20m1.25g/cm30.75g/kg = 1875000 g = 1875 kg=1.875 t 華中農業(yè)大學2.2. 土壤孔隙度的土壤孔隙度的概念及概念及計算計算土壤孔隙：土壤孔隙：土壤中土粒與土粒、土團與土團之間相土壤中土粒與土粒、土團與土團之間相互支撐，構成許多彎彎曲曲、粗

7、細不同和形狀各異互支撐，構成許多彎彎曲曲、粗細不同和形狀各異的孔隙的孔隙華中農業(yè)大學土壤孔隙度土壤孔隙度( (孔度孔度) )* * * *：單位容積土壤中孔隙容積單位容積土壤中孔隙容積占整個土體容積的百分數(shù)。占整個土體容積的百分數(shù)。土壤孔隙度一般在土壤孔隙度一般在40-70之間變動；之間變動；大小與土壤質地、結構、有機質含量等有關。大小與土壤質地、結構、有機質含量等有關。2.2. 土壤孔隙度的土壤孔隙度的概念及概念及計算計算華中農業(yè)大學疏松排列緊密排列47.46%24.51%孔隙度華中農業(yè)大學孔隙比：孔隙比：土壤中孔隙容積與土粒容積的比值。土壤中孔隙容積與土粒容積的比值。結構良好的耕層土壤的孔

8、隙比應結構良好的耕層土壤的孔隙比應1。 華中農業(yè)大學 土壤的三相土壤的三相2.2.土壤孔隙度的土壤孔隙度的概念及概念及計算計算固相率固相容積固相率固相容積/ /土體容積土體容積容重容重/ /密度密度液相率液相容積液相率液相容積/ /土體容積土體容積土壤容積含水率土壤質量含水量土壤容積含水率土壤質量含水量(%)(%)* *土壤容重土壤容重氣相率氣相容積氣相率氣相容積/ /土體容積土體容積 孔隙度孔隙度- -液相率液相率 孔隙度孔隙度- -容積含水率容積含水率華中農業(yè)大學土壤三相比固相率：容積含水率：氣相率土壤三相比固相率：容積含水率：氣相率適宜的土壤三相比為：適宜的土壤三相比為：固相率固相率50

9、%左右，左右，容積含水率容積含水率25-30%，氣相率氣相率15-25%2.2.土壤孔隙度的土壤孔隙度的概念及概念及計算計算華中農業(yè)大學p計算土壤孔隙度計算土壤孔隙度例：求某土壤孔隙度（容重為例：求某土壤孔隙度（容重為1.25 g/cm3 ） = （1-1.25/2.65）100% = 52.8% 華中農業(yè)大學p 計算土壤儲水量計算土壤儲水量1hm2的的1m土層儲水量：土層儲水量： =10000m21m1.3 g/cm325% = 10000m21m1.3 t/m325% = 3250 t/hm2 = 3250m3/hm2 =325mm 設土壤含水量設土壤含水量25%，容重為，容重為1.3 g

10、/cm3。求。求1公頃的公頃的1m深土層的儲水量？深土層的儲水量？公公式式華中農業(yè)大學非活性孔隙非活性孔隙 1.5105Pa毛管孔隙毛管孔隙 0.02-0.002 mm， 1.5105-1.5104Pa通氣孔隙通氣孔隙 0.02mm， S10 cm 大塊狀結構；大塊狀結構；510 cm 塊狀結構；塊狀結構；15 cm 碎塊狀碎塊狀結構結構?！巴量览量览比A中農業(yè)大學1.1. 土壤結構體的類型土壤結構體的類型u 塊狀和塊狀和核狀核狀結構結構 p 形狀：形狀：立方體型，邊面棱角明顯，結構表面往往有鐵立方體型，邊面棱角明顯，結構表面往往有鐵錳膠膜出現(xiàn)，泡水以后不易散開。錳膠膜出現(xiàn)，泡水以后不易散開

11、。p 出現(xiàn)部位及原因：出現(xiàn)部位及原因： 出現(xiàn)部位：出現(xiàn)部位：淀積層（心土、底土層）淀積層（心土、底土層） 出現(xiàn)原因：出現(xiàn)原因：有機質極缺，質地粘重。有機質極缺，質地粘重。p 大小劃分（軸長）：大小劃分（軸長）： 13 cm 華中農業(yè)大學1.1. 土壤結構體的類型土壤結構體的類型u 柱狀和棱柱狀結構（立土）柱狀和棱柱狀結構（立土） p 形狀：形狀：側側面面、橫橫斷面形狀不規(guī)則。斷面形狀不規(guī)則。p 出現(xiàn)部位及原因：出現(xiàn)部位及原因： 出現(xiàn)部位：出現(xiàn)部位：常在干旱半干旱地帶的底土出現(xiàn)，是堿化土常在干旱半干旱地帶的底土出現(xiàn)，是堿化土壤的標志特征，壤的標志特征， 出現(xiàn)原因：出現(xiàn)原因：質地粘重，干濕交替作用

12、下形成。質地粘重，干濕交替作用下形成。p 大小劃分（軸長）：大小劃分（軸長）： 大柱狀結構，大柱狀結構，5cm； 柱狀結構，柱狀結構，35cm； 小柱狀結構，小柱狀結構，3mm者為板狀，者為板狀， 3mm者為片狀。者為片狀。華中農業(yè)大學這些類土壤結這些類土壤結構體有利于植構體有利于植物生長么？物生長么？WHY?WHY?孔隙少，水氣不通，微生物活動孔隙少，水氣不通，微生物活動弱，養(yǎng)分無法釋放弱，養(yǎng)分無法釋放土粒排列緊湊，幾乎無大孔隙，土粒排列緊湊，幾乎無大孔隙，不利于根系發(fā)育和透水通氣保水不利于根系發(fā)育和透水通氣保水華中農業(yè)大學1.1. 土壤結構體的類型土壤結構體的類型u 團粒狀和粒狀結構團粒狀

13、和粒狀結構 p 形狀：形狀：圓球形（圓球形（“螞蟻蛋螞蟻蛋”，“米糝子米糝子”）p 出現(xiàn)部位：出現(xiàn)部位： 表層，有機質肥沃土壤。表層，有機質肥沃土壤。 p 大小劃分（軸長）：大小劃分（軸長）： 0.2510 mm者為團粒結構；者為團粒結構； Al3+ Ca2+ Mg2+ H+ NH4+ K+ Na+陽離子凝聚作用陽離子凝聚作用 (cation coagulation) 土壤膠粒通常帶有負電土壤膠粒通常帶有負電荷，帶負電荷的土壤膠粒荷，帶負電荷的土壤膠粒在陽離子作用下，發(fā)生相在陽離子作用下，發(fā)生相互凝聚?；ツ邸?華中農業(yè)大學 水膜水膜(water film)的粘結作用的粘結作用 土粒在水膜的作

14、用下，在土土粒在水膜的作用下，在土粒接觸處形成彎月面，由于彎月粒接觸處形成彎月面，由于彎月面內側的負壓，把相鄰的土粒團面內側的負壓，把相鄰的土粒團聚在一起，形成土團。聚在一起，形成土團。Soil particleSoil particle水膜水膜華中農業(yè)大學土壤膠體的膠結作用土壤膠體的膠結作用(cementation) 華中農業(yè)大學有機有機礦質復合體礦質復合體的膠結作用的膠結作用 華中農業(yè)大學干濕交替和凍融干濕交替和凍融交替作用交替作用生物的作用生物的作用土壤耕作土壤耕作v干濕交替干濕交替膠體膠體物質的干縮濕脹導致，物質的干縮濕脹導致，破碎土團破碎土團v凍融交替凍融交替冰的冰的擠壓，破碎土團；

15、膠擠壓，破碎土團；膠體脫水凝聚（北方秋體脫水凝聚（北方秋耕、冬灌和冬犁曬垡）耕、冬灌和冬犁曬垡）v分割和擠壓作用分割和擠壓作用v分泌物和死亡后產(chǎn)分泌物和死亡后產(chǎn)生的多糖和腐殖質的生的多糖和腐殖質的團聚作用團聚作用v真菌、放線菌菌絲真菌、放線菌菌絲的纏繞的纏繞v蚯蚓的加工作用蚯蚓的加工作用v疏松土壤，破除疏松土壤，破除結皮和板結結皮和板結v結合施肥，特別結合施肥，特別是有機肥，利于發(fā)是有機肥，利于發(fā)揮膠結劑作用揮膠結劑作用v耕作要掌握好宜耕作要掌握好宜耕期耕期切割造型過程切割造型過程華中農業(yè)大學1 1）合理耕作合理耕作p在最佳土壤水分含量期耕作在最佳土壤水分含量期耕作p耕作方法（深耕、中耕、少耕

16、、免耕等）耕作方法（深耕、中耕、少耕、免耕等）2 2）輪作與間套種輪作與間套種p水旱輪作水旱輪作p禾本科與豆科間作輪作、套作禾本科與豆科間作輪作、套作3 3）施肥、改良化學性質施肥、改良化學性質p有機肥、稻草直接還田、石灰、化肥有機肥、稻草直接還田、石灰、化肥4.4. 土壤結構性評價與管理土壤結構性評價與管理華中農業(yè)大學4）結構改良劑（）結構改良劑（soil conditioner）天然：從天然有機物提取天然：從天然有機物提取多糖、多糖醛、纖維素、木質素、樹脂和腐殖酸多糖、多糖醛、纖維素、木質素、樹脂和腐殖酸人工合成：人工合成：聚丙烯酸類聚丙烯酸類、醋酸乙烯馬來酸類、聚丙烯醇類、醋酸乙烯馬來酸

17、類、聚丙烯醇類、四基銨鹽化合物等四基銨鹽化合物等4.4. 土壤結構性評價與管理土壤結構性評價與管理用量僅為土重的用量僅為土重的0.01%-0.1%，效果可維持，效果可維持23年年華中農業(yè)大學土壤改良劑的應用土壤改良劑的應用華中農業(yè)大學本節(jié)思考題本節(jié)思考題1 1、名詞解釋：密度、容重、孔隙度、團粒結構；、名詞解釋：密度、容重、孔隙度、團粒結構；2 2、計算：容重、孔隙度相關計算；、計算：容重、孔隙度相關計算；3 3、土壤孔隙的類型及其作用；、土壤孔隙的類型及其作用；4 4、土壤結構體的類型？、土壤結構體的類型？5 5、團粒結構在維持土壤肥力方面的作用？、團粒結構在維持土壤肥力方面的作用？華中農業(yè)

18、大學1. 1. 隨著有機質含量增減，土壤容重也在發(fā)生變化隨著有機質含量增減，土壤容重也在發(fā)生變化( )( )2. 2. 表層土壤容重一般小于底層土壤表層土壤容重一般小于底層土壤( () )3. 3. 土壤的孔隙分布主要是指土壤中各類孔隙所占的比例土壤的孔隙分布主要是指土壤中各類孔隙所占的比例()()4. 4. 粘質土孔隙度大但通透性差，而砂質土孔隙小但通透性強粘質土孔隙度大但通透性差，而砂質土孔隙小但通透性強( () ) 5. 5. 團粘結構在任何質地土壤上都可以形成團粘結構在任何質地土壤上都可以形成()()6. 6. 土壤結構性的好壞反映在土壤孔隙的數(shù)量和質量兩方面土壤結構性的好壞反映在土壤孔隙的數(shù)量和質量兩方面( () )7. 7. 不論旱田還是水田土壤有團粒結構肥力才高不論旱田還是水田土壤有團粒結構肥力才高()()8. 8. 蒙金土是上層質地粘重而下層質地較輕蒙金土是上層質地粘重而下層質地較輕( () )9. 9. 土壤微結構體由土壤礦物質、有機質和孔隙所組成土壤微結構體由土壤礦物質、有機質和孔隙所組成()()10.10.使用有機肥不僅可提高土壤有機質含量，也可改變土壤質地使用有機肥不僅可提高土壤有機質含量，也可改變土壤質地（）快速測驗快速測驗