土壤肥料學(xué)：第三章第一節(jié) 土壤孔隙與結(jié)構(gòu)

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1、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)第三章第三章 土壤的基本性狀土壤的基本性狀華中農(nóng)業(yè)大學(xué)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(jié)構(gòu)性土壤的結(jié)構(gòu)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(zhì)物理性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)華中農(nóng)業(yè)大學(xué)本章重點(diǎn)本章重點(diǎn)土壤的容重及孔隙度的計(jì)算土壤的容重及孔隙度的計(jì)算團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)（優(yōu)點(diǎn)）團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)（優(yōu)點(diǎn)）土壤酸度的種類、來源、與養(yǎng)分的關(guān)系土壤酸度的種類、來源、與養(yǎng)分的關(guān)系土壤離子交換特點(diǎn)、意義土壤離子交換特點(diǎn)、意義土壤氧化還原狀況與

2、土壤管理的關(guān)系土壤氧化還原狀況與土壤管理的關(guān)系華中農(nóng)業(yè)大學(xué)1.1.土壤相對(duì)密度和容重土壤相對(duì)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(jì)算計(jì)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(nóng)業(yè)大學(xué)土壤的相對(duì)密度：土壤的相對(duì)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(duì)密度土壤相對(duì)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(zhì)1.201.80華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 同一土壤中，不同大小土粒的腐殖質(zhì)含量和礦物組成不同，同一土壤中，不同大小土粒的腐殖質(zhì)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(jì)算中往往采用，因此計(jì)算中往往采用2.65 g/cm3 。注意華中農(nóng)業(yè)大學(xué) r rb = mass of solids total volume1.1. 土壤相對(duì)密度和土壤相對(duì)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(nèi)范圍內(nèi)夯實(shí)的土壤容重則可高達(dá)夯實(shí)的土壤容重則可高達(dá)1.8-2.0 g/cm3華中農(nóng)業(yè)大學(xué)環(huán)刀法環(huán)刀法測(cè)定土壤容重測(cè)定土壤容重華中農(nóng)業(yè)大學(xué)影響容重值的因素p質(zhì)地（砂質(zhì)土、粘土）p結(jié)構(gòu)p有機(jī)質(zhì)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(nóng)業(yè)大學(xué) 土壤容重的用途土壤容重的用途* * * *計(jì)算工程土方量計(jì)算工程土方量估算各種土壤成分儲(chǔ)量估算各種土壤成分儲(chǔ)量計(jì)算土

5、壤孔隙度計(jì)算土壤孔隙度計(jì)算土壤儲(chǔ)水量及灌水（或排水）定額計(jì)算土壤儲(chǔ)水量及灌水（或排水）定額1.1. 土壤相對(duì)密度和土壤相對(duì)密度和容重容重華中農(nóng)業(yè)大學(xué)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(jì)算工程土方量計(jì)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(jì)算，容計(jì)算，容重為重為1.25 g/cm3 ） = 10000m20.20m1250kg/m3 = 2500000 kg=2500 t 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)p 估算各種土壤成分儲(chǔ)量估算各種土壤成分儲(chǔ)量例：耕層土壤（例：耕層土壤（20 cm計(jì)算，容重為計(jì)算，容重為1.25 g/cm3 ），），有機(jī)質(zhì)含量為

6、有機(jī)質(zhì)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(jī)碳和全氮的儲(chǔ)量？土壤中有機(jī)碳和全氮的儲(chǔ)量？ 有機(jī)碳儲(chǔ)量有機(jī)碳儲(chǔ)量= 10000m20.20m1.25g/cm315g/kg = 37500000 g = 37500 kg=37.5 t 全氮儲(chǔ)量全氮儲(chǔ)量= 10000m20.20m1.25g/cm30.75g/kg = 1875000 g = 1875 kg=1.875 t 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)2.2. 土壤孔隙度的土壤孔隙度的概念及概念及計(jì)算計(jì)算土壤孔隙：土壤孔隙：土壤中土粒與土粒、土團(tuán)與土團(tuán)之間相土壤中土粒與土粒、土團(tuán)與土團(tuán)之間相互支撐，構(gòu)成許多彎彎曲曲、粗

7、細(xì)不同和形狀各異互支撐，構(gòu)成許多彎彎曲曲、粗細(xì)不同和形狀各異的孔隙的孔隙華中農(nóng)業(yè)大學(xué)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(gè)土體容積的百分?jǐn)?shù)。占整個(gè)土體容積的百分?jǐn)?shù)。土壤孔隙度一般在土壤孔隙度一般在40-70之間變動(dòng)；之間變動(dòng)；大小與土壤質(zhì)地、結(jié)構(gòu)、有機(jī)質(zhì)含量等有關(guān)。大小與土壤質(zhì)地、結(jié)構(gòu)、有機(jī)質(zhì)含量等有關(guān)。2.2. 土壤孔隙度的土壤孔隙度的概念及概念及計(jì)算計(jì)算華中農(nóng)業(yè)大學(xué)疏松排列緊密排列47.46%24.51%孔隙度華中農(nóng)業(yè)大學(xué)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(jié)構(gòu)良好的耕層土壤的孔

8、隙比應(yīng)結(jié)構(gòu)良好的耕層土壤的孔隙比應(yīng)1。 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 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(jì)算計(jì)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(zhì)量含水量土壤容積含水率土壤質(zhì)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(nóng)業(yè)大學(xué)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(jì)算計(jì)算華中農(nóng)業(yè)大學(xué)p計(jì)算土壤孔隙度計(jì)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(nóng)業(yè)大學(xué)p 計(jì)算土壤儲(chǔ)水量計(jì)算土壤儲(chǔ)水量1hm2的的1m土層儲(chǔ)水量：土層儲(chǔ)水量： =10000m21m1.3 g/cm325% = 10000m21m1.3 t/m325% = 3250 t/hm2 = 3250m3/hm2 =325mm 設(shè)土壤含水量設(shè)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(chǔ)水量？深土層的儲(chǔ)水量？公公式式華中農(nóng)業(yè)大學(xué)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(jié)構(gòu)；大塊狀結(jié)構(gòu)；510 cm 塊狀結(jié)構(gòu)；塊狀結(jié)構(gòu)；15 cm 碎塊狀碎塊狀結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)?！巴量览量览比A中農(nóng)業(yè)大學(xué)1.1. 土壤結(jié)構(gòu)體的類型土壤結(jié)構(gòu)體的類型u 塊狀和塊狀和核狀核狀結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) p 形狀：形狀：立方體型，邊面棱角明顯，結(jié)構(gòu)表面往往有鐵立方體型，邊面棱角明顯，結(jié)構(gòu)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(jī)質(zhì)極缺，質(zhì)地粘重。有機(jī)質(zhì)極缺，質(zhì)地粘重。p 大小劃分（軸長）：大小劃分（軸長）： 13 cm 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)1.1. 土壤結(jié)構(gòu)體的類型土壤結(jié)構(gòu)體的類型u 柱狀和棱柱狀結(jié)構(gòu)（立土）柱狀和棱柱狀結(jié)構(gòu)（立土） p 形狀：形狀：側(cè)側(cè)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(biāo)志特征，壤的標(biāo)志特征， 出現(xiàn)原因：出現(xiàn)原因：質(zhì)地粘重，干濕交替作用

12、下形成。質(zhì)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(jié)構(gòu)，大柱狀結(jié)構(gòu)，5cm； 柱狀結(jié)構(gòu)，柱狀結(jié)構(gòu)，35cm； 小柱狀結(jié)構(gòu)，小柱狀結(jié)構(gòu)，3mm者為板狀，者為板狀， 3mm者為片狀。者為片狀。華中農(nóng)業(yè)大學(xué)這些類土壤結(jié)這些類土壤結(jié)構(gòu)體有利于植構(gòu)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(dòng)孔隙少，水氣不通，微生物活動(dòng)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(nóng)業(yè)大學(xué)1.1. 土壤結(jié)構(gòu)體的類型土壤結(jié)構(gòu)體的類型u 團(tuán)粒狀和粒狀結(jié)構(gòu)團(tuán)粒狀

13、和粒狀結(jié)構(gòu) 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(jī)質(zhì)肥沃土壤。表層，有機(jī)質(zhì)肥沃土壤。 p 大小劃分（軸長）：大小劃分（軸長）： 0.2510 mm者為團(tuán)粒結(jié)構(gòu)；者為團(tuán)粒結(jié)構(gòu)； 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(fù)電土壤膠粒通常帶有負(fù)電荷，帶負(fù)電荷的土壤膠粒荷，帶負(fù)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?。 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 水膜水膜(water film)的粘結(jié)作用的粘結(jié)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(nèi)側(cè)的負(fù)壓，把相鄰的土粒團(tuán)面內(nèi)側(cè)的負(fù)壓，把相鄰的土粒團(tuán)聚在一起，形成土團(tuán)。聚在一起，形成土團(tuán)。Soil particleSoil particle水膜水膜華中農(nóng)業(yè)大學(xué)土壤膠體的膠結(jié)作用土壤膠體的膠結(jié)作用(cementation) 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)有機(jī)有機(jī)礦質(zhì)復(fù)合體礦質(zhì)復(fù)合體的膠結(jié)作用的膠結(jié)作用 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)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(zhì)的干縮濕脹導(dǎo)致，物質(zhì)的干縮濕脹導(dǎo)致，破碎土團(tuán)破碎土團(tuán)v凍融交替凍融交替冰的冰的擠壓，破碎土團(tuán)；

15、膠擠壓，破碎土團(tuán)；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(zhì)的生的多糖和腐殖質(zhì)的團(tuán)聚作用團(tuán)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(jié)皮和板結(jié)結(jié)皮和板結(jié)v結(jié)合施肥，特別結(jié)合施肥，特別是有機(jī)肥，利于發(fā)是有機(jī)肥，利于發(fā)揮膠結(jié)劑作用揮膠結(jié)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(nóng)業(yè)大學(xué)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(xué)性質(zhì)施肥、改良化學(xué)性質(zhì)p有機(jī)肥、稻草直接還田、石灰、化肥有機(jī)肥、稻草直接還田、石灰、化肥4.4. 土壤結(jié)構(gòu)性評(píng)價(jià)與管理土壤結(jié)構(gòu)性評(píng)價(jià)與管理華中農(nóng)業(yè)大學(xué)4）結(jié)構(gòu)改良劑（）結(jié)構(gòu)改良劑（soil conditioner）天然：從天然有機(jī)物提取天然：從天然有機(jī)物提取多糖、多糖醛、纖維素、木質(zhì)素、樹脂和腐殖酸多糖、多糖醛、纖維素、木質(zhì)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(jié)構(gòu)性評(píng)價(jià)與管理土壤結(jié)構(gòu)性評(píng)價(jià)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(nóng)業(yè)大學(xué)土壤改良劑的應(yīng)用土壤改良劑的應(yīng)用華中農(nóng)業(yè)大學(xué)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(tuán)粒結(jié)構(gòu)；、名詞解釋：密度、容重、孔隙度、團(tuán)粒結(jié)構(gòu)；2 2、計(jì)算：容重、孔隙度相關(guān)計(jì)算；、計(jì)算：容重、孔隙度相關(guān)計(jì)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(jié)構(gòu)體的類型？、土壤結(jié)構(gòu)體的類型？5 5、團(tuán)粒結(jié)構(gòu)在維持土壤肥力方面的作用？、團(tuán)粒結(jié)構(gòu)在維持土壤肥力方面的作用？華中農(nóng)業(yè)

18、大學(xué)1. 1. 隨著有機(jī)質(zhì)含量增減，土壤容重也在發(fā)生變化隨著有機(jī)質(zhì)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(zhì)土孔隙度大但通透性差，而砂質(zhì)土孔隙小但通透性強(qiáng)粘質(zhì)土孔隙度大但通透性差，而砂質(zhì)土孔隙小但通透性強(qiáng)( () ) 5. 5. 團(tuán)粘結(jié)構(gòu)在任何質(zhì)地土壤上都可以形成團(tuán)粘結(jié)構(gòu)在任何質(zhì)地土壤上都可以形成()()6. 6. 土壤結(jié)構(gòu)性的好壞反映在土壤孔隙的數(shù)量和質(zhì)量兩方面土壤結(jié)構(gòu)性的好壞反映在土壤孔隙的數(shù)量和質(zhì)量兩方面( () )7. 7. 不論旱田還是水田土壤有團(tuán)粒結(jié)構(gòu)肥力才高不論旱田還是水田土壤有團(tuán)粒結(jié)構(gòu)肥力才高()()8. 8. 蒙金土是上層質(zhì)地粘重而下層質(zhì)地較輕蒙金土是上層質(zhì)地粘重而下層質(zhì)地較輕( () )9. 9. 土壤微結(jié)構(gòu)體由土壤礦物質(zhì)、有機(jī)質(zhì)和孔隙所組成土壤微結(jié)構(gòu)體由土壤礦物質(zhì)、有機(jī)質(zhì)和孔隙所組成()()10.10.使用有機(jī)肥不僅可提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，也可改變土壤質(zhì)地使用有機(jī)肥不僅可提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，也可改變土壤質(zhì)地（）快速測(cè)驗(yàn)快速測(cè)驗(yàn)