项目四土壤的孔性、结构性和耕性1节素材优秀PPT.ppt
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1、项目四项目四 土壤土壤的孔性、结构性和耕性的孔性、结构性和耕性 任务一任务一 土壤的孔性土壤的孔性 任务二任务二 土壤结构性土壤结构性 任务三任务三 土壤耕性土壤耕性 任务四任务四 土壤压板与少耕法土壤压板与少耕法2022/11/6任务一任务一 土壤的孔性土壤的孔性一一 土壤孔隙的数量土壤孔隙的数量 土壤孔隙是指土壤中大小不等、曲曲折折、土壤孔隙是指土壤中大小不等、曲曲折折、形态各异的各种孔洞。形态各异的各种孔洞。土壤孔隙度是指单位土壤面积内孔隙所占土壤孔隙度是指单位土壤面积内孔隙所占的比例(一般接受百分数形式),又称为孔的比例(一般接受百分数形式),又称为孔度,是土壤中各种大小孔隙总和的指标
2、度,是土壤中各种大小孔隙总和的指标。一。一般用土壤的密度和容重两个参数间接计算出般用土壤的密度和容重两个参数间接计算出来。来。2022/11/6(一)土壤密度(一)土壤密度 土壤密度:土壤密度:单位容积的固体土粒(不包括粒间孔隙)的单位容积的固体土粒(不包括粒间孔隙)的质量,叫作土粒密度或土壤密度,单位是质量,叫作土粒密度或土壤密度,单位是g/cm3。土壤相对密度:土壤相对密度:土粒密度与水的密度之比土粒密度与水的密度之比 由于水的密度在由于水的密度在4时为时为1g/cm3,所以土壤密度和土壤所以土壤密度和土壤相对密度数值相等。相对密度数值相等。土壤的相对密度常取土壤的相对密度常取2.65.(
3、二)土壤容重(二)土壤容重 1.土壤容重的概念及与密度的区分土壤容重的概念及与密度的区分 土壤容重:单位容积原状土壤(包括孔隙)的土壤容重:单位容积原状土壤(包括孔隙)的质量,单位是质量,单位是g/cm3。容重容重=土壤质量土壤质量/土壤体积土壤体积 土壤质量:是指土壤在土壤质量:是指土壤在105 110 条件下条件下的烘干质量。的烘干质量。密度密度=固体质量固体质量/固体体积固体体积2.土壤容重的应用土壤容重的应用(1)推断土壤的松紧程度)推断土壤的松紧程度 一般来说,有机质含量高的、结构良好的、疏一般来说,有机质含量高的、结构良好的、疏松的土壤,其容重比较低;而紧实板结的和砂质松的土壤,其
4、容重比较低;而紧实板结的和砂质的土壤,其容重较高。表层土壤容重比底层土壤的土壤,其容重较高。表层土壤容重比底层土壤容重要小。容重要小。(2)计算土壤质量)计算土壤质量 土壤总质量土壤总质量=土壤体积土壤体积土壤容重土壤容重 如:如:1hm2地,耕层厚为地,耕层厚为20cm,土壤容重为,土壤容重为1.15t/m3,土壤总质量为多少?,土壤总质量为多少?(3)计算土壤各组分的数量)计算土壤各组分的数量 依据土壤容重,可以计算单位面积土壤的含水量、有机依据土壤容重,可以计算单位面积土壤的含水量、有机质含量、养分及盐分含量等,作为浇灌排水、施肥和土壤质含量、养分及盐分含量等,作为浇灌排水、施肥和土壤改
5、良的指标和依据。改良的指标和依据。如:上例中的土壤,若含水量为如:上例中的土壤,若含水量为50g/kg,要求灌水后,要求灌水后达到达到250g/kg的土壤含水量,则每公顷的灌水量或灌水定的土壤含水量,则每公顷的灌水量或灌水定额为多少?若土壤耕层的全氮含量为额为多少?若土壤耕层的全氮含量为1g/kg,则耕层土壤,则耕层土壤含氮量总量为多少?含氮量总量为多少?2022/11/6二二 土壤孔隙的类型土壤孔隙的类型(一)当量孔径与土壤水吸力(一)当量孔径与土壤水吸力 当量孔径:相当于确定的土壤水吸力的孔径,当量孔径:相当于确定的土壤水吸力的孔径,单位为单位为mm。土壤水吸力:土壤基质对水分的吸附和保持
6、实土壤水吸力:土壤基质对水分的吸附和保持实力。力。当量孔径与土壤水吸力的关系:当量孔径与土壤水吸力的关系:d=0.3/T 式中的式中的d为当量孔径(单位:为当量孔径(单位:mm),),T是土壤是土壤水吸力,单位为千帕(水吸力,单位为千帕(kPa),),1 kPa相当于相当于102mm水柱高。如当土壤水吸力为水柱高。如当土壤水吸力为1 kPa时,当量时,当量孔径为孔径为0.3mm,表示土壤水分都保持在孔径小于,表示土壤水分都保持在孔径小于0.3mm的孔隙中,而大于的孔隙中,而大于0.3mm的孔隙没有水。的孔隙没有水。2022/11/6(二)土壤孔隙的类型及计算(二)土壤孔隙的类型及计算依据孔隙中
7、的土壤水吸力大小将孔隙划分为依据孔隙中的土壤水吸力大小将孔隙划分为以下以下3种类型:种类型:1.非活性孔隙非活性孔隙 非活性孔隙又叫无效孔隙、束缚水孔隙或非活性孔隙又叫无效孔隙、束缚水孔隙或微孔隙,是土壤中最细的孔隙,其当量孔径微孔隙,是土壤中最细的孔隙,其当量孔径小于小于0.002mm,土壤水吸力在,土壤水吸力在1500Pa以上。以上。被吸附水所充溢。它们不易运动,也不易损被吸附水所充溢。它们不易运动,也不易损失,不能为植物所利用,也不能通气。根毛失,不能为植物所利用,也不能通气。根毛和微生物不能进入此孔隙。和微生物不能进入此孔隙。2022/11/62.毛管孔隙毛管孔隙 这是指土壤中毛管水所
8、占据的孔隙,其当量孔径约为这是指土壤中毛管水所占据的孔隙,其当量孔径约为0.0020.02mm。毛管孔隙中的土壤水吸力约为。毛管孔隙中的土壤水吸力约为1.51041.5105Pa。植物细根、原生动物和真菌等也难进入毛。植物细根、原生动物和真菌等也难进入毛管孔隙中,但植物根毛和一些细菌可在其中活动,其中保管孔隙中,但植物根毛和一些细菌可在其中活动,其中保存的水分可被植物吸取利用。存的水分可被植物吸取利用。毛细管作用:是指当把孔径很细的管子(一般小于毛细管作用:是指当把孔径很细的管子(一般小于0.06mm)插入水中时,水进入管中并上升到确定的高度。插入水中时,水进入管中并上升到确定的高度。2022
9、/11/63.通气孔隙通气孔隙 这种孔隙比较粗大,其孔径大于这种孔隙比较粗大,其孔径大于0.02mm,水分在重力的,水分在重力的作用下快速排出土体,或下渗补充地下水,或成为通气的通作用下快速排出土体,或下渗补充地下水,或成为通气的通道,为空气流淌的通道,通气孔隙。可以分为粗孔道,为空气流淌的通道,通气孔隙。可以分为粗孔(0.2mm)和中孔()和中孔(0.020.2mm)。前者有利于排水,)。前者有利于排水,植物的细根可伸入其中;后者是原生动物、真菌和根毛的栖植物的细根可伸入其中;后者是原生动物、真菌和根毛的栖身地。身地。很多试验证明,作物对孔隙总量及大、小孔隙比例的要很多试验证明,作物对孔隙总
10、量及大、小孔隙比例的要求是:一般旱地土壤,总孔隙度应求是:一般旱地土壤,总孔隙度应50%,空气孔隙,空气孔隙l0%,大小孔隙比在,大小孔隙比在1:2-4为好。为好。2022/11/6 4.土壤孔隙与作物生长 一般来说,适合作物生长的土壤孔隙状况为:表层土壤(015m)的总孔隙度为50%60%,其中通气孔隙度为15%20%,底层土壤(1530cm)分别为50%和10%,即“上松下紧”的土体孔隙构形。一般来说,非活性孔较多的土壤如黏土,通气透水性极差,简洁产生地表积水或径流,微生物活动低,养分转化慢,耕作质量差,幼苗出土慢,植物扎根困难。通气孔隙较多的土壤如砂质土壤,通气透水性好,简洁漏水漏肥,有
11、利于植物根系的发育,但太松也使植物根系难以扎稳。2022/11/6三三 影响土壤孔隙状况的因素及其调控影响土壤孔隙状况的因素及其调控 土壤孔隙状况在田间状态下,由于自然土壤孔隙状况在田间状态下,由于自然和人为因素的作用常常在变更。就土壤本和人为因素的作用常常在变更。就土壤本身性质而言,其基本影响因素有土壤质地、身性质而言,其基本影响因素有土壤质地、土壤结构、有机质含量以及农业耕作措施土壤结构、有机质含量以及农业耕作措施等均可引起孔隙状况的变更。等均可引起孔隙状况的变更。2022/11/6(一)土壤质地(一)土壤质地 土壤质地愈黏重,总孔隙度愈高,毛管孔隙和非土壤质地愈黏重,总孔隙度愈高,毛管孔
12、隙和非活性孔愈多,但通气孔隙愈少。反之,土壤质地愈活性孔愈多,但通气孔隙愈少。反之,土壤质地愈砂,总孔隙度愈低,毛管孔隙和非活性孔也愈少,砂,总孔隙度愈低,毛管孔隙和非活性孔也愈少,但通气孔隙却愈多。但通气孔隙却愈多。(二)土壤结构(二)土壤结构 同样质地的土壤,有了结构以后,其孔隙状况和同样质地的土壤,有了结构以后,其孔隙状况和松紧都会发生根本的变更。有结构的土壤一般是指松紧都会发生根本的变更。有结构的土壤一般是指壤质或粘质土壤的表层含有较多腐殖质,土粒团聚壤质或粘质土壤的表层含有较多腐殖质,土粒团聚成类似团粒结构。成类似团粒结构。(二)土壤结构(二)土壤结构 当土粒呈松排列时孔隙度高,呈紧
13、排列时则孔隙度低。当土粒呈松排列时孔隙度高,呈紧排列时则孔隙度低。有机质含量低的砂质土壤,土壤颗粒很多呈分散状态,而有有机质含量低的砂质土壤,土壤颗粒很多呈分散状态,而有机质含量高的壤质土和黏质土,土粒相互结合成大小不同的机质含量高的壤质土和黏质土,土粒相互结合成大小不同的团聚体。团聚体。不仅团聚体之间有较大的孔隙,团聚体内部也存在大量不仅团聚体之间有较大的孔隙,团聚体内部也存在大量较小的孔隙,土壤颗粒结合程度越高,或团聚程度越高,不较小的孔隙,土壤颗粒结合程度越高,或团聚程度越高,不仅土壤孔隙度增大,各级孔隙的比例也比较合理。仅土壤孔隙度增大,各级孔隙的比例也比较合理。2022/11/6(三
14、)耕作措施(三)耕作措施 精耕细作是我国传统的农业耕作技术,其作用在精耕细作是我国传统的农业耕作技术,其作用在于打破原有的土壤结构,使土壤颗粒重新排列,增于打破原有的土壤结构,使土壤颗粒重新排列,增加大孔隙,调整各级孔隙间的比例,使之变得更有加大孔隙,调整各级孔隙间的比例,使之变得更有利于植物根系的生长和发育。利于植物根系的生长和发育。目前大力提倡的土壤深耕技术,其目的就是打目前大力提倡的土壤深耕技术,其目的就是打破犁底层,增加通气孔隙,改善土壤的通透性。现破犁底层,增加通气孔隙,改善土壤的通透性。现代农业的机械耕作,土壤被压实,增加了非活性孔代农业的机械耕作,土壤被压实,增加了非活性孔隙,削
15、减了土壤的通气孔隙,使土壤生产力下降。隙,削减了土壤的通气孔隙,使土壤生产力下降。2022/11/6(四)土壤有机质含量(四)土壤有机质含量 腐殖质是土壤团聚体形成的必需材料,簇新的或腐殖质是土壤团聚体形成的必需材料,簇新的或半腐解的有机物质本身疏松多孔,也参与土壤团聚半腐解的有机物质本身疏松多孔,也参与土壤团聚体的形成,另外,有机物多的土壤,微生物和动物体的形成,另外,有机物多的土壤,微生物和动物都多,不仅有利于土壤团聚体的形成,而且土壤中都多,不仅有利于土壤团聚体的形成,而且土壤中动物的活动常常形成大的通气孔道。因此,土壤有动物的活动常常形成大的通气孔道。因此,土壤有机质含量愈高,土壤的总
16、孔隙愈多,各级孔隙的比机质含量愈高,土壤的总孔隙愈多,各级孔隙的比例愈协调,有利于肥力因素的发挥和作物的生长发例愈协调,有利于肥力因素的发挥和作物的生长发育。育。2022/11/61.土壤容重在农业生产上有哪土壤容重在农业生产上有哪些应用?些应用?思索思索2022/11/6 土壤结构性是土壤结构的特性,是指土壤中单粒和复粒土壤结构性是土壤结构的特性,是指土壤中单粒和复粒的类型、数量的类型、数量、大小、形态、性质,以及相互排列和相应的、大小、形态、性质,以及相互排列和相应的孔隙状况等的综合特征。孔隙状况等的综合特征。一、土壤结构体一、土壤结构体(一)土壤结构体的类型及其特征(一)土壤结构体的类型
17、及其特征 单独存在的土壤颗粒称为单粒,除了大的石砾或粗粒,单独存在的土壤颗粒称为单粒,除了大的石砾或粗粒,土壤中很少有单粒。土壤颗粒一般都相互联结在一起,形成土壤中很少有单粒。土壤颗粒一般都相互联结在一起,形成复粒或团聚体。复粒或团聚体。任务二任务二 土壤的结构性土壤的结构性1.块状结构体和核状结构体块状结构体和核状结构体 块状结构体为立方体型,长、宽、高大体相等,块状结构体为立方体型,长、宽、高大体相等,边边面一般不明显,外形不规则,结构体内部紧实,面一般不明显,外形不规则,结构体内部紧实,北方农夫北方农夫称为称为“土坷垃土坷垃”。在黏重的心土层,常常见到多棱角的碎块,在黏重的心土层,常常见
18、到多棱角的碎块,系由石系由石灰质或铁的氧化物胶膜结而成,内部特别紧实,灰质或铁的氧化物胶膜结而成,内部特别紧实,称为核状称为核状结构体。结构体。2.片状结构体片状结构体 片状结构体呈薄片状,常出现在犁底层,由片状结构体呈薄片状,常出现在犁底层,由于长期于长期耕作受压,使土粒黏结成坚实紧密的薄土片,成耕作受压,使土粒黏结成坚实紧密的薄土片,成层排列。层排列。3.柱状结构体和棱柱状结构体柱状结构体和棱柱状结构体 纵轴大于横轴呈直立型,棱角不明显的为圆柱纵轴大于横轴呈直立型,棱角不明显的为圆柱状结构状结构体,棱角明显的为棱柱状结构体,大多出现在黏体,棱角明显的为棱柱状结构体,大多出现在黏重的底土重的
19、底土层、心土层和碱土的碱化层。层、心土层和碱土的碱化层。4.团粒结构体团粒结构体 团粒结构体是指近似球形的较疏松多孔的小土团粒结构体是指近似球形的较疏松多孔的小土团,直团,直第一般为第一般为0.2510mm,直径小于,直径小于0.25mm的为微的为微团粒。一团粒。一般在耕层较多,其数量的多少和质量的好坏,在般在耕层较多,其数量的多少和质量的好坏,在确定程度确定程度上反映了土壤肥力的水平,改良土壤结构性事实上反映了土壤肥力的水平,改良土壤结构性事实上是指促上是指促进土壤团粒结构体的形成。进土壤团粒结构体的形成。团粒结构体不仅颗粒之间的空隙较大,更重要的是团粒结构体内部还团粒结构体不仅颗粒之间的空
20、隙较大,更重要的是团粒结构体内部还存在大小不同的空隙。存在大小不同的空隙。(二)土壤结构性的评价(二)土壤结构性的评价 评价土壤结构性须要从两方面来考虑:一是土壤评价土壤结构性须要从两方面来考虑:一是土壤结构体结构体的类型、数量和总孔隙度。二是团粒和微团粒的数的类型、数量和总孔隙度。二是团粒和微团粒的数量、稳定量、稳定性及孔性。好的土壤结构性,不仅总孔隙度较高,性及孔性。好的土壤结构性,不仅总孔隙度较高,而且大小而且大小孔隙比例合理,并且具有多级孔隙。另外团粒应有孔隙比例合理,并且具有多级孔隙。另外团粒应有确定的稳确定的稳定性,不易受外界因素影响而使土壤孔隙状况恶化。定性,不易受外界因素影响而
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