(5.1.1)--单元5.1土壤组成与物理性质.pdf

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1、单元5.1 土壤组成与物理性质能力目标能力目标学会根据土壤组成与物理特性指导园林绿地土壤的管理。促成目标促成目标（1）了解土壤的概念、土壤组成和土壤剖面的形态教学目标形态。（2）理解土壤主要的物理性质及其对土壤肥力和园林植物生长发育的影响。（3）学会土壤性状野外观察及土壤样品采集、处理、保存的基本方法，运用仪器设备测定土壤物理性质。（4）掌握园林绿地土壤管理的一般措施。目目 录录一一、土壤组成与剖面形态土壤组成与剖面形态二二、土壤有机质土壤有机质二二、土壤有机质土壤有机质三三、土壤的物理性质土壤的物理性质四四、土壤水分土壤水分、空气和热量空气和热量早在三早在三、四千年以前四千年以前，我我国的国

2、的周礼周礼当中就有了土当中就有了土壤含义的记载壤含义的记载。“万物自生万物自生焉则曰土焉则曰土”，“以人所耕而以人所耕而树艺焉则曰壤树艺焉则曰壤”。一一、土壤组成与剖面形态土壤组成与剖面形态1、土壤的组成土壤的组成树艺焉则曰壤树艺焉则曰壤”。也就是说凡是自然生长植也就是说凡是自然生长植被的土地叫被的土地叫“土土”，经过开经过开垦而种植植物的土地叫作垦而种植植物的土地叫作“壤壤”。这可能是对土壤下的最早这可能是对土壤下的最早的定义的定义。犁地犁地，铜器时代中央印度红色崖壁画铜器时代中央印度红色崖壁画距今6600年至距今4600年1、土壤的组成土壤的组成土者土者，吐也吐也。壤者壤者，从土从土，从襄

3、从襄；襄者襄者，助也助也。土壤土壤所处的位置土壤所处的位置土壤2020世纪世纪3030年代年代，前苏联土壤前苏联土壤学家威廉斯根据近代土壤学知学家威廉斯根据近代土壤学知识给土壤所下的定义是识给土壤所下的定义是：土壤土壤是地球陆地表面能生长植物收是地球陆地表面能生长植物收获物的疏松表层获物的疏松表层。陆地表层陆地表层土壤的位置土壤的位置；1、土壤的组成土壤的组成陆地表层陆地表层土壤的位置土壤的位置；疏松疏松土壤的物理状态土壤的物理状态，具有具有通气通气、透水性透水性，以区别坚硬以区别坚硬、不透气不透气、不透水的岩石不透水的岩石；能生长植物收获物能生长植物收获物土壤的本土壤的本质质，具有肥力具有肥

4、力，光秃秃的岩石光秃秃的岩石，没有肥力没有肥力，不能生长植物不能生长植物。1、土壤的组成土壤的组成土壤所处的位置土壤所处的位置什么是土壤肥力什么是土壤肥力？长期长期以来以来，国内外的学者有着国内外的学者有着不同的见解不同的见解：美国土壤学会美国土壤学会19891989年出年出版的版的土壤科学名词汇编土壤科学名词汇编土壤肥力土壤肥力1、土壤的组成土壤的组成版的版的土壤科学名词汇编土壤科学名词汇编把土壤肥力定义为土壤供把土壤肥力定义为土壤供应给植物生长所必需的养应给植物生长所必需的养分的能力分的能力，从植物营养的从植物营养的角度讲角度讲，这种认识显然不这种认识显然不全面全面，养分只是肥力的一养分只

5、是肥力的一个因素个因素，它不能代表土壤它不能代表土壤肥力的全部含义肥力的全部含义。威廉斯认为威廉斯认为“土壤肥力是土土壤肥力是土壤在植物生活的全部活动过程壤在植物生活的全部活动过程中中，同时不断地供给植物以最同时不断地供给植物以最大限度的有效养分和水分的能大限度的有效养分和水分的能力力。”这种观点这种观点，当时被大多当时被大多6.1.1土壤的组成土壤的组成力力。这种观点这种观点，当时被大多当时被大多数的土壤学家所接受数的土壤学家所接受，但是随但是随着科学的发展着科学的发展，人们认识到影人们认识到影响植物生长的不仅仅有水分和响植物生长的不仅仅有水分和养分养分，其它因素比如其它因素比如：温度温度、

6、通气通气等等、也会影响到植物也会影响到植物的生长和产量的提高的生长和产量的提高。H2ON、P、KN NN NP PP PK K1、土壤的组成土壤的组成因此目前一般认为因此目前一般认为“土壤肥力土壤肥力就是土壤在植物生长发育过程中就是土壤在植物生长发育过程中，同时不断地供应和协调植物需要的水分同时不断地供应和协调植物需要的水分、养分养分、空气空气、热量及其热量及其它生活条件的能力它生活条件的能力。”所以把水所以把水、肥肥、气气、热称为四大肥力要素热称为四大肥力要素。P PK KFeFeMnMnFeFeFeFeN NN NN NN NP PP PP PP PN NK KK KK KK K土壤肥力按

7、形成原因可分为土壤肥力按形成原因可分为：自然肥力自然肥力：人为肥力人为肥力：自然成土过程中形成的肥力自然成土过程中形成的肥力、未开垦的土壤就只有自然肥力未开垦的土壤就只有自然肥力。人工耕作熟化过程中发展起来的肥力人工耕作熟化过程中发展起来的肥力，耕作土壤既有自然肥力也有人为肥力耕作土壤既有自然肥力也有人为肥力。1、土壤的组成土壤的组成耕作土壤既有自然肥力也有人为肥力耕作土壤既有自然肥力也有人为肥力。1、土壤的组成土壤的组成土壤的形成及发育示意图土壤的形成及发育示意图1、土壤的组成土壤的组成合理的土壤各相组成示意图合理的土壤各相组成示意图土层名称土层名称传统代号传统代号国际代号国际代号植物凋落物

8、草毡层A0O泥炭层H腐殖质层AA2、土壤剖面形态土壤剖面形态自然土壤剖面的形态分层自然土壤剖面的形态分层腐殖质层A1A淋溶层A2E淀积层BB母质层CC母岩层DR耕作土壤剖面的形成耕作层耕作层：厚度20cm左右，腐殖质含量较下层多颜色较深、疏松、有效 养分多，温度变化大。犁底层犁底层：厚度68cm，片状或板状结构，土体紧实通透性差不利于根系下扎耕作层耕作层2、土壤剖面形态土壤剖面形态实，通透性差，不利于根系下扎。心土层心土层：厚度一般为2030cm，该层比较紧实，根系少，通透性差，土温变化小，物质转化与移动慢。底土层底土层：厚度在5060cm以下，不受施肥耕作的影响，十分紧实，根系极少。犁底层犁

9、底层心土层心土层底土层底土层土壤有机质的类型土壤有机质的类型1 1、土壤有机质的来源土壤有机质的来源、类型和组成类型和组成二二、土壤有机质土壤有机质高等绿色植物的残体高等绿色植物的残体动物和微生物的残体动物和微生物的残体有机肥料及作物有机肥料及作物残存的根茬残存的根茬1 1、土壤有机质的来源土壤有机质的来源、类型和组成类型和组成土壤有机质的来源土壤有机质的来源未经分解未经分解的有机质的有机质半分解有机质半分解有机质腐殖质腐殖质简单有机简单有机化化 合合 物物1 1、土壤有机质的来源土壤有机质的来源、类型和组成类型和组成土壤有机质的组成土壤有机质的组成碳水化合物碳水化合物单宁单宁、树脂树脂、脂肪

10、脂肪、蜡质等蜡质等木质素木质素有机氮有机氮、磷磷、硫化合物硫化合物灰分元素灰分元素2、土壤有机质的转化土壤有机质的转化土壤有机质矿质化过程土壤有机质矿质化过程（1 1）碳水化合物的转化碳水化合物的转化 通气良好条件下通气良好条件下：彻底分解为水和二氧化碳 通气良好条件下通气良好条件下：彻底分解为水和二氧化碳C6H12O6+6O26CO2+6H2O+2872.14KJ 通气不良的条件下通气不良的条件下：进行腐解C6H12O6CH3CH2CH2COOH+2CO2+2H2+75.36KJCH3CH2CH2COOH+2H2O5CH4+3CO2（2 2）含氮有机化合物的转化含氮有机化合物的转化a.水解过

11、程水解过程：蛋白质在微生物所分泌的蛋白质水解酶的作用下，分解成为简单氨基酸类含氮化合物。2、土壤有机质的转化土壤有机质的转化蛋白质水解蛋白质消化蛋白质多肽氨基酸b.氨化过程氨化过程：氨基酸在多种微生物及其分泌酶的作用下，进一步分解成氨的过程。2、土壤有机质的转化土壤有机质的转化在好气条件下在好气条件下：（水解作用）RCHNH2COOH+H2O RCHOHCOOH+NH3RCHNH2COOH+O2RCH2OH+CO2+NH3RCOOH+CO2+NH3 在嫌气条件下在嫌气条件下：还原作用RCHNH2COOH+H2RCH2COOH+NH32、土壤有机质的转化土壤有机质的转化c.硝化过程硝化过程：氨在

12、土壤微生物作用下，经过亚硝酸中间产物而氧化成硝酸的过程。2NH3+3O22HNO2+662KJ2HNO2+O22HNO3+201KJ1、土壤质地与土壤结构土壤质地与土壤结构三、土壤的物理性质1、土壤质地与土壤结构土壤质地与土壤结构粒级粒径（mm）主要矿物组成物理性质石砾1残积母质和洪积母质通透性强、不能蓄水保肥砂 10.0 主要为石英正长石和通透性强、蓄水保肥弱、砂粒10.05主要为石英、正长石和白云母等原生矿物通透性强、蓄水保肥弱、养分缺乏、土壤变温幅度大粉粒0.0010.005主要以斜长石、辉石、角闪石和黑云母等原生矿物为主，有少量次生矿物通透性较弱、蓄水保肥能力强，养分较丰富，土壤变温幅

13、度小黏粒0.001大部分为硅酸盐黏土和铁铝氢氧化物黏土两类通透性差、蓄水保肥强，养分丰富，土壤变温幅度小矿物质土粒分级矿物质土粒分级、组成及物理性质组成及物理性质1、土壤质地与土壤结构土壤质地与土壤结构土壤质地土壤质地物理性粘粒物理性粘粒（0.01mm）%物理性沙粒物理性沙粒（0.01mm）%组别组别名称名称灰化土类灰化土类草原土及草原土及红黄壤土红黄壤土碱土及碱土及强碱化土强碱化土灰化土灰化土类类草原土及草原土及红黄壤土红黄壤土碱土及碱土及强碱化土强碱化土砂土砂土松砂土松砂土紧砂土紧砂土0 55 100 55 10 0 55 10100 9595 90100 9595 90100 9595

14、90砂土砂土紧砂土紧砂土5 105 10 5 1095 9095 9095 90壤土壤土砂壤土砂壤土轻壤土轻壤土中壤土中壤土重壤土重壤土10 2020 3030 4040 5010 2020 3030 4545 6010 1515 2020 3030 4090 8080 7070 6060 5090 8080 7070 5555 4090 8585 8080 7070 60粘土粘土轻粘土轻粘土中粘土中粘土重粘土重粘土50 6565 808060 7575 858540 5050 606550 3535 202040 2525 151560 5050 3535卡庆斯基土壤质地分类标准卡庆斯基土壤

15、质地分类标准1 1、土壤质地与土壤结构土壤质地与土壤结构土壤结构示意图土壤结构示意图2 2、土壤孔隙性土壤孔隙性土壤孔隙度土壤孔隙度是指在自然状态下，单位容积土壤中孔隙容积所占的百分率。土壤结构示意图土壤结构示意图1001%土粒密度土壤密度土壤孔隙度土壤孔隙类型土壤孔隙类型2 2、土壤孔隙性土壤孔隙性毛管孔隙毛管孔隙（0.002-0.02mm非毛管孔隙非毛管孔隙0.02mm无效孔隙无效孔隙0.002mm2 2、土壤孔隙性土壤孔隙性土壤质地总孔隙度（%）大小孔隙的相对百分数（以总孔隙度为100计）大孔隙（%）小孔隙（%）沙土303565753525不同质地土壤的孔隙状况不同质地土壤的孔隙状况砂壤

16、土404550605040轻壤土404540506050中壤土455030407060重壤土455020308070黏土5060101590852 2、土壤孔隙性土壤孔隙性2 2、土壤孔隙性土壤孔隙性组组分分密度密度(g/cm3)组组分分密度密度(g/cm3)石石英英2.602.602.682.68赤铁矿赤铁矿4.904.905.305.30正长石正长石2.542.542.572.57磁铁矿磁铁矿5.035.035.185.18土壤中常见组分的密度土壤中常见组分的密度斜长石斜长石2.622.622.762.76三水铝石三水铝石2.302.302.402.40白云母白云母2.772.772.88

17、2.88高岭石高岭石2.612.612.682.68黑云母黑云母2.702.703.103.10蒙脱石蒙脱石2.532.532.742.74角闪石角闪石2.852.853.573.57伊利石伊利石2.602.602.902.90辉辉石石3.153.153.903.90腐殖质腐殖质1.401.401.801.80纤铁矿纤铁矿3.603.604.104.10土壤密度的作用(1)(1)计算土壤孔隙度孔隙度孔隙度（1 1土壤密度土壤密度/土粒密度土粒密度）100%100%2 2、土壤孔隙性土壤孔隙性(2)(2)计算工程土方量孔隙度孔隙度（1 1土壤密度土壤密度/土粒密度土粒密度）100%100%土壤重

18、量土壤重量=土壤体积土壤体积土壤密度土壤密度设耕层厚度设耕层厚度0.2m0.2m，容重容重1.3t/m31.3t/m3，有机质含量有机质含量15g/kg=0.015t/t15g/kg=0.015t/t，全氮量全氮量0.75g/kg=0.00075t/t0.75g/kg=0.00075t/t。(3)估算各种土壤成分储量2 2、土壤孔隙性土壤孔隙性1hm1hm2 2(104m(104m2 2)0.2m)0.2m土层计土层计：土壤土壤=100000.21.3=2600t有机质储量有机质储量=26000.015=39.0t全氮储量全氮储量=26000.00075=1.95t设土层厚度设土层厚度1m1m

19、，土壤含水量土壤含水量25%25%，容重为容重为1.3 t/m1.3 t/m3 3。(4)计算土壤储水量及灌水（或排水）定额公2 2、土壤孔隙性土壤孔隙性1hm1hm2 2的的1m1m土层储水量土层储水量=10000m=10000m2 21m1m1.3 t/m1.3 t/m3 325%25%=3250m=3250m3 3/hm/hm2 2=325mm=325mm式1、土壤黏结性：土粒与土粒之间相互黏结在一起，抵抗机械破碎的性能。土粒土粒水膜水膜土粒之间分子引力土粒之间分子引力3 3、土壤物理机械性质与耕性土壤物理机械性质与耕性土粒土粒水膜水膜土粒之间分子引力土粒之间分子引力2 2、土壤粘着性土

20、壤粘着性：土壤颗粒黏附于外物上土壤颗粒黏附于外物上的性能的性能。3 3、土壤物理机械性质与耕性土壤物理机械性质与耕性土粒土粒水膜水膜外物之间的分子引力外物之间的分子引力2 2、土壤可塑性土壤可塑性：是指土壤在一定含水量是指土壤在一定含水量范围内范围内，可被外力塑造成各种形状可被外力塑造成各种形状，当外当外力消失和土壤干燥后力消失和土壤干燥后，仍能维持塑造形状仍能维持塑造形状3 3、土壤物理机械性质与耕性土壤物理机械性质与耕性的性能的性能。土壤耕性土壤耕性：是指土壤在耕作时所表现的是指土壤在耕作时所表现的物理性状物理性状3 3、土壤物理机械性质与耕性土壤物理机械性质与耕性衡量土壤耕性的指标衡量土

21、壤耕性的指标耕作的难易程度耕作的难易程度耕作质量的优劣耕作质量的优劣适耕期长短适耕期长短3 3、土壤物理机械性质与耕性土壤物理机械性质与耕性土壤耕翻方式土壤耕翻方式常规耕翻常规耕翻少少耕耕免免耕耕土壤水的类型土壤水的类型1、吸湿水吸湿水（紧束缚水紧束缚水）1 1、土壤水分土壤水分四四、土壤水分土壤水分、空气和热量空气和热量土壤水的类型土壤水的类型2、膜状水膜状水（松束缚水松束缚水）3、毛管水毛管水4、重力水和地下水重力水和地下水1、土壤水分土壤水分1.土粒2.吸湿水3.膜状水4.移动的毛管水5.空气孔隙2、土壤空气土壤空气气体气体O2(%)CO2(%)N2(%)其它气体其它气体(%)近地表大气近地表大气20.940.0378.050.98土壤空气与大气组成差异土壤空气与大气组成差异土壤空气土壤空气18.020.030.150.6578.880.240.981、土壤空气中O2的含量低于大气，而CO2含量高于大气。2、土壤空气中的水汽含量高于大气。3、土壤空气中又是含有少量还原性气体。3、土壤热量状况土壤热量状况3、土壤热量状况土壤热量状况图6-5 干燥土壤热传导示意图图6-6湿润土壤热传导示意图再见！