土壤组成与结构矿物质.ppt

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1、第四讲第四讲 土壤的组成与结构土壤的组成与结构 土壤剖面：是一个具体土壤的垂直断面一个完整的土壤剖面包括土壤形成过程中所产生的发生学层次，以及母质层次，即A、B、C层。单个个体：土壤这个空间连续体在地球表层分布的最小体积，一般统计的平面面积为1-10 m2不等，即在这个范围内，其土壤剖面的发生层次是连续的，均一的，当然这是一种人为的统计划分。(20世纪50年代)土壤个体：是在一定面积内，一群在统计意义上相似性的单个土体，也称为聚合土体，是进行土壤分类的基层单位，如土种或土系土壤景观：即景观中的土壤部分，因在土壤的地理分布中，从土壤个体到土类都与一定的自然景观相联系。主要以土壤为主体，特别是以土

2、壤剖面及其发生层次为主体，反映该土壤所分布的气候、地貌、植被、水文与生物地球化学的总体自然特征。一、土壤剖面l 土壤形态特征是土壤的外部特征，这种外部特征通过人们的感官（视觉，触觉，嗅觉）来实现。l土壤剖面土壤剖面是指从地面向下挖掘而裸露出来的垂直断面。它是土壤外界条件影响内部性质变化的外在表现，常包括土壤形成中发生层和母质层。土壤剖面挖掘示意图土壤剖面挖掘示意图二、土壤发生层l 土壤发生层土壤发生层是指土壤形成过程中所形成的具有特定性质和组成的、大致与地面相平行的，并且具有成土过程特性的层次。l 识别土壤发生层的形态特征一般包括：颜色、质地、结构、新生体和紧实度等。三、土体构型l1、概念：土

3、体构型土体构型是指各土壤发生层在垂直方向有规律的组合和有序的排列状况。不同土壤类型有不同土体构型，它是识别土壤最重要特征，也称剖面构型。l2、自然土壤的剖面构型：一个发育完全的自然土壤一般有以下几个层次：自自 然然 土土 壤壤 的的 剖剖 面面 构型构型 l（1）覆盖层（A0）：又称枯枝落叶层，在木本科植物群落下的森林土壤最明显，这个层次不属于土体。l（2）淋溶层（A）：它包括腐殖质层A1和物质的淋溶层A2。其中其中A1是腐殖质累积；A2层中物质（易溶盐类、铁、锰、铝的水化物、腐殖质溶胶）向下移动，色浅灰白，称为淋溶层。它是发生层次最重要层次，任何土壤都具有这一土层。l（3）淀积层（B）：由A

4、层下淋溶物质淀积而成。高度发育时，此层较紧实，水分难以渗透，矿物质养分较丰富，若在积水或空气闭塞的情况下，B层下部常产生还原性很强的灰兰色土层，称为潜育层或灰粘层。l（4）母质层（C）：位于淀积层之下，是未受淋溶和淀积作用，发育程度很低或未发育的岩石风化层。母质 幼年土 成熟土CACABCAEBCRedsoil红红壤壤3、农业旱耕地剖面构型l（1）耕作层（A）：是土壤最上部经常受耕作、施肥、灌溉影响变化最大的层次，有机质常被强烈分解，又经施肥大量补充，养分含量较多，颜色较暗。这层疏松易耕，结构良好。耕作层的厚薄和肥力性状反映人类生产活动熟化土壤的程度。l（2）犁底层（P）：位于耕作层之下，因经

5、常受耕犁压实以及土壤粘粒向下淋溶，在此层淀积而成。此层较紧实，有保水保肥的作用，常年浅耕会限制根系伸展。l（3）心土层（W）：在犁底层之下，此层受耕作、施肥影响小，土色一般较浅，土层较较紧实，根系较少。由于受灌溉水或地下水的运动以及其它环境条件的影响，常发育成各种不同层次，如青泥层、白土层、斑纹层、砂石层等。l（4）底土层（C）：人类生产活动如耕作、施肥对此层几乎无影响，根系极少，也称生土层或母质层。土壤主要发生层次的表示符号：H层：在长期水分饱和的情况下，湿生性植物残体在表面累积形成的一种有机物质层，它是在泥炭形成过程的作用下形成的O层：在通气干燥的条件下，植物残体不能分解而大量在地表累积形

6、成的一种有机物质层，它的成土是枯枝落叶堆积过程。A层：是一种矿质土层。在表土中，有机质腐殖质化，以细颗粒的形式分散于矿质颗粒中，或者与矿质颗粒包被在一起形成有机、无机复合体。E层：由于硅酸盐粘粒、铁或铝的损失，或它们某些共同的损失，使抗风化矿物中的砂和粉砂占有较高的含量。它有较低含量的有机质和较淡的颜色(淋溶层)B层：这个土层中，母质的特征已经消失或仅微弱可见(淀积层)C层：母质层，假定土体是从它产生的R层：位于其他土壤发生层次之下的坚硬的岩石层。过渡土层：凡兼有两种主要发生土层特性的土层，AB，BA主要土壤发生层的修饰字母：b:埋藏或重迭土层，Btb，往往由于表面堆积作用造成原来的土层被埋藏

7、起来，被埋藏土层用b表示c:指物质以结核状累积，Bck表示有碳酸钙结核的沉积层g:反映氧化还原过程所形成的具有锈纹、锈斑或铁锰结核的土层，如Bgh:指矿质土层积累有机质，Ahk:指碳酸盐聚积，Bk表示钙积层n:钠的累积 Btn表示碱化层p:经耕翻或其他耕作措施引起的扰动，Ap：耕层s:指铁、铝氧化物的累积，如Bs表示富铁、铝化产生砖红壤土层，Bsh灰化淀积层t:粘粒聚积的土层，如Bty:石膏聚积，By表明有石膏淀积z:比石膏更易溶解的盐分的累积，Az表示一个盐化表土层复习思考题复习思考题l1、举例说明什么是土壤的发生层?l2、什么是土体构型？土壤是由固相（包括矿物质、有机质和或的生物有机体）、

8、液相（土壤水分或溶液）、气相（土壤空气）三相物质所组成。四、土壤矿物质 土壤矿物质是土壤的主要组成物质（占固相重量的90%以上），构成了土壤的“骨骼”，它对土壤的性质、结构和功能影响很大，同时土壤矿物质组成也是土壤形成过程的重要标志。土壤矿物质的组成土壤矿物质的组成氧化物硅酸盐微溶性盐易溶性盐铁氧化物层状硅酸盐碳酸盐氯化钠铝氧化物架状硅酸盐硫酸盐氯化钾锰氧化物环状硅酸盐硫化物硝酸盐硅氧化物磷酸盐重碳酸盐钛氧化物1l土粒成分既继承了岩石和母质的特点，又有土粒成分既继承了岩石和母质的特点，又有别于母质。别于母质。l包含了生物活动的产物包含了生物活动的产物;l反映了地区水、热条件带来的物质迁移、转反

9、映了地区水、热条件带来的物质迁移、转化和富集特点。化和富集特点。一）、土壤颗粒分级1、土粒：即是土壤颗粒，是指构成土壤固相骨架的基本颗粒。（通常将土粒假定为球形）2、粒级：按照矿质、土壤颗粒的大小，把性质和组成相近的划为一群（或组），从而划分为若干组，称为土壤粒级（或粒组）。l土粒分级依据土粒分级依据土粒分级依据土粒分级依据土粒大小不同，矿物成分和元素组成不同：土粒大小不同，矿物成分和元素组成不同：土粒大小不同，矿物成分和元素组成不同：土粒大小不同，矿物成分和元素组成不同：l l矿粒粒径大小包含了矿物成分的差异矿粒粒径大小包含了矿物成分的差异矿粒粒径大小包含了矿物成分的差异矿粒粒径大小包含了矿

10、物成分的差异矿物风化过程中，以其抗风化能力的强弱而残留下相应大小的矿矿物风化过程中，以其抗风化能力的强弱而残留下相应大小的矿矿物风化过程中，以其抗风化能力的强弱而残留下相应大小的矿矿物风化过程中，以其抗风化能力的强弱而残留下相应大小的矿粒，抗风化能力强者，残留的粒度较粗大，抗性弱的粒度细小。粒，抗风化能力强者，残留的粒度较粗大，抗性弱的粒度细小。粒，抗风化能力强者，残留的粒度较粗大，抗性弱的粒度细小。粒，抗风化能力强者，残留的粒度较粗大，抗性弱的粒度细小。石英石英石英石英抗风化能力最强，粒径越大者含石英越多；抗风化能力最强，粒径越大者含石英越多；抗风化能力最强，粒径越大者含石英越多；抗风化能力

11、最强，粒径越大者含石英越多；云母云母云母云母抗风化能力较弱，越细的粒级中分布越多；抗风化能力较弱，越细的粒级中分布越多；抗风化能力较弱，越细的粒级中分布越多；抗风化能力较弱，越细的粒级中分布越多；角闪石角闪石角闪石角闪石极易风化，分解彻底而消失，只在较细粒级中有所残留；极易风化，分解彻底而消失，只在较细粒级中有所残留；极易风化，分解彻底而消失，只在较细粒级中有所残留；极易风化，分解彻底而消失，只在较细粒级中有所残留；l l土壤各粒级矿物成分的差异，使得其化学成分和元土壤各粒级矿物成分的差异，使得其化学成分和元土壤各粒级矿物成分的差异，使得其化学成分和元土壤各粒级矿物成分的差异，使得其化学成分和

12、元素组成差异十分明显，并与矿物组成相对应素组成差异十分明显，并与矿物组成相对应素组成差异十分明显，并与矿物组成相对应素组成差异十分明显，并与矿物组成相对应SiOSiO2 2在大粒级含量高；在大粒级含量高；在大粒级含量高；在大粒级含量高；金属氧化物易于分解，在细土粒中含量较高；其中金属氧化物易于分解，在细土粒中含量较高；其中金属氧化物易于分解，在细土粒中含量较高；其中金属氧化物易于分解，在细土粒中含量较高；其中AlAl2 2OO3 3和和和和FeFe2 2OO3 3多半成为粘土矿物的骨架成分，与氧化硅相结合形多半成为粘土矿物的骨架成分，与氧化硅相结合形多半成为粘土矿物的骨架成分，与氧化硅相结合形

13、多半成为粘土矿物的骨架成分，与氧化硅相结合形成不同类型的矿物胶体；成不同类型的矿物胶体；成不同类型的矿物胶体；成不同类型的矿物胶体；P P2 2OO5 5是植物必需的大量元素成分，化学性质稳定，生物吸是植物必需的大量元素成分，化学性质稳定，生物吸是植物必需的大量元素成分，化学性质稳定，生物吸是植物必需的大量元素成分，化学性质稳定，生物吸收富集后主要存在于粘粒中收富集后主要存在于粘粒中收富集后主要存在于粘粒中收富集后主要存在于粘粒中。因此，土粒的作用按粒径大小划分是有道理的。因此，土粒的作用按粒径大小划分是有道理的。因此，土粒的作用按粒径大小划分是有道理的。因此，土粒的作用按粒径大小划分是有道理

14、的。l土粒分级依据：土粒分级依据：土粒分级依据：土粒分级依据：土粒大小不同，性质不同：土粒大小不同，性质不同：土粒大小不同，性质不同：土粒大小不同，性质不同：土粒粗细对土壤性质有明显影响。粒径相同的土粒粗细对土壤性质有明显影响。粒径相同的土粒粗细对土壤性质有明显影响。粒径相同的土粒粗细对土壤性质有明显影响。粒径相同的土粒，其性质有很大相似性，而不同粒径土粒在一土粒，其性质有很大相似性，而不同粒径土粒在一土粒，其性质有很大相似性，而不同粒径土粒在一土粒，其性质有很大相似性，而不同粒径土粒在一系列性质方面表现出随粒径变小而增大的规律性，系列性质方面表现出随粒径变小而增大的规律性，系列性质方面表现出

15、随粒径变小而增大的规律性，系列性质方面表现出随粒径变小而增大的规律性，这种规律性变化有明显的强度增大的转折点，土壤这种规律性变化有明显的强度增大的转折点，土壤这种规律性变化有明显的强度增大的转折点，土壤这种规律性变化有明显的强度增大的转折点，土壤学家以此来划分粒级。学家以此来划分粒级。学家以此来划分粒级。学家以此来划分粒级。细土粒通常很细腻，以复粒形式存在，湿时粘细土粒通常很细腻，以复粒形式存在，湿时粘细土粒通常很细腻，以复粒形式存在，湿时粘细土粒通常很细腻，以复粒形式存在，湿时粘滑，干时结块坚硬；滑，干时结块坚硬；滑，干时结块坚硬；滑，干时结块坚硬；粗颗粒是粗糙的，常松散成单粒，几乎没有粘粗

16、颗粒是粗糙的，常松散成单粒，几乎没有粘粗颗粒是粗糙的，常松散成单粒，几乎没有粘粗颗粒是粗糙的，常松散成单粒，几乎没有粘结力和可塑性。结力和可塑性。结力和可塑性。结力和可塑性。因此，要具体了解粗细土粒间的关系，就必须订出按土粒因此，要具体了解粗细土粒间的关系，就必须订出按土粒因此，要具体了解粗细土粒间的关系，就必须订出按土粒因此，要具体了解粗细土粒间的关系，就必须订出按土粒大小进行分级的标准。大小进行分级的标准。大小进行分级的标准。大小进行分级的标准。3、粒级制土粒的大小分级 目前主要有：国际制、美国制、前苏联制 （卡庆斯基制）、中国制等共同点：（1）分为四组：石砾、砂粒、粉粒、粘粒 （2）石砾

17、不作为土壤组成成分。不同点：各粒级使用的粒径区分标准不同 土粒分级的分级标准各国不一致，目前常用的分级标准主要有：粒级粒级 粒级名称粒级名称 0.002 0.002 粘粘 粒粒 0.020.020.002 0.002 粉砂粒粉砂粒 0.20.20.02 0.02 砂粒砂粒 2 22.0 2.0 2 2 石石 砾砾 粗砂粗砂 细砂细砂 （一）国际制土粒分级标准（一）国际制土粒分级标准（一）国际制土粒分级标准（一）国际制土粒分级标准（二）（二）卡庆斯基土粒分级标准卡庆斯基土粒分级标准 0.001 0.001 粘粘 粒粒 0.0050.0050.001 0.001 细粉砂细粉砂 物理性粘粒物理性粘粒

18、 0.010.010.005 0.005 中粉砂中粉砂 0.050.050.01 0.01 粗粉砂粗粉砂 0.250.250.05 0.05 细细 砂砂 物理性砂粒物理性砂粒 1 10.25 0.25 中中 砂砂 3 31 1 粗粗 砂砂 3 3 石石 砾砾 粒径（粒径（mmmm）粒级名称粒级名称 （三）（三）我国土粒分级标准我国土粒分级标准 0.001 0.001 粘粘 粒粒 0.0050.0050.001 0.001 粗粘粒粗粘粒 粘粘 粒粒 0.010.010.005 0.005 细粉粒细粉粒 0.050.050.01 0.01 粗粉粒粗粉粒 粉粉 粒粒 0.250.250.05 0.0

19、5 细砂粒细砂粒 1 10.25 0.25 粗砂粒粗砂粒 砂砂 砾砾 3 31 1 细细 砾砾 10103 3 粗粗 砾砾 石石 砾砾 10 10 石石 块块 粒粒 径径 （mmmm）粒级名称粒级名称 二）、不同粒级土壤的特点 土土粒粒的的大大小小不不同同，其其矿矿物物组组成成和和化化学学组组成成也也是是各不相同（见下表）。各不相同（见下表）。7 77 7666610 10 10 10 0.05 0.05 3 35 521218 8 63 63 0.010.010.005 0.005 3 33 37 715 15 72 72 0.050.050.01 0.01 3 34 412 12 81 8

20、1 0.250.250.05 0.05 14 14 86 86 1 10.25 0.25 其它其它 角闪石角闪石 云母云母 长石长石 石英石英 粒径（粒径（mmmm）表表1 1 各级土粒的矿物组成各级土粒的矿物组成土粒的矿物组成土粒的矿物组成 Mineral composition of soil particles以原生矿物以原生矿物(primary mineral)为主，为主，最多的是石英最多的是石英(quartz)Sand(砂粒砂粒)除原生矿物除原生矿物(primary mineral)外外,还还有一些风化后形成的次生矿物有一些风化后形成的次生矿物(secondary mineral)S

21、ilt (粉粒粉粒)以次生矿物以次生矿物(secondary mineral)为主为主 Clay(粘粒粘粒)0.4 0.4 4.9 4.9 1.0 1.0 1.6 1.6 13.2 13.2 21.5 21.5 53.2 53.2 0.002 0.002 粘粒粘粒 0.1 0.1 4.2 4.2 0.3 0.3 1.6 1.6 5.1 5.1 13.2 13.2 74.2 74.2 0.010.010.002 0.002 粉粒粉粒 0.2 0.2 2.3 2.3 0.2 0.2 0.3 0.3 0.8 0.8 5.1 5.1 89.4 89.4 0.040.040.01 0.01 0.1 0.

22、1 1.5 1.5 0.1 0.1 0.1 0.1 0.5 0.5 3.0 3.0 94.0 94.0 0.20.20.04 0.04 砂粒砂粒 0.05 0.05 0.8 0.8 0.05 0.05 0.6 0.6 1.2 1.2 1.6 1.6 93.6 93.6 1 10.2 0.2 P P2 2O O5 5 K K2 2O O MgO MgO CaO CaO FeFe2 2O O3 3 AlAl2 2O O3 3 SiOSiO2 2 粒径（粒径（mmmm）粒级粒级 表表2 2 不同粒级的化学组成不同粒级的化学组成土粒的化学组成土粒的化学组成 Chemical composition o

23、f soil particlesF 随粒径由大到小，随粒径由大到小，SiO2含量由多到含量由多到少。少。F R2O3(即即Fe2O3与与Al2O3的总称的总称)与与SiO2相相 反，随粒径由大到小，反，随粒径由大到小，R2O3含量由少到多。含量由少到多。F CaO、MgO、P2O5、K2O随土粒随土粒由大到小由大到小,含量增加。含量增加。l原生矿物l次生矿物 1）简单盐类 2）氧化硅 3）氧化铁、铝 4）层状硅酸盐土粒化学组成受成土因素影响形成地带性特征：从北 到南，绝大多数碱金属、碱土金属、卤素明显减少，Si一定量减少，Fe,Al相对增多。l原生矿物风化淋溶直接演变原生矿物风化淋溶直接演变

24、+H2O，-K -K -Mg -Si -Si云母类云母类 伊利石伊利石 蛭石蛭石 蒙脱石蒙脱石 高岭石高岭石 三水铝石三水铝石 土壤矿物的风化及稳定性序列图 2土壤矿物风化强度指数l风化指数：Jackson按矿物在环境中的稳定度由小到大划分为13级，称为稳定指数。风化指数标准矿物矿物类型稳定度出现土层备注1石膏原生矿物易溶存在于未风化层矿质养分结晶2方解石3橄榄石辉石风化快存在于弱风化幼年土层具有丰富的矿质养分4黑云母5长石6石英风化缓慢正常土壤中之黏土矿物矿质养分以交换吸附态存在7伊利石次生矿物8蛭石9蒙脱石10高岭石11三水铝石风化极为缓慢热带极古老土壤矿质养分贫乏12赤铁矿13锐钛矿各级

25、土粒的物理性质各级土粒的物理性质土土粒粒由由大大到到小小保水能力、最大吸湿量、最大分保水能力、最大吸湿量、最大分子持水量、毛管水上升高度增加，子持水量、毛管水上升高度增加，但通透性、渗透系数降低。但通透性、渗透系数降低。土壤膨胀性土壤膨胀性(soil swelling)(soil swelling)和和可塑性可塑性(plasticity)(plasticity)增加，对耕增加，对耕作作(tillage)(tillage)带来不利影响。带来不利影响。各级土粒的水分性质和物理性质各级土粒的水分性质和物理性质土粒土粒名称名称粒径粒径(mm)最大吸湿最大吸湿量量(%)最大分最大分子持水子持水量量(%)

26、毛管水上升毛管水上升高度高度(mm)渗透系数渗透系数(cm/s)湿胀湿胀(按按最初体积最初体积计计)塑性塑性石砾石砾3.02.00.200.5不不可可塑塑2.0 1.50.71.53.00.31.5 1.00.84.50.12粗砂粒粗砂粒1.0 0.50.98.70.0720.50.251.020270.056细砂粒细砂粒0.250.101.1500.03050.100.051.2910.0056粗粉粒粗粉粒0.050.010.53.12000.00416中粉粒中粉粒0.010.0051.03.015.9105可塑可塑(2840)细粉粒粗细粉粒粗粘粒粘粒0.0050.00131.0160塑性较

27、强塑性较强(3048)细粘粒细粘粒0.02mm）风化碎屑，矿物成分和母岩基本一致，不能充分反映土壤形成条件；风化碎屑，矿物成分和母岩基本一致，不能充分反映土壤形成条件；l特特性性：粒粒径径大大，比比表表面面积积小小，无无可可塑塑性性和和粘粘结结性性；养养分分释释放放慢慢，有有效效养养分分缺缺乏乏；土土粒粒表表面面吸吸湿湿性性和和吸吸肥肥性性很很小小。粒粒间间孔孔隙隙大大，透透水水、排排水水快快；胀胀缩缩性性小小；易易溶溶性性养养分分亦亦随随水水流流失失。因因此此，砾砾石石和和砂砂粒粒对对水水热热缺缺乏乏保保存存和和调调节节能能力力；保保水水性性极极差差，热热容容量量小小而而保保温温能能力力也也

28、很很差。差。l功功能能：构构成成土土体体的的粗粗骨骨架架和和大大孔孔隙隙，使使土土体体具具有有良良好好通通透透性性，为为根根系系插插入入与与深深扎扎、空空气气与与水水进进入入土土体体提提供供方方便便通通道道，通通过过水水分分入入渗渗传导热量；传导热量；砾石和砂粒含量高的土壤易冷易热，易干易湿，容易受到污染。砾石和砂粒含量高的土壤易冷易热，易干易湿，容易受到污染。土土壤壤侵侵蚀蚀得得只只剩剩下下砾砾石石和和砂砂粒粒，是是生生态态环环境境恶恶化化的的重重要要指指标标。如如山区山区“石山化石山化”，平原，平原“沙漠化沙漠化”等。等。粘粒（粘粒（0.002mm）颗粒细小，是矿物化学风化的产物，也可能是

29、土壤溶液中化学颗粒细小，是矿物化学风化的产物，也可能是土壤溶液中化学反应的生成物；矿物质成分与原来母质有所不同，属于次生矿物。反应的生成物；矿物质成分与原来母质有所不同，属于次生矿物。化学成分中二氧化硅含量比砂粒和粉粒要少得多。化学成分中二氧化硅含量比砂粒和粉粒要少得多。l功能功能 粘粒是土壤形成过程中的新生产物，是土壤胶体的主要粘粒是土壤形成过程中的新生产物，是土壤胶体的主要组成部分，它的类型和性质能反映出土壤形成的条件和作用。组成部分，它的类型和性质能反映出土壤形成的条件和作用。l特性特性 粘粒细，比表面积大，粒间孔隙很小，其中的水分难于移动；粘粒细，比表面积大，粒间孔隙很小，其中的水分难

30、于移动；1m的细孔，微生物无法进入生存，基本失去孔隙的意义；的细孔，微生物无法进入生存，基本失去孔隙的意义；表面吸湿性强，有显著毛管作用和强烈的吸水膨胀、失水收表面吸湿性强，有显著毛管作用和强烈的吸水膨胀、失水收缩的特点；有较强的持水性能，透水缓慢，排水困难，透气不畅；缩的特点；有较强的持水性能，透水缓慢，排水困难，透气不畅；粘粒有很强的粘结性、可塑性等，粘粒相互粘结形成土壤团粘粒有很强的粘结性、可塑性等，粘粒相互粘结形成土壤团聚体、土团或土块，干时土块易于龟裂，遇水分散。聚体、土团或土块，干时土块易于龟裂，遇水分散。微细的粘粒还有胶体特征，能吸附养料；微细的粘粒还有胶体特征，能吸附养料；含粘

31、粒多的土壤保水、保肥力强，有效养分储量较多。含粘粒多的土壤保水、保肥力强，有效养分储量较多。粉粉(砂砂)粒（）粒（）颗粒大小介于粘粒和砂粒之间颗粒大小介于粘粒和砂粒之间;岩石矿物物理风化的极限岩石矿物物理风化的极限产物产物;矿物成分有原生的，也有次生的。矿物成分有原生的，也有次生的。l特性特性 很多性质介于粘粒和砂粒之间，只有微弱的可很多性质介于粘粒和砂粒之间，只有微弱的可塑性、胀缩性和毛管力；粘结力在湿时明显，干时塑性、胀缩性和毛管力；粘结力在湿时明显，干时微弱。微弱。粉粒很容易进一步风化，是土壤养料的潜在供粉粒很容易进一步风化，是土壤养料的潜在供应力，这与其矿物组成有一定关系。应力，这与其

32、矿物组成有一定关系。粉粒含量高的土壤往往是地区性水土流失和干粉粒含量高的土壤往往是地区性水土流失和干旱威胁的内在原因。旱威胁的内在原因。土壤含有适量粉粒，对粘土来说有利于土壤含有适量粉粒，对粘土来说有利于“化块化块”，促进，促进大土块分裂，形成较小土团；对沙土而言能增加其保水、保大土块分裂，形成较小土团；对沙土而言能增加其保水、保肥和保温能力。肥和保温能力。表表3 3 各级土粒的物理性质和物理机械性质各级土粒的物理性质和物理机械性质 粒级名称粒级名称 主要物理性质与物理机械性质主要物理性质与物理机械性质 石石 砾砾 通透性强，无粘结力、粘着力、可塑性及胀缩性，通透性强，无粘结力、粘着力、可塑性

33、及胀缩性，不能蓄水保肥，土温变幅大不能蓄水保肥，土温变幅大 砂砂 砾砾 通透性强，毛管水上升高度低，无粘结力、粘着通透性强，毛管水上升高度低，无粘结力、粘着力、可塑性和胀缩性，蓄水保肥力弱，养分贫乏，力、可塑性和胀缩性，蓄水保肥力弱，养分贫乏，土温变幅大土温变幅大 粘粘 粒粒通气不良，透水困难。毛管水上升高，但缓慢，通气不良，透水困难。毛管水上升高，但缓慢，粘着力、粘结力、可塑性、胀缩均很强，干旱成粘着力、粘结力、可塑性、胀缩均很强，干旱成硬土块，蓄水保肥力强，矿质养分丰富，土温变硬土块，蓄水保肥力强，矿质养分丰富，土温变幅小幅小 粉粉 粒粒 直径与物理性质介于砂粒与动粒之间，通透性比直径与物

34、理性质介于砂粒与动粒之间，通透性比粘粒强，毛管水上升较高，略有粘结力，粘着力、粘粒强，毛管水上升较高，略有粘结力，粘着力、可塑性，湿时膨胀微弱，干缩后紧密，蓄水保肥可塑性，湿时膨胀微弱，干缩后紧密，蓄水保肥力较强力较强 三）、土壤质地1、机械组成 土壤是由各种大小不同的土粒组合而成，各粒级土粒在土壤中的相对比例（质量百分数）称为土壤机械组成或称土壤的颗粒组成。估算土壤比表面积估算土壤比表面积确定土壤质地确定土壤质地评价土壤结构性评价土壤结构性其它其它测定土壤颗粒组成测定土壤颗粒组成(或机械组成或机械组成)的方法，称为土壤的方法，称为土壤颗粒分析颗粒分析(或或机械分析机械分析)。主要用途主要用途

35、测定方法测定方法首先把土壤样品进行前处理，取粒径小于首先把土壤样品进行前处理，取粒径小于2mm的组分，去的组分，去掉有机质，充分分散（加分散剂）掉有机质，充分分散（加分散剂）过筛和沉降过筛和沉降l直径大于直径大于0.050.02mm的部分用过筛的方法区分的部分用过筛的方法区分l直径小于直径小于0.050.02mm的部分用沉降的的部分用沉降的方法确定方法确定沉降原理沉降原理：Stokes law,1845 颗粒沉降速度与有效直径颗粒沉降速度与有效直径有关有关2、土壤质地 土壤质地指按土壤中不同粒径颗粒相对含量的组成区分的土壤质地指按土壤中不同粒径颗粒相对含量的组成区分的粗细度。粗细度。是根据土壤

36、机械组成划分的土壤类型。如分为砂土，壤土或粘土等l质地相同的土壤，颗粒组成基本相似质地相同的土壤，颗粒组成基本相似(但不完全相同但不完全相同)，这些土，这些土壤常具有类似的一些理化性质和肥力特征。壤常具有类似的一些理化性质和肥力特征。l每种土壤有一个质地名称，它概括反映了土壤内在的某些基本每种土壤有一个质地名称，它概括反映了土壤内在的某些基本特性。特性。3、分类方案：（1）类型：卡庆斯基制、美国制、国际制（2）共同点：分成三个基本类别：砂土、壤土和粘土 都按照各粒级的含量来划分的。（3）区别lInternational system（国际制国际制）粘土粘土粘土粘土(clay)(clay)类类类

37、类根据粘粒根据粘粒(clay)(clay)含量将质地分为三类：含量将质地分为三类：25%25%凡砂粒含量大于凡砂粒含量大于55%的，在质地名称前冠的，在质地名称前冠“砂质砂质(sandy)”根据粉砂粒根据粉砂粒(silt)含量含量:凡粉砂粒含量大于凡粉砂粒含量大于45%的，在质地名称的，在质地名称前冠前冠“粉砂质粉砂质(silty clay)”根据砂粒根据砂粒(sand)含量含量:Clay0.002mmSand0.05-2mmSiltl 等边三角形的三个等边三角形的三个边分别表示砂粒、边分别表示砂粒、粉粒、粉粒、粘粒的含量。根据土壤粘粒的含量。根据土壤中砂粒、粉粒、粘粒的中砂粒、粉粒、粘粒的含

38、量，在图中查出其点含量，在图中查出其点位再分别对应其底边作位再分别对应其底边作平行线，平行线，三条平行线的三条平行线的定点即为该土壤的质地。定点即为该土壤的质地。lAmarican system（美国制美国制）Triangular graph(三角图三角图)Kachinsky classification system of soil texture（卡钦斯基制卡钦斯基制）质地质地组组质地名称质地名称不同土壤类型的不同土壤类型的0.01mm粒级含量粒级含量灰化土灰化土红黄壤、草原土红黄壤、草原土碱化土、碱土碱化土、碱土砂砂土土sand松砂土松砂土050505紧砂土紧砂土5105 10510壤壤

39、土土loam砂壤土砂壤土 sandy loam102010201015轻壤土轻壤土 light loam203020301520中壤土中壤土 medium loam304030452030重壤土重壤土 heavy loam405045603040粘粘土土clay轻粘土轻粘土 light clay506560754050中粘土中粘土 medium clay658075855065重粘土重粘土 heavy clay808565、根据物理性粘、根据物理性粘粒粒(physical clay)含量将土壤分为三含量将土壤分为三大质地类型九种质大质地类型九种质地地、根据砂粒、根据砂粒(砂砂质质)、粗粉粒、粗

40、粉粒(粗粉粗粉质质)、中细粉粒、中细粉粒(粉质粉质)、粘粒含、粘粒含量量(粘质粘质)，进一，进一步划分质地，确定步划分质地，确定质地详细名称质地详细名称:第二优势粒级第第二优势粒级第一优势粒级质地一优势粒级质地名称名称、根据石砾、根据石砾(gravel)含量，含量，查下表，冠在质地详细名称查下表，冠在质地详细名称前前大于大于1毫米的石砾含量毫米的石砾含量%石质程度石质程度 10.0 重石质土重石质土lChina system（中国制中国制）分为砂土、壤土、粘壤和粘土分为砂土、壤土、粘壤和粘土4组共组共22种质地种质地4、土壤质地的测定：（1）指测法 （2）室内分析 A 比重计法 B 吸管法质地

41、的定性确定质地的定性确定 凭手接触的感觉，凭手接触的感觉，搓条法搓条法等等取少量土样，加适量水湿润，然后放在手上，用手来回取少量土样，加适量水湿润，然后放在手上，用手来回搓，搓至均匀能检测为度。搓，搓至均匀能检测为度。沙沙 土：握时成团，放开松散，不能搓成条。土：握时成团，放开松散，不能搓成条。沙壤土：搓条时只能搓成大于沙壤土：搓条时只能搓成大于3 3毫米的短条。毫米的短条。轻壤土：搓成大于轻壤土：搓成大于3 3毫米细条，但容易断裂。毫米细条，但容易断裂。中壤土：能搓成完整细条，弯曲时易断裂。中壤土：能搓成完整细条，弯曲时易断裂。重壤土：土能搓成完整细条，弯曲成圆圈时有裂缝。重壤土：土能搓成完

42、整细条，弯曲成圆圈时有裂缝。粘粘 土：能搓成完整细条，能弯曲成圆圈。土：能搓成完整细条，能弯曲成圆圈。四）、不同质地土壤的肥力特征四）、不同质地土壤的肥力特征l Sandy soil(砂质土砂质土)水水粒间孔隙大，毛管作用弱，透水性粒间孔隙大，毛管作用弱，透水性 强强而保水性弱，水气易扩散，易干不易涝而保水性弱，水气易扩散，易干不易涝气气大孔隙多，通气性好，一般不会累积还大孔隙多，通气性好，一般不会累积还原物质原物质热热水少气多，温度容易上升，称为热性有水少气多，温度容易上升，称为热性有利于早春作物播种。利于早春作物播种。养分含量少，保肥力弱，肥效快，肥劲猛，养分含量少，保肥力弱，肥效快，肥劲

43、猛，但不持久，易造成作物后期脱肥早衰但不持久，易造成作物后期脱肥早衰肥肥松散易耕松散易耕耕性耕性l Clay soil(粘质土粘质土)水水粒间孔隙小，毛管细而曲折，透水性差，粒间孔隙小，毛管细而曲折，透水性差，易产生地表径流易产生地表径流,保水抗旱力强，易涝不保水抗旱力强，易涝不易旱易旱气气小孔隙多，通气性差，容易累积还原小孔隙多，通气性差，容易累积还原性物质性物质热热水多气少，热容量大，温度不易上升，水多气少，热容量大，温度不易上升，称冷性土，对早春作物播种不利称冷性土，对早春作物播种不利养分含量较丰富且保肥力强，肥效缓慢，稳养分含量较丰富且保肥力强，肥效缓慢，稳而持久，有利于禾谷类作物生长

44、，籽实饱满。而持久，有利于禾谷类作物生长，籽实饱满。早春低温时，由于肥效缓慢易造成作物苗期早春低温时，由于肥效缓慢易造成作物苗期缺素缺素肥肥耕性差，粘着难耕耕性差，粘着难耕耕性耕性l Loamy soil(壤质土壤质土)土壤性质兼具粘质土和砂质土的优点，土壤性质兼具粘质土和砂质土的优点，而克服了它们的缺点而克服了它们的缺点 。耕性好，宜种广，。耕性好，宜种广，对水分有回润能力，是较理想的质地类型。对水分有回润能力，是较理想的质地类型。优良组合优良组合(choiceness combination)n Soil texture profile 土壤质地剖面土壤质地剖面土壤剖面中不同质地层次的排列组合土壤剖面中不同质地层次的排列组合。不良组合不良组合(badness combination)粘盖砂粘盖砂砂盖粘砂盖粘土壤质地与土壤肥力的关系 因此应该根据质地因土种植：砂土棉花、胶土南瓜、石子地里种芝麻 一般认为：薯类、花生、西瓜、棉花、豆类适于砂质土壤；小麦、玉米、水稻、苹果等适于粘质土壤。质地类型砂土壤土粘土蓄水力弱居中强养分含量少居中多保肥力较差居中较强土温变化较快居中较慢通气性良好居中不良透水性好居中较差耕作容易居中不易复习思考题1、什么是土壤机械组成和土壤质地？2、土壤质地与土壤肥力间关系如何？