土壤的基本性质

第三章土壤的基本性质土壤的性质可以大致分为物理性质、化学性质及生物性质三个方面，三类性质相互联系、相互影响，共同制约着土壤的水、养、气、热等肥力因子状况，并综合地对植物产生影响。第一节土壤质地第二节土壤结构第三节土壤孔隙性第四节土壤的离子吸附与代换性能第五节土壤酸碱性及缓冲性能第六节土壤的氧化还原状况第三章土壤的基本性质第一节土壤质地土壤是由不同的颗粒粒级所组成的，土壤中各粒级土粒所占的重量百分比称为土壤的颗粒组成，这种粒级间的重量百分比又被称为土壤的机械组成；在不同的土壤中，颗粒的粗细配比或机械组成是千差万别的，这就导致了土壤的砂黏性及与之相关的一系列性质的不同；通俗的讲，土壤质地就是指土壤的砂黏性，它是机械组成的外在表现形式；根据土粒的成分，可分为矿物质土粒和有机质土粒两种，前者数目占绝对优势，而且在土壤中长期稳定地存在，构成土壤的固相骨架，后者或者是有机残体的碎屑，极易被小动物吞噬和微生物分解掉，或者是与矿质土粒结合而形成复粒，因而很少单独地存在，所以通常所指的土粒，专指矿质土粒；固相骨架中的矿质土粒可以单独地存在，称为单粒，但许多单粒也能聚集成复粒，通常所说的土粒，均指矿质土粒中的单粒。土粒的种类单个土粒复粒土壤颗粒绝非标准球形，是各种不规格形状的，那么，粒径的含义就并非它们的真实直径或半径。-----当量粒径当量粒径（有效直径）equivalentdiameteroreffectivediameterofsoilparticle:与同质的标准球形颗粒沉降速度相同的土粒直径或半径（建立在颗粒分析方法上）土壤粒级土壤粒级按土粒的大小，分为若干组，称为土壤粒级。如何把土粒按其大小分级，各粒级间的分界点定在哪里，至今尚缺公认的标准。石砾砂粒粉粒粘粒基本粒级TexturalGroupParticlesize(mm)Clay0.002Silt0.002-0.02Sand0.02土壤矿物原生矿物：在风化过程中化学结构和成分未改变的矿物，常见的有石英、正长石、斜长石、白云母、黑云母、辉石、角闪石、橄榄石等。次生矿物：原生矿物在母质或土壤的形成过程中，经化学分解、破坏而形成的，包括次生的层状硅酸盐类、含水氧化物类以及少量残存的简单盐类粒径mm化学成分SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2OP2O51~0.283.929.341.121.790.381.781.210.080.2~0.0473.8713.474.213.051.051.731.530.120.04~0.0170.1514.045.862.151.051.483.890.210.01~0.00267.2118.917.851.451.632.511.270.290.00244.0827.6721.810.581.611.100.960.36颗粒愈小，氧化物多，营养程度高；颗粒愈粗，SiO2多，土壤愈贫瘠。矿质土粒的化学组成各级土粒的物理性质和物理机械性质粒级名称主要物理性质与物理机械性质石砾通透性强，无粘结力、粘着力、可塑性及胀缩性，不能蓄水保肥，土温变幅大砂砾通透性强，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，土温变幅大粘粒通气不良，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，干旱成硬土块，蓄水保肥力强，矿质养分丰富，土温变幅小粉粒直径与物理性质介于砂粒与粘粒之间，通透性比粘粒强，毛管水上升较高，略有粘结力，粘着力、可塑性，湿时膨胀微弱，干缩后紧密，蓄水保肥力较强土壤的质地分类1.机械组成：不同粒级颗粒的组成比例（百分比）。实质就是三种粒级颗粒的重量百分比。简单地从粒径大小把土壤颗粒分为砂粒、粉粒和粘粒3级，再分别称重，获得百分含量比。自然界各地土壤由于成土条件不同，机械组成不同，这是土壤性状的空间变异性，当机械组成相近似，土壤性状可能有相似之处；只有机械组成差异很大时，它们基本性状才有很大差异。因此，有必要按照机械组成相似性进行土壤分类---质地2.质地(soiltexture):根据机械组成划分的土壤类型注意:①质地既有定量概念(以机械组成为依据划分的)，也有定性的内容(如人的感觉和它的生产性状)②质地主要表达的是土壤中占优势粒级的颗粒，但任何质地类型土壤决非由一种粒级的颗粒组成。③质地属于土壤的静态物理性质（因为相对变化较小，但绝不是永远不变的）④质地是以土壤机械组成为指标体系，以基本理化性状为科学依据进行分类的。目前有许多分类制。--如何分类？土壤的质地分类国际分类制以粘粒含量为主要标准，按砂粒、粉砂粒和粘粒3种粒级的质量百分数分类，共分4类12级。0～550～5545～6511．粘土0～350～3565～10012．重粘土0～3045～7525～4510．粉砂质粘土10～550～4525～459．壤质粘土55～750～2025～458．砂质粘土粘土类0～4045～8515～257．粉砂粘壤土30～5525～4515～256．粘壤土55～850～3015～255．砂质动壤土粘壤土类0～5545～1000～154．粉砂质壤土40～5535～450～153．壤土壤土类55～850～450～152．砂质壤土85～1000～150～151.砂土及壤质砂土砂土类2～0.20.02～0.002＜0.002砂粒粉砂粒粘粒名称类别各类土粒重量（mm）土壤质地国际土壤质地分类标准美国分类制根据砂粒、粉粒、粘粒3个粒级的比例，划定12个质地名称卡钦斯基质地制按物理性砂粒和物理性粘粒含量，将土壤划分为9级中国质地制针对我国南、北方土壤质地名称和差异，综合划分为3类12种在城市绿地中，往往混有数量不等的砖砾等块体，对土壤性质（质地）有一定的影响，可按砖砾所占体积进行分类。土壤的质地分类土壤中所含砖砾成分多少的分类2cm块体所占体积（%）55~1515~3030~7070砖砾质类型非砖砾质土少砖砾质中砖砾质土多砖砾质土全砖砾土中国土壤质地分布规律质地与土壤肥力的关系质地是决定土壤蓄水、透水、保肥、供肥、保温、导热和可耕性等性质的重要因素，因此，不同质地的土壤其肥力特征和生产性状有很大的差异；砂土、壤土、粘土是土壤质地的三个基本类别。质地与土壤肥力的关系砂质土1.水分与通气特征由于砂粒颗粒较粗，孔隙较大，故通气透水性良好，但因毛细管少，水分易流失，抗干旱能力弱。2.养分特征砂质土的矿物成分较单一，且有机质含量低，故养分含量低，同时又由于缺乏粘粒和腐殖质等胶体物质，吸附能力差，故保肥能力差，但施少量肥料就能见效。质地与土壤肥力的关系砂质土3.温度特性由于水分少，空气易进入，所以土温上升快，尤其是春季，砂质土热容量小，降温亦快，昼夜温差大。4.植物扎根和耕作性能砂质土疏松，植物易于扎根，用作苗圃和花圃时也易起苗，耕作性能好，易耕省力，黏结性弱，易耕期长，耕后很少结块。质地与土壤肥力的关系砂质土5.生产特性砂质土由于通气性好，土温高，疏松，所以播种植物出苗早、齐、全；但由于养分含量低，保肥能力差，所以养分往往后期供应不足，植物易早衰，这种特性农民称之为“发小苗不发老苗”，所以在植物的旺盛生长季节进行适量的追肥，对砂质土来说往往是必要的。生长期短、耐旱、耐瘠的作物宜在砂质土上生长；马铃薯与砂质土质地与土壤肥力的关系粘质土1.水分特征粘质土颗粒细小，毛管孔隙多，故保水能力强，但通气透水性差，土体内水流不畅，亦受涝害。2.养分特征粘质土矿物成分复杂，且有机质含量往往较高，故养分含量丰富，由于富含粘粒和腐殖质等胶体物质，吸附能力强，故保肥能力强，肥料不易流失，肥效较长，但施肥后见效慢，施肥量少时肥效常不显著，有时还会导致肥料的无效化。质地与土壤肥力的关系粘质土3.温度特性粘质土由于保水力强，故土温变化幅度较小，温度条件比较稳定，升温、降温都较缓慢，早春土温不易升高。4.植物扎根和耕作性能粘质土紧实，且具有粘性，所以不利于植物扎根，苗圃和花圃起苗时也易断根，粘质土的黏结性、黏着性和可塑性都很强，耕作阻力大，易耕期短，且耕后易结块，耕作质量不高。质地与土壤肥力的关系粘质土5.生产特性粘质土黏重紧实，通透性差，早春土温偏低，不利于植物的出苗，常出现缺苗或苗势弱，出苗较晚，但到后期由于土温升高和养分供应的持续性，植物生长状况可能大为改善，这种特点农民称之为“发老苗不发小苗”。树苗和花苗生产中，黏土是一大忌，除了生产性能不好外，还极易在起苗时断根，严重影响苗的质量。水田较为理想的质地类型为粘土蒙金土在华北平原，砂土剖面中有中位或深位粘土夹层，土壤上层的质地以砂质为主，透水通气良好，可迅速接纳较大的降水量，防止地面径流，减少水土流失。下层质地偏粘，起保水托肥作用，减少养分下渗流失，又有回润水分的能力。这种质地剖面即发育小苗又发育老苗，对土壤水，肥，气，热状况调节较好，适宜于作物生长质地与土壤肥力的关系壤质土砂质土和粘质土虽然各有优点，但同时也各有严重的缺点，可见，无论是砂质还是粘质，都不是最理想的土壤质地；壤质土介于砂质土和粘质土之间，兼有两者的优点，同时又在很大程度上避免了二者的缺点，具有良好的水、气、热状况和协调能力，耕作性和扎根性能大都良好，在生产上“既发小苗，又发老苗”，所以壤质土是较为理想的土质类别，适于生长的植物种类也最多，在绿化生产和绿地建植中，过砂或过粘的土壤质地往往都需要改良。不同质地土壤基本性状特性characteristics砂土Sand壤土loam粉砂壤土Silt粘土clay感觉粗砂粗砂滑腻块、粘鉴别疏松粘结指纹状光泽内排水强好正常较差植物有效水低中等高高牵引力高高中等重耕性容易容易中等困难径流潜势低较低高较高导水性低中等高高风蚀性高中等低低各种作物对土壤质地的要求各种作物的生物学特性及耕作栽培要求不同，所需的土壤条件也不同，土壤质地是重要的条件之一；通常生长期短的作物宜于在砂质土上生长，后期不至营养跟不上，耐旱耐瘠薄的作物（芝麻、高粱）以及要求早熟的作物宜于在砂质土上生长，需肥较多的作物宜于在粘壤至粘土中生长。不同质地土壤的利用和改良土壤质地改良1、客土法土壤质地过砂或过粘均对植物生长不利，因此应采取相应的改良措施；客土，即通过砂掺粘或粘掺砂，是一个有效的措施，但客土时的土方量和人工量很大，可逐年进行；客土一般是就地取材，翻淤压砂或翻砂压淤，引洪漫淤（一年洪水三年肥）--宁夏河套平原的灌淤土不同质地土壤的利用和改良客土喷播边坡绿化技术客土喷播是以团粒剂使客土形成团粒结构，加筋纤维在其中起到类似植物根茎的网络加筋作用，从而造就有一定厚度的具有耐雨水、风侵蚀，牢固透气，与自然表土相类似或更优的多孔稳定土壤结构。客土喷播边坡绿化技术技术要点：喷播基材：这是保证喷播成功的重要因素，泥炭土是喷播的好材料，可加木纤维按一定比例混合使用，可在岩石坡面上进行喷播，一般喷播厚度在10~20cm挂网：先把锚钉按一定的间距固定在石壁上，然后挂网；草种选择：所喷播的草种应是根系发达，耐旱耐瘠薄的多年生品种（抗冻性）；混播：利用草本的互补性，如深根植物与浅根植物，本地植物与外地植物，发育早于发育晚植物进行混合喷播。2.增施有机肥料—改良质地性3.生物改良，营造农田防护林网，种植绿肥作物等—防风固沙。4.因土种植，扬长避短，充分发挥不同质地土壤生产潜力，农谚说“砂地棉花，胶土瓜（南瓜）,石子地里种芝麻”，说明根据作物土宜特性安排种植能收到增产效果。不同质地土壤的利用和改良土壤质地测量土壤质地测量（一）搓试法原理：可塑性和粘结性砂土，不论加水多少都不能搓成条或片；沙壤土，湿时可搓成大拇指粗的土条，再细即断；轻壤土，湿时可搓成直径3毫米土条，弯曲或提起一端即断裂；中壤土，湿时可搓成直径3毫米土条，拿起一端不断，但弯曲成直径3厘米圆圈即断裂；重壤土，湿时可搓成直径2毫米土条，弯曲成直径2—3厘米圆圈不断，压扁有裂纹；粘土，土质滑腻，湿时可搓成直径2毫米以下的土条，易弯曲成小环，压扁无裂纹。土壤质地测量土壤质地测量（二）机械分析样品准备分级定量去除胶结剂分散颗粒筛分（0.2mm）