《土壤物理性质》PPT课件.ppt

第四章 土壤物理性质,主要教学目的：1、土壤物理性质包括哪些内容？2、土壤质地的基本含义？3、土壤孔性的基本含义？4、土壤物理性质对土壤肥力有哪些影响？5、土壤不良的物理性质有哪些？如何进行改良？,主要内容,第一节 土壤质地第二节 土壤结构第三节 土壤孔性第四节 土壤耕性,第四章 土壤物理性质,本章重点：1、掌握描述土壤物理性质常用的术语，如土壤质地、土壤孔隙度等；2、掌握土壤容重的意义，学会一些基本的计算；3、掌握土壤质地与土壤肥力之间的关系。,第四章 土壤物理性质,本章难点：1、土壤结构的基本含义。如何描述？2、土壤孔隙的分类。土壤孔隙度如何测定？,第四章 思考题,一、名词解释1、土粒密度；2、土壤容重（土壤密度）；3、土壤孔隙度；4、物理性粘粒；5、粒级；6、土壤机械组成；二、简述土壤质地对土壤肥力性状的影响。三、什么样的孔隙状况较适合植物的生长？四、土壤容重有哪些用途？,第一节 土壤质地,主要内容：一、土壤单粒与粒级二、土壤的机械组成与土壤质地三、主要的土壤质地分类系统四、土壤质地对土壤肥力的影响五、简易土壤质地测定方法六、土壤质地改良,一、土壤单粒与粒级,1、单粒的基本概念：相对稳定的土壤矿物质的基本颗粒，不包括有机质单粒。注意：单粒并不是我们所见到的各种土团。土团：是由若干个单粒团聚而成的。,一、土壤单粒与粒级,土壤中单粒来说，在它的直径变化中，是一个连续的变量。在研究土壤单粒时，为了研究和测定的方便，通常采用粒级概念。2、粒级：把土壤单粒，按一定的直径范围，划分为若干组合，这些组合就叫土壤粒级。,3、我国的粒级分级制,（1）前苏联卡庆斯基制土粒分级（简明系统）把0.01mm作为土粒划分的界限。直径10.01mm的颗粒，称为物理性砂粒；而0.01mm的颗粒，称为物理性粘粒。（2）我国第二次全国土壤普查采用的标准为20.2mm 为粗砂粒 0.20.02mm为砂粒 0.020.002mm粉砂粒 0.002mm为粘粒这一划分基本是与目前国际标准相一致的。,3、我国的粒级分级制,（3）在土壤学科的科研工作中常用的分级标准是：这个标准是1995年制的。21mm极粗砂；10.5mm粗砂；0.50.25mm中砂；0.250.10mm细砂；0.100.05mm极细砂；0.050.02mm粗粉粒；0.020.002mm细粉粒；小于0.002mm粘粒。,一、土壤单粒与粒级,4、在粒级划分中应注意的有两点：一是土壤颗粒的形状是很不规则的，颗粒的直径并不是它的真实直径，而是它的几何直径。二是土粒的成分和性质的变化是渐变的。同一粒级中土粒的成分和性质基本一致，但组间则的差异较明显。,5、各粒级的主要特性,各国粒级划分在名称上可归纳为石砾、砂粒、粉粒和粘粒四大粒级组。1、石砾。多为岩石碎块。2、砂粒。常以单粒存在。主要成分为石英或矿物颗粒。通透性好、保水肥能力差。矿质养分含量低。,5、各粒级组的性质,（3）粉粒：和砂粒相比，它的比表面积大，保水性加强，透水性减弱。矿质营养较砂粒高。（4）粘粒：多呈片状，常以复粒存在，具很强的粘性、可塑性，但通透性差，保水保肥能力很强，矿质养分含量丰富。,二、土壤的机械组成与土壤质地,1、土壤的机械组成土壤的机械组成，又叫土壤的颗粒组成，土壤中各种粒级所占的重量百分比。如在某一土壤中，20.2mm 粗砂粒含量为5%，0.20.02mm砂粒含量为20%0.020.002mm粉砂粒的含量为40%请计算 0.002mm粘粒的含量。,二、土壤的机械组成与土壤质地,2、土壤质地：就是将土壤的颗粒组成区分为几种不同的组合，并给每个组合一定的名称。这种分类命名称为土壤质地。如：砂土、砂壤土、轻壤土、中壤土、重壤土、粘土等。,三、土壤质地分类系统,1、国际三级制，根据砂粒（20.02mm）、粉砂粒(0.02mm0.002mm)和粘粒(0.002mm)的含量确定，用三角坐标图。2、简明系统二级制，根据物理性粘粒的数量确定。在我国较常用。,三、土壤质地分类系统,3、石砾性土壤质地分类标准：结合我国土壤的特点，在农业生产中，对石砾含量较高的土壤制定了石砾性土壤质地分类标准。将砾质土壤分为无砾质、少砾质和多砾质三级，可在土壤质地前冠以少砾质或多砾质的名称。,土壤的石质性程度分级,三、土壤质地分类系统,不同土壤质地分类系统中土壤质地名称并不十分一致。砂土、砂壤土、轻壤土、中壤土、重壤土、粘质壤土、粘土等。但我们可以把他们归纳为三大质地组即砂土、壤土和粘土。,四、土壤质地与土壤肥力性状关系,从两个方面来论述1、土壤质地与土壤营养条件的关系 肥力性状 砂土 壤土 粘土 保持养分能力 小 中等 大 供给养分能力 小 中等 大 保持水分能力 小 中等 大 有效水分含量 少 多 中-少,四、土壤质地与土壤肥力性状关系,2、土壤质地与环境条件的关系 肥力性状 砂土 壤土 粘土 通气性 易 中等 不易 透水性 易 中等 不易 增温性 易 中等 不易另外，土壤中石砾对土壤肥力有一定的影响。,五、简易土壤质地测定法,砂土：能见到或感觉到单个砂粒。干时抓在手中，稍松开后即散落；湿时可捏成团，但一碰即散。砂壤土：干时手握成团，但极易散落；润时握成团后，用手小心拿不会散开。壤土：干时手握成团，用手小心拿不会散开；润时手握成团后，一般性触动不至散开。,五、简易土壤质地测定法,粉壤土：干时成块，但易弄碎；湿时成团或为塑性胶泥。湿时以拇指与食指撮捻不成条，呈断裂状。粘壤土：湿土可用拇指与食指撮捻成条，但往往受不住自身重量。,五、简易土壤质地测定法,粘土：干时常为坚硬的土块，润时极可塑。通常有粘着性，手指间撮捻成长的塑可土条。,六、土壤质地的改良,（一）不良土壤质地的缺点 粘质土：粘重紧实、通透性差，早春土温不易升高，称“冷性土”。早春不利于播种出苗，在起苗时容易断根。砂质土：养分含量低，保肥性差，在炎热季节可导致幼苗“灼伤”、失水，肥料浓度过高易“烧苗”。渣砾质土壤也有严重的土壤肥力缺陷。,六、土壤质地的改良,（二）粘重土壤的改良1、掺沙子或砂土，是最根本方法。改良前，应先测定土壤的机械组成，计算掺沙（砂）量。河沙（0.50.1毫米）最好。风积沙，应去除2毫米的部分。海岸沙，应将盐分洗掉。,六、土壤质地的改良,2、翻砂压淤。在冲积母质中，粘土层的下面有砂土层（腰砂），可采用深翻措施。3、施用膨化岩石类。珍珠岩、膨化页岩、岩棉、陶粒、浮石、硅藻土等。在草坪建植中，不要用粉煤灰或炉渣（碱性）。4、施有机肥。施C/N高的有机物料时，应配合氮肥的使用。,六、土壤质地的改良,（三）砂质土壤的改良1、掺入粘土、河泥、塘泥等。2、翻淤压砂。3、施用腐熟的细质有机肥、泥炭。4、翻压绿肥。,六、土壤质地的改良,（四）碴砾质土壤的改良1、对耐旱的树木、灌木，渣砾含量30%时，可以不改良。2、栽花、种草时，大的渣砾应尽量挖走。必要时要过筛，去除渣砾。3、渣砾过多如超过50%时，植物无法生长，应掺土或采用换土的方法。,六、土壤质地的改良,1993年美国高尔夫球场制定的根际混合层的粒径分布：砾石（2）为0；极粗沙(12)最适为7%；粗沙(0.51)为0；中等沙(0.250.5)最适范围为75%；细沙(0.10.25)为0；极细沙(0.050.1)最适为10%；粉沙或粘粒(0.05)最适为3%。,第二节 土壤结构,一、概念：1、土壤结构体：单粒互相胶结在一起形成的团聚体。2、土壤结构的稳定程度：1）在自然状况下保持该结构的时间长短；2）在人为条件下（耕作、施肥）保持该结构的时间长短。,二、土壤结构类型,根据土壤结构体的形状：立方体状（块状、核状、粒状、团粒柱状（棱柱状、柱状）:片状:板状:,三、土壤结构形成的因素,1、需要一定数量和直径足够小的土粒，土粒愈细，数量越多，粘结力愈大；2、使土粒聚合的阳离子,形成微凝聚体。不同种类离子的聚合能力不同：Fe3+Al3+Ca2+Mg2+H+NH4+K+Na+聚合能力逐渐减小。,三、土壤结构形成的因素,3、需要有胶结物质，把土粒和微凝聚体粘结成复粒。主要是各种土壤胶体。无机胶体：粘土矿物、含水的氧化铁、氧化铝、氧化硅等；有机胶体包括腐殖质、有机质如多糖（线性的高分子聚合体）葡萄糖、胡敏酸等.,三、土壤结构形成的因素,4、外力的推动作用 主要是促使较大土壤颗粒破碎成细小颗粒，同时促进小颗粒之间的粘结。起外力推动作用的因素有三个方面：土壤生物：根系的生长（穿插、挤压、分泌物及根际微生物）、动物的活动；大气变化：干湿、冻融交替；人为活动：耕作、施肥。,四、土壤结构与土壤肥力,1、土壤的表层A1层，如没有被破坏，都有良好的团粒结构，还有粒状、块状结构2、具有团粒结构或粒状的土壤，透气性、渗水性和保水性好，有利于根的生长。3、土壤结构可以改变质地对土壤孔隙的影响。,五、土壤结构的改良,1、不良的土壤结构块状结构：漏风、跑墒、压苗、妨碍根系穿插；片状结构：通透性差、易滞水，扎根阻力大；散砂结构：漏水漏肥、贫瘠易旱，水蚀严重。,五、土壤结构的改良,2、创造土壤团粒结构的措施1）合理的耕作。一般土壤外白（干）、里暗（湿），或干一块、湿一块呈花脸时为宜耕；用手摸时，当捏不成团，手松不粘手，落地即散时为宜耕期。2）合理灌溉：喷灌、滴灌好、避免大水漫灌、太急的喷灌等不良方式。,五、土壤结构的改良,3）围栏保护，避免人为的践踏，通过生物措施改良。4）深翻施用有机肥。常用腐叶土。5）施用结构改良剂 是人工提取或人工合成的高分子有机化合物。合成剂：应用效果好的有：聚丙烯腈水解物钠盐、羧化聚合物的钙盐。,五、土壤结构的改良,聚丙烯酰胺除改良土壤结构，还可蓄水保墒。每公顷用200400千克，遇水可形成水稳性团粒结构。且土壤的蓄水力提高100倍。在绿化沙漠中意义大。天然土壤结构改良剂：从有机物中提取出的腐殖酸盐、树脂胶、多糖醛类。缺点是：易被微生物分解，用量大。优点：可刺激植物的生长。,第三节 土壤孔性,一、土 粒密度二、土壤容重三、土壤孔隙状况,第三节 土壤孔性,一、土粒密度1、概念单位容积固体物质的质量，称为土粒密度。单位为g/cm32、影响因素 土壤矿物质的种类、数量以及有机质的含量（腐殖质较小，在1.251.40之间）3、一般土壤的土粒密度平均在2.65。（2.62.7）左右,二、土壤容重（土壤密度）：,1、概念：田间自然垒结状态下，单位容积的质量。单位为g/cm32、影响容重的因素：土壤矿物质、土壤有机质含量和孔隙状况 一般矿质土壤的容重为1.33 g/cm3,3、容重的用途：,计算题：一亩地，耕层深度为20cm，土壤容重为1.15g/cm3，土粒密度为2.65g/cm31）计算耕层土重和总孔隙度。计算总孔隙度：P=(1-容重/土粒密度)*1002）经测定，土壤有机质含量为2%，计算土壤有机质的重量。,第三节 土壤孔性,4、容重与坚实度的关系：在同等条件下，容重小的土壤疏松。5、极限容重与适宜容重极限容重：土体坚实以致根系不能生长的最大容重值。适宜容重：土壤结构性与孔隙状况适宜植物扎根生长时的容重。,三、土壤孔隙度,1、定义：单位原状土壤体积中土壤孔隙体积所占的百分率。总孔隙度不直接测定，而是计算出来。总孔隙度%=(1-容重/土粒密度)*100%,第三节 土壤孔性,2、孔隙的类型分级：土壤学所说的直径是当量孔径，指与一定土壤水吸力相当的孔径，与孔隙的形状和均匀度无关。（1）非毛管孔隙（大）：孔隙直径大于0.02mm，水受重力作用自由向下流动，植物幼小的跟可在其中顺利伸展，气体、水分流动；,第三节 土壤孔性,（2）毛管孔隙：孔隙直径在0.020.002毫米之间，毛管力发挥作用，植物根毛（0.01）可伸入，同时可以保存水分，水分可以被植物利用（3）非活性毛管孔隙：小于0.002毫米，即使细菌（0.0010.05mm）也很难在其中居留，这种孔隙的持水力极大，水分移动的阻力很大，水分不能被植物利用（有效水分含量低）。,3、适宜的土壤孔隙状况,土壤中大小孔隙同时存在，土壤总孔隙度在50%左右，而毛管孔隙在3040%之间，非毛管孔隙在2010%，非活性毛管孔隙很少，则比较理想；若总孔隙大于6070%，则过分疏松，难于立苗，不能保水；若非毛管孔隙小于10%，不能保证空气充足，通气性差，水分也很难流通（渗水性差）。,第四节 土壤的耕性,一、土壤的物理机械性1、粘结性：指土粒之间由于分子引力而相互粘结在一起的性质。这种性质使土壤具有抵抗外力（机械破坏和根系穿插时）而不被破坏的能力。粘粒含量高、含水量大、有机质缺乏的土壤，粘结性强。,第四节 土壤的物理机械性与耕性,2、粘着性：是土壤在一定含水量的情况下，粘附其它物质的性能。是土粒分子与外物之间通过水分子吸引力而产生的性质。在土壤湿润时产生粘着性（土壤含水量达到全蓄水量的45%左右）；水分过多时（超过全蓄水量80%左右）粘着性下降。,第四节 土壤的物理机械性与耕性,3、可塑性：土壤在适宜水分范围内，可被外力揉捏成各种形状，在外力消除后和干燥后，仍能保持原形状的性能。原因：粘粒成薄片状，在有水存在的条件下，粘粒表面被包一层水膜，外力揉搓时，片状的粘粒重新排列且粘结固定，由于粘结力的存在，失水后能保持原状。,第四节 土壤的物理机械性与耕性,4、土壤松紧性：是由人畜、机具在土壤上通过时，引起土壤孔隙减少、土壤变紧的现象。土壤松紧度的表示方法：以穿透土壤所产生的阻力大小来表示；以容重大小表示。,第四节 土壤的物理机械性与耕性,二、土壤耕性1、耕作的难易程度：指土壤对机具的阻力大小。2、耕作质量：是指耕作后的土壤性状，对植物生长发育的影响。土壤疏松、细碎、平整、松紧适中有利于植物的生长，称为耕作质量好。,