1、 土壤固相組成的物理診斷特性主要包括土壤結(jié)構(gòu)、密度、孔隙度、土壤顏色和土壤質(zhì)地，它們是土壤發(fā)生的重要標(biāo)志，也是影響土壤與環(huán)境間熱量、水分、養(yǎng)分和氣體交換，以及土壤中物質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化的重要因素，因此，成為土壤分類和土壤資源開發(fā)利用的重要依據(jù)。2.2土壤結(jié)構(gòu)及其特性 土壤固相顆粒很少呈單粒存在，它們經(jīng)常是相互作用而聚積形成大小不同、形狀各異的團(tuán)聚體(aggregate)，這些團(tuán)聚體的組合排列稱為土壤結(jié)構(gòu)(soil structure)。土壤結(jié)構(gòu)是成土過程的產(chǎn)物，故不同的土壤及其發(fā)生層都具有一定的土壤結(jié)構(gòu)，如圖2-22所示。單粒結(jié)構(gòu)Single Grained 粒狀結(jié)構(gòu)Grained 圖2-22 土壤結(jié)

2、構(gòu)類型圖解片狀結(jié)構(gòu)Platy Platy 塊狀結(jié)構(gòu)Blocky 圖2-22 土壤結(jié)構(gòu)類型圖解(續(xù))柱狀結(jié)構(gòu)Columnar 棱柱結(jié)構(gòu)Prismatic 圖2-22 土壤結(jié)構(gòu)類型圖解(續(xù))大塊狀結(jié)構(gòu)Massive 圖2-22 土壤結(jié)構(gòu)類型圖解(續(xù))單粒結(jié)構(gòu)Single Grained 粒狀結(jié)構(gòu)Grained片狀結(jié)構(gòu)Platy 圖2-22 土壤結(jié)構(gòu)類型圖解(續(xù))柱狀結(jié)構(gòu)Columnar塊狀結(jié)構(gòu)Blocky 大塊狀結(jié)構(gòu) Massive棱柱狀結(jié)構(gòu)Prismatic圖2-22 土壤結(jié)構(gòu)類型圖解(續(xù))土壤結(jié)構(gòu)的形成 (一)階段性第一階段：分散的單粒（礦物質(zhì)顆粒和有機(jī)質(zhì)顆粒）通過凝聚、膠結(jié)等作用，形成微團(tuán)聚

3、體（復(fù)粒）；第二階段：微團(tuán)聚體進(jìn)一步膠結(jié)，同時(shí)受到各種成型力的作用，形成團(tuán)聚體。 (二)基本條件具有膠結(jié)物質(zhì)和促使土壤顆粒膠結(jié)的力 有機(jī)膠體主要是土壤腐殖質(zhì)、土壤微生物的菌絲體和粘液等 ；無機(jī)膠體主要有粘粒、鐵鋁氫氧化物，硅酸等。 由膠體的凝聚來實(shí)現(xiàn)。 膠結(jié)物質(zhì)生物的作用植物根系分割和擠壓，根系分泌物的膠結(jié)； 土壤動(dòng)物擠壓、破碎 。 干濕交替作用濕脹擠壓，干縮開裂。 凍融交替作用凍擠壓，融散碎。耕作的作用適宜的耕作有利于土壤結(jié)構(gòu)的形成。 促使膠結(jié)的力 三、土壤結(jié)構(gòu)的肥力意義土壤結(jié)構(gòu)是土壤肥力的調(diào)節(jié)器:水稻土犁底層的形成有利于阻止水分的下滲;心土層塊狀結(jié)構(gòu)的形成有利于土壤水分和養(yǎng)分的保蓄;團(tuán)粒結(jié)

4、構(gòu)對(duì)土壤水、肥、氣、熱狀況具有顯著調(diào)節(jié)作用。 具有團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的土壤，總孔隙度大（約55），其中，毛管孔隙40(團(tuán)粒內(nèi)部)，非毛管孔隙60(團(tuán)粒之間)，孔隙比例適宜，分布均勻，大小相間。 結(jié)構(gòu)特征 解決了土壤透水性與蓄水性的矛盾 解決了土壤蓄水性與通氣性的矛盾 解決了土壤導(dǎo)熱率與熱容量的矛盾 解決了土壤保肥與供肥的矛盾 水、肥、氣、熱協(xié)調(diào) 團(tuán)粒之間接觸點(diǎn)小，粘結(jié)性較弱。 耕作性能較好優(yōu)越性團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性土壤的物理特性土壤比重、土壤容重、土壤孔隙度、土壤顏色反映土壤物質(zhì)組成和土壤發(fā)生條件的重要定量指標(biāo)。 (一)土壤比重單位體積固體的重量與同體積水的重量比 取決于土壤固相組成物質(zhì)的種類和數(shù)量。 有機(jī)

5、質(zhì)含量高的土壤比重較小。(二)土壤容重單位體積原狀土體（包含孔隙）的干重量與同體積水的重量比 取決于土壤孔隙和土壤固體的數(shù)量。 有機(jī)質(zhì)含量高的土壤容重較小。(三)土壤孔隙度單位體積土壤內(nèi)孔隙所占的體積百分比 取決于土壤質(zhì)地、結(jié)構(gòu)和有機(jī)質(zhì)含量。 影響土壤的水、氣、熱狀況。(四)土壤顏色取決于土壤化學(xué)組成與礦物組成，反映土壤物質(zhì)的組成和變化，是成土過程的結(jié)果和外在表現(xiàn)。 黑色腐殖質(zhì) 白色石英、高嶺土、石灰和水溶性鹽類 紅色赤鐵礦 黃色水化氧化鐵 棕色次生粘土礦物 紫色游離錳氧化物 灰藍(lán)色亞鐵礦物 土壤固相物質(zhì)組成、土壤質(zhì)地和土壤結(jié)構(gòu)是決定土壤許多重要物理特性的物質(zhì)基礎(chǔ)，而土壤顆粒密度、土壤密度、孔

6、隙度、土壤磁性和土壤顏色則是反映土壤物質(zhì)組成和土壤發(fā)生條件的重要定量指標(biāo)。土壤顏色采用國(guó)際通用的蒙氏顏色卡來表示，如圖2-23、2-24、2-25所示。圖2-23 土壤顏色三維圖解 圖 2-24 蒙氏土壤顏色卡圖式圖2-25 蒙氏土壤顏色卡圖式土壤結(jié)構(gòu)性的評(píng)價(jià)（一）土壤結(jié)構(gòu)的孔隙狀況 1. 塊狀、核狀、柱狀、棱柱狀和片狀結(jié)構(gòu)體 總孔隙度小，主要是小的非活性孔隙和毛管孔隙，結(jié)構(gòu)體之間大的通氣孔隙，往往成為漏水漏肥的通道。 植物根系很難穿扎，干裂時(shí)常扯斷根系。 2.團(tuán)粒結(jié)構(gòu)體 不僅總孔隙度大，而且內(nèi)部有多級(jí)大量的大小孔隙，團(tuán)粒之間排列疏松，大孔隙較多，兼有蓄水和通氣的雙重作用。（二）土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定

7、性 機(jī)械穩(wěn)定性：抵抗機(jī)械壓碎的能力；如耕 作；可通過人工結(jié)構(gòu)改良劑增加穩(wěn)定性 。 生物穩(wěn)定性：抵抗微生物分解的能力。 水穩(wěn)定性：結(jié)構(gòu)體浸水后不易分散的性能。土壤結(jié)構(gòu)的改良1、合理的耕作與灌溉。 噴灌、滴灌好、避免大水漫灌、太急的噴灌等不良方式。2、種植綠肥和牧草，合理輪作。3、圍欄保護(hù)，避免人為的踐踏，通過生物措施改良。4、深翻，施用有機(jī)肥。5、施用結(jié)構(gòu)改良劑（1）人工土壤結(jié)構(gòu)改良劑：人工提取或人工合成的高分子有機(jī)化合物。聚丙烯酰胺除改良土壤結(jié)構(gòu)，還可蓄水保墑。（2）天然土壤結(jié)構(gòu)改良劑：從有機(jī)物中提取出的腐殖酸鹽、樹脂膠、多糖醛類。缺點(diǎn)是：易被微生物分解，用量大。優(yōu)點(diǎn)：可刺激植物的生長(zhǎng)。土壤物

8、理機(jī)械性與耕性一、土壤的物理機(jī)械性1、粘結(jié)性： 指土粒之間由于分子引力而相互粘結(jié)在一起的性質(zhì)。 這種性質(zhì)使土壤具有抵抗外力（機(jī)械破壞和根系穿插時(shí)）而不被破壞的能力。 粘粒含量高、含水量大、有機(jī)質(zhì)缺乏的土壤，粘結(jié)性強(qiáng)。2、粘著性： 是土壤在一定含水量的情況下，粘附其它物質(zhì)的性能。 是土粒分子與外物之間通過水分子吸引力而產(chǎn)生的性質(zhì)。 在土壤濕潤(rùn)時(shí)產(chǎn)生粘著性（土壤含水量達(dá)到全蓄水量的45%左右）；水分過多時(shí)（超過全蓄水量80%左右）粘著性下降。3、可塑性： 土壤在適宜水分范圍內(nèi)，可被外力揉捏成各種形狀，在外力消除后和干燥后，仍能保持原形狀的性能。 原因：粘粒成薄片狀，在有水存在的條件下，粘粒表面被包

9、一層水膜，外力揉搓時(shí)，片狀的粘粒重新排列且粘結(jié)固定，由于粘結(jié)力的存在，失水后能保持原狀。 塑性值愈大表示土壤塑性愈強(qiáng)。上塑限、下塑限和塑性值均以含水量表示之，它們的數(shù)值隨著粘粒含量的增加而增大。 4、土壤脹縮性 土壤干時(shí)收縮，濕時(shí)膨脹的特性。 影響因素 （1）陽離子 當(dāng)土壤膠體被強(qiáng)烈解離的陽離子（如鈉）飽和時(shí)，膨脹性最強(qiáng)，如交換性Na+被Ca2+置換則膨脹性變?nèi)酢８鞣N陽離子對(duì)膨脹的作用次序如下。 （2）土壤質(zhì)地 土壤質(zhì)地愈粘重，即粘粒含量愈高，尤其是擴(kuò)展型粘粒礦物（蒙脫石、蛭石等）含量愈高，則脹縮性愈強(qiáng)。 5、土壤松緊性： 是由人畜、機(jī)具在土壤上通過時(shí)，引起土壤孔隙減少、土壤變緊的現(xiàn)象。 土壤

10、松緊度的表示方法： （1）以穿透土壤所產(chǎn)生的阻力大小來表示； （2）以容重大小表示。二、土壤耕性 土壤耕性：由耕作所表現(xiàn)出來的土壤物理性質(zhì)。 1、耕作的難易程度：指土壤對(duì)機(jī)具的阻力大小。2、耕作質(zhì)量：是指耕作后的土壤性狀，對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的影響。 土壤疏松、細(xì)碎、平整、松緊適中有利于植物的生長(zhǎng)，稱為耕作質(zhì)量好。土壤結(jié)構(gòu)性與土壤耕性的關(guān)系如下： 三、土壤耕性的調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)土壤的耕性可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行： (一)增施有機(jī)肥 (二)客土改良質(zhì)地 (三)合理灌排，適時(shí)耕作根據(jù)同學(xué)們的實(shí)際觀察，并結(jié)合圖3-15試簡(jiǎn)述土壤的生態(tài)環(huán)境功能。2.3土壤的生態(tài)環(huán)境功能圖3-15土壤在陸地生態(tài)系統(tǒng)中的功能示意圖（據(jù)Br

11、ady，2000） 土壤生態(tài)系統(tǒng)是指自然界特定地域的土壤與生活在其中的生物群落之間相互作用、相互制約的動(dòng)態(tài)平衡的綜合體。土壤生物主要是指土壤中的植物、動(dòng)物和微生物，以及地上部分的動(dòng)植物，它們以最緊密的方式和各種生物的生命活動(dòng)聯(lián)系在一起，如圖2-15所示。圖2-15 土壤生態(tài)系統(tǒng)組分主要土壤生物圖式 土壤肥力是指土壤為植物正常生長(zhǎng)發(fā)育提供并協(xié)調(diào)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和環(huán)境條件的能力。它是土壤的綜合屬性和基本功能。土壤中植物養(yǎng)分、水熱的輸入、輸出與儲(chǔ)存之間的相互作用，是土壤肥力的核心所在，如圖3-163-18所示。 圖3-16 土壤-植物系統(tǒng)養(yǎng)分循環(huán)模型 圖3-17 植物-土壤系統(tǒng)離子平衡一般模型 圖3-18 土壤系統(tǒng)的水分運(yùn)移模型 土壤肥力包括土壤營(yíng)養(yǎng)因素和土壤環(huán)境條件兩個(gè)方面。由于土壤環(huán)境條件范圍相當(dāng)廣泛，這兩者之間并無嚴(yán)格區(qū)別。土壤肥力因素狀態(tài)都是與土壤的組成成分、土體構(gòu)型、土壤結(jié)構(gòu)，以及土壤生態(tài)系統(tǒng)緊密聯(lián)系的，如圖3-19所示。 土壤圈物質(zhì)循環(huán)主要是指土壤圈內(nèi)部的物質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化過程，以及土壤圈與地球其他圈層之間的物質(zhì)交換過程。其中土壤營(yíng)養(yǎng)元素(如N、C、P、S等)循環(huán)是當(dāng)今研究的重點(diǎn)，土壤中的營(yíng)養(yǎng)元素是維持生物體生理代謝過程所必需的化學(xué)元素，如圖2-17、2-18、2-19、2-20、