1第四章

土壤質(zhì)地和結(jié)構(gòu)

SoilTextureandSoilStructure

2Contents4.1Three-phasecompositionofsoil

土壤三相組成4.2Soiltexture

土壤質(zhì)地4.3Soilstructure

土壤結(jié)構(gòu)

4.4Soilporosityandsoilconstruction

土壤孔性和土體構(gòu)造

3第一節(jié)土壤三相組成

Three-phasecompositionofsoil

土壤固、液、氣三相容積比，反映土壤水、氣關(guān)系。

waterorganicmattermineralatmosphere三相比示意圖4一、土壤的密度和容重

Soildensityandbulkdensity（一）土壤密度

Soildensity

單位容積固體土粒(不包括粒間孔隙)的質(zhì)量

(g/cm3)

礦物組成有機質(zhì)含量土壤質(zhì)地影響因素多數(shù)土壤密度為2.6~2.7g/cm3，常用密度值2.65g/cm3。5土壤中常見組分的密度組分密度(g/cm3)組分密度(g/cm3)石英2.60～2.68赤鐵礦4.90～5.30正長石2.54～2.57磁鐵礦5.03～5.18斜長石2.62～2.76三水鋁石2.30～2.40白云母2.77～2.88高嶺石2.61～2.68黑云母2.70～3.10蒙脫石2.53～2.74角閃石2.85～3.57伊利石2.60～2.90輝石3.15～3.90腐殖質(zhì)1.40～1.80纖鐵礦3.60～4.106某森林土壤表層各級土粒密度粒徑(mm)全土樣0.10～0.050.05～0.010.01～0.0050.005～0.001＜0.001腐殖質(zhì)(g/kg)29.504.314.853.764.2密度(g/cm3)2.622.662.662.622.592.597（二）土壤容重

Bulkdensityofsoil

田間自然壘結(jié)狀態(tài)下單位容積土體(含土粒和粒間孔隙)的質(zhì)量或重量。(g/cm3)

土壤容重受土壤密度和孔隙兩方面的影響。一般情況下，土壤容重值多介于1.0~1.5g/cm3范圍內(nèi)。土壤密度和容重均以105~110℃下烘干土計。8土壤容重的用途計算土壤孔隙度(soilporosity)

孔隙度＝（1－容重/密度）×100%土壤重量=土壤體積×土壤容重計算工程土方量9

設(shè)耕層厚度0.2m，容重1.3t/m3，有機質(zhì)含量15g/kg=0.015t/t，全氮量0.75g/kg=0.00075t/t。估算各種土壤成分儲量土壤=10000×0.2×1.3=2600t有機質(zhì)儲量=2600×0.015=39.0t全氮儲量=2600×0.00075=1.95t1hm2(104m2)、0.2m土層計：101hm2的1m土層儲水量：

=10000m2×1m×1.3t/m3×25%

=3250m3/hm2

=325mm

設(shè)土層厚度1m，土壤含水量25%，容重為1.3t/m3。計算土壤儲水量及灌水（或排水）定額公式11影響容重的因素有機質(zhì)Soilorganicmatter質(zhì)地Texture結(jié)構(gòu)Structure

緊實度(degreeofcompaction)12

土壤固、液、氣三相的容積分別占土體容積的百分數(shù)，稱固（液、氣）相率。三者之比即為土壤三相比。

土壤三相比

threephaseratio

二、土壤的三相和孔隙

多數(shù)旱地作物，適宜的固、液、氣三相比為：0.5∶0.25～0.3∶0.15～0.2513

土壤孔隙度

Soilporosity土壤全部孔隙容積占土體容積的百分率。固相率(solidphaseratio)＝(容重/密度)×100%液相率(liquidphaseratio)＝(水分重量百分率×容重)×100%氣相率(gasphaseratio)＝(孔度－液相比)×100%14第二節(jié)土壤質(zhì)地

Soiltexture15一、土粒和粒級土粒

Soilparticle土壤顆?！亮＃ǔＶ傅V物顆粒。Soiparticlesarethefundamentalofsoilstructureformation.Functionofsoilparticlesisdeterminedbyitscomposition,structureandbehavior.

多孔結(jié)構(gòu)的骨架吸、保、供、調(diào)土壤肥力的實體。按土粒成分分為礦物質(zhì)土粒和有機質(zhì)土粒。

土壤礦粒大小不均，形狀多樣，有的成片成塊、有的成粒成塵；有的單個存在，稱為單粒；有的相互粘結(jié)為聚集體，稱為復(fù)粒。16

標(biāo)準(zhǔn)土壤

Standardsoil土?！饣瑢嵭膱A球17

當(dāng)量粒徑

Equivalentgrainsizeofsoilparticle當(dāng)量粒徑——與其靜水沉降速度相同的圓球直徑。原理：Stokeslaw,1845

顆粒沉降速度與有效直徑有關(guān)影響因子：重力加速度g顆粒密度ρs液體的密度ρf液體的粘度η顆粒半徑r18土粒大小分級——粒級

sizecategory

Theprincipalpropertiesofsoilmineralparticlesinanenvironmentcontextaretheirsize,shape,natureofsurface,orientationandmineralogy.Soilparticlesarevarydramaticallyinsizefromlargeboulders(severalmindiameter),throughcobblesandpebbles(severalcmindiameter)tosand,siltandclay(<2mmindiameter).Soilscientistsareconcernedtheparticleswiththe<2mmsizerange,whichisreferredtoasthefinefractionorfineearth.土粒分級是根據(jù)礦物質(zhì)單粒的大小來劃分，不考慮化學(xué)成分的差異。Theproportionbyweightofthesizecategoriesisdefinedastheparticlesizedistribution.土壤中不同大小顆粒的組成比例在土壤學(xué)上稱為顆粒組成（或機械組成）。19土粒分級依據(jù)土粒大小不同，礦物成分和元素組成不同：礦粒粒徑大小包含了礦物成分的差異礦物風(fēng)化過程中，以其抗風(fēng)化能力的強弱而殘留下相應(yīng)大小的礦粒，抗風(fēng)化能力強者，殘留的粒度較粗大，抗性弱的粒度細小。石英抗風(fēng)化能力最強，粒徑越大者含石英越多；云母抗風(fēng)化能力較弱，越細的粒級中分布越多；角閃石極易風(fēng)化，分解徹底而消失，只在較細粒級中有所殘留；土壤各粒級礦物成分的差異，使得其化學(xué)成分和元素組成差異十分明顯，并與礦物組成相對應(yīng)SiO2在大粒級含量高；金屬氧化物易于分解，在細土粒中含量較高；其中Al2O3和Fe2O3多半成為粘土礦物的骨架成分，與氧化硅相結(jié)合形成不同類型的礦物膠體；P2O5是植物必需的大量元素成分，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，生物吸收富集后主要存在于粘粒中。因此，土粒的作用按粒徑大小劃分是有道理的。20土粒分級依據(jù)：土粒大小不同，性質(zhì)不同：土粒粗細對土壤性質(zhì)有明顯影響。粒徑相同的土粒，其性質(zhì)有很大相似性，而不同粒徑土粒在一系列性質(zhì)方面表現(xiàn)出隨粒徑變小而增大的規(guī)律性，這種規(guī)律性變化有明顯的強度增大的轉(zhuǎn)折點，土壤學(xué)家以此來劃分粒級。細土粒通常很細膩，以復(fù)粒形式存在，濕時粘滑，干時結(jié)塊堅硬；粗顆粒是粗糙的，常松散成單粒，幾乎沒有粘結(jié)力和可塑性。因此，要具體了解粗細土粒間的關(guān)系，就必須訂出按土粒大小進行分級的標(biāo)準(zhǔn)。21共同點：均為四級：

gravel礫石、sand砂粒、silt粉粒和clay粘粒。分級標(biāo)準(zhǔn)國際制(internationalsystem)美國制(U.Ssystem)中國制(Chinasystem)卡慶斯基制(Kachinskyclassificationsystemofsoiltexture)22粒徑(mm)中國制(1987)卡慶斯基制(1957)美國制(1951)國際制(1930)3～2石礫石礫石礫石礫2～1極粗砂粒粗砂粒1～0.5粗砂粒物理性砂粒粗砂粒粘砂粒0.5～0.25中砂粒中砂粒0.25～0.2細砂粒細砂粒細砂粒0.2～0.1細砂粒0.1～0.05極細砂粒0.05～0.02粗粉粒粗粉粒粉粒0.02～0.01粉粒0.01～0.005中粉粒物理性粘粒中粉粒0.005～0.002細粉粒細粉粒0.002～0.001粗粘粒粘粒粘粒0.001～0.0005細粘粒粘粒粗粘粒0.0005～0.0001細粘粒＜0.0001膠質(zhì)粘粒常見土壤粒級制23二、各級土粒的組成和性質(zhì)Introduction土粒成分既繼承了巖石和母質(zhì)的特點，又有別于母質(zhì).包含了生物活動的產(chǎn)物;反映了地區(qū)水、熱條件帶來的物質(zhì)遷移、轉(zhuǎn)化和富集特點。24（一）土粒的礦物組成

Mineralcompositionofsoilparticles以原生礦物(primarymineral)為主，最多的是石英(quartz)

Sand

(砂粒)

除原生礦物(primarymineral)外,還有一些風(fēng)化后形成的次生礦物(secondarymineral)Silt

(粉粒)以次生礦物(secondarymineral)為主

Clay(粘粒)2526（二）土粒的化學(xué)組成Chemicalcompositionofsoilparticles

隨粒徑由大到小，SiO2含量由多到少。R2O3(即Fe2O3與Al2O3的總稱)與SiO2相反，隨粒徑由大到小，R2O3含量由少到多。

CaO、MgO、P2O5、K2O隨土粒由大到小,含量增加。27灰色森林土粒級（mm）化學(xué)組成（灼干重%）SiO2Al2O3Fe2O3TiO2MnO2CaOMgOK2ONa2OP2O50.1～0.0189.903.900.940.510.060.610.352.210.810.040.01～0.00582.638.132.390.970.060.951.942.771.450.140.005～0.00176.7511.323.951.340.041.001.053.321.300.25<0.00158.0323.4010.190.730.170.442.403.150.240.46全土85.105.962.460.530.120.920.682.380.750.11黑鈣土0.1～0.0188.125.751.290.450.040.740.291.991.210.020.01～0.00582.177.962.731.000.020.941.192.311.840.120.005～0.00167.3717.167.511.380.030.751.773.041.380.23<0.00157.4722.6611.540.660.080.382.483.170.190.39全土71.5213.745.520.700.182.211.732.670.750.21土壤各粒級的化學(xué)組成28（三）各級土粒的物理性質(zhì)土粒由大到小保水能力、最大吸濕量、最大分子持水量、毛管水上升高度增加，但通透性、滲透系數(shù)降低。土壤膨脹性(soilswelling)和可塑性(plasticity)增加，對耕作(tillage)帶來不利影響。29各級土粒的水分性質(zhì)和物理性質(zhì)土粒名稱粒徑(mm)最大吸濕量(%)最大分子持水量(%)毛管水上升高度(mm)滲透系數(shù)(cm/s)濕脹(按最初體積計)塑性石礫3.0～2.0－0.200.5－不可塑2.0～1.5－0.71.5～3.00.3－1.5～1.0－0.84.50.12－粗砂粒1.0～0.5－0.98.70.072－0.5～0.25－1.020～270.056－細砂粒0.25～0.10－1.1500.03050.10～0.05－1.2910.0056粗粉粒0.05～0.01＜0.53.12000.00416中粉粒0.01～0.0051.0～3.015.9－－105可塑(28～40)細粉粒粗粘粒0.005～0.001－31.0－－160塑性較強(30～48)細粘粒<0.00115～20－－－405塑性強(34～87)30

各級土粒的基本特征礫石和砂粒（>0.02mm）風(fēng)化碎屑，礦物成分和母巖基本一致，不能充分反映土壤形成條件；特性：粒徑大，比表面積小，無可塑性和粘結(jié)性；養(yǎng)分釋放慢，有效養(yǎng)分缺乏；土粒表面吸濕性和吸肥性很小。粒間孔隙大，透水、排水快；脹縮性?。灰兹苄责B(yǎng)分亦隨水流失。因此，礫石和砂粒對水熱缺乏保存和調(diào)節(jié)能力；保水性極差，熱容量小而保溫能力也很差。功能：構(gòu)成土體的粗骨架和大孔隙，使土體具有良好通透性，為根系插入與深扎、空氣與水進入土體提供方便通道，通過水分入滲傳導(dǎo)熱量；礫石和砂粒含量高的土壤易冷易熱，易干易濕，容易受到污染。土壤侵蝕得只剩下礫石和砂粒，是生態(tài)環(huán)境惡化的重要指標(biāo)。如山區(qū)“石山化”，平原“沙漠化”等。31粘粒（<0.002mm）

顆粒細小，是礦物化學(xué)風(fēng)化的產(chǎn)物，也可能是土壤溶液中化學(xué)反應(yīng)的生成物；礦物質(zhì)成分與原來母質(zhì)有所不同，屬于次生礦物?；瘜W(xué)成分中二氧化硅含量比砂粒和粉粒要少得多。功能粘粒是土壤形成過程中的新生產(chǎn)物，是土壤膠體的主要組成部分，它的類型和性質(zhì)能反映出土壤形成的條件和作用。特性

粘粒細，比表面積大，粒間孔隙很小，其中的水分難于移動；<1μm的細孔，微生物無法進入生存，基本失去孔隙的意義；表面吸濕性強，有顯著毛管作用和強烈的吸水膨脹、失水收縮的特點；有較強的持水性能，透水緩慢，排水困難，透氣不暢；粘粒有很強的粘結(jié)性、可塑性等，粘粒相互粘結(jié)形成土壤團聚體、土團或土塊，干時土塊易于龜裂，遇水分散。微細的粘粒還有膠體特征，能吸附養(yǎng)料；

含粘粒多的土壤保水、保肥力強，有效養(yǎng)分儲量較多。32粉(砂)粒（0.02-0.002mm）

顆粒大小介于粘粒和砂粒之間;巖石礦物物理風(fēng)化的極限產(chǎn)物;礦物成分有原生的，也有次生的。特性

很多性質(zhì)介于粘粒和砂粒之間，只有微弱的可塑性、脹縮性和毛管力；粘結(jié)力在濕時明顯，干時微弱。粉粒很容易進一步風(fēng)化，是土壤養(yǎng)料的潛在供應(yīng)力，這與其礦物組成有一定關(guān)系。粉粒含量高的土壤往往是地區(qū)性水土流失和干旱威脅的內(nèi)在原因。土壤含有適量粉粒，對粘土來說有利于“化塊”，促進大土塊分裂，形成較小土團；對沙土而言能增加其保水、保肥和保溫能力。33三、土壤的機械組成和質(zhì)地（一）土壤機械組成

Soilmechanicalcomposition土壤中各級土粒的百分含量，又稱土壤顆粒組成。估算土壤比表面積確定土壤質(zhì)地評價土壤結(jié)構(gòu)性其它測定土壤顆粒組成(或機械組成)的方法，稱為土壤顆粒分析(或機械分析)。主要用途34測定方法首先把土壤樣品進行前處理，取粒徑小于2mm的組分，去掉有機質(zhì)，充分分散（加分散劑）過篩和沉降直徑大于0.05~0.02mm的部分用過篩的方法區(qū)分直徑小于0.05~0.02mm的部分用沉降的方法確定沉降原理：Stokeslaw,1845

顆粒沉降速度與有效直徑有關(guān)35（二）土壤質(zhì)地

Soiltexture按土壤顆粒組成進行分類，將顆粒組成相近而土壤性質(zhì)相似的土壤劃分為一類并給予一定名稱，稱為土壤質(zhì)地(Soiltexture)。

質(zhì)地相同的土壤，顆粒組成基本相似(但不完全相同)，這些土壤常具有類似的一些理化性質(zhì)和肥力特征。每種土壤有一個質(zhì)地名稱，它概括反映了土壤內(nèi)在的某些基本特性。36Internationalsystem（國際制）粘土(clay)類根據(jù)粘粒(clay)含量將質(zhì)地分為三類：<15%粘壤土(clayloam)類粘粒含量砂土(sand)類、壤土(loam)類15%—25%>25%凡砂粒含量大于55%的，在質(zhì)地名稱前冠“砂質(zhì)(sandy)”根據(jù)粉砂粒(silt)含量:凡粉砂粒含量大于45%的，在質(zhì)地名稱前冠“粉砂質(zhì)(siltyclay)”根據(jù)砂粒(sand)含量:

土壤質(zhì)地分類系統(tǒng)37Clay<0.002mmSand0.05-2mmSilt0.002-0.05mm

等邊三角形的三個邊分別表示砂粒、粉粒、粘粒的含量。根據(jù)土壤中砂粒、粉粒、粘粒的含量，在圖中查出其點位再分別對應(yīng)其底邊作平行線，三條平行線的定點即為該土壤的質(zhì)地。Amaricansystem（美國制）

Triangulargraph(三角圖)38Kachinskyclassificationsystemofsoiltexture（卡欽斯基制）質(zhì)地組質(zhì)地名稱不同土壤類型的＜0.01mm粒級含量灰化土紅黃壤、草原土堿化土、堿土砂土sand松砂土0～50～50～5緊砂土5～105～105～10壤土loam砂壤土sandyloam10～2010～2010～15輕壤土lightloam20～3020～3015～20中壤土mediumloam30～4030～4520～30重壤土heavyloam40～5045～6030～40粘土clay輕粘土lightclay50～6560～7540～50中粘土mediumclay65～8075～8550～65重粘土heavyclay＞80＞85＞65①、根據(jù)物理性粘粒(physicalclay)含量將土壤分為三大質(zhì)地類型九種質(zhì)地②、根據(jù)砂粒(砂質(zhì))、粗粉粒(粗粉質(zhì))、中細粉粒(粉質(zhì))、粘粒含量(粘質(zhì))，進一步劃分質(zhì)地，確定質(zhì)地詳細名稱:第二優(yōu)勢粒級＋第一優(yōu)勢粒級＋質(zhì)地名稱③、根據(jù)石礫(gravel)含量，查下表，冠在質(zhì)地詳細名稱前大于1毫米的石礫含量%石質(zhì)程度<0.5非石質(zhì)土0.5—5.0輕石質(zhì)土5.0—10.0中石質(zhì)土>10.0重石質(zhì)土39Chinasystem（中國制）分為砂土、壤土、粘壤和粘土4組共22種質(zhì)地40質(zhì)地的定性確定

——憑手接觸的感覺，搓條法等取少量土樣，加適量水濕潤，然后放在手上，用手來回搓，搓至均勻能檢測為度。沙土：握時成團，放開松散，不能搓成條。沙壤土：搓條時只能搓成大于3毫米的短條。輕壤土：搓成大于3毫米細條，但容易斷裂。中壤土：能搓成完整細條，彎曲時易斷裂。

重壤土：土能搓成完整細條，彎曲成圓圈時有裂縫。粘土：能搓成完整細條，能彎曲成圓圈。41四、不同質(zhì)地土壤的肥力特征

Sandysoil

(砂質(zhì)土)水粒間孔隙大，毛管作用弱，透水性強而保水性弱，水氣易擴散，易干不易澇氣大孔隙多，通氣性好，一般不會累積還原物質(zhì)熱水少氣多，溫度容易上升，稱為熱性有利于早春作物播種。養(yǎng)分含量少，保肥力弱，肥效快，肥勁猛，但不持久，易造成作物后期脫肥早衰肥松散易耕耕性42

Claysoil

(粘質(zhì)土)水粒間孔隙小，毛管細而曲折，透水性差，易產(chǎn)生地表徑流,保水抗旱力強，易澇不易旱氣小孔隙多，通氣性差，容易累積還原性物質(zhì)熱水多氣少，熱容量大，溫度不易上升，稱冷性土，對早春作物播種不利養(yǎng)分含量較豐富且保肥力強，肥效緩慢，穩(wěn)而持久，有利于禾谷類作物生長，籽實飽滿。早春低溫時，由于肥效緩慢易造成作物苗期缺素肥耕性差，粘著難耕耕性43

Loamysoil

(壤質(zhì)土)

土壤性質(zhì)兼具粘質(zhì)土和砂質(zhì)土的優(yōu)點，而克服了它們的缺點。耕性好，宜種廣，對水分有回潤能力，是較理想的質(zhì)地類型。44優(yōu)良組合(choicenesscombination)

Soiltextureprofile土壤質(zhì)地剖面土壤剖面中不同質(zhì)地層次的排列組合。不良組合(badnesscombination)粘蓋砂砂蓋粘45第三節(jié)土壤結(jié)構(gòu)

Soilstructure46ConceptofsoilstructureSoilstructureisdefinedintermsofthesize,shape,andarrangementofparticles,aggregatesandpores.土壤結(jié)構(gòu)是土粒相互之間的結(jié)合狀態(tài)，有不同大小和形狀。個體內(nèi)部的小孔隙和個體之間的大孔隙同時存在于土層而發(fā)揮其調(diào)控水、氣流通和保持的作用。土壤結(jié)構(gòu)通過孔隙調(diào)配達到水分與空氣及熱量的同時存儲。土壤結(jié)構(gòu)是土粒（單粒和復(fù)粒）的排列、組合形式。47Soilstructurality

土壤結(jié)構(gòu)性

土壤中單粒、復(fù)粒的數(shù)量、大小、形狀、性質(zhì)及其相互排列和相應(yīng)的孔隙狀況等綜合特性。

Soilstructuralunit(soilconfiguration)土壤結(jié)構(gòu)體

土粒在膠結(jié)物(有機質(zhì)、碳酸鈣、氧化鐵)的作用下，相互團聚在一起形成大小、形狀、性質(zhì)不同的土團。48一、土壤結(jié)構(gòu)體

塊狀、團塊狀、核狀、柱狀、棱柱狀、片狀、板狀、團粒結(jié)構(gòu)。49

Cloddystructure(blocky)

塊狀結(jié)構(gòu)

形狀：立方體型，縱軸和橫軸大體相等，邊面不明顯，內(nèi)部緊實。

產(chǎn)生條件：熟化度較低的表層土壤或缺乏有機質(zhì)而粘重的底土多為塊狀結(jié)構(gòu)。

大小劃分：大塊狀結(jié)構(gòu),直徑>10cm;小塊狀結(jié)構(gòu)直徑5～10cm。50

Crumbystructure

團塊狀結(jié)構(gòu)

形狀：與塊狀相似，較塊狀結(jié)構(gòu)小，略呈圓形，表面不平。

大小劃分：大團塊結(jié)構(gòu)，直徑5～3cm；團塊狀結(jié)構(gòu)，直徑3～1cm；小團塊狀結(jié)構(gòu)，直徑<1cm。51

Nuttystructure

核狀結(jié)構(gòu)

形狀：立方體型，邊面明顯的多棱角碎塊，內(nèi)部緊實，泡水后不易散碎。產(chǎn)生條件：在粘重的心土層或由氫氧化鐵膠結(jié)土粒后形成核狀結(jié)構(gòu)。大小劃分：大核狀，直徑>1cm；核狀，直徑7～10mm；小核狀，5～7mm。52

Columnarstructure

柱狀結(jié)構(gòu)

形狀：側(cè)面，橫斷面形狀不規(guī)則。產(chǎn)生條件：柱狀結(jié)構(gòu)是堿化土壤的標(biāo)志特征，常在干旱半干旱地帶的底土出現(xiàn)。大小劃分：大柱狀結(jié)構(gòu)，>5cm；柱狀結(jié)構(gòu)，3～5cm；小柱狀結(jié)構(gòu)，<3cm。53

Primaticstructure

棱柱狀結(jié)構(gòu)形狀：同柱狀結(jié)構(gòu)，棱角尖銳明顯，橫斷面略呈三角形。產(chǎn)生條件：粘重土壤的底土，由于干濕交替頻繁形成棱柱狀結(jié)構(gòu)。大小劃分：大棱柱狀結(jié)構(gòu)，>5cm；棱柱狀結(jié)構(gòu)，3～5cm；小棱柱狀結(jié)構(gòu)，<3cm。54

Platystructure

片狀、板狀結(jié)構(gòu)形狀：橫軸遠大于縱軸，呈扁平狀結(jié)構(gòu)體。產(chǎn)生條件：雨后土壤表面結(jié)殼或老耕作土壤犁底層。大小劃分：>3mm者為板狀，

<3mm者為片狀。55

Granularstructure(aggregate)

團粒結(jié)構(gòu)形狀：近似于球形，疏松多孔的小土團稱團粒結(jié)構(gòu)，是含有機質(zhì)豐富肥沃土壤的標(biāo)志特征。大小劃分：一般為0.25～10mm，<0.25mm者稱微團粒(microaggregate)，水稻土中多為微團粒結(jié)構(gòu)。56Morphologyofsoilstructuralunitinsoilprofile

土壤剖面上結(jié)構(gòu)體的形態(tài)57二、土壤團粒結(jié)構(gòu)的形成及原理土壤團聚體形成分兩個階段：①原生土粒（分散的單粒）在自身的粘結(jié)、凝聚或和外物膠結(jié)作用下粘聚形成致密土團或次生復(fù)粒(secondarycompoundparticle)(微團聚體(microaggregate))；②復(fù)粒進一步粘結(jié)，或由土體在機械力作用下破裂成型，變?yōu)楦鞣N大小和形狀的結(jié)構(gòu)體。58（一）Formingprocessesofgranular(aggregate)

團粒的形成過程切割造型過程粘結(jié)團聚過程“多級團聚說”凝聚作用無機物質(zhì)的粘結(jié)作用有機物質(zhì)的膠結(jié)作用及復(fù)合作用有機—礦質(zhì)復(fù)合體蚯蚓及小動物的作用凍融交替根系切割干濕交替耕作59陽離子凝聚作用

(cationcoagulation)

土壤膠粒(soilcolloid)通常帶有負電荷，帶負電荷的土壤膠粒在陽離子作用下，發(fā)生相互凝聚。

a、高價離子凝聚能力大于低價離子;b、水化半徑大的離子凝聚能力弱，反之則較強。

常見陽離子凝聚能力：Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>H+>NH4+>K+>Na+

增加介質(zhì)中電解質(zhì)濃度也可促進膠粒凝聚。

60

水膜(waterfilm)的粘結(jié)作用

土粒在水膜的作用下，在土粒接觸處形成彎月面，由于彎月面內(nèi)側(cè)的負壓，把相鄰的土粒團聚在一起，形成土團。SoilparticleSoilparticle61

土壤膠體的膠結(jié)作用(cementation)

a、簡單的無機膠體

土壤中Fe2O3·xH20、Al2O3·yH20、SiO2·zH20等，常以膠膜形態(tài)包被在一起，形成的結(jié)構(gòu)體往往是致密緊實的結(jié)構(gòu)體，如核狀結(jié)構(gòu)，對協(xié)調(diào)水肥的能力極差。b、粘粒(clay)

粘粒具有巨大的表面積，粘結(jié)力很強，并可通過帶正電和帶負電邊面的靜電引力使其團聚。

c、有機質(zhì)(organicmatter)

土壤中的腐殖質(zhì)、多醣類、蛋白質(zhì)、木質(zhì)素以及許多微生物的分泌物和菌絲均有團聚作用。62Soilaggregationmodel

土壤團聚作用模型63（二）團粒的多級孔性團粒結(jié)構(gòu)是經(jīng)過多級復(fù)合、團聚形成的：

單粒復(fù)粒（初級為團聚體）微團粒（二、三級微團聚體）團粒（大團聚體）

每一級復(fù)合和團聚，產(chǎn)成相應(yīng)大小的一級孔隙，因此團粒內(nèi)部有從小到大的多級（3-5級）孔隙。64（三）Micromechanismofgranular(aggregate)formation

團粒形成的微觀機制粘團說

粘團是由粘粒的定向排列和靜電引力而形成的直徑小于5μm的土體，是形成微團粒和團粒的基本單元。粘團是以片狀粘粒相互締合（面—面、面—邊、邊—邊）而成的。有機膠體常參與粘團形成，粉粒和砂粒也可通過粘團和有機膠體而參與粘團形成。6566等電凝聚說

粘粒礦物顆粒以帶負電荷為主，但有局部的正電荷；腐殖質(zhì)和鐵、鋁氧化物等可變電荷膠體在低pH（等電點以下）時呈正電性，因此在土壤微域可同時出現(xiàn)正、負電荷點兒相互凝聚。多次等電凝聚可形成多級微團粒。等電凝聚機制在較小微團粒形成中可起重要作用。+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-67Theimportanceofgranularstructureonsoilfeitility

團粒結(jié)構(gòu)在土壤肥力上的意義

團粒結(jié)構(gòu)具有小水庫、小肥料庫、空氣走廊的作用，協(xié)調(diào)水氣狀況能力強，因而是理想的結(jié)構(gòu)體。小水庫：

團粒結(jié)構(gòu)透水性好，可接納大量降水(precipitation)和灌溉水(irrigationwater)，而團粒內(nèi)部保水性強，天旱(drought)時還可防止水分蒸發(fā)(evaporation)。小肥料庫：具有團粒結(jié)構(gòu)的土壤，通常有機質(zhì)含量豐富。團粒結(jié)構(gòu)表面為好氣作用，有利于有機質(zhì)的礦質(zhì)化(mineralization)，釋放養(yǎng)分。團粒內(nèi)部則有利于腐殖化(humification)，保存養(yǎng)分。

空氣走廊：由于團粒之間的孔隙較大，有利于空氣流通(ventilation)。68

Soilstructuremanagement

土壤結(jié)構(gòu)管理施用有機肥合理耕作水分管理合理輪作施用石膏或石灰施用土壤結(jié)構(gòu)改良劑(soi