南京农业大学精品课程--土壤肥料学3土壤的基本性质.doc

3土壤的基本性质 本章提要：本章主要讲述土壤孔性、结构性和耕性等物理性质，以及土壤胶体、吸收性能，土壤酸碱性等化学性质。从土壤基本性质入手，揭示土壤肥力的实质，阐明改善土壤理化性状、调节植物生长发育所需要的水、肥、气、热等生活因素供应能力的技术措施。 土壤的孔性、结构性和耕性是土壤重要的物理性质。它们是植物生长的重要土壤条件，亦是土壤肥力的重要指标，关系到土壤中水、气、热状况和养分的调节，以及植物根系的伸展和植物的生长发育。 土壤是一个极其复杂的多孔体系，由固体土粒和粒间孔隙组成。土壤中土粒或团聚体之间以及团聚体内部的空隙叫做土壤孔隙。土壤孔隙是容纳水分和空气的空间，是物质和能量交换的场所，也是植物根系伸展和土壤动物、微生物活动的地方。土壤孔性包括孔隙度（孔隙数量）和孔隙类型（孔隙的大小及其比例），前者决定着土壤气、液两相的总量，后者决定着气、液两相的比例。 3.1.1.1 土壤孔隙度(soil porosity) 土壤孔隙的数量一般用孔隙度表示。即单位容积土壤中孔隙容积占整个土体容积的百分数。它表示土壤中各种大小孔隙度的总和。一般是通过土壤容重和土壤比重来计算，方法如下： 此式的来源推导如下： =（1－ ）×100 =（1— ）×100 =（1—容重/比重）×100 土壤比重(soil specific gravity) 土壤比重是单位容积的固体土粒（不包括粒间孔隙）的干重与4时同体积水重之比。由于4时水的密度为1g/cm3，所以土壤比重的数值就等于土壤密度（单位容积土粒的干重）。土壤比重无量纲，而土壤密度有量纲。 土壤比重数值的大小，主要决定于组成土壤的各种矿物的比重(见表3-1)。大多数土壤矿物的比重在2.6~2.7左右。因此，土壤比重一般取其平均值为2.65。土壤有机质的比重为1.25~1.40，表层的土壤有机质含量较多，所以，表层土壤的比重通常低于心土及底土。 表3-1 土壤中主要矿物的比重 矿 物 比 重 矿 物 比 重 蒙 脱 石 2.00~2.20 白 云 母 2.76~3.00 埃洛石（多水高岭石） 2.00~2.20 黑 云 母 2.76~3.10 正 长 石 2.54~2.58 白 云 石 2.80~2.90 高 岭 石 2.60~2.65 角闪石、辉石 3.00~3.40 石 英 2.65~2.66 褐 铁 矿 3.50~4.00 斜 长 石 2.67~2.74 磁 铁 矿 5.16~5.18 方 解 石 2.71~2.72 土壤容重(soil bulk density) 土壤容重是指单位容积土体（包括孔隙在内的原状土）的干重。单位为g/cm3或t/m3。因为容重包括孔隙，土粒只占其中的一部分，所以，相同体积的土壤容重的数值小于比重。一般旱地土壤容重大体在1.00~1.80之间，其数值的大小除受土壤内部性状如土粒排列、质地、结构、松紧的影响外，还经常受到外界因素如降水和人为生产活动的影响，尤其是耕层变幅较大。 土壤容重是一个十分重要的基本数据，在土壤工作中用途较广，其重要性表现在以下几个方面： 反映土壤松紧度　在土壤质地相似的条件下,容重的大小可以反映土壤的松紧度。容重小，表示土壤疏松多孔，结构性良好；容重大则表明土壤紧实板硬而缺少结构（表3-2）。 不同作物对土壤松紧度的要求不完全一样。各种大田作物、果树和蔬菜，由于生物学特性不同，对土壤松紧度的适应能力也不同。对于大多数植物来说，土壤容重在1.14~1.26之间比较适宜，有利于幼苗的出土和根系的正常生长。 表3-2 土壤容重和土壤松紧度及孔隙度的关系 项 目 松紧程度 容重（克/厘米3） 孔 隙 度（%） 最 松 ＜1.00 ＞60 松 1.00~1.14 60~56 适 宜 1.14~1.26 56~52 稍 紧 1.26~1.30 52~50 紧 ＞1.30 ＜50 计算土壤重量 每亩或每公顷耕层土壤的重量，可以根据土壤容重来计算；同样，也可以根据容重计算在一定面积上挖土或填土的重量。 Ｗ土＝s·h·ρ 式中：Ｗ土—— 土重 s —— 面积 h —— 土层深度