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第三章 土壤性质 第一节 土壤的物理性质 土壤的物理性质是多方面的。这里主要介绍的是土壤质地、土壤结构、孔隙度等物理性质。 一、土壤质地 1、概念： 粒级：我们把大小相近、性质相似的土粒归为一类，称为粒级。 土壤质地是指各粒级在土壤中所占的相对比例或重量百分数。 2、为什么说壤土是农业生产上最理想的土壤质地？ （1）砂质土砂粒占优势，大孔隙多，毛管孔隙少。通气性好，透水性强，作物根系易于发展，土温上升快，土壤中有机质矿化作用也快，然而保水保肥能力差，土壤容易产生旱象。发小苗，不发老苗。 （2）粘质土粘粒占优势，非毛管孔隙少，毛管孔隙多，通气透水性差，作物根系不易伸展，土温上升缓慢，土壤中有机质矿化作用缓慢，有机质比较易于积累，保肥能力较强。发老苗，不发小苗。 （3）壤质土既有一定数量的大孔隙，也有相当多的毛管孔隙。所以，通气透水性良好，保水保肥性较强，土温比较稳定，粘性不大，耕性良好，适耕期长，宜于多种作物生长，既发小苗，又发老苗。是农业生产上最理想的土壤质地。 3、土壤质地构型 上壤下砂（买卖地、大褂子地）； 上壤下粘（蒙金地）。 二、土壤结构 土壤结构（soil structure）是指土粒相互排列、胶结在一起而成的团聚体，也称结构体。 1）片状结构：结构体沿水平轴方向发展，呈片状、板状、页状和鳞片状。这种结构多出现于冲积性母质层和耕作土壤的犁底层，土粒排列紧实，常妨碍通气透水和根系生长。 2）棱柱状结构：结构体沿垂直轴方向发展，呈柱状体，长度因不同土壤类型而异，一般在15厘米以上，不具圆顶，边面较明显，边缘尖锐，多出现于粘质土壤的中层和底层，有时也延及表层。它是土体干湿交替作用的产物，所以棱柱体的大小可反映土壤水分变化的状况。 3）柱状结构：结构体与棱柱状结构相似，但具有圆顶，常出现于半干旱地带含粉砂较多的底土层和碱土的心土层。 4）角块状结构：结构体沿长、阔、高三轴平均发展，呈不规则的六面体块，表面平滑、棱角明显、尖削，多出现于中等质地和细密质地土壤的中、下层。 5）团块状结构：结构体与块状结构相似，表面平滑而浑圆，棱边不明显，所以又称棱角不明显的块状（subangular block）。 6）粒状结构：结构体长、阔、高大致相等，形似球状，直径一般0.25—10毫米，球体疏松排列在一起，一经筛动，即可互相分开。湿时，结构体间空隙不象块状结构那样因膨胀而闭塞。这种结构多出现于土壤表层，易受耕作影响，在肥沃土壤中数量尤多。 7）团粒状结构：结构体与粒状结构相似，但团聚体特别多孔隙。 一个土壤剖面可以是单一结构型，但更常见的是二种以上结构并存，通常是土壤表层呈团粒状或粒状，中、下层呈块状、角块状、柱状或棱柱状，而片状和其他结构则常出现于特定土壤中。 2.土壤结构的形成 土壤结构的形成必须具有胶结物质和成型的外力推动作用。 1）土壤结构形成的胶结物质及其作用： 土壤结构形成的胶结物质主要有：有机胶体物质与无机胶体物质。有机胶体物质主要是土壤腐殖质、土壤微生物的菌丝体和粘液等。无机胶体物质主要有粘粒、铁铝氢氧化物、硅酸凝胶。此外，还有石灰质等化合物。 （1）无机胶体的凝聚作用? 土壤中的无机胶体通常是带负电荷的，当它遇到土壤中带正电荷的二、三价阳离子（钙、镁、铁、铝）时，则发生胶体的凝聚，形成初生的微团粒；带正电荷的胶粒，如铁、铝的胶体化合物与带负电荷的腐殖质的胶体化合物，也可以相互凝聚而形成微团粒。初生的微团粒又互相吸引，形成二级、三级以及更多级的微团粒，然后进一步结合成中团粒和大团粒，即形成团粒结构。 （2）土壤有机胶体的胶结作用 土壤有机胶体的胶结物质种类虽然很多，但其中最重要的是具胶结作用的腐殖质。腐殖质中的胡敏酸缩合和聚合程度较高，分子量大，与钙离子结合生成不可逆的凝胶，因此，它是形成水稳性团粒结构的重要胶结剂。 2）土壤结构成型的外力作用： （1）生物的作用? 生物作用中，植物根系是成型动力中最重要的作用，植物根群除供给有机质外，根系在生长过程中对土体进行分割和挤压作用，促使土体形成破碎的结构体。草本植物的根系以须根为多，其穿插挤压、粉碎土体的作用更为显著，同时根系分泌物及其死亡后分解形成的腐殖质，又能胶结土粒形成团粒结构。此外，土壤中的掘土动物，如蚯蚓、鼠类等的活动，也会破碎土体形成土壤结构体，而且蚯蚓的排泄物也是一种团粒结构。 （2）干湿交替作用 ? 当土壤潮湿发生膨胀时，对土体产生挤压力，当土壤变干时又会发生干缩，使土体沿粘结力弱的部位裂开，干湿交替反复进行，使土体破碎成为许多大小不等的结构单元。 （3）冻融交替作用 土壤孔隙内的水分，因结冰而体积增大，对周围的土壤产生压力使其崩裂；当冰融化时，这类压力又减小，土壤就会沿裂痕