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土壤的物理机械性和耕性

土壤耕作是土壤管理的主要技术措施之一，耕作的目的是改善土壤孔隙状

况，为植物生长创造良好的土壤条件。若要合理地对土壤进行耕作，就应了解土

壤的物理机械性能和耕作性质。

一、土壤的物理机械性

当土壤受到外力作用（如耕作）时发生形变，显示出的一系列动力学特性，

称为土壤的物理机械性。这一性能是多项土壤动力学性质的统称，包括黏结性、

黏着性、可塑性等。

（一）土壤黏结性和黏着性

土壤黏结性（soilcohesiveness）是土粒间通过各种引力而黏结在一起的

性质。这种性质使土壤具有抵抗外力破碎的能力，也是耕作时产生阻力的主要原

因之一。土壤中往往含有水分，土粒之间的黏结常以水膜为媒介。同时，粗土粒

可以通过细土粒（黏粒）而黏结在一起，甚至通过各种化学胶结剂为媒介而黏结

在一起。

土壤黏着性（soiladhesiveness）是土壤在一定含水量条件下，土粒黏附

在外物（如农具）上的性质。土壤过湿耕作，土粒黏着农具，增加土粒与金属间

的摩擦阻力，使耕作困难。土粒与外物的吸引力也是由于土粒表面的水膜和外物

接触面产生的分子引力引起的，故黏着性实际上是指土粒—水膜—外物之间相互

吸引的性能。

2

土壤黏结性和黏着性强弱，分别用单位面积上的黏结力（g/cm）和黏着力

2

（g/cm）表示。

影响土壤黏结性和黏着性的因素主要有两方面，即土壤活性表面和土壤含水

量。

土壤活性表面，一般用土壤比表面来表示。土壤黏结性和黏着性强弱首先与

土壤比表面成正比，比表面越大，黏结力和黏着力越大，黏结性和黏着性越强，

反之亦然。因此，土壤质地、土壤中黏土矿物种类和交换性阳离子组成以及土壤

团聚化程度等，都影响其黏结性和黏着性。土壤质地越黏重，黏粒含量越高，土

壤黏结力和黏着力越大；而土壤质地越轻，黏结力和黏着力越小。另外，土壤中

+

蒙脱石为主，交换性Na占优势，土壤高度分散，则土壤黏结性和黏着性增强；

2+

反之，黏土矿物以高岭石为主，交换性离子以Ga占优势，土壤团聚化程度高，

则土壤的黏结性和黏着性降低。

土壤含水量的多少，对土壤黏结性和黏着性强弱影响很大。适度的含水量时，

土壤黏结性和黏着性最强。完全干燥时，分散土粒彼此之间不表现黏结和黏着作

用；含水量少时，由于水膜作用开始显现黏结力和黏着力；当水膜分布均匀并在

所有土粒接触点上都出现触点水的弯月面时，黏结力和黏着力达最大值。此后，

随含水量增加，水膜渐厚，土粒间或土物间距离渐大，土壤黏结力和黏着力表现

渐弱以至消失。相反，当土壤逐渐干燥时，水膜变薄，空气进入土中，土壤开始

表现干缩，使其相互靠近而黏结性或黏着性增强。

（二）土壤可塑性

土壤可塑性（soilplasticity）是指土壤在一定含水量范围内，可被外力

造形，当外力消失或土壤干燥后，仍能保持其塑形不变的性能。土壤产生可塑性

的原因是由于土壤中的黏粒本身呈薄片状，有很大的接触面，在有一定水分时，

形成水膜，在外力下，黏粒可以沿着外力的方向滑动，形成相互平行有序的排列，

并且由水膜的拉力固定在新的位置上发生形变。土壤干燥以后，由于黏粒本身的

黏结力而保持其新的形状。

过干的土壤没有水膜，在外力作用下容易断裂，不能塑造成一定形状。过湿

的土粒悬浮于水中变成流体，也不能塑成一定形状。因此，只有在适量含水量范

围内才能产生土壤可塑性。土壤表现可塑性的最低含水量，即土壤刚刚开始表现

出可塑性的含水量称为可塑下限（或下塑限）。土壤表现可塑性的最大含水量称

为可塑上限（或上塑限）。上下塑限之间的含水量称为塑性范围。其含水量差值

称为塑性值（或塑性指数）。塑性值大的土壤，可塑性强，塑性值小的土壤，可

塑性弱。

土壤可塑性除与水分含量有密切关系外，还与黏粒含量及其类型密切相关。

土壤质地越细，黏粒含量越多，可塑性越强，见表3-3。黏土矿物组成中，蒙脱

石类分散度高，吸水性强，塑性值大。而高岭石类分散度低，吸水性弱，塑性值

小。故有些土壤虽然黏重，但因其中高岭石类