第1章 土壤基质及基质特征.pdf

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1、第1章土壤基质及基质特征•土壤基质是指土壤的固体部分，它是一个分散和多孔的体系。•土壤基质的分散性是指土壤的固体物质由不同比例的、粒径粗细不一、形状和组成各异的颗粒(土粒)所组成。•土壤基质中各级粗细土粒的数量和比例称为土壤(或土粒)的粒径分布，也称为土壤的机械组成。•自然土壤基质的土粒除碱土外，大多是多个粘粒和其他细土粒团聚在一起称为土壤团粒。•许多情况下，这些团粒在水中并不完全分散，其不分散者是水稳性团粒。水稳性团粒的粒径不一。•各级粗细团粒在土壤基质中的数量比称为土壤团粒的粒径分布。•单位容积干土壤(即土壤基质)中孔隙所占容积，用百分数表示称为孔隙度。大多数土壤基质中孔隙所占的

2、容积为一半左右。•土壤基质孔隙度、各级不同孔径孔隙的数量比、孔隙的形状、弯曲和连接程度等合称为土壤的孔隙状况。1.1土粒的粒径分布•1.1.1土粒的粒级•任何一种土壤都是由矿物质颗粒构成的，这些大小、形状、组成和性质不同的矿物质颗粒在土壤中的配合比例千差万别。•土粒分级是以单粒的大小为基础进行的。•粗土粒(粒径>0.25mm)用不同圆形孔径的筛加以分离。•细土粒(粒径<0.05mm)已无法筛分，而用其在静态介质(水)中沉降的速度加以分别。•土粒在水中沉降的速度因其形状而异，而土粒的形状又各不相同，因而采用与土粒沉降速度相同的球体土粒的直径为其粒径，称为当量粒径。这样土壤学上的粒径并非

3、土粒的真实直径，而是人为地把土粒看成理想的球体。•根据粒径大小与理化性质的关系，把土粒分为若干组，每组就是一个粒级（粒组）；组内粒径大小、成分及性质基本相近，而组间则有明显的差异。但这种划分带有一定的人为因素。•目前国际上还没有形成完全统一的标准，但基本都把矿物质土粒分为石砾、砂粒、粉粒和粘粒等四大基本粒组。几种常见土壤粒级方案当量粒径中国制卡庆斯基制（前苏联）美国农部制国际制(mm)(1987)(1957)(1951)(1930)3~2石砾石砾石砾石砾2~1极粗砂粒1~0.5粗砂粒粗砂粒粗砂粒粗砂粒0.5~0.25中砂粒中砂粒物0.25~0.2理细砂粒0.2~0.1细砂粒细砂粒性0

4、.1~0.05极细砂粒细砂粒砂粒0.05~0.02粗粉粒粗粉粒0.02~0.0l粉粒0.01~0.005中粉粒中粉粒粉粒0.005~0.002细粉粒物细粉粒理0.002~0.001粗粘粒性0.001~0.0005粗粘粒粘粘粘粒粘粒0.0005~0.0001细粘粒细粘粒粒粒<0.0001胶质粘粒•不同粒组的土粒，其矿物组成、化学成分和水分物理性质均有明显的差异，它们对土壤肥力和农业生产性状具有深刻的影响。•（1）石砾和砂粒组（>0.05mm）•石砾和砂粒是土壤中的粗粒部分，它们是侵入土壤中的母岩碎屑。该粒组所含矿物绝大部分为原生矿物，其矿物组成与母岩基本一致。含石砾和砂粒较多的土壤疏松

5、多孔，粒间孔隙大，通气透水好，排水通畅。由于颗粒粗、比表面积小，因而无粘结性、粘着性、可塑性和胀缩性，吸水保肥能力弱，但耕性较好。•（2）粘粒组（<0.001mm）•本粒组的颗粒细小，属于胶体范畴，它是化学风化的产物，其矿物成分主要为次生矿物，与母岩的成分相差很大。颗粒小，比表面大，粒间孔隙小，因而通气透水性弱，排水不畅，易造成土壤积水和内涝。粘结性、粘着性、可塑性和胀缩性均较强，干时结块龟裂，湿时泥泞，因而耕性不良。粘粒本身养料含量丰富，养分贮量多，吸水保肥能力强，但土温较低，土温变幅小，养分不易转化。•（3）粉粒组（0.05~0.001mm）•颗粒大小介于粘粒和砂粒之间，矿物成分

6、有原生矿物，也有次生矿物。粉粒很多性质介于砂粒和粘粒之间。含粉粒较多的土壤具有一定的可塑性、粘结性、粘着性和吸附性，因而具有较好的保水保肥能力、养分供应能力和良好的可耕性。•1．1．2土粒的粒径分布和分析•土壤基质中含有不同比例的各级土粒，可用土壤的粒径分布曲线表达，曲线的横坐标为粒径d(mm)，一般用对数坐标；纵坐标为单位质量土样小于某一粒径土粒含量的累计百分数。•粒径分析或机械分析•1.土粒的分散•田间或自然土壤，绝大部分或全部粘粒都是相互团聚成粒径不同的团粒，微团粒是粘粒直接凝聚而成，粗团粒则主要是由腐殖质和某些情况下土壤中的石灰物质、游离铁等所起的作用。中性土壤主要是交换性C

7、a2+起作用，酸性土壤还有交换性Al3+的作用，土壤溶液中盐类溶质浓度高也促进粘粒团聚。•传统分散处理包括用HO-HCl处理和添加含Na的化合22物作为分散剂。HO的作用是为了破坏有机质，稀22HCl的作用是为了溶解游离的CaCO和其他胶结剂，3并用H+代换有凝聚作用的Ca2+、Al3+等离子和淋洗土壤溶液中的溶质。交换性H+也有凝聚作用，须用分散粘粒的Na代换，所用的Na的数量不能超过土壤交换量。•近来常对分析的土样直接加入可固定Ca2+、Al3+等离子