2016第三章1土壤孔隙與結(jié)構(gòu).ppt

上節(jié)回顧,土壤膠體 土壤溶液,土壤膠體分類,水散微團(tuán)聚體,Na分散微團(tuán)聚體,Na質(zhì)機(jī)械分散團(tuán)聚體,土壤膠體構(gòu)造,土壤膠體 分散系,土壤溶液,膠粒核,雙電層,決定電位 離子層,補(bǔ)償離子層,土壤微粒,非活性補(bǔ)償 離子層,擴(kuò)散層,補(bǔ)償離子層,土壤膠體 電荷,可變電荷,永久電荷,粘土礦物形成過程中，晶架內(nèi)的組成離子常被另一種電性相同且大小相近的離子所替代，產(chǎn)生的電荷稱為永久電荷。不受介質(zhì)pH值的影響,由膠體表面分子或原子團(tuán)解離所產(chǎn)生的電荷,土壤膠體電荷,同晶替代,表面分子離解,結(jié)構(gòu) 斷裂,土壤溶液,土壤溶液：含有溶質(zhì)和溶解性氣體的土壤間隙水,1、是養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化劑 2、是養(yǎng)分的運(yùn)輸載體 3、是養(yǎng)分消耗過程的調(diào)節(jié)劑,土壤溶液在土壤-植物系統(tǒng)中的作用,土體的血液,第三章 土壤的基本性狀,主要內(nèi)容,第一節(jié) 土壤的孔隙性 第二節(jié) 土壤的結(jié)構(gòu)性 第三節(jié) 土壤的耕性 第四節(jié) 土壤的酸堿性 第五節(jié) 土壤的電性與離子交換 第六節(jié) 土壤的氧化還原狀況,本章重點(diǎn),土壤的容重及孔隙度的計(jì)算 團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)（優(yōu)點(diǎn)） 土壤酸度的種類、來(lái)源、與養(yǎng)分的關(guān)系 土壤離子交換特點(diǎn)、意義 土壤氧化還原狀況與土壤管理的關(guān)系,第一節(jié) 土壤的孔隙性,第一節(jié) 土壤的孔隙性,土壤相對(duì)密度和容重 土壤孔隙度的概念及計(jì)算 土壤孔隙類型 土壤孔性與作物生長(zhǎng),土壤的相對(duì)密度：?jiǎn)挝惑w積土壤固體顆粒(不含孔隙)的烘干重與同體積水重之比。,土壤相對(duì)密度和容重,注意,同一土壤中，不同大小土粒的腐殖質(zhì)含量和礦物組成不同，因而其密度也不同。 多數(shù)土壤的密度為2.62.7g/cm3，因此計(jì)算中往往采用“常用密度值 2.65 g/cm3 。,土壤容重（Bulk Density）*：自然狀態(tài)下單位體積土壤（包括孔隙體積）的烘干重 土壤容重值多介于1.0-1.5g/cm3范圍內(nèi) 夯實(shí)的土壤容重則可高達(dá)1.8-2.0g/cm3,土壤相對(duì)密度和容重,環(huán)刀法 測(cè)定土壤容重,影響容重值的因素 質(zhì)地（砂質(zhì)土、黏土） 結(jié)構(gòu) 有機(jī)質(zhì)含量 各種自然因素和人工管理措施 (灌溉、排水、耕作、施肥),耕層土壤容重一般以1.01.3 g/cm3為宜。,試驗(yàn)一：不同施肥措施,試驗(yàn)二：不同耕作方式土壤容重（g/cm3）,土壤容重的用處* 計(jì)算工程土方量 估算各種土壤成分儲(chǔ)量 計(jì)算土壤孔隙度 計(jì)算土壤儲(chǔ)水量及灌水（或排水）定額,土壤相對(duì)密度和容重,土壤重量=土壤體積土壤容重,計(jì)算工程土方量,例：1公頃耕層土壤重量（耕層以20 cm計(jì)算，容重為1.25 g/cm3 ） = 10000m20.20m1250kg/m3 = 2500000 kg=2500 t,估算各種土壤成分儲(chǔ)量,例：耕層土壤（20 cm計(jì)算，容重為1.25 g/cm3 ），有機(jī)質(zhì)含量為15 g/kg，全氮含量0.75g/kg。求每公頃土壤中有機(jī)質(zhì)和全氮的儲(chǔ)量？ 有機(jī)質(zhì)儲(chǔ)量= 10000m20.20m1.25g/cm315g/kg = 37500000 g = 37500 kg=37.5 t 全氮儲(chǔ)量= 10000m20.20m1.25g/cm30.75g/kg = 1875000 g = 1875 kg=1.88 t,土壤孔隙,土壤孔隙度的概念及計(jì)算,土壤孔隙度的概念及計(jì)算,土壤孔隙：土壤中土粒與土粒、土團(tuán)與土團(tuán)之間相 互支撐，構(gòu)成許多彎彎曲曲、粗細(xì)不同和形狀各異 的孔隙,土壤孔隙度(孔度)*：指一定體積的土壤中，孔隙的體積占整個(gè)土壤體積的比例（%），也叫總孔隙度,土壤孔隙度的概念及計(jì)算,疏松排列,緊密排列,47.46%,24.51%,孔隙度,土壤的三相,土壤孔隙度的概念及計(jì)算,固相率固相容積/土體容積容重/密度,液相率液相容積/土體容積 土壤容積含水率土壤質(zhì)量含水量(%)*土壤容重,氣相率氣相容積/土體容積 孔隙度-液相率 孔隙度-容積含水率,土壤三相比固相率：容積含水率：氣相率 適宜的土壤三相比為： 固相率50%左右， 容積含水率25-30%， 氣相率15-25%,土壤孔隙度的概念及計(jì)算,計(jì)算土壤孔隙度,例：求某土壤孔隙度（容重為1.25 g/cm3 ） = （1-1.25/2.65）100% = 52.8%,計(jì)算土壤儲(chǔ)水量,1hm2的1m土層儲(chǔ)水量： =10000m21m1.3 g/cm325% = 10000m21m1.3 t/m325% = 3250 t/hm2 = 3250m3/hm2 =325mm,設(shè)土壤田間持水量為25%，容重為1.3 g/cm3。求1公頃的1m深土層的儲(chǔ)水量？,公 式,土壤孔隙類型,小 孔 隙,大 孔 隙,非活性孔隙 0.02mm,孔隙類型,土壤孔隙類型,（無(wú)效孔隙）,（水分借毛管引力）,（空氣通道、漏水漏肥）,土壤適宜通氣狀況,總孔隙50% 非活性孔隙盡量少 通氣孔隙10%+ 通氣孔隙：毛管孔隙=1：1 or 1:2,4 土壤孔隙狀況與土壤肥力,“上虛下實(shí)” 上層土壤質(zhì)地疏松，有適 量的通氣孔隙，透水透氣 下層質(zhì)地比較緊實(shí)，毛管 孔隙多，保水保肥,增施有機(jī)肥能夠改善土壤孔隙狀況,4 土壤孔隙狀況與作物生長(zhǎng),小麥根系,黃瓜根系,馬鈴薯根系,第二節(jié) 土壤結(jié)構(gòu)性,第二節(jié) 土壤結(jié)構(gòu)性,土壤結(jié)構(gòu)體的類型 團(tuán)粒結(jié)構(gòu)與土壤肥力 土壤結(jié)構(gòu)體的形成 土壤結(jié)構(gòu)性評(píng)價(jià)與管理,兩個(gè)概念 1、結(jié)構(gòu)體（團(tuán)聚體） 土粒相互膠結(jié)成各種形狀和大小不一的土團(tuán) 2、結(jié)構(gòu)性 土壤中單粒、次生單粒或團(tuán)聚體的數(shù)量、相應(yīng)的孔隙狀況等綜合特性,土壤結(jié)構(gòu)體的類型,土壤結(jié)構(gòu)體的類型,土壤結(jié)構(gòu)體的類型,塊狀和核狀結(jié)構(gòu) 形狀：立方體型，邊面棱角不明顯，內(nèi)部緊實(shí)。 出現(xiàn)部位及原因： 出現(xiàn)部位：表土層、耕作層 出現(xiàn)原因：有機(jī)質(zhì)少，質(zhì)地粘重。 大小劃分（軸長(zhǎng)）： 10 cm 大塊狀結(jié)構(gòu)；510 cm 塊狀結(jié)構(gòu)；15 cm 碎塊狀結(jié)構(gòu)。,“土坷垃”,土壤結(jié)構(gòu)體的類型,塊狀和核狀結(jié)構(gòu) 形狀：立方體型，邊面棱角明顯，結(jié)構(gòu)表面往往有鐵錳膠膜出現(xiàn)，泡水以后不易散開。 出現(xiàn)部位及原因： 出現(xiàn)部位：淀積層（心土、底土層耕作層） 出現(xiàn)原因：有機(jī)質(zhì)極缺，質(zhì)地粘重，干濕凍融交替作用下形成。 大小劃分（軸長(zhǎng)）： 13 cm,土壤結(jié)構(gòu)體的類型,柱狀和棱柱狀結(jié)構(gòu)（立土） 形狀：側(cè)面，橫斷面形狀不規(guī)則。 出現(xiàn)部位及原因： 出現(xiàn)部位：常在干旱半干旱地帶的底土出現(xiàn)，是堿化土壤的標(biāo)志特征， 出現(xiàn)原因：質(zhì)地粘重，干濕交替作用下形成。 大小劃分（軸長(zhǎng)）： 大柱狀結(jié)構(gòu)，5cm； 柱狀結(jié)構(gòu)，35cm； 小柱狀結(jié)構(gòu)，3cm。,土壤結(jié)構(gòu)體的類型,片狀結(jié)構(gòu)（立土） 形狀：扁平狀，臥土。 出現(xiàn)部位及原因： a) 表層，結(jié)皮或結(jié)殼，雨后或灌溉后形成。 b) 老耕地犁底層，耕作壓實(shí)形成。 大小劃分（軸長(zhǎng)）： 3mm者為板狀， 3mm者為片狀。,這些類土壤結(jié)構(gòu)體有利于植物生長(zhǎng)么？WHY?,孔隙少，水氣不通，微生物活動(dòng)弱，養(yǎng)分無(wú)法釋放，拉斷根系,土粒排列緊湊，基本是毛管孔隙，幾乎無(wú)大孔隙，不利于根系發(fā)育和透水通氣保水,土壤結(jié)構(gòu)體的類型,團(tuán)粒狀和粒狀結(jié)構(gòu) 形狀：圓球形（“螞蟻蛋”，“米糝子”） 出現(xiàn)部位： 表層，有機(jī)質(zhì)肥沃土壤。 大小劃分（軸長(zhǎng)）： 0.2510 mm者為團(tuán)粒結(jié)構(gòu)； 0.25 mm者為微團(tuán)粒結(jié)構(gòu)。,46,Morphology of soil structural unit in soil profile 土壤剖面上結(jié)構(gòu)體的形態(tài),團(tuán)粒結(jié)構(gòu)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上理想的土壤結(jié)構(gòu) 小水庫(kù) 小肥料庫(kù) 空氣走廊 易于耕作,團(tuán)粒結(jié)構(gòu)與土壤肥力,團(tuán)粒結(jié)構(gòu)與土壤肥力,小水庫(kù)：團(tuán)粒結(jié)構(gòu)透水性好，可接納大量降水(precipitation)和灌溉水(irrigation water)，而團(tuán)粒內(nèi)部保水性強(qiáng)，天旱(drought)時(shí)還可防止水分蒸發(fā)(evaporation)。,小肥料庫(kù)：具有團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的土壤，通常有機(jī)質(zhì)含量豐富。團(tuán)粒結(jié)構(gòu)表面為好氣作用，有利于有機(jī)質(zhì)的礦質(zhì)化(mineralization)，釋放養(yǎng)分。團(tuán)粒內(nèi)部則有利于腐殖化(humification)，保存養(yǎng)分。,空氣走廊：由于團(tuán)粒之間的孔隙較大，有利于空氣流通(ventilation)。,第一階段：土壤單粒被粘粒、腐殖質(zhì)等膠結(jié)物質(zhì) 膠結(jié)、凝聚成微團(tuán)聚體,第二階段：在干濕交替、耕作、根系的穿插、 擠壓、分割等外力作用下形成結(jié)構(gòu)體,土壤結(jié)構(gòu)體的形成,土壤結(jié)構(gòu)體的形成,切割造型過程,粘結(jié)團(tuán)聚過程,“多級(jí)團(tuán)聚說(shuō)”,凝聚作用,水膜的粘結(jié)作用,有機(jī)物質(zhì)的膠結(jié)作用及復(fù)合作用,有機(jī)礦質(zhì)復(fù)合體,動(dòng)物的作用,干濕凍融交替,土壤耕作,常見陽(yáng)離子凝聚能力：,Fe3+ Al3+ Ca2+ Mg2+ H+ NH4+ K+ Na+,陽(yáng)離子凝聚作用 (cation coagulation) 土壤膠粒通常帶有負(fù)電荷，帶負(fù)電荷的土壤膠粒在陽(yáng)離子作用下，發(fā)生相互凝聚。,水膜(water film)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(fù)壓，把相鄰的土粒團(tuán)聚在一起，形成土團(tuán)。,Soil particle,Soil particle,水膜,土壤膠體的膠結(jié)作用(cementation),a、粘粒,b、有機(jī)質(zhì),有機(jī)礦質(zhì)復(fù)合體的膠結(jié)作用,干濕交替和凍融交替作用,生物的作用,土壤耕作,干濕交替膠體物質(zhì)的干縮濕脹導(dǎo)致，破碎土團(tuán) 凍融交替冰的擠壓，破碎土團(tuán)；膠體脫水凝聚（北方秋耕、冬灌和冬犁曬垡）,分割和擠壓作用 分泌物和死亡后產(chǎn)生的多糖和腐殖質(zhì)的團(tuán)聚作用 真菌、放線菌菌絲的纏繞 蚯蚓的加工作用,疏松土壤，破除結(jié)皮和板結(jié) 結(jié)合施肥，特別是有機(jī)肥，利于發(fā)揮膠結(jié)劑作用 耕作要掌握好宜耕期,切割造型過程,1）合理耕作 在最佳土壤水分含量期耕作 耕作方法（深耕、中耕、少耕、免耕等） 2）輪作與間套種 水旱輪作 禾本科與豆科間作輪作、套作 3）施肥、改良化學(xué)性質(zhì) 有機(jī)肥、稻草直接還田、石灰、化肥,土壤結(jié)構(gòu)性評(píng)價(jià)與管理,4）結(jié)構(gòu)改良劑（soil conditioner） 天然：從