土壤孔隙與結(jié)構(gòu)圖文PPT課件

1、土壤膠體分類土壤膠體分類水散微團(tuán)聚體水散微團(tuán)聚體NaNa分散微團(tuán)聚體分散微團(tuán)聚體NaNa質(zhì)機(jī)械分散團(tuán)聚體質(zhì)機(jī)械分散團(tuán)聚體第1頁/共61頁土壤膠體構(gòu)造土壤膠體構(gòu)造土壤膠體土壤膠體 分散系分散系土壤溶液土壤溶液膠粒核膠粒核雙電層雙電層決定電位決定電位 離子層離子層補(bǔ)償離子層補(bǔ)償離子層土壤微粒土壤微粒非活性補(bǔ)償非活性補(bǔ)償 離子層離子層擴(kuò)散層擴(kuò)散層補(bǔ)償離子層補(bǔ)償離子層第2頁/共61頁土壤膠體土壤膠體 電荷電荷可變電荷可變電荷永久電荷永久電荷粘土礦物形成過程中，晶架內(nèi)的組成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)生的電荷稱為永久的離

2、子所替代，產(chǎn)生的電荷稱為永久電荷。電荷。不受介質(zhì)不受介質(zhì)pH值的影響值的影響由膠體表面分子或原子團(tuán)解離所產(chǎn)由膠體表面分子或原子團(tuán)解離所產(chǎn)生的電荷生的電荷土壤膠體電荷土壤膠體電荷同晶同晶替代替代表面分表面分子離解子離解結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)斷裂斷裂第3頁/共61頁土壤溶液土壤溶液土壤溶液土壤溶液：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)劑土壤溶液土壤溶液在土壤在土壤- -植物系統(tǒng)中的作用植物系統(tǒng)中的作用土體的血液土體的血液第4頁/共61頁第三章第三章 土壤的基本性狀土壤的基本性狀第5頁/共61頁第一節(jié)第一節(jié) 土壤的孔隙性土壤的孔隙性第二節(jié)第二節(jié) 土壤的結(jié)構(gòu)

3、性土壤的結(jié)構(gòu)性第三節(jié)第三節(jié) 土壤的耕性土壤的耕性第四節(jié)第四節(jié) 土壤的酸堿性土壤的酸堿性第五節(jié)第五節(jié) 土壤的電性與離子交換土壤的電性與離子交換第六節(jié)第六節(jié) 土壤的氧化還原狀況土壤的氧化還原狀況第6頁/共61頁本章重點(diǎn)本章重點(diǎn)土壤的容重及孔隙度的計(jì)算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)）團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)（優(yōu)點(diǎn)）土壤酸度的種類、來源、與養(yǎng)分的關(guān)系土壤酸度的種類、來源、與養(yǎng)分的關(guān)系土壤離子交換特點(diǎn)、意義土壤離子交換特點(diǎn)、意義土壤氧化還原狀況與土壤管理的關(guān)系土壤氧化還原狀況與土壤管理的關(guān)系第7頁/共61頁第8頁/共61頁1.1.土壤相對(duì)密度和容重土壤相對(duì)密度和容重2.2.土壤孔隙度的土壤孔隙度的概

4、念及概念及計(jì)算計(jì)算3.3.土壤土壤孔隙類型孔隙類型4.4.土壤土壤孔性與作物生長孔性與作物生長第9頁/共61頁土壤的相對(duì)密度：土壤的相對(duì)密度：單位體積土壤固體顆粒單位體積土壤固體顆粒(不含孔隙不含孔隙)的烘干重與同體積水重之比。的烘干重與同體積水重之比。1.1. 土壤相對(duì)密度土壤相對(duì)密度和容重和容重名稱密度名稱密度正長石2.542.58 黑云母 2.803.20斜長石2.622.76白云母2.763.10石英2.602.70角閃石、輝石2.903.60方解石2.712.90 磷灰石3.163.22白云石2.802.90赤鐵礦4.905.30高嶺石2.602.65褐鐵礦3.604.00蒙脫石2.

5、532.74腐殖質(zhì)1.201.80第10頁/共61頁注意 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，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。因而其密度也不同。 多數(shù)土壤的密度為多數(shù)土壤的密度為2.62.7g/cm3，因此計(jì)算中往往采用，因此計(jì)算中往往采用“常常用密度值用密度值 2.65 g/cm3 。第11頁/共61頁土壤容重（土壤容重（Bulk Density）*：自然狀態(tài)下自然狀態(tài)下單位體積土壤（包括孔隙體積）的烘干重單位體積土壤（包括孔隙體積）的烘干重土壤容重值多介于土壤容重值多介于1.0-1.5g/cm3范圍內(nèi)范圍內(nèi)夯實(shí)的土壤容重則可高達(dá)夯實(shí)的土

6、壤容重則可高達(dá)1.8-2.0g/cm31.1. 土壤相對(duì)密度和土壤相對(duì)密度和容重容重第12頁/共61頁第13頁/共61頁環(huán)刀法環(huán)刀法測定土壤容重測定土壤容重第14頁/共61頁影響容重值的因素p質(zhì)地（砂質(zhì)土、黏土）p結(jié)構(gòu)p有機(jī)質(zhì)含量p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耕層土壤容重一般以1.01.3 g/cm3為宜。為宜。第15頁/共61頁寧鄉(xiāng)土壤容重寧鄉(xiāng)土壤容重0.600.801.001.201.4060%有機(jī)30%有機(jī)秸稈還田習(xí)慣施肥化肥無肥b (g/cm3)0-10cm10-20cm試驗(yàn)一：不同施肥措施試驗(yàn)一：不同施肥措施第16頁/共61頁層次層次(cm

7、)翻耕翻耕旋耕旋耕深松深松0-101.20a1.22a1.13b10-201.29a1.28a1.13b20-301.30a1.30a1.23b試驗(yàn)二：不同耕作方式土壤容重（試驗(yàn)二：不同耕作方式土壤容重（g/cm3）第17頁/共61頁 土壤容重的用處土壤容重的用處* * * *計(jì)算工程土方量計(jì)算工程土方量估算各種土壤成分儲(chǔ)量估算各種土壤成分儲(chǔ)量計(jì)算土壤孔隙度計(jì)算土壤孔隙度計(jì)算土壤儲(chǔ)水量及灌水（或排水）定額計(jì)算土壤儲(chǔ)水量及灌水（或排水）定額1.1. 土壤相對(duì)密度和土壤相對(duì)密度和容重容重第18頁/共61頁土壤重量土壤重量= =土壤體積土壤體積土壤容重土壤容重p計(jì)算工程土方量計(jì)算工程土方量例：例：1

8、公頃耕層土壤重量（耕層以公頃耕層土壤重量（耕層以20 cm計(jì)算，容計(jì)算，容重為重為1.25 g/cm3 ） = 10000m20.20m1250kg/m3 = 2500000 kg=2500 t 第19頁/共61頁p估算各種土壤成分儲(chǔ)量估算各種土壤成分儲(chǔ)量例：耕層土壤（例：耕層土壤（20 cm計(jì)算，容重為計(jì)算，容重為1.25 g/cm3 ），），有機(jī)質(zhì)含量為有機(jī)質(zhì)含量為15 g/kg，全氮含量，全氮含量0.75g/kg。求每公頃。求每公頃土壤中有機(jī)質(zhì)和全氮的儲(chǔ)量？土壤中有機(jī)質(zhì)和全氮的儲(chǔ)量？ 有機(jī)質(zhì)儲(chǔ)量有機(jī)質(zhì)儲(chǔ)量= 10000m20.20m1.25g/cm315g/kg = 37500000 g

9、 = 37500 kg=37.5 t 全氮儲(chǔ)量全氮儲(chǔ)量= 10000m20.20m1.25g/cm30.75g/kg = 1875000 g = 1875 kg=1.88 t 第20頁/共61頁土壤孔隙2.2. 土壤孔隙度的土壤孔隙度的概念及概念及計(jì)算計(jì)算第21頁/共61頁2.2. 土壤孔隙度的土壤孔隙度的概念及概念及計(jì)算計(jì)算土壤孔隙：土壤孔隙：土壤中土粒與土粒、土團(tuán)與土團(tuán)之間相土壤中土粒與土粒、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的孔隙第22頁/共61頁土壤孔隙度土壤孔隙度(孔度孔度)*：指一定體積的土壤中，孔隙的體積

10、占整個(gè)土壤體積的比例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），也叫總孔隙度2.2.土壤孔隙度的土壤孔隙度的概念及概念及計(jì)算計(jì)算第23頁/共61頁疏松排列緊密排列47.46%24.51%孔隙度第24頁/共61頁 土壤的三相土壤的三相2.2.土壤孔隙度的土壤孔隙度的概念及概念及計(jì)算計(jì)算固相率固相容積固相率固相容積/ /土體容積土體容積容重容重/ /密度密度液相率液相容積液相率液相容積/ /土體容積土體容積土壤容積含水率土壤質(zhì)量含水量土壤容積含水率土壤質(zhì)量含水量(%)(%)* *土壤容重土壤容重氣相率氣相容積氣相率氣相容積/ /土體容積土體容積 孔隙度孔隙度- -液相

11、率液相率 孔隙度孔隙度- -容積含水率容積含水率第25頁/共61頁土壤三相比固相率：容積含水率：氣相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：適宜的土壤三相比為：固相率固相率50%左右，左右，容積含水率容積含水率25-30%，氣相率氣相率15-25%2.2.土壤孔隙度的土壤孔隙度的概念及概念及計(jì)算計(jì)算第26頁/共61頁p計(jì)算土壤孔隙度計(jì)算土壤孔隙度例：求某土壤孔隙度（容重為例：求某土壤孔隙度（容重為1.25 g/cm3 ） = （1-1.25/2.65）100% = 52.8% 第27頁/共61頁p計(jì)算土壤儲(chǔ)水量計(jì)算土壤儲(chǔ)水量1hm2的的1m土層儲(chǔ)水量：土層儲(chǔ)水量： =1000

12、0m21m1.3 g/cm325% = 10000m21m1.3 t/m325% = 3250 t/hm2 = 3250m3/hm2 =325mm 設(shè)土壤田間持水量為設(shè)土壤田間持水量為25%，容重為，容重為1.3 g/cm3。求。求1公頃公頃的的1m深土層的儲(chǔ)水量？深土層的儲(chǔ)水量？公公式式第28頁/共61頁3.3. 土壤土壤孔隙類型孔隙類型小小孔孔隙隙大大孔孔隙隙第29頁/共61頁非活性孔隙非活性孔隙 0.02mm孔隙類型孔隙類型3.3. 土壤土壤孔隙類型孔隙類型（無效孔隙）（無效孔隙）（水分借毛管引力）（水分借毛管引力）（空氣通道、漏水漏肥）（空氣通道、漏水漏肥）土壤適宜通氣狀況土壤適宜通氣

13、狀況總孔隙總孔隙50%非活性孔隙盡量少非活性孔隙盡量少通氣孔隙通氣孔隙10%+通氣孔隙：毛管孔隙通氣孔隙：毛管孔隙=1：1 or 1:2第30頁/共61頁4 土壤孔隙狀況與土壤肥力“上虛下實(shí)上虛下實(shí)” ” u 上層土壤質(zhì)地疏松，有適上層土壤質(zhì)地疏松，有適 量的通氣孔隙，透水透氣量的通氣孔隙，透水透氣u 下層質(zhì)地比較緊實(shí)，毛管下層質(zhì)地比較緊實(shí)，毛管 孔隙多，保水保肥孔隙多，保水保肥增施有機(jī)肥能夠改善土壤孔增施有機(jī)肥能夠改善土壤孔隙狀況隙狀況第31頁/共61頁4 土壤孔隙狀況與作物生長小麥根系小麥根系黃瓜根系黃瓜根系馬鈴薯根系馬鈴薯根系第32頁/共61頁第33頁/共61頁1.1.土壤結(jié)構(gòu)體的類型土

14、壤結(jié)構(gòu)體的類型2.2.團(tuán)粒結(jié)構(gòu)與土壤肥力團(tuán)粒結(jié)構(gòu)與土壤肥力3.3.土壤土壤結(jié)構(gòu)體的形成結(jié)構(gòu)體的形成4.4.土壤土壤結(jié)構(gòu)性評(píng)價(jià)與管理結(jié)構(gòu)性評(píng)價(jià)與管理第34頁/共61頁兩個(gè)概念兩個(gè)概念1 1、結(jié)構(gòu)體（團(tuán)聚體）、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)土粒相互膠結(jié)成各種形狀和大小不一的土團(tuán)2 2、結(jié)構(gòu)性、結(jié)構(gòu)性 土壤中單粒、次生單?；驁F(tuán)聚體的數(shù)量、相應(yīng)的孔隙土壤中單粒、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狀況等綜合特性1.1. 土壤結(jié)構(gòu)體的類型土壤結(jié)構(gòu)體的類型第35頁/共61頁1.1. 土壤結(jié)構(gòu)體的類型土壤結(jié)構(gòu)體的類型第36頁/共61頁1.1. 土壤結(jié)構(gòu)體的類型土壤結(jié)構(gòu)體

15、的類型u 塊狀塊狀和核狀結(jié)構(gòu)和核狀結(jié)構(gòu) p 形狀：形狀：立方體型，邊面棱角不明顯，內(nèi)部緊實(shí)。立方體型，邊面棱角不明顯，內(nèi)部緊實(shí)。p 出現(xiàn)部位及原因：出現(xiàn)部位及原因： 出現(xiàn)部位：出現(xiàn)部位：表土層、耕作層表土層、耕作層 出現(xiàn)原因：出現(xiàn)原因：有機(jī)質(zhì)少，質(zhì)地粘重。有機(jī)質(zhì)少，質(zhì)地粘重。p 大小劃分（軸長）：大小劃分（軸長）： 10 cm 大塊狀結(jié)構(gòu)；大塊狀結(jié)構(gòu)；510 cm 塊狀結(jié)構(gòu)；塊狀結(jié)構(gòu)；15 cm 碎塊狀結(jié)碎塊狀結(jié)構(gòu)構(gòu)?！巴量览量览钡?7頁/共61頁1.1. 土壤結(jié)構(gòu)體的類型土壤結(jié)構(gòu)體的類型u 塊狀和塊狀和核狀核狀結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) p 形狀：形狀：立方體型，邊面棱角明顯，結(jié)構(gòu)表面往往有鐵錳膠立方體型

16、，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。膜出現(xiàn)，泡水以后不易散開。p 出現(xiàn)部位及原因：出現(xiàn)部位及原因： 出現(xiàn)部位：出現(xiàn)部位：淀積層（心土、底土層耕作層）淀積層（心土、底土層耕作層） 出現(xiàn)原因：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有機(jī)質(zhì)極缺，質(zhì)地粘重，干濕凍融交替作用下形成。形成。p 大小劃分（軸長）：大小劃分（軸長）： 13 cm 第38頁/共61頁1.1. 土壤結(jié)構(gòu)體的類型土壤結(jié)構(gòu)體的類型u 柱狀和棱柱狀結(jié)構(gòu)（立土）柱狀和棱柱狀結(jié)構(gòu)（立土） p 形狀：形狀：側(cè)面，橫斷面形狀不規(guī)則。側(cè)面，橫斷面形狀不規(guī)則。p 出現(xiàn)部位及原因：出現(xiàn)部位及原因： 出現(xiàn)部位：出現(xiàn)

17、部位：常在干旱半干旱地帶的底土出現(xiàn)，是堿化土壤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，的標(biāo)志特征， 出現(xiàn)原因：出現(xiàn)原因：質(zhì)地粘重，干濕交替作用下形成。質(zhì)地粘重，干濕交替作用下形成。p 大小劃分（軸長）：大小劃分（軸長）： 大柱狀結(jié)構(gòu)，大柱狀結(jié)構(gòu)，5cm； 柱狀結(jié)構(gòu)，柱狀結(jié)構(gòu)，35cm； 小柱狀結(jié)構(gòu)，小柱狀結(jié)構(gòu)，3mm者為板狀，者為板狀， 3mm者為片狀。者為片狀。第42頁/共61頁這些類土壤結(jié)這些類土壤結(jié)構(gòu)體有利于植構(gòu)體有利于植物生長么？物生長么？WHY?WHY?孔隙少，水氣不通，微生物活動(dòng)孔隙少，水氣不通，微生物活動(dòng)弱，養(yǎng)分無法釋放，拉斷根系弱，養(yǎng)分無法釋放，拉斷根系土粒排列緊湊

18、，基本是毛管孔隙，土粒排列緊湊，基本是毛管孔隙，幾乎無大孔隙，不利于根系發(fā)育幾乎無大孔隙，不利于根系發(fā)育和透水通氣保水和透水通氣保水第43頁/共61頁1.1. 土壤結(jié)構(gòu)體的類型土壤結(jié)構(gòu)體的類型u 團(tuán)粒狀和粒狀結(jié)構(gòu)團(tuán)粒狀和粒狀結(jié)構(gòu) p 形狀：形狀：圓球形（圓球形（“螞蟻蛋螞蟻蛋”，“米糝子米糝子”）p 出現(xiàn)部位：出現(xiàn)部位： 表層，有機(jī)質(zhì)肥沃土壤。表層，有機(jī)質(zhì)肥沃土壤。 p 大小劃分（軸長）：大小劃分（軸長）： 0.2510 mm者為團(tuán)粒結(jié)構(gòu)；者為團(tuán)粒結(jié)構(gòu)； Al3+ Ca2+ Mg2+ H+ NH4+ K+ Na+陽離子凝聚作用陽離子凝聚作用 (cation coagulation) 土壤膠粒通

19、常帶有負(fù)土壤膠粒通常帶有負(fù)電荷，帶負(fù)電荷的土壤膠電荷，帶負(fù)電荷的土壤膠粒在陽離子作用下，發(fā)生粒在陽離子作用下，發(fā)生相互凝聚。相互凝聚。 第50頁/共61頁 水膜水膜(water film)的粘結(jié)作用的粘結(jié)作用 土粒在水膜的作用下，在土粒在水膜的作用下，在土粒接觸處形成彎月面，由于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)。土粒團(tuán)聚在一起，形成土團(tuán)。Soil particleSoil particle水膜水膜第51頁/共61頁土壤膠體的膠結(jié)作用土壤膠體的膠結(jié)作用(cementation) 第52頁/共61頁有機(jī)有機(jī)礦質(zhì)復(fù)合體礦質(zhì)復(fù)合體的

20、膠結(jié)作用的膠結(jié)作用 第53頁/共61頁干濕交替和凍融干濕交替和凍融交替作用交替作用生物的作用生物的作用土壤耕作土壤耕作v干濕交替干濕交替膠體物膠體物質(zhì)的干縮濕脹導(dǎo)致，破質(zhì)的干縮濕脹導(dǎo)致，破碎土團(tuán)碎土團(tuán)v凍融交替凍融交替冰的擠冰的擠壓，破碎土團(tuán)；膠體脫壓，破碎土團(tuán)；膠體脫水凝聚（北方秋耕、冬水凝聚（北方秋耕、冬灌和冬犁曬垡）灌和冬犁曬垡）v分割和擠壓作用分割和擠壓作用v分泌物和死亡后產(chǎn)分泌物和死亡后產(chǎn)生的多糖和腐殖質(zhì)的生的多糖和腐殖質(zhì)的團(tuán)聚作用團(tuán)聚作用v真菌、放線菌菌絲真菌、放線菌菌絲的纏繞的纏繞v蚯蚓的加工作用蚯蚓的加工作用v疏松土壤，破除結(jié)疏松土壤，破除結(jié)皮和板結(jié)皮和板結(jié)v結(jié)合施肥，特別是結(jié)合施肥，特別是有機(jī)肥，利于發(fā)揮膠有機(jī)肥，利于發(fā)揮膠結(jié)劑作用結(jié)劑作用v耕作要掌握好宜耕耕作要掌握好宜耕期期切割造型過程切割造型過程第54頁/共61頁1 1）合理耕作合理耕作p在最佳土壤水分含量期耕作在最佳