03第三章孔性结构性与耕性.ppt

第三章　土壤的孔性、结构性与耕性 第一节　土壤孔性 第二节　土壤结构性 第三节　土壤耕性 要点 土壤孔性、比重、容重、孔隙度、结构性概念 土壤孔性、结构性的作用 土壤孔隙数量、类型 土壤孔性与土壤通气性、保水性的关系 土壤结构性与土壤肥力的关系 创造团粒结构的措施 土壤耕性的含义、影响因素及其改良措施 第一节 土壤孔性 土壤孔隙：土粒与土粒或团聚体之间以及团聚体内部的孔洞。 土壤孔性(soil poriness)是指土壤孔隙的性质，包括空隙的数量（总量）、类型（孔隙的大小）及分配（大小孔隙的比例）三个方面。 一、土壤孔隙的数量 （一）土壤比重soil specific gravity 土粒密度soil particle density 土粒密度:单位体积的固体干土粒（不包括粒间孔隙）的重量，单位为M g /m 3（兆克/立方米）或g/cm3 。 土壤比重：土粒密度与水（4℃）的密度之比，无量纲。 土壤比重和颗粒密度大小相等，区别在于有无量纲 土壤比重是土壤相对稳定的性质 （一）土壤比重 比重大小，决定于矿物组成和有机质含量 一般土壤矿物质比重2.6-2.7左右（P59表） 一般土壤有机质的比重在1.25-1.40 砂质土壤比重接近于石英，粘质土壤含铁镁矿物多，比重较大。 含有机质多者，比重较小。 多数土壤矿物比重2.6－2.7，2.65通用值 实验：比重测定－比重瓶法 （二）土壤容重 土壤容重soil bulk density 　土壤密度soil density 在自然状况下,单位容积 (包括土壤孔隙和土粒体积)干土壤的重量。单位为g/cm3或Mg/m3。 （二）土壤容重 土壤容重的作用： 反映土壤的松紧状况：旱地土壤：1.1－1.3， ＞1.3较紧实，＞1.5很紧实，＜1.0较松散 计算土壤重量：面积×深度×容重＝2000/3 ×0.2 × 1000×1.2＝16万公斤 计算有机质、养分、水分、盐分：灌溉、施肥OM 1%，N 0.05%，H2O 15%，耕层含 OM= N＝ 土壤水重 ＝ 例：已知土壤密度为1．20 g／cm3。求： 1hm2地20cm土层土壤质量。 如土壤含全氮0.05％，1hm20～20cm土层有全氮多少千克？ 如果把0～20cm土层的土壤含水量由10％提高到25％，1hm2地需灌多少方水？ 解： （三）土壤孔隙度 土壤孔隙度（soil porosity）：指单位土壤总容积中的孔隙容积。% 土壤孔隙度（％）＝（1－土壤密度/土粒密度）×100 一般土壤孔隙度有30－60%，农业土壤＞＝50%。 孔隙比（pore space ratio）指土壤中孔隙容积和固相土粒容积的比值。 孔隙比＝孔隙容积/土粒容积＝孔隙度/（1－孔隙度） 公式推导 土壤孔隙度（％）＝孔隙体积/土壤体积×100 =(1－土粒体积/土壤体积)×100 ＝1－（土壤质量/土粒密度）/(土壤质量/土壤密度 ） ×100 ＝（1－土壤密度/土粒密度）×100 土壤三相组成的计算 土壤的固相率＝土壤容重/土壤比重　　　　　　＝1—土壤孔隙度 土壤液相率(容积含水率)＝土壤含水量(质量％)×土壤容重 土壤气相率＝土壤孔隙度-容积含水率 土壤三相比＝固相率:液相率:气相率 例：土壤容重1.2g/cm3，含水量15%（质量），求三相比 二、土壤孔隙的类型 （一）当量孔径或有效孔径equivalent pore size： 土壤孔隙的大小、形状和连通状况复杂，形状不规则，怎么确定孔径？ 毛管实验:管径和水分上升高度？ 毛管力Pc=2σcosθ /r 重力＝ρgh ρgh = 2σ/rcosθ h= 2σcosθ / ρgr σ=74dyn/cm2 ρ=1g/cm3 g=981cm/s H(cm)=3/d(mm) 把土壤孔隙看作是不同孔径的毛管，充满水，水分被各级毛管以不同的力保存。 逐步加压法或负压抽吸法，粗毛管中的水分先排出，细毛管的水分后排出。 土壤孔径与对水的吸力相当。 用孔隙对水分的吸力，算出与这个吸力相就对应的孔径，而不用管孔隙的具体形状。 d＝3/T d当量孔径，单位mm，T为土壤对水的吸力，单位hPa或cm水柱 当量孔径指与一定的土壤水吸力相当的孔径。 据孔隙大小和水分的有效性，分为三级： 1）通气孔隙 孔隙直径＞0.02mm，土壤水吸力＜0.15Bar。 通气孔隙的容积占土壤体积的百分数称通气孔隙度。 理想的通气孔隙度10－20%，一般砂土高，黏土低。 主要作用是通气、透水，使多余的水分排出土体，同时补充空气。 2）毛管孔隙 孔隙直径在0.0002－0.02mm（也有0.002－0.02的说法），土壤水吸力在15－0.15bar范围的孔隙，具有毛管作用。 毛管孔隙的容积与土壤