第二章2-土壤机械组成

主要内容•一、土壤矿物质的颗粒组成•二、土壤颗粒组成•四、土壤质地的改良一、土壤矿物质的颗粒组成•(一)土壤矿物质颗粒的粒级•(二)各粒级的基本特征•(三)土壤质地及质地分类♥土壤的固体颗粒简称为土粒。在自然状况下，这些大小不一的土粒有的单个存在于土壤中，称为单粒；有的则相互黏结成为集合体，称为复粒。♥根据土粒的有效直径把土粒由粗粒到细粒划分成几组，同组的土粒性质基本相近即为粒组或粒级。♥划分原则：同一粒级内，土粒大小相近，组成、性质基本一致；而不同粒级间则有很大的差异。土粒分级一般将土粒分为石砾、砂粒、粉砂粒和粘粒等四级。♥常用的划分标准：国际制、卡庆斯基制和中国暂拟分类制，如下页表所示。（一）土壤矿物质的颗粒（粒级）组成表：粒级分类制国际制中国制（暂拟方案）1978卡庆斯基制（1957）石砾2石块10石块31石砾粗石砾10－3石砾3－1石砾细石砾3－1砂粒粗砂粒2－0.2砂粒粗砂粒1－0.25砂粒粗砂粒1－0.50.01物理性砂粒中砂粒0.5－0.25细砂粒0.2-0.02细砂粒0.25－0.05细砂粒0.25－0.025粉砂粒0.02－0.002粉粒粗粉粒0.05－0.01砂粗粉（砂）粒0.05－0.010.01物理性黏粒中粉（砂）粒0.01－0.005细粉粒0.01－0.005细粉（砂）粒0.005－0.001黏粒0.002黏粒粗黏粒0.005－0.001黏粒粗粘粒0.001－0.0005中黏粒0.0005－0.0001黏粒0.001胶粒0.00011、国际制（ISSS）：三级分类制国际制是1930年第二届国际土壤学会提出的，其特点是十进制，以粒径2mm为土粒的上限，以小于0.002为土粒的下限。粒级粒径（mm）石砾（gravel）2砂粒（sand）粗砂粒（coarsesand）2~0.2细砂粒（finesand）0.2~0.02粉砂粒（silt）0.02~0.002粘粒（clay）0.0022、卡庆斯基制（前苏联制）：二级分类制苏联制又称卡庆斯基制，是以粒径lmm为土粒的上限，以粒径小于0.01mm为土粒的下限。先把所有颗粒分为石砾（大于lmm）物理性砂粒（1-0.01mm）、物理性粘粒（小于0.01mm）。石砾：＞1mm物理性砂粒：1~0.01mm物理性粘粒：＜0.01mm其中物理性砂粒和物理性粘粒的相对含量，将是土壤质分类的重要依据。具体见表2－5（p14)3、我国制土粒分级中国科学院南京土壤研究所等单位根据中国的土壤情况，拟定了我国的土粒分级标准。粒级名称粒径（mm）石块＞3石砾3~1砂粒（sand）粗砂粒（coarsesand）1~0.25细砂粒（finesand）0.25~0.05粉砂粒（silt）粗粉粒（coarseslit）0.05~0.01中粉粒（mediumslit）0.01~0.005细粉粒（fineslit）0.005~0.002粘粒（clay）粗粘粒（coarseclay）0.002~0.001细粘粒（fineclay）0.001(二)各粒级的基本特征（characteristicsofsoilparticlesofdifferentsize）►不同的粒级都有其不同的特性，对土壤肥力有重要的影响：1．石砾及砂粒（1）石砾（gravel）：颗粒大，养分少，土层薄，不利耕作。易发展林果业。（2）砂粒（sand）:颗粒粗，漏水肥，缺养分，毛细管水上升高度低。（3）它们是风化碎屑，其所含矿物成分和母岩基本一致，粒径大，抗风化，养分释放慢，比表面积小，无可塑性、黏结性、黏着性和吸附性。无收缩性和膨胀性。氧化硅含量在80％以上，有效养分贫乏。2．粉粒颗粒较小，容易进一步风化，其矿物成分中有原生的也有次生的，颗粒较细，比表面积增大，保水肥能力增强，但土壤仍偏砂，有微弱的可塑性、膨胀性和收缩性；湿时有明显的黏结性，干时减弱。粒间孔隙毛管作用强，毛细管水上升速度和高度大。氧化硅含量在60％一80％之间，营养元素含量比砂粒丰富。3．黏粒颗粒极细小，比表面积大，粒间孔隙小，吸水易膨胀，使孔隙堵塞，毛管水上升极慢。可塑性、黏着性、黏结性极强，干时收缩坚硬，湿时膨胀，保水保肥性强．氧化硅含量在40％一60％之间，营养元素丰富。（三）各粒级矿物组成和化学组成如下：（1）矿物组成•砂粒主要是由各种原生矿物组成的，其中以石英最多，其次是原生硅酸盐矿物。•土壤中原生矿物很少，基本上是次生矿物，主要是高岭石、蒙脱石和水云母三类以及铁、铝等的氧化物和氢氧化物。（2）化学组成•以石英和长石等原生矿物为主，二氧化硅含量较高；•则以次生硅酸盐矿物为主，铁、钾、钙、镁等的含量较多。（1）国际制石砾2.0mm砂粒2.0-0.02mm粉砂粒0.02-0.002mm粘粒0.002mm（2）卡庆斯基制石砾1mm物理性粘粒1-0.01mm物理性砂粒0.01mm二、土壤颗粒组成（soilparticlecomposition）1、颗粒组成（质地）概念：也叫机械组成（mechanicalcomposition）,在土壤学上把土壤颗粒的不同粒级所占的重量百分比组合即粒级大小及组成比例称为土壤质地，也简称为颗粒组成。即土壤矿物颗粒大小与多少的构成情况，反映土壤砂粘程度。2、土壤质地的分类土壤中的矿物质颗粒的大小及含量多少即土壤的颗粒组成不同，对土壤的肥力性质影响很大，在颗粒组成基本相似的土壤中，常常具有类似的肥力特征。因此土壤学家根据肥力特征相近与否，把土壤颗粒组成划分成若干组，每组为一个质地类别，这种分类办法就叫土壤质地分类。现介绍3种常用的质地分类标准：1．国际制土壤质地分类标准2．卡庆斯基土壤质地分类3．我国土壤质地分类1．国际制土壤质地分类标准•(1)砂土及壤土类以黏粒含量在15％以下为其主要标准；黏壤土类以黏粒含量在15％一25％为其主要标准；黏土类以含黏粒25％以上为主要标准。•(2)当土壤含粉粒达45％以上时，在上述4类质地名称前加“粉质”字样。•(3)当砂粒含量在55％一85％时，则在各类名称前加“砂质”字样。如砂粒大于85％，则称壤质砂土，其中砂粒达90％以上者称为砂土。☻根据这个分类标准将土壤划分为砂土、壤土、黏壤土和黏土4类12级2．卡庆斯基土壤质地分类•根据物理性粘粒和物理性砂粒的含量，把土壤质地分为3类9种。•卡庆斯基土壤质地分类可分为3个部分：•(1)土壤质地基本分类（见附表1）•(2)土壤质地详细分类•(3)按石块含量的补充分类土壤中若含有＞3mm的石块，则在基本质地名称或详细质地名称前再加石块含量的分类名称（见附表2）3．我国土壤质地分类我国土壤质地分类制共分3大组11种质地，如下表.•三个分类制中，基本上都将土壤质地粗分为三个大的类型，•即砂质土（sandysoil）•壤质土（loamysoil）（两合土）•粘质土（clayeysoil）（三）不同质地土壤的肥力特征Fertilitycharacteristicsofsoilswithdifferenttextures1、砂质土（sandysoil）(1)水分状况：透水性强，保水性差，易干旱。(2)空气状况：通气性强，O2多，常为好气条件。“漏风地”。(3)养分状况：潜在养分少；保肥性差；养分转化快，有效性高，但不持久。(4)热状况：热容量和导热率低，土性温暖，昼夜土温变幅大，属“热性土”。(5)耕性：疏松易耕，耕作质量好，适耕期长。水田泡水耕作后易淀浆板结，“闭口砂”。(6)发棵性：“发小不发老，养苗不把籽”。作物后期易脱肥。易倒伏（lodging）。(7)适种性：适种耐旱、耐瘠、喜温、早熟作物品种。瓜果、块根块茎类作物。豆科植物等。2、粘质土（clayeysoil）(1)水分状况：透水性差，土内排水不畅，低洼处易受渍害（waterlogging);保水性强，但有效性差；结构不良时，裂隙大，土内蒸发严重，易受干旱。(2)空气状况：通气性差，O2少，嫌气性强。(3)养分状况：潜在养分多；保肥性强；养分转化慢，但有效性差，肥劲稳长。(4)热状况：热容量和导热率高，土温稳定，温差小，群众称之为“冷性土”。(5)耕性：粘重、坚硬、难耕，阻力大，质量差，适耕期短。(6)发棵性：“发老不发小，把籽不养苗”。播种质量差，易造成“缺苗断垄”。作物后期易发生贪青晚熟。(7)适种性：耐水肥、中晚熟作物品种。禾本科植物。叶菜类。3、壤土类（loamysoil)由于砂粘适中，兼有砂土类、粘土类的优点，消除了砂土粒和粘土类的缺点，是农业生产上质地比较理想的土壤。•通气透水性良好；•保水保肥性能好；•含水量适宜；•土温比较稳定；•粘性不大，耕性较好，宜耕期长，•适宜种植各种作物，“既发小又发老”。4.不同质地土壤的利用•砂土宜于种植生长期短、块根块茎类作物；•需肥较多、生长期较长的谷类作物，则宜在粘质壤土和粘土中生长。•耐旱耐瘠的作物，实施早熟栽培的作物，以砂质至砂壤质土壤为宜。•果树要求土层深厚，排水良好的砂壤、中壤土。•茶树以排水良好的红土至粘壤土最为适宜；•大部分作物对土壤质地的适应范围都相当广泛，可以通过灌排、施肥、松土、覆盖、镇压以及其它土壤管理和栽培措施加以调整。三、土壤质地的改良（ameliorationofpoorsoiltextures）一、土壤质地的层次性1、原因：母质固有，如冲积母质；土壤发育过程中物质的运移；人类耕作活动等。2、几种典型质地层次上砂下粘（蒙金土）上粘下砂（倒蒙金土）砂粘相间（夹粘、夹砂）通体砂（松散型）、通体粘（紧实型）思考题1.简述风化作用的概念、类型、特点。2．试述岩石、母质、土壤三者的区别与联系3．矿质土粒和土壤质地是如何分类的？4．试述土壤质地与土壤肥力间的关系？5．如何对不同质地的土壤进行改良和利用？