第三节 土壤性质
一、土壤的物理性质
土壤的物理性质是多方面的。这里主要介绍的是土壤质地、土壤结构、孔隙度等物理性质,这些性质影响着土壤的坚实度、塑性、通透性、排水、蓄水能力、根部穿透的难易、植物养分的保存力等,这些性质彼此间是相互关联的。认识、利用和改变这些性质,不仅对农业生产十分重要,对用来修筑公路、水坝、高楼大厦等的地基也很重要。土壤质地是土壤最固定、最重要的特性,因此,本节首先介绍土壤质地。
(一)土壤质地
土壤是由许多大小不同的土粒、按不同的比例组合而成的,这些不同的粒级混合在一起表现出来的土壤粗细状况,称为土壤质地(soil texture),亦称土壤机械组成。国际上土粒粒级的划分有多种标准(表1-12)。
土壤质地分类是以土壤中各粒级含量的相对百分比作为标准。各国土壤质地分类标准也不相同,国际制和美国制采用三级分类法(表1-13),即按砂粒、粉砂粒、粘粒三种粒级的百分数,划分砂土、壤土、粘壤土、粘土四类十二级,这种土壤质地分类法还可用一个三角表加以表示(图1-22)。前苏联制采用双级分类法,即按物理性粘粒和物理性砂粒的含量百分数划分为砂土、壤土及粘土等三类九级(表1-14)。
我国的土壤质地分类,过去多采用国外划分标准。1958年我国群众性土壤普查鉴定中,在总结群众经验的基础上,拟定了一个土壤质地分类暂行方案,并附有鉴定规格(表1-15)。
中国科学院南京土壤研究所和西北水土保持生物土壤研究所,在总结群众经验和以往工作的基础上,拟定了我国土壤质地的分类方案(表1-16)。另外还作了土壤中砾质颗粒含量的分类,当土壤中砾石(粒径10—1毫米)含量>10%时,在土壤质地名称前冠以多砾质字样,1—10%则冠以少砾质,若<1%,则认为是非砾质土壤,但在土壤质地名称前面不需标明。
土壤质地影响土壤水分、空气和热量的状况,同时影响着养分的转化。不同质地的土壤,其粒间空隙以及土粒与团聚体外围的水膜都有不同特性。英国国家蔬莱研究站研究结果表明,质地和有效水容量之间存在着密切的相关性(表1-17)。
不同质地的土壤毛管水传导度是不同的。砂土和砾质土,土壤孔隙过大,传导度很低。粘土孔隙细小,理论上的毛管上升高度虽然很高,但其所产生的流动阻力也很大,因此粘土的毛管运动速率比较缓慢。而孔隙适中的壤质土壤,毛管上升速率最大。
土壤质地影响着土壤结构类型。粘粒含量高的土壤易形成水稳性团聚体和裂隙,细砂或极细砂比例大的土壤只能形成不稳定的结构,粗砂土则无法团聚。砂质土通气性好,透水性强,作物根系易于发展,土温上升快,土壤中有机质矿化作用也快,然而保水供水的能力差,土壤容易产生旱象。粘质土通气透水性差,作物根系不易伸展,土温上升缓慢,土壤中有机质矿化作用缓慢,有机质比较易于积累,保肥能力较强。壤质土既有一定数量的大孔隙,也有相当多的毛管孔隙。所以,通气透水性良好,保水保肥性较强,土温比较稳定,它的土粒比面积小,粘性不大,耕性良好,适耕期长,宜于多种作物生长,这样质地较为理想。可见,土壤质地是评定土壤生产性能的一种很重要的参数。
(二)土壤结构
土壤结构(soil structure)是指土粒相互排列、胶结在一起而成的团聚体,也称结构体。土壤的许多特性,例如水分运动、热传导、通气性、容重以及孔隙度等都深受结构的影响,而许多农业措施,如耕作、种植、灌排和施肥等,所感受的土壤物理性质的重大变化也多来自土壤结构。
1.土壤结构的类型 土壤结构按形态划分,有下列几种类型(表1-18)。
1)片状结构:结构体沿水平轴方向发展,呈片状、板状、页状和鳞片状。这种结构多出现于冲积性母质层和耕作土壤的犁底层,土粒排列紧实,常妨碍通气透水和根系生长。
2)棱柱状结构:结构体沿垂直轴方向发展,呈柱状体,长度因不同土壤类型而异,一般在15厘米以上,不具圆顶,边面较明显,边缘尖锐,多出现于粘质土壤的中层和底层,有时也延及表层。它是土体干湿交替作用的产物,所以棱柱体的大小可反映土壤水分变化的状况。
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