土壤的基本组成PPT课件.ppt

单元二 土壤的基本组成 第一节第一节      形成土壤母质的矿物、岩石形成土壤母质的矿物、岩石 矿物质是构成土壤的基本物质，又是植物矿矿物质是构成土壤的基本物质，又是植物矿质营养的源泉，是全面影响土壤肥力高低的一个质营养的源泉，是全面影响土壤肥力高低的一个重要因素重要因素 土壤中的矿物质来自岩石的风化物而岩石土壤中的矿物质来自岩石的风化物而岩石又是由矿物组成的，不同的矿物构成不同的岩石又是由矿物组成的，不同的矿物构成不同的岩石不同的岩石经过风化作用，形成土壤中的矿物质不同的岩石经过风化作用，形成土壤中的矿物质所以矿物能影响土壤的理化性质和土壤养分状况所以矿物能影响土壤的理化性质和土壤养分状况 一、主要的成土矿物一、主要的成土矿物 （一（一）矿物的概念）矿物的概念         矿物是地壳中的化学元素在各种地质作用下形成的自然产矿物是地壳中的化学元素在各种地质作用下形成的自然产物，是岩石的组成单位物，是岩石的组成单位  矿物都具有一定的化学成分和物理性质，并以各种形态矿物都具有一定的化学成分和物理性质，并以各种形态（固态、液态、气态）存在于自然界中。

固态、液态、气态）存在于自然界中 矿物可以是单一元素所组成的，也可以是几种元素组成的矿物可以是单一元素所组成的，也可以是几种元素组成的化合物 形成岩石的矿物称为造岩矿物形成岩石的矿物称为造岩矿物 自然界的矿物绝大多数是固态，少数为液态或胶体状态自然界的矿物绝大多数是固态，少数为液态或胶体状态（二）矿物的类型（二）矿物的类型 矿物按成因可分为原生矿物和次生矿物矿物按成因可分为原生矿物和次生矿物. . 原原生生矿矿物物 由由地地壳壳深深处处熔熔融融状状态态的的岩岩浆浆冷冷凝凝固固结结而而形形成成的的矿矿物物称称原原生生矿矿物物如如石石英英、、长长石石、、云云母母、、辉石、角闪石等辉石、角闪石等        次生矿物次生矿物    原生矿物经物理、化学风化作用，原生矿物经物理、化学风化作用，组成和性质发生化学变化，形成的新矿物称次生矿组成和性质发生化学变化，形成的新矿物称次生矿物如方解石、高岭石等如方解石、高岭石等 硅硅 酸酸 盐盐 类类氧氧 化化 物物 类类 硫硫 化化  物物 类类   磷磷 化化 物物 类类 1. 1.原生矿物原生矿物次生硅铝酸盐矿物次生硅铝酸盐矿物 氧化物类矿物有结晶和非结晶两种氧化物类矿物有结晶和非结晶两种            简单盐类矿物简单盐类矿物 2. 2.次生矿物次生矿物( (三三) )主要成土矿物的性质主要成土矿物的性质 一般为白色透明，含有杂质时呈其他颜色 。

石英是最主要的造岩矿物，分布最广，为酸性岩浆的主要成分，在沉积岩和变质岩中也常见石英在岩石中常呈不透明或半透明晶粒状，烟灰色，油脂光泽石英的伴生矿物是云母、长石石英硬度大，化学性质稳定，不易风化，岩石风化后，石英形成砂粒，含砂粒多的土壤，含盐基少，形成的母质养分一般贫乏，酸性也较强 石石 英英正长石正长石 KalSi3O8  晶晶体体短短柱柱状状，，肉肉红红色色、、浅浅黄黄色色、、浅浅黄黄红红色色等等，，玻玻璃璃光光泽泽，，完完全全解解理理，，硬硬度度正正长长石石在在岩岩石石中中呈呈晶晶粒粒，，长长方方形形的的小小板板状状，，板板面面具具有有玻玻璃璃光光泽泽伴伴生生矿矿物物为为石石英英、、云云母母等等正正长长石石易易风风化化，，风风化化后后形形成成粘粘土土矿矿物物高高岭岭石石等等，，可可为为土土壤壤提提供供大大量量K K养养分分正正长长石石类类矿矿物一般含氧化钾％物一般含氧化钾％斜长石斜长石 Na（AlSi3O8）·Ca（Al2Si2O8）  常常呈呈板板状状和和柱柱状状晶晶体体白白色色或或灰灰白白色色玻玻璃璃光光泽泽，，完完全全解解理理，，硬硬度度6 6．．0 0～～6 6．．5 5。

在在岩岩石石中中多多呈呈晶晶粒粒，，长长方方形形板板状状，，白白色色或或灰灰白白色色，，玻玻璃璃光光泽泽伴伴生生矿矿物物主主要要是是辉辉石石和和角角闪闪石石斜斜长长石石比比正正长长石石容容易易风风化化，，风风化化产产物物主主要要是是粘粘土土矿矿物物，，能能为为土土壤壤提提供供K K、、NaNa、、CaCa等矿物养分等矿物养分白白 云云 母母 KHKH2 2AlAl3 3SiSi3 3O O12 12 常常见见片片状状、、鳞鳞片片状状白白云云母母无无色色透透明明或或浅浅色色（（浅浅黄黄、、浅浅绿绿））透透明明极极完完全全解解理理，，薄薄片片具具有有弹弹性性，，珍珍珠珠光光泽泽，，硬硬度度2 2．．0 0～～3 3．．0 0白白云云母母较较难难风风化化，，风风化化产产物物为为细细小小的的鳞鳞片片状状，，强强烈烈风风化化后后能能形形成成高高岭岭石石等等粘土矿物粘土矿物黑黑 云云 母母 KHKH2 2（（ MgMg，，FeFe））3 3AlSiAlSi3 3O O1212深深褐褐色色或或黑黑色色，，其其他他性性质质同同白白云云母黑黑云云母母主主要要分分布布在在花花岗岗岩岩、、片片麻麻岩岩和和结结晶晶片片岩岩中中，，伴伴生生矿矿物物是是石石英英、、正正长长石石等等。

黑黑云云母母较较白白云云母母易易于于风风化化，，风风化化物物为为碎片状云母类因化学成分不同而分为白云母和黑云母云母类因化学成分不同而分为白云母和黑云母 角角闪闪石石呈呈细细长长柱柱状状，，深深绿绿至至黑黑色色，，玻玻璃璃光光泽泽，，完完全全解解理理，，硬硬度度～～6.0,角角闪闪石石主主要要分分布布在在岩岩浆浆岩岩和和变变质质岩岩中中的的片片麻麻岩岩和和片片岩岩中中在在岩岩石石中中呈呈针针状状或或纤纤维维状状伴伴生生矿矿物物为为正正长长石石、、斜斜长长石石和和辉辉石石，，角角闪闪石石易易风风化化，，风风化化产物为粘土矿物产物为粘土矿物 普通角闪石普通角闪石 CaCa（（MgMg，，FeFe））3 3SiSi4 4O O1212呈呈短短柱柱状状、、致致密密块块状状，，棕棕至至暗暗黑黑色色，，条条痕痕灰灰色色，，中中等等解解理理，，硬硬度度5 5．．5 5辉辉长长岩岩和和玄玄武武岩岩中中，，在在岩岩石石中中多多呈呈晶晶粒粒状状伴伴生生矿矿物物为为角角闪闪石石、、斜斜长长石石、、辉辉石石等等，，较较角角闪闪石石难难风风化化，，风风化化物物为为粘粘土土矿物，富含矿物，富含FeFe辉石辉石 Ca Ca（（MgMg，，FeFe））SiSi2 2O O6 6普通辉石普通辉石橄橄榄榄石石呈呈粒粒状状集集合合体体出出现现，，橄橄榄榄绿绿色色，，玻玻璃璃光光泽泽或或油油脂脂光光泽泽。

橄橄榄榄石石为为超超基基性性岩岩的的主主要要组组成成矿矿物物，，伴伴生生矿矿物物为为斜斜长长石石、、辉辉石石，，不不与与石石英英共共生生，，易易风风化化，，风风化化产产物物有有蛇蛇纹石、滑石等纹石、滑石等蛇蛇纹纹石石呈呈污污绿绿色色，，玻玻璃璃光光泽泽或或油油脂脂光光泽泽，，断断口口上上有有时时呈呈蜡蜡状状光光泽泽，，比比重重2 2．．5 5，，硬硬度度2 2．．0 0～～4 4．．0 0橄揽石（橄揽石（Mg，，Fe））2SiO4 方方解解石石为为次次生生矿矿物物，，呈呈菱菱形形，，半半透透明明，，乳乳白白色色，，含含杂杂质质时时呈呈灰灰色色、、黄黄色色、、红红色色等等，，完完全全解解理理，，玻玻璃璃光光泽泽与与稀稀盐盐酸酸反反应应生生成成COCO2 2气气泡泡无无色色透透明明者者称称冰冰洲洲石石方方解解石石分分布布很很广广，，是是大大理理岩岩、、石石灰灰岩岩的的主主要要矿矿物物，，常常为为砂砂岩岩、、砾砾岩岩的的胶胶结结物物，，也也可可在在基基性性喷喷出出岩岩气气孔孔中中出出现现方方解解石石的的风风化化主主要要是是受受含含COCO2 2的的水水的的溶溶解解作作用用，，形形成成重重碳碳酸酸盐盐随随水水流流失失，，石石灰灰岩岩地地区区的的溶溶洞洞就就是这样形成的。

是这样形成的方解石方解石 CaCO3 绿绿泥泥石石种种类类多多，，成成分分变变化化大大，，结结晶晶体体呈呈片片状状、、板板状状，，一一般般呈呈鳞鳞片片状状存存在在暗暗绿绿色色至至绿绿黑黑色色完完全全解解理理，，玻玻璃璃光光泽泽至至珍珍珠珠光光泽泽绿绿泥泥石石由由黑黑云云母母、、角角闪闪石石、、辉辉石石变变质质而而成成存存在在于于变变质质岩岩中中，，如如绿绿泥泥石石片片岩岩较较难风化，风化物为细粒难风化，风化物为细粒绿泥石（绿泥石（MgMg，，FeFe））5 5AlAl（（AlSiAlSi3 3O O1010）（）（OHOH））8 8白白云云石石是是由由方方解解石石、、菱菱美美矿矿结结合合而而成成，，呈呈弯弯曲曲的的马马鞍鞍状状、、粒粒状状、、致致密密块块状状等等，，灰灰白白色色，，有有时时带带微微黄黄色色，，玻玻璃璃光光泽泽，，性性质质与与方方解解石石相相似似，，但但较较稳稳定定，，与与冷冷盐盐酸酸反反应应微微弱弱，，只只能能与与热热盐盐酸酸反反应应，，粉粉末末遇遇稀稀盐盐酸酸起起反反应应，，这这是是与与方方解解石石的的主主要要区区别别白白云云石石是是组组成成白白云云岩岩的的主主要要矿矿物物，，也也存存在在于于石石灰灰岩岩中中。

风风化化物物是是土壤土壤CaCa、、MgMg养分的主要来源养分的主要来源白云石白云石 CaCO CaCO3 3·MgCO·MgCO3 3磷磷灰灰石石呈呈致致密密块块状状、、土土状状等等灰灰白白、、黄黄绿绿、、黄黄褐褐等等色色，，不不完完全全解解理理，，硬硬度度在在矿矿物物上上加加钼钼酸酸铵铵，，再再加加一一滴滴硝硝酸酸即即有有黄黄色色沉沉淀淀生生成成，，这这是是鉴鉴别别磷磷灰灰石石的的主主要要方方法法磷磷灰灰石石以以次次要要矿矿物物存存在在于于岩岩浆浆岩岩和和变变质质岩岩中中较较难难风风化化，，风风化化产产物物是是土土壤壤磷磷养养分分的的重重要要来来源磷灰石磷灰石 Ca Ca5 5（（POPO4 4））3 3··（（F F，，ClCl））石膏呈板状、块石膏呈板状、块状、无色或白色状、无色或白色玻璃光泽或丝绢玻璃光泽或丝绢光泽硬度光泽硬度2．．0，是干旱炎热气，是干旱炎热气候条件下的盐湖候条件下的盐湖沉积常作土壤沉积常作土壤改良剂 石膏石膏 CaSO CaSO4 4·2H·2H2 2O O8 8 岩岩石石 是是一一种种或或几几种种矿矿物物组组合合而而成成的的自自然然集集合合体体。

岩岩石石都都有有一一定定的的矿矿物物组成，结构和构造组成，结构和构造 二、主要成土岩石（二）岩石的概念1.1.岩岩 浆浆 岩岩     岩浆岩是地球内部岩浆侵入地壳或喷出岩浆岩是地球内部岩浆侵入地壳或喷出地表冷凝形成的岩石地表冷凝形成的岩石     岩浆岩的类型岩浆岩的类型:岩浆岩岩浆岩深成岩深成岩 浅成岩浅成岩 喷出岩喷出岩 侵入岩侵入岩 （二）岩石的类型主主要要的的岩岩浆浆岩岩 酸性岩酸性岩 SiO2含量在含量在65％以上％以上   如如花岗岩花岗岩, ,流纹岩流纹岩  中性岩中性岩SiO2 含量含量52％～％～65％％ 如闪长岩如闪长岩, ,安山岩安山岩 基性岩基性岩SiO2 含量含量45％～％～52％％   如如辉长岩辉长岩, ,玄武岩玄武岩 超基性岩超基性岩 SiO2含量小于含量小于45％％   如如橄榄岩橄榄岩 脉脉 岩岩 如伟晶岩如伟晶岩 侵入性岩浆岩喷出性岩浆岩玄武岩花岗岩2.2.沉沉 积积 岩岩 沉沉积积岩岩是是由由地地壳壳表表面面早早期期形形成成的的岩岩石石经经风风化化、、搬搬运运、、沉沉积积、、压压实实、、胶胶结结硬硬化化而而形形成成的的岩岩石石。

一一般般分分为为机机械械沉沉积积岩、化学沉积岩和生物沉积岩三类岩、化学沉积岩和生物沉积岩三类 以颗粒大小分为以颗粒大小分为: : 砾状状结构构 ( (如如砾岩岩),),粒状粒状结构构( (如如沙岩沙岩),),中粒状结构中粒状结构( (如沙岩如沙岩) ) 以颗粒形状分为以颗粒形状分为: : 角砾状结构，颗粒有角砾状结构，颗粒有棱角棱角( (如角砾岩如角砾岩) )，圆滚状结构，颗粒无棱角，圆滚状结构，颗粒无棱角( (如砾岩如砾岩) )主要的沉积岩主要的沉积岩 :   角砾岩角砾岩, ,砾岩砾岩, ,砂岩砂岩 页岩页岩, ,石灰岩石灰岩    原来存在的岩石在新的地壳变动或原来存在的岩石在新的地壳变动或岩浆活动产生的高温、高压下，使岩石的岩浆活动产生的高温、高压下，使岩石的矿物重新结晶，重新排列，改变其结构、矿物重新结晶，重新排列，改变其结构、构造和化学成分，而形成的新岩石，称变构造和化学成分，而形成的新岩石，称变质岩 3.变质岩变质岩( (三三) )主要的变质岩主要的变质岩: : 岩片岩片, ,麻岩麻岩, ,石英石英, ,岩板岩岩板岩, ,结晶片岩结晶片岩, ,千枚岩千枚岩, ,大理岩大理岩 第二节第二节 矿物岩石的风化作用与土壤母质矿物岩石的风化作用与土壤母质风化作用是地球表面或近地球表面的岩石在大风化作用是地球表面或近地球表面的岩石在大气圈各种营力作用下所产生的物理化学变化。

气圈各种营力作用下所产生的物理化学变化岩石发生物理和化学的变化称为风化岩石发生物理和化学的变化称为风化一、风化作用的概念和类型一、风化作用的概念和类型 （一）风化作用概念（一）风化作用概念（二）风化作用的类型（二）风化作用的类型        由于作用因子的不同，岩石风化作用过程的由于作用因子的不同，岩石风化作用过程的特点各异，可分为物理风化，化学风化和生物风特点各异，可分为物理风化，化学风化和生物风化三大类型化三大类型  1.物理风化物理风化         岩岩石石发发生生疏疏松松、、崩崩解解等等机机械械破破坏坏过过程程，，只只造造成成岩岩石石结结构构、、构构造造的的改改变变，，一一般般不不引引起起化化学学成分的变化的过程称为物理风化成分的变化的过程称为物理风化见下图）见下图）岩石的层状剥落示意图岩石的层状剥落示意图引起物理风化作用的因素很多，主要有引起物理风化作用的因素很多，主要有：： ★★   冰劈作用冰劈作用      进入岩石裂缝中的水反复融化与进入岩石裂缝中的水反复融化与冻结，对岩面产生劈裂作用而引起冻结，对岩面产生劈裂作用而引起 ★★ 风和流水的作用风和流水的作用 主要风和流水把岩石表层剥主要风和流水把岩石表层剥落的碎屑吹走、冲走及磨蚀。

落的碎屑吹走、冲走及磨蚀★★  热力作用热力作用     岩石受热后引起表层和内部热胀冷岩石受热后引起表层和内部热胀冷缩不同引起缩不同引起 ★★ 冰冰川川作作用用 冰冰川川底底部部和和两两侧侧的的岩岩石石会会受受到到冰冰川川的压力和磨蚀作用而破碎的压力和磨蚀作用而破碎 ★★ 卸荷作用卸荷作用 指由岩石卸荷释重而引起的剥离作指由岩石卸荷释重而引起的剥离作用在花岗岩分布区最为常见在花岗岩分布区最为常见 2.化学风化作用化学风化作用        岩岩石石和和矿矿物物在在大大气气，，水水及及生生物物的的相相互互作作用用下下发发生生的化学成分和矿物组成的变化，称化学风化的化学成分和矿物组成的变化，称化学风化     引起化学风化作用的主要因素有引起化学风化作用的主要因素有●●溶解作用溶解作用 指岩石矿物溶解于水的作用指岩石矿物溶解于水的作用 ●●水化作用水化作用 指水分子与矿物化合生成含水矿指水分子与矿物化合生成含水矿物的化学作用物的化学作用 ●●水水解解作作用用 指指矿矿物物与与水水发发生生反反应应而而分分解解的的作用  3. 3.生物风化作用生物风化作用 岩石和矿物在生物影响下发生的物理和化学岩石和矿物在生物影响下发生的物理和化学变化称生物风化作用。

生物风化作用主要有两变化称生物风化作用生物风化作用主要有两个方面：个方面： ● ● 氧化作用氧化作用 岩石中的很多矿物都能被自然界岩石中的很多矿物都能被自然界的氧氧化生成新矿物的氧氧化生成新矿物 ● ● 碳酸化作用碳酸化作用 碳酸与岩石中的金属离子发生碳酸与岩石中的金属离子发生反应形成碳酸盐的作用称之为碳酸化作用这种现反应形成碳酸盐的作用称之为碳酸化作用这种现象在石灰岩地区最为常见象在石灰岩地区最为常见 A:A:生物的机械破碎作用生物的机械破碎作用 由生物的生命活由生物的生命活动引起的岩石机械破碎作用动引起的岩石机械破碎作用( (物理风化物理风化) )例如：根劈作用例如：根劈作用 B: B:生物的化学分解作用生物的化学分解作用 有些生物在生命有些生物在生命活动中靠分泌酸类物质分解岩石，从中吸活动中靠分泌酸类物质分解岩石，从中吸取营养物质取营养物质▲▲▲▲上述上述3 3种风化类型之间相互影响，相互种风化类型之间相互影响，相互联系联系, ,只是在不同的外界条件下各有侧重只是在不同的外界条件下各有侧重  成土母质指岩石风化后形成的疏松碎成土母质指岩石风化后形成的疏松碎屑物，通过成土过程可发育为土壤。

可分屑物，通过成土过程可发育为土壤可分为残积母质和运积母质这种物质是形成为残积母质和运积母质这种物质是形成土壤的基础，因此称为成土母质，简称母土壤的基础，因此称为成土母质，简称母质二、土壤母质的形成及我国的主要成土母质二、土壤母质的形成及我国的主要成土母质（（一）母质的形成（一）母质的形成2. 坡积物坡积物 坡积物是基岩风化物被雨水或融雪坡积物是基岩风化物被雨水或融雪水在重力作用下，沿斜坡运行，堆积在山坡和山水在重力作用下，沿斜坡运行，堆积在山坡和山麓的一种运积母质肥力较高麓的一种运积母质肥力较高 （二）成土母质的类型（二）成土母质的类型1. 残积物残积物 原积物也称残积物指基岩风化后残原积物也称残积物指基岩风化后残留于原地的物质母质的性质受母岩影响较大，一留于原地的物质母质的性质受母岩影响较大，一般上层颗粒细，下层粗，逐渐过渡到母岩层般上层颗粒细，下层粗，逐渐过渡到母岩层 5.5.湖积物湖积物 湖积物指原湖泊底部的沉积物质，湖积物指原湖泊底部的沉积物质，以后由于湖水位的下降或陆地上升而出露的一以后由于湖水位的下降或陆地上升而出露的一种母质3.3.洪积物洪积物    是山洪夹杂泥沙和碎石沉积在山前谷是山洪夹杂泥沙和碎石沉积在山前谷口一带的一种运积母质。

洪积母质往往形成扇形，口一带的一种运积母质洪积母质往往形成扇形，称为洪积扇洪积物的母质层较深厚，养分丰富，称为洪积扇洪积物的母质层较深厚，养分丰富，形成的土壤肥力较高形成的土壤肥力较高4.4.冲积物冲积物 冲积物指被河水或山溪水搬运而沉冲积物指被河水或山溪水搬运而沉积的物质冲积物因流域广，成分复杂，养分积的物质冲积物因流域广，成分复杂，养分也比较丰富也比较丰富8. 黄土及黄土状物质黄土及黄土状物质 黄土是由风搬运沉积的黄土是由风搬运沉积的第四纪陆相粉砂质富含碳酸钙的土状沉积物黄第四纪陆相粉砂质富含碳酸钙的土状沉积物黄土形成的土壤肥力一般较高土形成的土壤肥力一般较高  6.6.浅海沉积物浅海沉积物 浅海沉积物指河流携带泥沙，浅海沉积物指河流携带泥沙，在海岸边沉积的物质在海岸边沉积的物质7.7.风积物物 风积物是物是经风搬运而堆搬运而堆积的物的物质，，如如风成砂和黄土形成的土壤肥力低一般成砂和黄土形成的土壤肥力低一般风积物多物多为砂丘、砂砂丘、砂岗等10.冰冰川川沉沉积积物物和和冰冰水水沉沉积积物物     冰冰川川沉沉积积物物由由冰冰川川搬搬运运的的粉粉砂砂、、沙沙砾砾石石和和漂漂砾砾等等混混合合的的非非层层状状沉沉积积的的物物质质。

冰冰水水沉沉积积物物指指由由冰冰川川搬搬运运，，以以后后为为冰冰川川融融水水的的水水流流所所分分选选、、沉沉积积物物质质在在我我国国分分布布较较广广，，但但多多不不连连续续，，呈呈小片分布小片分布9.第四纪红色粘土第四纪红色粘土        指第四纪温暖潮湿气候下形成的指第四纪温暖潮湿气候下形成的红色粘质残积物或运积物质地粘重，呈红色、棕红红色粘质残积物或运积物质地粘重，呈红色、棕红色，养分含量少，酸至强酸反应色，养分含量少，酸至强酸反应第三节第三节 土壤矿物质土粒的组成及特性土壤矿物质土粒的组成及特性一、粒径对矿物质土粒的矿物组成与化学组成的影响一、粒径对矿物质土粒的矿物组成与化学组成的影响 土壤中的各种固体颗粒简称土壤中的各种固体颗粒简称土粒土粒分单粒单粒和和复粒复粒二、矿物质土粒的大小分级二、矿物质土粒的大小分级（一）粒级的概念（一）粒级的概念粒级（粒组）：粒级（粒组）： 土粒大小不同，性质也随之而异土粒大小不同，性质也随之而异可按照土粒粒径的大小及其性质分成若干粒级可按照土粒粒径的大小及其性质分成若干粒级(或粗或粗细细)二）粒级的分类（二）粒级的分类粒级分类常用的标准有以下三种：粒级分类常用的标准有以下三种：1．．国际制国际制 国际制原为瑞典土壤学家爱特伯所拟定。

粒级分类标准为十进位的，简明易记，西欧多采用其分级标准如下表：2．卡庆斯基制 由前苏联卡庆斯基拟定的分类标准将大于1毫米的称为石砾；小于1毫米的又以0．01毫米为界，大于0．01毫米的土粒称为物理性砂粒，小于0，01米的土粒称为物理性粘粒，其标准如下表： 3.中国制中国制 中国科学院南京土壤所等单位，中国科学院南京土壤所等单位，按我国习用的标准，并结合群众经验综合按我国习用的标准，并结合群众经验综合而成我国这个分类标准与目前国际上通而成我国这个分类标准与目前国际上通用的标准大体相近，但也有一些差别，它用的标准大体相近，但也有一些差别，它把粘粒的上限移至把粘粒的上限移至2微米微米,而把粘粒级分为而把粘粒级分为粗和细两个粒级粗和细两个粒级.其标准如下表：其标准如下表：三、矿物质的机械组成和质地分类三、矿物质的机械组成和质地分类（一）机械组成和质地的概念（一）机械组成和质地的概念粗细不同的土粒在土壤中占有的不同的比粗细不同的土粒在土壤中占有的不同的比例，这种大小不同土粒的比例组合，叫矿例，这种大小不同土粒的比例组合，叫矿物质土粒的物质土粒的机械组成机械组成 根据机械组成的一定范围划分的土壤类根据机械组成的一定范围划分的土壤类型叫型叫土壤质地土壤质地。

（二）土壤质地分类制（二）土壤质地分类制1.国际制土壤质地分类国际制土壤质地分类：是一种三级分类法，：是一种三级分类法，即按砂粒、粉粒、粘粒三种粒级占百分数进行即按砂粒、粉粒、粘粒三种粒级占百分数进行分类，划分为砂土、壤土、粘壤土、粘土四类分类，划分为砂土、壤土、粘壤土、粘土四类十二级＜＜15%者为砂土质地组和壤土质地组；者为砂土质地组和壤土质地组；15%～～25%者为粘壤组；＞者为粘壤组；＞25%为粘土组当土为粘土组当土壤含粉粒＞壤含粉粒＞45%时，在各组质地的名称前冠时，在各组质地的名称前冠以以“粉质粉质”字样；当土壤含粉粒字样；当土壤含粉粒55% ～～ 45%时，则冠以时，则冠以“砂质砂质”字样，当砂粒含量＞字样，当砂粒含量＞85%时，则为壤砂土或砂土时，则为壤砂土或砂土2．．卡庆斯基土壤质地分类卡庆斯基土壤质地分类 这是一种二级这是一种二级分类法，按物理性砂粒和物理性粘粒的百分类法，按物理性砂粒和物理性粘粒的百分数划分为砂土、壤土及粘土三类九级分数划分为砂土、壤土及粘土三类九级解放后，我国多采用这种分类如下表：解放后，我国多采用这种分类如下表：1.我国土壤质地分类我国土壤质地分类 近来中国科学院主编的《中国土壤》一书中，介绍了我国土壤质地分类方案，如表：四、不同质地土壤的肥力特点和利用改良四、不同质地土壤的肥力特点和利用改良（一）不同质地土壤的肥力特点和利用（一）不同质地土壤的肥力特点和利用1．．砂土类砂土类 砂质土常处于透气、缺水、温度高而不稳的状砂质土常处于透气、缺水、温度高而不稳的状态。

种子萌发出苗快，发小苗不发者苗，但如态种子萌发出苗快，发小苗不发者苗，但如果根据它的优点，种植生长期短而耐瘠薄的作果根据它的优点，种植生长期短而耐瘠薄的作物，如高粱、芝麻、花生等作物，并逐年加以物，如高粱、芝麻、花生等作物，并逐年加以调剂改良，也能发挥其生产潜力在制定生产调剂改良，也能发挥其生产潜力在制定生产措施时应加以注意措施时应加以注意 2．．粘土类粘土类 粘土比较紧实板结，湿时泥泞，于时坚硬，粘土比较紧实板结，湿时泥泞，于时坚硬，耕作费力，宜耕朗短，在粘土上顶土弱的种耕作费力，宜耕朗短，在粘土上顶土弱的种子不易发芽出苗，可能产生缺苗断垄的现象子不易发芽出苗，可能产生缺苗断垄的现象在小苗生长期，由于土壤温度低，透气难而在小苗生长期，由于土壤温度低，透气难而又紧实，限制幼苗根系伸长，小苗表现瘦弱又紧实，限制幼苗根系伸长，小苗表现瘦弱矮黄但生产后期，根系开始扩张，供水供矮黄但生产后期，根系开始扩张，供水供肥能力强，所以生长旺盛，控制不好甚至贪肥能力强，所以生长旺盛，控制不好甚至贪青晚熟与砂土相反，这种土青晚熟与砂土相反，这种土“发者苗不发发者苗不发小苗小苗”宜种植禾本科作物如小麦、水稻、。

宜种植禾本科作物如小麦、水稻、玉米等该土类由于砂粘适中，大小孔隙比例适当，该土类由于砂粘适中，大小孔隙比例适当，通透性好，保水保肥性好，养分含量丰富，通透性好，保水保肥性好，养分含量丰富，有机质分解快，保肥性能也强，土性温暖，有机质分解快，保肥性能也强，土性温暖，耕作方便，宜耕期长，耕作质量好，发小苗耕作方便，宜耕期长，耕作质量好，发小苗也发老苗，故适宜种植各种作物也发老苗，故适宜种植各种作物3．．壤土类壤土类 （三）不同质地土壤的改良（三）不同质地土壤的改良1．客土法 客土是改良土壤质地的较有效的方法一般要就地取材，因地制宜在砂地附近有粘土或胶粘土、河沟淤泥，可采用搬粘压砂的办法；粘土地块附近有砂土或河砂可采用搬砂压泥的办法，通过耕作使砂粘掺合逐年改良达到三成泥七成砂或四成泥六成砂的范围内2．．施有机肥施有机肥 有机肥料中，含有大量有机质，有机肥料中，含有大量有机质，有机质的粘结力和粘着力都比砂粒强，而比粘有机质的粘结力和粘着力都比砂粒强，而比粘粒弱施用有机肥可以克服砂土过砂，粘土过粒弱施用有机肥可以克服砂土过砂，粘土过粘的缺点；有机质还可改善土壤结构状况，使粘的缺点；有机质还可改善土壤结构状况，使土壤松紧程度、孔隙状况、吸收性能都得到改土壤松紧程度、孔隙状况、吸收性能都得到改善，从而提高土壤的肥力。

山西省晋中地区许善，从而提高土壤的肥力山西省晋中地区许多社队连年施用大量秸杆肥，就显著地改良了多社队连年施用大量秸杆肥，就显著地改良了不同质地的土壤性质不同质地的土壤性质3．耕翻法耕翻法 砂土表层下不深处有淤泥层，称为夹粘层，粘土表层下不深处有砂土层，称为腰砂地或隔砂地，对作物生长都不利改良这种土壤，可采取表土“大锅盖”的办法，把表土翻到一边，然后把下层的砂土或粘土翻到表层来，上下砂粘土层搅棍掺和，调剂土质深翻的深度，应根据砂层粘层的具体位置而定 4．引洪放淤，引洪放淤， 引洪漫砂引洪漫砂 在洪水地区可以引洪放淤，引洪漫砂，这是改良土壤质地行之有效的办法山西省河曲县曲峪大队， 引洪淤没河滩，压住了砂石，淤平了河滩，使沙石荒滩变成4000亩好地，亩产800多斤陕西省榆林地区群众创造了“引水拉砂”、“引洪淤地”的治砂办法，选出了数万亩良田 ♣ ♣一一一一 土壤水分土壤水分土壤水分土壤水分♣ ♣二二二二 土壤空气及其更新土壤空气及其更新土壤空气及其更新土壤空气及其更新♣ ♣三三三三 土壤热性质及土壤热量平衡土壤热性质及土壤热量平衡土壤热性质及土壤热量平衡土壤热性质及土壤热量平衡♣ ♣四四四四 土壤空气与土壤温度对植物生长的影响土壤空气与土壤温度对植物生长的影响土壤空气与土壤温度对植物生长的影响土壤空气与土壤温度对植物生长的影响第四节第四节土壤的水分、空气和热量状况土壤的水分、空气和热量状况♣一一一一) ) ) ) 土壤水在农业生态系统中重要性土壤水在农业生态系统中重要性土壤水在农业生态系统中重要性土壤水在农业生态系统中重要性♣二二二二 ) ) ) )土壤水的基础知识土壤水的基础知识土壤水的基础知识土壤水的基础知识♣三三三三 ) ) ) ) 土壤水分研究的形态学与能态学土壤水分研究的形态学与能态学土壤水分研究的形态学与能态学土壤水分研究的形态学与能态学♣四四四四) ) ) ) 土壤水的运动规律土壤水的运动规律土壤水的运动规律土壤水的运动规律♣五五五五 ) ) ) )土壤水状况及水分平衡土壤水状况及水分平衡土壤水状况及水分平衡土壤水状况及水分平衡一一 土壤水土壤水分分 本节通过对我国目前水资源现状特点的分析概述，了解水资源在农业生态系统中的重要性；在此基础上着重介绍土壤水的形态学和能态学观点以及土壤含水量等基础知识：阐明土壤水分的分布、运动规律以及田间水分的平衡。

通过本章教学，目的让学生掌握土壤水的类型、性质以及土壤水的运动特点，要求学生掌握土壤水分运移的基本规律及调节措施，以便有效地指导生产实践 一一一一 土壤水在农业生态系统中的重要性土壤水在农业生态系统中的重要性土壤水在农业生态系统中的重要性土壤水在农业生态系统中的重要性一）我国水资源概况一）我国水资源概况一）我国水资源概况一）我国水资源概况 我国水资源的基本特点：我国水资源的基本特点：我国水资源的基本特点：我国水资源的基本特点：         1.         1.水资源空间分布特点水资源空间分布特点水资源空间分布特点水资源空间分布特点                        地区间水资源分布不均匀，水土组合极不平衡我地区间水资源分布不均匀，水土组合极不平衡我地区间水资源分布不均匀，水土组合极不平衡我地区间水资源分布不均匀，水土组合极不平衡我国东部区为多雨带，而西部区为缺水带国东部区为多雨带，而西部区为缺水带国东部区为多雨带，而西部区为缺水带国东部区为多雨带，而西部区为缺水带        2.         2. 时间分布特征时间分布特征时间分布特征时间分布特征                        水资源年际间变化和年内分配不均，半干旱、半湿水资源年际间变化和年内分配不均，半干旱、半湿水资源年际间变化和年内分配不均，半干旱、半湿水资源年际间变化和年内分配不均，半干旱、半湿润区甚至南方出现季节性缺水。

润区甚至南方出现季节性缺水润区甚至南方出现季节性缺水润区甚至南方出现季节性缺水        3.         3. 水资源与耕地资源组合不协调水资源与耕地资源组合不协调水资源与耕地资源组合不协调水资源与耕地资源组合不协调                      我国北方耕地多而水资源量小，南方地区耕地少而我国北方耕地多而水资源量小，南方地区耕地少而我国北方耕地多而水资源量小，南方地区耕地少而我国北方耕地多而水资源量小，南方地区耕地少而水资源丰富水资源丰富水资源丰富水资源丰富 我国农业水资源缺乏且用量大，但利用率低，短缺与我国农业水资源缺乏且用量大，但利用率低，短缺与我国农业水资源缺乏且用量大，但利用率低，短缺与我国农业水资源缺乏且用量大，但利用率低，短缺与浪费是我国农业用水紧张的重要特征浪费是我国农业用水紧张的重要特征浪费是我国农业用水紧张的重要特征浪费是我国农业用水紧张的重要特征二）二）二）二）土壤水在农业生态系统中的重要作用土壤水在农业生态系统中的重要作用土壤水在农业生态系统中的重要作用土壤水在农业生态系统中的重要作用        1.  1.  土壤水分状况是农田植物与其环境间进行各种物质土壤水分状况是农田植物与其环境间进行各种物质土壤水分状况是农田植物与其环境间进行各种物质土壤水分状况是农田植物与其环境间进行各种物质交换的媒介。

交换的媒介交换的媒介交换的媒介    2.      2.  土壤水分状况通过影响土壤温度和通气状况，对植土壤水分状况通过影响土壤温度和通气状况，对植土壤水分状况通过影响土壤温度和通气状况，对植土壤水分状况通过影响土壤温度和通气状况，对植物的产量和品质有重要作用物的产量和品质有重要作用物的产量和品质有重要作用物的产量和品质有重要作用    3.      3.  土壤水分移动过程影响生态平衡土壤水分移动过程影响生态平衡土壤水分移动过程影响生态平衡土壤水分移动过程影响生态平衡                        土壤水、地表水、地下水、大气水、植物水构成自土壤水、地表水、地下水、大气水、植物水构成自土壤水、地表水、地下水、大气水、植物水构成自土壤水、地表水、地下水、大气水、植物水构成自然界水分循环完整体系的然界水分循环完整体系的然界水分循环完整体系的然界水分循环完整体系的5 5个方面，并成为五水转换系个方面，并成为五水转换系个方面，并成为五水转换系个方面，并成为五水转换系统的中心环节土壤在调节自然界水分的正常循环，维统的中心环节土壤在调节自然界水分的正常循环，维统的中心环节土壤在调节自然界水分的正常循环，维统的中心环节。

土壤在调节自然界水分的正常循环，维持生态环境良性循环方面具有极为重要的作用持生态环境良性循环方面具有极为重要的作用持生态环境良性循环方面具有极为重要的作用持生态环境良性循环方面具有极为重要的作用 重点：重点掌握土壤水的重要作用重点：重点掌握土壤水的重要作用重点：重点掌握土壤水的重要作用重点：重点掌握土壤水的重要作用   土壤水分的表示方法和测定技术土壤水分的表示方法和测定技术土壤水分的表示方法和测定技术土壤水分的表示方法和测定技术（一）（一）（一）（一）土壤含水量的表示方法土壤含水量的表示方法土壤含水量的表示方法土壤含水量的表示方法 1.1.1.1.质质质质量量量量含含含含水水水水量量量量：：：：土土土土壤壤壤壤中中中中水水水水分分分分的的的的质质质质量量量量占占占占干干干干土土土土重重重重的的的的百百百百分分分分数数数数干土重为干土重为干土重为干土重为105105℃℃℃℃ ~110 ~110℃℃℃℃下的烘干土重下的烘干土重下的烘干土重下的烘干土重                         2. 2.    容容容容积积积积含含含含水水水水量量量量：：：：单单单单位位位位土土土土壤壤壤壤总总总总容容容容积积积积中中中中水水水水分分分分所所所所占占占占的的的的容容容容积积积积百分数。

容积含水量百分数容积含水量百分数容积含水量百分数容积含水量= =质量含水量质量含水量质量含水量质量含水量× ×容重容重容重容重                              3. 3. 土土土土壤壤壤壤水水水水贮贮贮贮量量量量：：：：一一一一定定定定面面面面积积积积和和和和一一一一定定定定厚厚厚厚度度度度土土土土壤壤壤壤中中中中含含含含水水水水量量量量的绝对数量由水深和绝对水体积表示的绝对数量由水深和绝对水体积表示的绝对数量由水深和绝对水体积表示的绝对数量由水深和绝对水体积表示                              4. 4. 土土土土壤壤壤壤相相相相对对对对含含含含水水水水量量量量：：：：土土土土壤壤壤壤实实实实际际际际含含含含水水水水量量量量占占占占该该该该土土土土壤壤壤壤田田田田间间间间持水量的百分数持水量的百分数持水量的百分数持水量的百分数        （二）土壤含水量的测试技术（二）土壤含水量的测试技术（二）土壤含水量的测试技术（二）土壤含水量的测试技术 1. 1. 1. 1.经典烘干法（标准方法）经典烘干法（标准方法）经典烘干法（标准方法）经典烘干法（标准方法） 2. 2. 2. 2.快速烘干法快速烘干法快速烘干法快速烘干法 3. 3. 3. 3.中子法中子法中子法中子法 4. 4. 4. 4. 电阻法电阻法电阻法电阻法 5. TDR 5. TDR 5. TDR 5. TDR法法法法土壤墒情土壤墒情1．墒情的种类     汪水：土壤含水量在田间持水量以上。

     黑墒：土壤含水量为田间持水量75%以上     黄墒：土壤含水量为田间持水量的50%~75%    潮干土：土壤含水量在田间持水量的50%以下     干土：土壤含水量在萎蔫系数以下2.  墒情的判断①墒情在空间上的层次性：表墒；底墒；深墒②墒情在时间上的季节性：与气候的季节性以及作物的生长发育季节密切相关土壤水分研究的形态学与能态学土壤水分研究的形态学与能态学土壤水分研究的形态学与能态学土壤水分研究的形态学与能态学   土壤水分研究的形态学特征与性质土壤水分研究的形态学特征与性质土壤水分研究的形态学特征与性质土壤水分研究的形态学特征与性质（一）土壤水分的保持（一）土壤水分的保持（一）土壤水分的保持（一）土壤水分的保持                           土壤水分的保持的力主要有两土壤水分的保持的力主要有两土壤水分的保持的力主要有两土壤水分的保持的力主要有两种，即吸附力和毛管力种，即吸附力和毛管力种，即吸附力和毛管力种，即吸附力和毛管力二）（二）（二）（二）土壤水分类型及性质土壤水分类型及性质土壤水分类型及性质土壤水分类型及性质           ①①①①吸湿水吸湿水吸湿水吸湿水 由于干燥土粒的吸附力所吸附的气态水而保持在土粒表面的由于干燥土粒的吸附力所吸附的气态水而保持在土粒表面的由于干燥土粒的吸附力所吸附的气态水而保持在土粒表面的由于干燥土粒的吸附力所吸附的气态水而保持在土粒表面的水分称吸湿水。

水分称吸湿水水分称吸湿水水分称吸湿水               吸吸吸吸湿湿湿湿水水水水的的的的特特特特点点点点：：：：吸吸吸吸湿湿湿湿水水水水受受受受土土土土粒粒粒粒的的的的吸吸吸吸持持持持力力力力很很很很大大大大，，，，不不不不能能能能移移移移动动动动，，，，具具具具有有有有固固固固态水的性质，对溶质无溶解力，为无效水态水的性质，对溶质无溶解力，为无效水态水的性质，对溶质无溶解力，为无效水态水的性质，对溶质无溶解力，为无效水        ②②膜状水膜状水 把达到吸湿系数的土壤，在用液态水来继续把达到吸湿系数的土壤，在用液态水来继续湿润，土壤吸湿水层外可吸附液态水分子形成水湿润，土壤吸湿水层外可吸附液态水分子形成水膜，这种由吸附力吸附在吸湿水层外面的液态水膜，这种由吸附力吸附在吸湿水层外面的液态水膜叫膜状水或薄膜水膜叫膜状水或薄膜水    膜膜状状水水的的特特点点：：性性质质与与液液态态水水相相似似，，但但粘粘滞滞性性较较高高而而溶溶解解能能力力较较小小，，它它能能移移动动，，但但速速度度非非常常缓缓慢慢，，属属有有效效水水，，可可被被作作物物利利用用；；而而吸吸力力大大于于15atm15atm的的内层膜状水，作物便不能利用，为无效水。

内层膜状水，作物便不能利用，为无效水    凋凋萎萎系系数数（（临临界界水水分分））：：当当作作物物呈呈现现永永久久萎萎蔫蔫时时的土壤含水量称凋萎系数的土壤含水量称凋萎系数③③③③毛管水毛管水毛管水毛管水毛毛毛毛管管管管水水水水是是是是依依依依靠靠靠靠毛毛毛毛管管管管力力力力保保保保持持持持在在在在毛毛毛毛管管管管中中中中的的的的水水水水分分分分，，，，特特特特点点点点：：：：能能能能向向向向上上上上下下下下左左左左右右右右移移移移动动动动，，，，速速速速度度度度快快快快有有有有溶溶溶溶解解解解养养养养分分分分的的的的能能能能力力力力，，，，也也也也有有有有输输输输送送送送养养养养分分分分到到到到作作作作物物物物根根根根部部部部的的的的作作作作用用用用既既既既能能能能被被被被土土土土壤壤壤壤保保保保持持持持又又又又能能能能被被被被植植植植物物物物利利利利用用用用的有效水分的有效水分的有效水分的有效水分 根据土层中地下水面与毛管水相连与否可分为：根据土层中地下水面与毛管水相连与否可分为：根据土层中地下水面与毛管水相连与否可分为：根据土层中地下水面与毛管水相连与否可分为： 1 1））））毛毛毛毛管管管管上上上上升升升升水水水水：：：：是是是是指指指指地地地地下下下下水水水水沿沿沿沿着着着着毛毛毛毛管管管管上上上上升升升升而而而而充充充充满满满满毛毛毛毛管管管管孔孔孔孔隙隙隙隙中中中中的的的的水水水水分分分分。

土土土土壤壤壤壤中中中中毛毛毛毛管管管管上上上上升升升升水水水水的的的的最最最最大大大大值值值值称称称称为为为为毛毛毛毛管管管管持持持持水水水水量量量量，，，，它它它它是是是是吸吸吸吸湿湿湿湿水水水水、、、、膜膜膜膜状状状状水水水水和和和和毛毛毛毛管管管管上上上上升升升升水水水水的的的的总总总总和和和和毛毛毛毛管管管管水水水水上升高度与土壤质地相关上升高度与土壤质地相关上升高度与土壤质地相关上升高度与土壤质地相关 2 2））毛毛管管悬悬着着水水：：借借毛毛管管力力保保持持在在土土壤壤上上层层不不与与地地下下水水相相连连的的水水分分这这种种象象悬悬着着在在上上层层土土壤壤中中的毛管水称为毛管悬着水的毛管水称为毛管悬着水 毛毛管管悬悬着着水水的的最最大大时时的的土土壤壤含含水水量量称称为为田田间间持持水水量量这这是是确确定定灌灌水水量量的的重重要要参参数数不不同同质质地，土壤田间持水量有很大不同地，土壤田间持水量有很大不同 重力水 当土壤水分超过田间持水量，多余的水分就会受重力的作用沿土壤中大孔隙望下移动，这种受重力支配的水叫重力水 重力水不受土壤吸附力和毛管力的作用。

它是植物根系能够吸收利用的水分 土壤最大持水量（全蓄水量）：当土壤被重力所饱和，即土大小孔隙全部被水分充满时的土壤含水量称为饱和持水量或土壤最大持水量  吸湿水、膜状水、毛管水、重力水都存在于土壤中，彼吸湿水、膜状水、毛管水、重力水都存在于土壤中，彼此相互联系，相互转化此相互联系，相互转化如毛管水过量可变为重力水，如毛管水过量可变为重力水，重力水被毛管吸收可变为毛管水重力水被毛管吸收可变为毛管水土壤水分的能量概念土壤水分的能量概念 土水势：土壤在各种力（吸附力、毛管力、重力和静水压力等）的作用下，势（或自由能）的变化（主要是降低），称为土水势 用土水势研究土壤水有许多优点：可以作为判断各种 土壤水分能态的统一标准和尺度；水势的数值可以在土壤—植物—大气之间统一使用，把土水势、根水势、叶水势等统一比较，判断它们之间的水流方向，速度和土壤水的有效性；对土壤水势的研究还能提供一些更为精确的测定手段  土壤水由土水势高处流向低处 土水势包括基质势、压力势、溶质势、重力势等分势   土壤水吸力是指土壤水承受一定吸力的情况下所处的能态土壤水由吸力低处流向高处水分特征曲线 土壤水的能量指标（在非盐碱土即基质吸力或基质势，与土壤水的容量指标（即土壤含水量）作成相关曲线称土壤水分特征曲线。

滞后现象：从干到湿与从湿到干所得到的土壤水分特征曲线不重合的现象土壤水分的有效性土壤水分的有效性土壤水分的有效性土壤水分的有效性有效性：是指水分被植物利用的程度有效性：是指水分被植物利用的程度 有效水：可被植物吸收利用的那一部分水分称有效水有效水：可被植物吸收利用的那一部分水分称有效水 无无效效水水：：另另一一部部分分不不能能被被植植物物吸吸收收利利用用的的水水称称为为无无效效水 土土壤壤水水分分常常数数（（吸吸湿湿系系数数、、凋凋萎萎系系数数、、最最大大分分子子持持水水量量、、田田间间持持水水量量、、土土壤壤水水分分毛毛管管持持水水量量、、饱饱和和持持水水量量等等都都是是土土壤壤水水分分常常数数，，这这些些常常数数对对于于作作物物的的生生长长有有一一定定意意义）义）土土壤壤有有效效水水的的范范围围（（% %））= =田田间间持持水水量量（（% %））- -凋凋萎萎系系数数（（% %））速效水：田间持水量至毛管断裂含水量速效水：田间持水量至毛管断裂含水量迟效水：毛管断裂含水量至凋萎系数迟效水：毛管断裂含水量至凋萎系数土壤中各种类型水分有效性如图所示。

土壤中各种类型水分有效性如图所示 土壤水是否有效及其有效程度如何，在很大程度上决定于土壤土壤水是否有效及其有效程度如何，在很大程度上决定于土壤水吸力和根吸力的对比一般土壤水吸力大于根吸力则为无效水，水吸力和根吸力的对比一般土壤水吸力大于根吸力则为无效水，反之为有效水反之为有效水 土壤水的运动规律土壤水的运动规律 一、液态水的运动一、液态水的运动1．饱和流 土壤所有的大小孔隙都充满水时的水流叫饱和流饱和流的推动力是重力势和压力势梯度，在饱和流中土壤导水率称饱和导水率（K饱），影响饱和导水率的因素主要取决于土壤中粗孔的孔径和数量，孔径愈大，粗孔数量愈多，饱和导水率就愈高，水愈容易通过一般来说：对K值而言，砂土大于壤土大于粘土  2.不饱和流 土壤中部分孔隙充满水时的水流叫不饱和流它是大部分土壤中水分流动的形式不饱和流的推动力主要是基质势梯度（或土壤水吸力梯度）和重力势梯度在吸水力较高时，导水率极低，水分运动速度非常缓慢 对于饱和流而言，导水性最好的是粗孔多的土壤，而在不饱和流中，细孔多的粘土和壤土，比砂土的导水性好因为在相同的土壤吸力下，土壤水的连续程度好，因此，在不饱和流中，导水率随土壤吸力的增加而降低，或土壤含水量的减少而降低，这种情况在砂土较为急剧，在粘土中较为缓和，壤土居中。

3.土壤水分的入渗（1）入渗是指在给土壤供水期间，液态水自地表进入土壤的过程2）入渗速率随入渗时间的延长而延缓，最后达到一个比较稳定的数值（如图所示）常使用的指标为最初入渗速率、最后入渗速率、入渗开始1h后的入渗速率3）入渗过程中土壤水剖面水分分布，在质地均一的土壤剖面上如图所示无论表土下是砂层还是细土层，在不断入渗中最初都能使上层土壤先积蓄水，以后才下渗   土壤入渗速率随时间的变化            入渗中土壤水剖面二、气态水的运动二、气态水的运动 土壤气相水在孔隙内的运动，实际上是水气分子从一个地方向另一个地方扩散的运动它服从于一般气体扩散定律土壤气态水运动表现为水汽扩散和水汽凝结 水气运动的梯度是由土壤水吸力梯度和温度梯度所引起的，其中温度梯度作用力大 “夜潮”现象和“冻后聚墒”现象是土壤水汽凝结的结果 在干旱期间，土壤水不断以水气形态由表土向大气扩散称土面蒸发 土壤蒸发有三个明显的阶段： （1）大气蒸发力控制阶段（蒸发率不变阶段）：特点：土壤水较多，向土面的导水率高，足以补偿土面蒸发消耗水量，所以蒸发率不变，一般可持续几天，丢水量也大 雨水或灌水后及时中耕或地面覆盖是减少土壤水损失的重要措施（2）土壤导水力控制阶段（蒸发率降低阶段）特点：土壤蒸发的强度取决于土壤的导水性质，即导水率的大小。

该阶段维持的时间不长3）扩散控制阶段：土面形成干土后，土壤水向干土层的导水率降至近于零时，液态水已不能运行至地表，在干土层下稍微湿润土层的水分汽化，形成水气分子通过干土层扩散到大气中去这一阶段，通过镇压以防止蒸发，抑制水气向大气扩散二阶段初 从以上三个阶段可以看出：保墒重点应该在第一阶段末和第二阶段初  土壤水分状况及水分平衡土壤水分状况及水分平衡一、田间水分平衡一、田间水分平衡应用水平衡原理，可以田间水分平衡：在一定容积土壤内水的收入与支出，在农应用水平衡原理，可以田间水分平衡：在一定容积土壤内水的收入与支出，在农田，主要是指根层土壤水的平衡，根层深度一般多指田，主要是指根层土壤水的平衡，根层深度一般多指1-2m1-2m深度以内，在一定深度以内，在一定时期内，根层土壤水分含量的变化时期内，根层土壤水分含量的变化 △△水水= =水收水收- -水支水支土壤水的收入有降水、灌溉水（是主要土壤水的收入）以及其它来源的水（如四土壤水的收入有降水、灌溉水（是主要土壤水的收入）以及其它来源的水（如四周流入的地表水、地表径流、借毛管上升的地下水周流入的地表水、地表径流、借毛管上升的地下水 土土壤壤水水分分支支出出：：地地表表径径流流（（水水径径））、、深深层层渗渗漏漏（（水水漏漏））、、土土面面蒸蒸发发（（水水蒸蒸））和和植植物蒸腾（水腾），因此物蒸腾（水腾），因此△△水水=水降水降+水灌水灌-水径水径-水漏水漏-水蒸水蒸-水腾水腾 由于水蒸和水腾很难分别测定，由于水蒸和水腾很难分别测定， 故常在一起称为蒸散。

故常在一起称为蒸散了解作物了解作物 日耗水量，在灌区还可作为确定日耗水量，在灌区还可作为确定 灌溉时间的依据灌溉时间的依据 SPAC循环体系循环体系二、土壤水分状况 土壤水分状况通常是指周年中土壤剖面上下土层的含水量或土水势的情况及变化（也称为墒情） 我国北方在周年内土壤水分状况可分为四个时期： 1. 土壤湿度相对稳定期                  2. 春夏之交土壤失水期                  3. 夏季土壤水分聚集期                  4. 晚秋至冬初的土壤失水期三、土壤水分状况调节      1. 科学合理地灌水      2. 搞好农田基本建设和流域综合治理      3. 采用合理的农艺措施，进行耕作保墒      4. 地面覆盖技术      5. 化学保墒增温剂的应用      6. 排水 二二 土壤空气及其更新土壤空气及其更新一、土壤空气组成特点二、土壤空气的更新三、土壤通气性一、土壤空气的组成特点一、土壤空气的组成特点1．土壤空气中的CO2的质量分数高于大气2．土壤空气中的O2质量分数低于大气3．土壤空气的水汽的质量分数总是多于大气4．土壤空气中有时有少量还原性气体5．土壤空气成分随时间和空间而变化二、土壤空气的更新（土壤空气与大气的交换）二、土壤空气的更新（土壤空气与大气的交换）1. 整体交换 土壤空气在温度、气压、风、降雨或灌水等因素的作用下整体排出土壤，同时大气也整体进入，称整体交换。

交换速度较快 如土温高于气温，土内空气受热膨胀而被排出土壤，气压低，大气的重量减少，土壤空气被排出2. 气体扩散 气体扩散：它是指气体分子由浓度高（气压大）向浓度小（气压低）处移动交换速度较慢，气体扩散是气体交换的主要方式 土壤中O2的分压总是低于大气，而CO2的分压总是高于大气所以O2是从大气向土壤扩散，而CO2则是从土壤向大气扩散，正如人不断呼出CO2和吸进O2一样，因此，因此，土壤气体交换被称为土壤气体交换被称为““土壤呼吸土壤呼吸””三、土壤的通气性三、土壤的通气性 土壤通气性是指土壤空气与大气进行交换以及土体允许通气的能力 土壤通气性的重要性：通气与大气的交流，不断更新其组成，使土体各部分组成趋向一致，如果土壤通气性差，土壤中的O2在短时间内可能被全部耗竭，而CO2的含量随之升高，以至妨碍作物根系的呼吸重点：重点：重点掌握土壤空气组成特点及土壤的通气性三三   土壤热性质及土壤热量平衡土壤热性质及土壤热量平衡☻ 一、土壤的热量来源一、土壤的热量来源☻ 二、土壤的热性质二、土壤的热性质☻ 三、三、土壤热平衡及其热量状况土壤热平衡及其热量状况一、土壤热量的来源一、土壤热量的来源 1．太阳的辐射能  太阳辐射能是土壤热量的主要来源，地球表面所获得的平均辐射强度为2/mm，此值又称太阳常数。

     2. 生物热  土壤微生物在分解有机质的过程中常放出一定的热量，但数量较少2    3. 地球内热 由地球内部的岩浆传导至地表的热但因地壳导热能力差，因此这部分热量占的比例小，但温泉附近，这一热源不可忽视二、土壤的热性质土壤的热性质1．土壤热容量 是指单位重量或单位容积的土壤，当温度增或减1℃时所需要吸收或放出的热量，一般用焦耳数表示 土壤热容量愈大，则土温升高或降低愈慢，反之则愈快容积热容量与重量热容量的关系：容积热容量 =重量热容量 ×土壤容重土壤固、液、气三相组成的热容量差异很大 土壤水的热容量最大通过调控土壤水分状况可以调节土壤热状况  2.土壤导热率 土壤吸收一定的热量后，除用于本身的升温外，还将热量传给临近土层土壤传导热量的特性称土壤导热性土壤导热性的大小用导热率衡量 土壤导热率：指厚度为1cm，两端温度相差1℃时，每秒钟通过1cm2土壤断面的焦耳数 土壤导热率主要受含水量、松紧程度孔隙状况影响土壤导热率随含水量的增加而增加，因为含水量增加后不仅在数量上水分增加易于导热，而且水分增加后使土粒间彼此相连，增加了传热途经。

所以湿土比干土导热快导热率低的土壤，昼夜温差大，导热率高的土壤昼夜温差小3. 土壤热扩散率 指标准状态下，在土层垂直方向上，每cm距离内有1℃的温度梯度（即单位距离的温差），每秒钟流入1cm3土壤断面面积的热量，使单位体积（1cm3）土壤所发生的温度变化与导热率成正比，与容积热容量成反比    土壤导温率的大小同样取决于三相物质的比例：一般而言，土壤固相部分较稳定土壤导温率主要取决于水和空气的比例，干土温度易上升，湿土温度不易上升   土壤热扩散率=/cv          —导热率                cv —热容量    热容量不变时，导温率与导热率的增高是一致的，但如果热容量发生变化时，则二者的表现就不一致了如当干土水分开始增加时，土壤导温率因导热率的增大而增大但当水分增加到一定程度后，导温率反而降低 三、土壤热平衡及其热量状况三、土壤热平衡及其热量状况1．土壤热量平衡当土壤表面吸收辐射热后，部分以辐射形式再返回大气，另一部分传给下层土壤，以用以土壤水分蒸发的消耗，余下的热量才用于土壤本身的升温 土壤热量平衡是指土壤热量在一年中收支情况，可用下式表示：S=W1+W2+W3+R 式中：S—土壤表面接受的太阳辐射能 W1—地面辐射所损失的热量 W2—土壤增稳的热量 W3—土壤水分蒸发所消耗的热量 R—其它方面所消耗的热量 一般情况下，在太阳辐射能量为一固定量的情况下，如果能减少W1地面辐射能损失的能量、W3土壤水分蒸发所消耗的热量和R土壤温度可随之增加；反之，土壤温度会降低。

农业生产中，常采用中耕松土，地表覆盖，设置风障，塑料大棚等措施以调节土壤温度 2.土壤热量状况 土壤热量状况是指在周年或一日内上下土层间的温度变化情况①土壤温度的年变化②土壤温度的日变化 表层土温随季节的变化幅度大于下层土壤，土层越深土温变幅越大3．影响土壤热状况的因素①天文及气象因素②土地位置③土壤的组成和性质④土面状况四四土壤空气与土壤温度对植物生长的影响土壤空气与土壤温度对植物生长的影响☻ 一、土壤空气对作物生长的影响一、土壤空气对作物生长的影响☻ 二、土壤热量对作物生长的影响二、土壤热量对作物生长的影响☻ 三、三、土壤空气、热量状况的调节土壤空气、热量状况的调节一、土壤空气对植物生长的影响一、土壤空气对植物生长的影响 1. 影响种子的萌发    种子萌发需要吸收一定的水分和氧气、缺O2会影响种子内物质的转化和代谢活动有机质嫌气分解也会产生醛类或有机酸而妨碍种子的发芽2．影响根系的发育    通气良好有利于大多数作物根系的生长，表现为根系长，颜色浅根毛多；缺O2土壤中的根系则短而粗，根毛数量大量减少研究表明：土壤空气中O2浓度低于9%-10%时，根系发育则会受到抑制；小于5%时，绝大部分作物的根系就停止发育。

3．影响根系吸收功能 土壤良好的通气状况有利于根系的有氧呼吸，释放较多的能量，有利于根系对养分的吸收4．影响土壤微生物的活动和养分状况土壤空气的数量和O2的含量显著影响到微生物的活性O2供应充足时，有机质分解速度快，分解彻底，氨化过程加快，也有利于硝化过程的进行，故土壤中有效氮丰富 土壤缺O2时，则有利于反硝化作用的进行，造成氮素的损失或导致亚硝酸态氮的累积而毒害根系5．影响植物生长的土壤环境状况二、土壤温度对植物生长的影响二、土壤温度对植物生长的影响 1. 影响植物根系的生长发育 2．影响种子的发芽出苗 3．影响的植物的营养生长与生殖生长 4．对其他肥力因素影响，间接影响植物的生长 此外，土温影响土壤的化学、物理变化过程，影响有效养分的释放三、土壤空气、热量状况的调节三、土壤空气、热量状况的调节1. 土壤空气状况的调节（1）耕作 （2）轮作 （3）排水 2．土壤热量状况的调节①垄作②以水调温③覆盖 是调节土壤温度最常用的手段之一包括透明覆盖和非透明覆盖 如秸秆、化学覆盖剂等，此外还有铺砂盖草等，可以起到保墒增温的效果，塑料薄膜进行地表覆盖不仅有明显的增温作用，也有一定的保墒效果。

④设置风障 寒冷多风地区设置风障能降低风速，减少地面乱流和蒸发耗热的作用，可以有效地提高地温思考题思考题 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？☺☺1 1．．  土壤含水量有哪些表示方法？土壤含水量有哪些表示方法？☺☺2 2．．  简述土壤水分的类型及性质简述土壤水分的类型及性质☺☺3 3．． 什么是土水势、水吸力？二者有何区别？什么是土水势、水吸力？二者有何区别？☺☺4 4．．  土壤水分特征曲线的含义和特点土壤水分特征曲线的含义和特点☺☺5 5．．  饱和流与不饱和流的运动特点是什么？饱和流与不饱和流的运动特点是什么？☺☺6 6．． 如如 何何 合合 理理 地地 调调 节节 土土 壤壤 的的 水水 分分 状状 况况 ？？7 7．． 简简述述土土壤壤水水分分平平衡衡的的概概念念及及平平衡衡式式各各项项 的的意义思考题1. 与大气组成相比，土壤空气有哪些特点？2. 简述土壤空气更新的方式及其影响因素。

3. 土壤热特性包括哪些？这些因素对土壤热状况 有何影响？4. 如何调节土壤的热量状况？5. 土壤空气及温度对植物生长有何影响？6.  如何综合调节土壤水、气、热状况？ 思考题思考题。