页数：67页文件大小：3.75 MB来源： 土壤学ppt课件
本课件为土壤学第6章土壤结构与力学性质，先介绍土壤颗粒分级、密度、容重与孔隙状况，再讲土壤质地的分类、肥力特点与改良措施；随后系统讲解土壤结构体类型、团粒结构的形成与稳定性，最后阐述土壤粘结性、塑性等力学性质及其与耕作、宜耕期的关系。
第6章 土壤结构与力学性质 Soil Structure and Mechanical Properties：单粒、复粒、结构体。
思考：
学习内容：
第1节 土壤颗粒 Soil Particle：
1. 土壤颗粒 Soil particles：gravel 石砾、sand 砂粒、silt 粉粒、clay 粘粒；物理性砂粒（>0.01 mm）、物理性粘粒（<0.01 mm）。
2. 土粒性质 Particle properties：
二、土壤密度（Particle density）和容重
| 矿物 | 密度（g/ml） |
|---|---|
| 高岭石 Kaolin | 2.61—2.68 |
| 石英 Quartz | 2.60—2.68 |
| 蒙皂石 Smectite | 2.53—2.74 |
| 长石 Feldspar | 2.54—2.76 |
| 伊利石 Illite | 2.60—2.90 |
| 云母 Mica | 2.70—3.10 |
| 三水铝石 Gibbsite | 2.30—2.40 |
| 赤铁矿 Hematite | 4.90—5.30 |
| 腐殖质 Humus | 1.40—1.80 |
土壤密度常用值：2.65 g/cm³。
Soil Bulk Density 容重：
影响土壤容重的因素：
三、土壤孔隙：
1. 三相及三相比；2. 土壤孔隙 Soil porosity：
What affects porosity?
| 质地 Soil Texture | 容重 Bulk Density（g/cm³） | 孔隙度 Porosity（%） |
|---|---|---|
| 砂土 Sand | 1.6 | 40 |
| 壤土 Loam | 1.2 | 55 |
| 黏土 Clay | 1.05 | 60 |
说明：原文为图片表格，黏土的容重与孔度数值粘连，此处按常用数值取 1.05 与 60 解读，建议对照原图核实。
有机质与压实状况显著改变土壤容重。
3. 土壤孔性 Soil Pore：
土壤总孔隙度（孔度）：孔隙体积占整个土壤体积的比例。理想土壤（刚性球体）最松排列孔度 47.46%，最紧排列孔度 24.51%。
砂土孔隙粗大、数目少，孔度小（30%—45%）；黏土孔隙狭细、数目多，孔度大（45%—60%）。土粒团聚成团粒结构使孔度增加，结构良好的壤土和黏土孔度为 55%—65%，泥炭土孔度超过 80%。
土壤孔度 = 孔隙体积 / 土壤体积 =（1 - 容重/密度）×100%。
土壤孔隙比 = 孔隙容积 / 土粒容积 = 孔度 /（1 - 孔度）。
土壤孔度分级：毛管孔隙——毛管水（含束缚水）占据的孔隙；非毛管孔隙——毛管水不能占据的大孔隙。
分级孔度分类（卡钦斯基）：
当量孔径 equivalent pore：用当量孔隙及其直径（或有效孔径）代替孔隙状况。
茹林公式：当量孔隙是与一定水吸力对应的孔隙，表达式为 h = α cosθ / ρgr；20℃ 时 d = 3/h，d 为当量孔径（mm），h 为土壤水吸力（厘米水柱高）。
第2节 土壤质地 Soil Texture：细土粒中砂粒、粉粒、粘粒的相对比例称为机械组成（颗粒组成）；按机械组成的范围确定名称，叫土壤质地。
质地、机械组成与颗粒三者的关系：
三者相关但不同。
土壤质地测定：
不同土壤类型的 <0.01 mm 粒级含量与质地名称
| 质地组 | 质地名称 | 碱化土、碱土（%） | 红黄壤、草原土（%） | 灰化土（%） |
|---|---|---|---|---|
| 砂土 sand | 松砂土 | 0～5 | 0～5 | 0～5 |
| 砂土 sand | 紧砂土 | 5～10 | 5～10 | 5～10 |
| 壤土 loam | 砂壤土 sandy loam | 10～15 | 10～20 | 10～20 |
| 壤土 loam | 轻壤土 light loam | 15～20 | 20～30 | 20～30 |
| 壤土 loam | 中壤土 medium loam | 20～30 | 30～45 | 30～40 |
| 壤土 loam | 重壤土 heavy loam | 30～40 | 45～60 | 40～50 |
| 黏土 clay | 轻黏土 light clay | 40～50 | 60～75 | 50～65 |
| 黏土 clay | 中黏土 medium clay | 50～65 | 75～85 | 65～80 |
| 黏土 clay | 重黏土 heavy clay | >65 | >85 | >80 |
说明：原文为图片表格，土壤类型列与含量区间呈粘连状，此处按“碱化土碱土 / 红黄壤草原土 / 灰化土”三列与砂土、壤土、黏土三个质地组重排，建议对照原图核实。
3. 不同质地土壤的肥力特点 Fertility of Different Texture Soils：砂质土、黏质土与壤质土在生产性能上差异明显。
Coarse-textured soils 砂质土：
Fine-textured soils 黏质土（“干时一把刀，湿时一团糟”的冷性土）：
Medium-textured soils 壤质土：
土壤质地剖面与肥力：分均质与非均质两类。华北平原常见“蒙金土”（上砂下粘）与“倒蒙金”（上粘下砂）等质地剖面构型。
土壤质地适宜性：
改良措施：
第3节 土壤结构 Soil structure
一、土壤结构体：
团粒状结构 crumb：近似球形、疏松多孔，是肥力最高的结构体形态。
粒状结构 granular：近似球形、界面较清晰的小颗粒状结构体。
块状 blocky、核状 nutty 结构：沿纵横裂隙裂开，界面平直、棱角明显，核状结构体较小且更圆。
片状结构 platy：水平轴方向发育，呈薄片状或鳞片状叠置，常由压实或沉积作用形成。
柱状 columnar、棱柱状 prismatic 结构：垂直轴方向发育，柱体顶部圆钝为柱状，顶部平齐为棱柱状。
二、团粒结构的形成：
Aggregation：Creating Structure——由有机和无机“胶结剂”把土粒粘结成团聚体。
Lateral / Vertical Stress Forces（打破“胶结”的作用力）：根系、动物活动、干湿交替、冻融作用、耕作等使土块破碎。
团粒分析仪：用于测定土壤团聚体组成与水稳性的筛分装置。
土壤结构改良剂：
土壤结构稳定性：
土体构造：由上下土层的固相骨架垒合在一起，把上下层作为一个整体来看，就是土体构造或剖面构造。
第4节 土壤力学性质 一、土壤粘结性 cohesion：
本页源文件仅提取到插图编号，未获得对应文字，图示内容涉及土壤结持性与含水量的关系，建议对照原课件图片补充要点说明。
各种质地土壤的塑性值（含水量％）
| 质地 | 下塑限 | 上塑限 | 塑性值 |
|---|---|---|---|
| 黏土 | 23～30 | 41～50 | 18～20 |
| 粘壤土 | 16～22 | 28～40 | 12～17 |
| 壤土 | 10～15 | 17～27 | 7～12 |
| 砂壤土 | <10 | <16 | <7 |
| 砂土 | 0 | 0 | 0 |
说明：原文为图片表格，质地名称与三组数值交错粘连，此处按“下塑限、上塑限、塑性值”三行对应重排，砂土因无塑性记为 0。
四、土壤胀缩性 swell-shrink：土壤吸水膨胀、失水收缩的性质，各种阳离子对膨胀的作用次序不同（如 Na+ 促进膨胀最强，Ca2+ 较弱）。
第5节 土壤耕作 Soil Tillage 一、耕作的概念
耕作的基本目的：
二、耕作的基本作业：
三、土壤耕性和耕作管理：土壤耕性是指由耕作所表现出来的土壤物理性质，包括（1）耕作机械阻力，即耕作的难易；（2）耕作后的物理性状，即耕作质量。
对土壤耕性的要求：（1）耕作阻力小；（2）耕作质量好，土壤松碎，有利于温、墒、气和养分转化；（3）适耕期长。
土壤力学性质与宜耕期的关系：土壤含水量由低到高依次呈现坚硬、酥软、塑性与粘滞等结持状态，宜耕期对应其中的酥软区间。
土壤宜耕期：指土壤含水量适宜进行耕作的时段范围，在宜耕期内耕作耗能最少，团粒化效果最好。用时间来表示宜耕期不准确：晴天宜耕时间短，阴天宜耕时间长，风也影响宜耕期。
土壤压板问题：影响土壤压缩性的因素有含水量、土壤有机质含量、代换性阳离子种类等。主要途径是减少作业次数，实行少耕、免耕等经济合理的耕作。
湿耕湿耙可减少犁耕阻力，但会破坏土壤的团聚化程度，严重时土壤转变为单粒状的均质土体，称为土壤粘闭。干耕燥整是防止土壤粘闭的重要耕作方法，对质地较粘重的土壤尤其重要。
土壤的抗压性、抗楔性和抗位移等力学特性，是构成土壤耕作阻力的主要因素。
四、几种主要耕作方法（一）传统耕作方法：关于坷垃形成。（二）深松耕作法：
（三）免耕和少耕法：免耕法主要由三个环节组成：
（四）水平等高耕作：沿等高线方向进行耕作，减少坡地径流与土壤流失。
本章小结 一、核心名词：
二、思考题：
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