土壤的物質組成土壤三相組成：固相、液相和氣相95%5%固相礦物質有機質液相氣相土壤液體土壤氣體Chap.2土壤的物質組成Chap.2巖石、礦物的風化與土壤的形成§1形成土壤的主要巖石類型

巖石：礦物的集合體。根據巖石的成因分為：巖漿巖、沉積巖和變質巖

巖漿巖又可根據二氧化矽的含量分為：酸性巖、中性鹽、基性巖和超基性巖巖漿巖（由巖漿冷凝而成的巖石）

侵入巖

噴出巖Chap.2巖石、礦物的風化與土壤的形成沉積巖（在地表常溫常壓下，先生成的巖石風化剝蝕的產物、以及生物作用與火山作用的產物在原地或經外力搬運形成沉積層，再經固結成巖作用而成的巖石。雖占地殼重量5%，占大陸面積75%）礫巖（顆粒直徑>2毫米）砂巖（顆粒直徑0.05-2毫米）粉砂巖（顆粒直徑0.005-0.05毫米）粘土巖（顆粒直徑<0.005毫米）石灰巖（貝類動物的殘骸堆積、壓實和固結而成；也有純化學沉澱作用生成的石灰巖）Chap.2巖石、礦物的風化與土壤的形成變質巖（巖漿巖或沉積巖受到地殼運動或巖漿運動造成的高溫高壓和熱氣熱液作用，而發生變質的巖石。在變質過程中，礦物重新結晶或產生新礦物，或作定向排列，使原有巖石的結構、構造和礦物成分發生變化。）片麻巖（多由花崗巖變質而成）石英巖（一般由石英砂巖變質而成）大理巖（一般由石灰巖重新結晶而成）片巖（大多由基性巖和超基性巖變質而成）千枚巖（葉巖、長石砂巖和酸性噴出巖變質而成）Chap.2巖石、礦物的風化與土壤的形成§2形成土壤的主要礦物類型礦物：是經各種地質作用，自然產生於地殼中的化合物或化學元素，是具有一定化學成分和物理性質的自然均質體，是組成巖石的基本單位。自然界礦物有三千多種，造巖礦物只有幾十種，且主要是矽酸鹽類（即矽的含氧鹽）礦物（占地殼重量的80%）。Chap.2巖石、礦物的風化與土壤的形成原生礦物：形成於高溫高壓下的礦物即巖漿熔融體或熱液中形成的礦物，這部分礦物僅經物理機械作用、破碎變小，保留在土壤中。次生礦物：原生礦物風化和成土過程中經化學變化，或由分解產物重新結合而成的礦物。Chap.2巖石、礦物的風化與土壤的形成原生礦物

矽酸鹽類：橄欖石、輝石、角閃石、雲母、長石；

氧化物類：石英，赤鐵礦（a-Fe2O3）；

磷酸巖類：磷灰石。Chap.2巖石、礦物的風化與土壤的形成次生礦物次生層狀矽酸鹽：高嶺石、蒙脫石、水雲母、蛭石、綠泥石；氧化物及其水化物：氧化鐵、氧化鋁、氧化矽、氧化錳；碳酸鹽：方解石（CaCO3）、白雲石[CaMg（CO3）2]Chap.2巖石、礦物的風化與土壤的形成§3巖石礦物的風化作用風化作用：地表礦物、巖石由於溫度變化、水、大氣以及生物的作用而發生崩裂、粉碎、分解和產生新礦物的現象。巖石、礦物風化的程度和特點：一方面決定於礦物、巖石本身的化學成分和結構，另一方面也取決於外界環境條件。Chap.2巖石、礦物的風化與土壤的形成風化作用類型：物理風化化學風化：溶解作用、水解作用、水化作用、氧化作用、碳酸化作用生物風化Chap.2巖石、礦物的風化與土壤的形成§4成土母質礦物巖石經各種風化作用後形成的疏鬆多孔體——成土母質（與巖石礦物及土壤的差別）母質類型巖石礦物風化形成的母質，有的就地堆積，但大多數是在重力、水流、風力、冰川等外力的作用下搬運到其他地方，形成各種沉積物，有的甚至經過多次搬運沉積。Chap.2巖石、礦物的風化與土壤的形成按風化物搬運動力與沉積特點的不同，可將成土母質分為以下8種類型：殘積物坡積物洪積物沖積物Chap.2巖石、礦物的風化與土壤的形成

湖積物淺海沉積物風積物冰漬物成土母質初步具備了提供養分、對水分的通透性和吸持保蓄性、對氣熱的調節能力。Chap.2巖石、礦物的風化與土壤的形成§5土壤原始成土過程由於母質具有疏鬆多孔性和初步的透水透氣性以及釋放、供應部分養分的能力，這就為生物生長發育提供了可能。化能自養性微生物有機營養性微生物地衣、苔蘚高等綠色植物微生物分解有機物積累各種成土作用Chap.3土壤的物質組成土壤三相組成：固相、液相和氣相

95%5%固相礦物質有機質液相氣相土壤液體土壤氣體Chap.3土壤的物質組成Chap.4土壤礦物質§1土壤礦物質的化學成分土壤礦物質的化學組成很複雜，幾乎包括地殼中所有的元素。其中氧、矽、鋁、鐵、鈣、鎂、鈉、鉀、鈦、碳等10種元素占土壤礦物質總量的99%以上，這些元素中以氧、矽、鋁、鐵四種元素含量最多。Chap.4土壤礦物質Chap.4土壤礦物質§2土壤礦物質的顆粒組成土壤顆粒組成又稱土壤機械組成：土壤中不同粒徑礦質顆粒的組合比例，一般以各粒級所占百分比表示。土壤粒級：土粒大小的等級。一般將土粒分為石礫、砂粒、粉砂粒和粘粒四級。Chap.4土壤礦物質土粒分級標準：國際制：Chap.4土壤礦物質前蘇聯制：Chap.4土壤礦物質中國制：Chap.4土壤礦物質各粒級土粒的礦物組成Chap.4土壤礦物質各粒級土粒的化學組成：砂粒和粉砂粒以石英和長石等原生礦物為主，二氧化矽含量較高；粘粒中，則以次生層狀矽酸鹽礦物為主，鐵、鉀、鈣、鎂等的含量較多。Chap.4土壤礦物質§3次生層狀矽酸鹽礦物矽四面體是由四個氧原子和一個矽原子所組成。許多矽四面體可以共用氧原子形成一層。氧原子排列成為中間有空的六角形，稱為矽氧片。Chap.4土壤礦物質SiAlOxygensSilicon

TetrahedronAluminum

OctahedronSiAlOxygensChap.4土壤礦物質Share

1oxygenChap.4土壤礦物質鋁氧片和鋁八面體鋁八面體為6個氧原子圍繞一個鋁原子而構成。許多個鋁八面體相互連接成片稱為鋁氧片。Chap.4土壤礦物質SiAlOxygensSilicon

TetrahedronAluminum

OctahedronSiAlOxygensOctahedralSheetShare

2oxygensSilicaTetrahedralSheetAluminumOctahedralSheetKaoliniteNon-Expanding10cmol(+)/kg1:1ClaySiTetra.AlOct.SiTetra.2:1ClayMontmorilloniteExpanding100cmol(+)/kgH2OH2OH2OH2OH2OKInterlayerK+KKKKK2:1ClayIlliteNon-expanding40cmol(+)/kgChap.4土壤礦物質§5土壤質地及其與土壤肥力的關係1.

土壤質地：土壤中各粒級土粒含量(品質)

百分率的組合,及其所表現的粘砂性質。2.土壤質地分類：根據土壤中各粒級含量的百分率進行的土壤分類。Chap.4土壤礦物質國際制土壤質地分類：Chap.4土壤礦物質前蘇聯制質地分類：Chap.4土壤礦物質中國制質地分類：Chap.4土壤礦物質3.土壤質地與土壤肥力土壤質地是土壤的重要物理性質之一，對土壤肥力有重要的影響。土壤質地常常是土壤通氣、透水、保水、保肥、供肥、保溫、導溫和耕性等的決定性因素。Chap.4土壤礦物質（1）砂土類：a

粒間孔隙大，毛管作用弱，通氣透水性強，內部排水通暢，不易積聚還原性有害物質，有機質分解快，易釋放有效養分；b礦物成分主要是石英，含養分少，要多施有機肥料；保肥性差，施肥後因灌水降雨而易淋失；c含水量低，熱容量較小，易增溫也易降溫；d

鬆散易耕，缺少有機質的砂土泡水後容易沉澱、板結、閉氣。Chap.4土壤礦物質（2）粘土類：a粒間孔隙小，多為極細毛管孔隙和無效孔隙，通氣透水性差，內部排水慢，易受漬害和積累還原性有毒物質，有機質分解慢，不易釋放有效養分；b粘土一般含養分較豐富，特別是鉀、鈣、鎂等含量較多，保肥力強；c含水量多、熱容量較大，升溫慢降溫也慢；d粘土幹時緊實堅硬，溫時泥爛，耕作費力，宜耕期短。Chap.4土壤礦物質(3)壤土類：這類土壤由於砂粘適中，兼有砂土類、粘土類的優點，消除了砂土類和粘土類的缺點，是農業生產上質地比較理想的土壤。Chap.4土壤礦物質4.土壤質地的層次性土壤質地的層次性表現為上砂下粘、上粘下砂或砂粘相間。產沖積性母質發育的土壤生自然因素的水分在剖面中的淋洗作用原人為因素（耕作）因Chap.4土壤礦物質上砂下粘：膠泥底、上浸地，托水又托肥；上粘下砂：砂礫底、菜藍地，漏水又漏肥。上部為輕壤質，下層為中壤~重壤，這種土壤既有利於種子出苗，又利於苗期根系下紮吸水吸肥，對土壤水、肥、氣、熱狀況具有較強的調節能力。有利於植物生長。這種土稱為“蒙金土”。Chap.4土壤礦物質5.不同質地土壤的利用和改良：1）土壤質地與作物生長：土宜：適宜作物種植的土壤條件。各種作物的生物學特性及耕作栽培要求不同，所需的最適宜的土壤條件也不同，土壤質地是重要的土宜條件之一。Chap.4土壤礦物質Chap.4土壤礦物質2）土壤質地的改良措施（1）增施有機肥料；

（2）摻砂摻粘、客土調劑；（3）翻淤壓砂、翻砂壓淤；（4）引洪放淤、引洪漫沙；（5）根據不同質地採用不同的耕作管理措施。Chap.5土壤有機質§1土壤有機質的概念土壤有機質：泛指土壤中來源於生命的物質。包括：土壤微生物和土壤動物及其分泌物以及土體中植物殘體和植物分泌物。

有機物質有機質腐殖質Chap.5土壤有機質§2土壤有機質的來源及形態來源：1）高等植物（地上部和地下部）

2）土壤中的動物

3）土壤中的微生物

4）施用的有機肥形態：1）新鮮有機質（未分解有機質）

2）半分解有機質

3）腐殖質Chap.5土壤有機質1）高等植物森林植被下有機殘體主要來自地上部凋落物，4-5噸/公頃?年；草本植物的有機殘體主要來自根系，黑土地區達9.3噸/公頃?年（風乾根重）；耕作土壤，植物殘體主要來源根茬，達2-3噸/公頃?年。由於各地區的氣候條件、植被類型及耕作管理不同，進入土壤中的植物殘體數量和化學組成有很大的差異。Chap.5土壤有機質2）土壤動物根據軀體大小區分：小型、中型和大型土壤動物；大型：（體長>2mm）蚯蚓、螞蟻、甲蟲、馬陸、蜈蚣等；中型：（體長0.2-2mm）蟎類、彈尾蟲；小型：（體長<0.2mm）原生動物、線蟲。Chap.5土壤有機質2）土壤動物根據在土壤中滯留時間區分：①全期土壤動物：②週期土壤動物：③部分土壤動物：④暫時土壤動物：⑤過度土壤動物：⑥交替土壤動物：Chap.5土壤有機質2）土壤動物根據在土壤中棲息層次區分：①真土居動物：②半土居動物：③地表土居動物：④上方土居動物：Chap.5土壤有機質2）土壤動物根據食性區分：①根食者：②枯食者：③屍食者：④糞食者：⑤菌食者：⑥捕食者：⑦雜食者：Chap.5土壤有機質蚯蚓Chap.5土壤有機質蟎類Chap.5土壤有機質彈尾蟲Chap.5土壤有機質線蟲Chap.5土壤有機質3）微生物（1）微生物類群：細菌、放線菌和真菌。（2）微生物營養型：有機營養型（異樣型）:腐生性和寄生性無機營養型（自養型）化能自養性和光能自養性Chap.5土壤有機質§3土壤有機質的組成主要有五類有機化合物和灰分物質：1）糖類化合物：單糖雙糖和多糖類好氣條件CO2+H2O單糖雙糖和多糖類厭氣條件有機酸H2、CH4

Chap.5土壤有機質2）纖維素、半纖維素3）木質素4）含N化合物（蛋白質氨基酸）5）脂肪、樹脂、蠟質和單寧6）灰分物質：Ca、Mg、K、Na、Si、P、S、Fe、Al、MnChap.5土壤有機質§4土壤有機質的轉化有機質的礦化作用：有機質在生物作用下分解為簡單的無機化合物的過程。有機質的腐殖化作用：有機質在分解的同時，形成腐殖質的過程。通常把每克幹重的有機質經過一年分解後轉化為腐殖質（幹重）的克數，稱為腐殖化係數。Chap.5土壤有機質Chap.5土壤有機質腐殖質形成的機理：1）30年代：木質素和微生物原生質中的蛋白質相互作用形成木質素-蛋白質複合體。2）60年代：木質素不能參與腐殖質的形成，而是通過降解產生酚、醌型化合物，再與氨基酸縮合而成。Chap.5土壤有機質3）80年代及以後：細胞自溶假說：死亡細胞釋放自溶酶，使細胞成分（糖、氨基酸、酚和其他芳香族化合物）形成自由基而迅速縮合成腐殖質。微生物合成學說：微生物利用植物物質作碳源和能源，在細胞內合成各種腐殖質的高分子化合物，微生物死亡後再釋放到土壤中，在細胞外降解為腐殖質。Chap.5土壤有機質§5土壤腐殖質的組成和特性1）腐殖質的組成土壤NaOH處理不溶解部分溶解部分HCl或H2SO4處理褐色沉澱淺黃色溶解部分胡敏酸（褐腐酸）富裏酸（黃腐酸）胡敏素（黑腐素）Chap.5土壤有機質2）腐殖質在土壤中存在的形態①游離狀態的腐殖質；②與鹽基化合成穩定的鹽類(腐質酸鈣鎂)；③與含水三氧化物化合成複雜的凝膠體；④與粘粒結合成膠質複合體（有機無機複合體）。Chap.5土壤有機質3）腐殖質分子結構包括芳香族化合物、含氮化合物、和碳水化合物。官能團（功能團）：羧基、酚羥基、醇羥基、甲氧基、甲基、醌基等這些官能團使得腐殖質具有：離子吸附性、對金屬離子的絡合性、氧化還原性及生理活性。Chap.5土壤有機質4）腐殖質具有帶電性（可變電荷）Chap.5土壤有機質5）腐殖質的溶解性、分散性和吸水性胡敏酸一價鹽、二價鹽溶於水，富啡酸一價鹽溶於水、二價鹽不溶於水。胡敏酸分子量大，分散性和活動性小，遇少量電解質（如氯化鈣）即完全絮凝，絮凝後產生的胡敏酸鈣凝膠能膠結土粒形成糰粒結構。富啡酸分子量小，分散性和活動性大，其酸性和溶解性強，能強烈地破壞礦物質。腐殖質是親水膠體，吸水能力強，最大吸水量可達500%以上。Chap.5土壤有機質6）腐殖質的穩定性腐殖質具有抵抗微生物分解的能力。胡敏酸的平均存留時間為780~3000年；富啡酸的平均存留時間為220~630年；新形成土壤的有機質為4.7~9年；殘體易分解組分為0.25年。Chap.5土壤有機質§6土壤有機質轉化的影響因素內部因素：有機質的碳氮比（C/N=25）物理狀態（分散性或緻密性）外部因素：土壤水、熱狀況土壤通氣狀況土壤酸鹼性Chap.5土壤有機質§7土壤有機質對土壤肥力的作用1）是土壤養分的主要來源；2）促進土壤結構形成，改善土壤物理性質；3）提高土壤的保肥能力和緩沖性能；4）腐殖質具有生理活性，能促進作物生長發育；5）腐殖質具有絡合作用，有助於消除土壤的污染。Chap.5土壤有機質§8土壤有機質的積累和調控1）種植綠肥，增施有機肥料；2）秸稈還田，3）調節土壤水熱狀況Chap.6土壤水分§1土壤水分的重要性土壤水=土壤溶液1）供作物生長需要2）影響養分的溶解和移動3）土壤的氧化還原電位4）有機質的分解與積累5）土壤熱量狀況6）土壤的耕性Chap.6土壤水分§2土壤水分的類型和性質1.土壤吸濕水固相土粒靠其表面的分子引力和靜電引力從大氣和土壤空氣中吸附氣態水，附著於土粒表面成單分子或多分子層，稱為吸濕水。Chap.6土壤水分§2土壤水分的類型和性質PoreSpaces:locationofairandwaterSoilParticles:MineralandOrganicNowaterremainsattachedtosoilparticlesChap.6土壤水分§2土壤水分的類型和性質WateronsoilparticlesurfacePoreSpaceChap.6土壤水分§2土壤水分的類型和性質吸濕水的特點：水分子呈定向緊密排列、密度1.2~2.4g/cm3、無溶解能力、不能以液態水自由移動，也不能被植物吸收。吸濕水達到最大值，此時的土壤吸濕水量就叫做最大吸濕量。Chap.6土壤水分§2土壤水分的類型和性質2.膜狀水吸濕水達到最大後，土粒還有剩餘的引力吸附液態水，在吸濕水的週邊形成一層水膜，這種水分稱為膜狀水。當膜狀水達到最大厚度時的土壤含水量稱為最大分子持水量。Chap.6土壤水分§2土壤水分的類型和性質WateronsoilparticlesurfacePoreSpaceChap.6土壤水分§2土壤水分的類型和性質2.膜狀水膜狀水能從膜厚的地方向薄的部位移動，這部分能移動的水可被作物吸收利用。作物無法從土壤中吸收水分而呈現永久凋萎，此時的土壤含水量就稱為凋萎係數。Chap.6土壤水分§2土壤水分的類型和性質3.毛管水靠毛管力保持在土壤孔隙中的水分稱為土壤毛管水。毛管水的特點：這種水可以在土壤毛管中上下左右移動、具有溶解養分的能力、作物可以吸收利用。毛管水的數量主要取決於土壤質地、腐殖質含量和土壤結構狀況。Chap.6土壤水分3.毛管水根據土層中毛管水與地下水有無連接，通常將毛管水分為：毛管支持水和毛管懸著水毛管懸著水達到最大時的土壤含水量稱為田間持水量。田間持水量的變化範圍：砂土為：160~220g/kg；壤土為：220~300g/kg；粘土為：280~350g/kg。Chap.6土壤水分4.重力水土壤重力水是指土壤水分含量超過田間持水量之後，過量的水分不能被毛管吸持，而在重力的作用下沿著大孔隙向下滲漏成為多餘的水。土壤所有孔隙都充滿水分時的含水量稱為土壤全蓄水量或飽和持水量。Chap.6土壤水分PoreSpacesarefilledwithwaterChap.6土壤水分§3土壤水分含量的表示和測定方法1.土壤品質含水量土壤品質含水量是指土壤中保持的水分品質占土壤品質的分數,單位g/kg(也曾用%表示)。θm=[(m1-m2)/m2]×1000式中θm為土壤品質含水量（g/kg）、m1為濕土質量（g）、m2為幹土質量（g）。Chap.6土壤水分§3土壤水分含量的表示和測定方法2.

土壤容積含水量土壤容積含水量是指土壤水分容積與土壤容積之比，常用θv表示單位為cm3/cm3。θv（%）=（土壤水分容積/土壤容積）×100θv（%）=土壤品質含水量×容重/1000×100Chap.6土壤水分§3土壤水分含量的表示和測定方法3.土壤相對含水量在生產實際中常以某一時刻土壤含水量占該土壤田間持水量的百分數作為相對含水量來表示土壤水分的多少。土壤相對含水量=（土壤含水量/土壤田間持水量）×100%Chap.6土壤水分§3土壤水分含量的表示和測定方法4.水層厚度這是指一定深度（mm）土層中水分總量相當於若干水層厚度（mm）。水層厚度=（土壤品質含水量×土壤容重×土層深度）/1000Chap.6土壤水分§3土壤水分含量的表示和測定方法烘乾法水分張力計法中子法時域反射儀（TDR）法：time-domain-reflectometryChap.6土壤水分§4土壤水分能態1.土水勢土水勢表示土壤水分在土—水準衡體系中所具有的能態。它是指將單位水量從一個土—水系統移到溫度和氣壓完全相同的純水池時所做的功。常用（Ψ）來表示。土水勢主要由以下幾個分勢組成：基質勢（Ψm）；壓力勢（Ψg）；溶質勢（Ψs）；重力勢（Ψg）。Chap.6土壤水分§4土壤水分能態1.土水勢基質勢（Ψm）：它是指將單位水量從一個平衡的土-水體系統移到另一個沒有土壤基質(純水)，而其他狀態完全相同的水池時所做的功。或由吸附力和毛管力所制約的土水勢。基質勢隨土壤含水量的增加而增加，在非飽和含水量情況下為負值，飽和水時達最大，為0。Chap.6土壤水分§4土壤水分能態1.土水勢壓力勢（Ψg）：它是指將單位水量從一個土-水體系移到另一個壓力不同，而溫度、基質、溶質等狀態完全相同的參比系統時所做的功。或在土壤飽和水的情況下，由於受壓力而產生土水勢變化。不飽和水土壤條件下，土壤水的壓力勢一般與參比標準相同，等於0。壓力勢一般為正值。Chap.6土壤水分§4土壤水分能態1.土水勢

溶質勢（Ψs）：它是指將單位水量從一個平衡的土-水體系統中移到另一個沒有溶質而其他狀態均相同的水池時所做的功。或指土壤水中溶解的溶質而引起的土水勢的變化。

土壤中溶解的溶質愈多，溶質勢愈低。溶質勢一般為負值。Chap.6土壤水分§4土壤水分能態1.土水勢重力勢（Ψg）：它是指由於重力場位置不同於參比狀態水平面而引起的勢能變化。總水勢（ψt）：

ψt=ψm+ψp+ψs+

ψgChap.6土壤水分§4土壤水分能態2.土壤水吸力土壤水吸力是指土壤水承受一定吸力的情況下所處的能態，是指土壤水的負壓力。由於基質勢和溶質勢一般為負值，在使用中不太方便，所以將基質勢和溶質勢的相反數定義為吸力（S），稱之為基質吸力和溶質吸力。其值與基質勢和溶質勢相等，但符號相反。Chap.6土壤水分§4土壤水分能態3.土壤水能態定量表示方法土水勢的定量表示是以單位數量土壤水的勢能值為準。單位數量可以是單位品質、單位容積或單位重量。單位容積土壤水的勢能值用壓力單位，標準單位：帕（Pa）也可用千帕（kPa）和兆帕（MPa），習慣上也是曾用巴（bar）和大氣壓（atm）表示；單位重量土壤水的勢能值用相當於一定壓力的水柱高釐米數表示。Chap.6土壤水分§4土壤水分能態3.土壤水能態定量表示方法1Pa=0.0102釐米水柱1atm=1033釐米水柱=1.0133bar1bar=0.9896atm=1020釐米水柱由於土水勢的範圍很寬，由零到上萬個大氣壓，故有人建議使用土水勢的水柱高度厘米數（負）的對數表示，稱為pF。例如土水勢為-1000釐米水柱則pF=3。Chap.6土壤水分§4土壤水分能態4.土壤水分特徵曲線土壤水分特徵曲線又稱土壤持水曲線。它是指土壤水的基質勢或土壤水吸力與含量水量的關係曲線。Chap.6土壤水分§4土壤水分能態土壤水分特徵曲線影響土壤水分特徵曲線的因素：A、土壤質地，b、土壤結構，c、溫度，d、土壤中水分變化的過程（滯後現象）Chap.6土壤水分§4土壤水分能態土壤水分特徵曲線Chap.6土壤水分4.土壤水分特徵曲線Chap.6土壤水分§4土壤水分能態土壤水分特徵曲線土壤水分特徵曲線的用途：

A、可利用它進行土壤水吸力和含水率之間的換算；B、土壤水分特徵曲線可以間接地反映出土壤孔隙大小的分佈；C、土壤水分特徵曲線可用來分析不同質地土壤的持水性和土壤水分的有效性；D、應用數學物理方法對土壤中的水運動進行定量分析時,水分特徵曲線是必不可少的重要參數。Chap.6土壤水分§5土壤水運動在土壤中存在三種類型的水分運動，即：飽和水流、非飽和水流和水汽運動。1.飽和土壤中的水流飽和土壤中的水流，簡稱為飽和流，即土壤孔隙全部充滿水時的水流，這主要是重力水的運動。飽和流可分為垂直向下流、垂直向上流和水準流。Chap.6土壤水分§5土壤水運動飽和土壤中的水流飽和流的推動力主要是重力勢梯度和壓力勢梯度。飽和流服從達西定律：即單位時間內通過單位面積土壤的水通量與土水勢梯度成正比。式中，q表示土壤水流通量；ΔH表示總水勢差；L為水流路徑的直線長度；K為土壤飽和導水率。Chap.6土壤水分§5土壤水運動飽和土壤中的水流土壤飽和導水率反映了土壤的飽和滲透性能，任何影響土壤孔隙大小和形狀的因素都會影響飽和導水率。Chap.6土壤水分§5土壤水運動2.非飽和土壤中的水流非飽和土壤中的水流簡稱為非飽和流或不飽和流，即土壤中只有部分孔隙中有水時的水流，這主要是毛管水和膜狀水的運動。土壤非飽和流的推動力主要是基質勢梯度和重力勢梯度。也可用達西定律來描述：Chap.6土壤水分§5土壤水運動2.非飽和土壤中的水流式中K（Ψm）為非飽和導水率；為總水勢梯度。非飽和條件下土壤水流的數學運算式與飽和條件下的類似，二者的區別在於：A.飽和條件下的總水勢可用差分形式，而非飽和條件下則用微分形式；B.飽和條件下的土壤導水率（K）對特定土壤為一常數，而非飽和導水率是土壤含水量或基質勢的函數。土壤水吸力和導水率之間的關係（如圖5-11）土壤水吸力為零或接近於零，飽和導水率最大。Chap.6土壤水分§5土壤水運動3.土壤中的水汽運動土壤氣態水的運動表現為水汽擴散和水汽凝結兩種現象。水汽擴散運動的推動力是水汽壓梯度，這是由土壤水勢梯度或由土壤水吸力梯度和溫度梯度所引起的。土壤水不斷以水汽的形式由表土向大氣擴散而逸失的現象稱為土面蒸發。Chap.6土壤水分§5土壤水運動3.土壤中的水汽運動水汽凝結的兩種現象：一是“夜潮”現象；二是“凍後聚墑”現象。Chap.6土壤水分§5土壤水運動4.入滲、土壤水的再分佈和土面蒸發水進入土壤包括兩個過程即入滲（也稱滲吸、滲透）和再分佈。（一）入滲：入滲過程一般是指水自土表垂直向下進入土壤的過程，但也不排斥如溝灌中水分沿側向甚至向上進入土壤的過程。水進入土壤的情況是由兩方面因素決定的，一是供水速度;二是土壤的入滲能力。Chap.6土壤水分§5土壤水運動4.入滲、土壤水的再分佈和土面蒸發入滲後，水在均一質地的土壤剖面上的分佈情況如圖5-13所示。Chap.6土壤水分§5土壤水運動4.入滲、土壤水的再分佈和土面蒸發（二）土壤水的再分佈在地面水層消失後，入滲過程終止。土內的水分在重力、吸力梯度和溫度梯度的作用下繼續運動。這個過程，在土壤剖面深厚，沒有地下水出現的情況下，稱為土壤水的再分佈。土壤水的再分佈是土壤水的不飽和流。Chap.6土壤水分§5土壤水運動4.入滲、土壤水的再分佈和土面蒸發（三）土面蒸發：即單位時間內單位面積地面上所蒸發的水量。土面蒸發的形成及蒸發強度的大小主要取決於兩方面：一是受輻射、氣溫、濕度和風速等氣象因素的影響。二是受土壤含水率的大小和分佈的影響。土面蒸發過程可區分為3個階段：Chap.6土壤水分§5土壤水運動表土蒸發強度保持穩定的階段（圖5-15中AB）；表土蒸發強度隨含水率變化的階段（圖5-15中BC)；水汽擴散階段。Chap.6土壤水分§5土壤水運動5.田間土壤水分平衡土壤水分平衡的數學運算式為：ΔW=P+I+U-E-T-R-In-D式中：ΔW表示計算時段末與時段初土體儲水量之差（mm）；P表示計算時段內降水量（mm）；I表示計算時段內灌水量（mm）；U表示計算時段內上行水總量（mm）；E表示計算時段內土面蒸發量（mm）；T表示計算時段內植物葉面蒸騰量（mm）；R表示計算時段內地面徑流損失量（mm）；In表示計算時段內植物冠層截留量（mm）；D表示計算時段內下滲水量（mm）。圖5-16是一田間土壤水分平衡示意圖，Chap.6土壤水分§6土壤水分狀況與作物生產1.作物對土壤水分的需求若某一生育期土壤缺水,對作物產量影響最為嚴重,這一時期稱為需水臨界期。2.土壤水分影響作物對養分的吸收土壤水分狀況直接影響作物對養分的吸收，土壤中有機養分的分解礦化離不開水分，施入土壤中的化學肥料只有在水中才能溶解，養分離子向根系表面遷移，以及作物根系對養分的吸收都必須通過水分介質來實現。Chap7.土壤空氣§1土壤空氣的組成組成與大氣相似，但有差別。表現在：1）二氧化碳含量高；2）氧氣含量低；3）相對濕度高；4）含還原性氣體；5）組成和數量處於變化中。Chap7.土壤空氣§2土壤通氣性土壤通氣性又稱土壤透氣性：是指土壤空氣與近地層大氣進行氣體交換以及土體內部允許氣體擴散和流動的性能。

土壤通氣性產生的機制生要有以下兩方面：Chap7.土壤空氣§2土壤通氣性1）土壤空氣擴散

土壤空氣擴散是指某種氣體成分由於其分壓梯度與大氣不同而產生的移動。其原理服從氣體擴散公式：

F=-D·dc/dx

式中：F是單位時間氣體擴散通過單位面積的數量；dc/dx是氣體濃度梯度或氣體分壓梯度；D是擴散係數，負號表示其從氣體分壓高處向低處擴散。Chap7.土壤空氣§2土壤通氣性土壤呼吸：土壤空氣與大氣間通過氣體擴散作用不斷地進行著氣體交換，使土壤空氣得到更新的過程。（類似生物呼吸）

O2O2O2CO2CO2Chap7.土壤空氣§2土壤通氣性2）土壤空氣整體交換

土壤空氣整體交換也稱土壤氣體的整體流動，是指由於土壤空氣與大氣之間存在總的壓力梯度而引起的氣體交換,是土體內外部分氣體的整體相互流動.

土壤空氣的整體交換常受溫度、氣壓、颳風、降雨或灌溉水的影響。Chap7.土壤空氣§3土壤通氣狀況與作物生長1）土壤通氣狀況對種子萌發的影響要求氧濃度>10%，否則，嫌氣呼吸產生有機酸類物質Chap7.土壤空氣§3土壤通氣狀況與作物生長2）土壤通氣性對作物根系生長及其吸收水肥功能的影響根系生長需要氧：氧濃度<9~10%，生長受阻；

<5%時，發育停止。影響養分的形態和有效性（特別是多價元素，如：Fe）影響微生物的活性Chap.8土壤熱量§1土壤熱量來源與平衡1土壤熱量來源（1）太陽輻射能（2）生物熱（3）地熱

Chap.8土壤熱量§1土壤熱量來源與平衡2土壤熱量平衡土壤熱量平衡是指土壤熱量的收支情況。土壤熱量平衡可用下式表示：Q=E-Q1-Q2-Q3

式中：Q為用於土壤增溫的熱量；E為土壤表面獲得的太陽輻射能；Q1為地面輻射所損失的熱量；

Q2為土壤水分蒸發所消耗的熱量；Q3為其他方面消耗的熱量（向下層傳導）。Chap.8土壤熱量§2土壤熱性質1土壤熱容量土壤熱容量是指單位容積或單位品質的土壤在溫度升高或降低1℃時所吸收或放出的熱量。可分為：容積熱容量；品質熱容量。Chap.8土壤熱量§2土壤熱性質容積熱容量是指每1cm3土壤增、降1℃時需要吸收或釋放的熱量，用Cv

表示，單位為J/(cm3·℃)；品質熱容量也稱比熱，是指每1克土壤增、降溫1℃時所需吸收或釋放的熱量，用C表示，單位為J/(g·℃)。兩者之間的關係式為：Cv=c×ρ（式中ρ為土壤容重）。Chap.8土壤熱量§2土壤熱性質熱容量愈大，土壤溫度變化愈緩慢，反之，熱容量愈小，則土壤溫度變化頻繁土壤熱容量的大小主要受土壤的三相組成影響。C水>C土>C氣粘土升溫慢，冷性土；砂土升溫快，熱性土。Chap.8土壤熱量§2土壤熱性質2土壤導熱率土壤導熱率是評價土壤傳導熱量快慢的指標，它是指單位厚度（1cm）土層，溫度相差1℃時，每秒鐘經單位斷面（1cm2）通過的熱量焦耳數。單位:J/（cm·℃·s）

土>

水>

氣土粒緊實、含水量大，愈易向下導熱。春季松土、排水；冬季壓土、保水。Chap.8土壤熱量§2土壤熱性質3土壤導溫率土壤導溫率又稱土壤導熱係數或熱擴散率。它是指在標準狀況下，當土層在垂直方向上每釐米距離內，1℃的溫度梯度下，每秒鐘流入1cm2土壤斷面面積的熱量，使單位體積（1cm3）土壤所發生的溫度變化。

K=

/cvChap.8土壤熱量§3土壤溫度1土壤溫度的年變化地表：1~7月為升溫，7~12月為降溫，7月土溫最高。2土壤溫度的日變化地表：日出後開始升溫，1314時最高，隨後降低。3不同深度土層的土溫變化隨土層加深，溫度變化滯後Chap.8土壤熱量§4土壤溫度與作物生長土壤溫度與種子萌發土壤溫度與作物根系生長土壤溫度與作物營養生長和生殖生長土壤溫度影響養分轉化與吸收Chap.9土壤水、氣、熱的調節§1土壤水的調節①控制地表徑流，增加土壤水分入滲②減少土壤水分蒸發③合理灌溉④提高土壤水分對作物的有效性⑤多餘水的排除

Chap.9土壤水、氣、熱的調節§2土壤空氣調節改善土壤結構，增大土壤孔隙度；通過調節水分，控制通氣狀況。Chap.9土壤水、氣、熱的調節§3土壤溫度調節1）合理耕作與施用有機肥2）以水調溫3）覆蓋與遮蔭Chap.10土壤氧化還原性質§1土壤氧化還原體系氧化態還原態氧體系O2H2O氮體系NO3-NO2-NO2-N2O、N2NO2-NH4+錳體系Mn4+Mn2+Chap.10土壤氧化還原性質§1土壤氧化還原體系氧化態還原態鐵體系Fe3+

Fe2+

硫體系SO42

-S2-氫體系2H+H2有機碳體系CO2CH4

Chap.10土壤氧化還原性質§2土壤氧化還原電位土壤氧化還原電位可用下式表示：E0為標準氧化還原電位（化學手冊中可查到）n為反應中電子轉移數用0.059時，單位為v，用59時為mvChap.10土壤氧化還原性質§2土壤氧化還原電位

Chap.10土壤氧化還原性質§2土壤氧化還原電位旱地土壤的Eh值多在400~700mV之間，大於700mV，表明土壤通氣過強；Eh值低於200mV，則土壤通氣不良。

Chap.10土壤氧化還原性質§2土壤氧化還原電位水田土壤的Eh值變化較大，正常值低於200~300mV，長期積水的水稻土可降至100mV甚至下降到負值。一般水稻適宜在輕度還原條件（180-300mV）下生長。Chap.10土壤氧化還原性質§2土壤氧化還原電位水田土壤的Eh值低於180mV或100mV，將使土壤中Fe2+、Mn2+的濃度升高，導致水稻Fe、Mn中毒。Eh降至負值時，會產生有機酸和H2S。Eh<-100mV時，硫化物與亞鐵生成硫化鐵沉澱，使水稻產生黑根。Chap.10土壤氧化還原性質§2土壤氧化還原電位土壤養分的轉化也與Eh值有密切的關係。N的轉化（硝化、反硝化）Fe的有效性P的有效性等

Chap.8土壤熱量§1土壤熱量來源與平衡1土壤熱量來源（1）太陽輻射能（2）生物熱（3）地熱

Chap.8土壤熱量§1土壤熱量來源與平衡2土壤熱量平衡土壤熱量平衡是指土壤熱量的收支情況。土壤熱量平衡可用下式表示：Q=E-Q1-Q2-Q3

式中：Q為用於土壤增溫的熱量；E為土壤表面獲得的太陽輻射能；Q1為地面輻射所損失的熱量；

Q2為土壤水分蒸發所消耗的熱量；Q3為其他方面消耗的熱量（向下層傳導）。Chap.8土壤熱量§2土壤熱性質1土壤熱容量土壤熱容量是指單位容積或單位品質的土壤在溫度升高或降低1℃時所吸收或放出的熱量。可分為：容積熱容量；品質熱容量。Chap.8土壤熱量§2土壤熱性質容積熱容量是指每1cm3土壤增、降1℃時需要吸收或釋放的熱量，用Cv

表示，單位為J/(cm3

℃)；品質熱容量也稱比熱，是指每1克土壤增、降溫1℃時所需吸收或釋放的熱量，用C表示，單位為J/(g

℃)。兩者之間的關係式為：Cv=c×ρ（式中ρ為土壤容重）。Chap.8土壤熱量§2土壤熱性質熱容量愈大，土壤溫度變化愈緩慢，反之，熱容量愈小，則土壤溫度變化頻繁土壤熱容量的大小主要受土壤的三相組成影響。C水>C土>C氣粘土升溫慢，冷性土；砂土升溫快，熱性土。Chap.8土壤熱量§2土壤熱性質2土壤導熱率土壤導熱率是評價土壤傳導熱量快慢的指標，它是指單位厚度（1cm）土層，溫度相差1℃時，每秒鐘經單位斷面（1cm2）通過的熱量焦耳數。單位:J/（cm·℃·s）

土>

水>

氣土粒緊實、含水量大，愈易向下導熱。春季松土、排水；冬季壓土、保水。Chap.8土壤熱量§2土壤熱性質3土壤導溫率土壤導溫率又稱土壤導熱係數或熱擴散率。它是指在標準狀況下，當土層在垂直方向上每釐米距離內，1℃的溫度梯度下，每秒鐘流入1cm2土壤斷面面積的熱量，使單位體積（1cm3）土壤所發生的溫度變化。

K=

/cvChap.8土壤熱量§3土壤溫度1土壤溫度的年變化地表：1~7月為升溫，7~12月為降溫，7月土溫最高。2土壤溫度的日變化地表：日出後開始升溫，1314時最高，隨後降低。3不同深度土層的土溫變化隨土層加深，溫度變化滯後Chap.8土壤熱量§4土壤溫度與作物生長土壤溫度與種子萌發土壤溫度與作物根系生長土壤溫度與作物營養生長和生殖生長土壤溫度影響養分轉化與吸收Chap.9土壤水、氣、熱的調節§1土壤水的調節①控制地表徑流，增加土壤水分入滲②減少土壤水分蒸發③合理灌溉④提高土壤水分對作物的有效性⑤多餘水的排除

Chap.9土壤水、氣、熱的調節§2土壤空氣調節改善土壤結構，增大土壤孔隙度；通過調節水分，控制通氣狀況。Chap.9土壤水、氣、熱的調節§3土壤溫度調節1）合理耕作與施用有機肥2）以水調溫3）覆蓋與遮蔭Chap.10土壤氧化還原性質§1土壤氧化還原體系氧化態還原態氧體系O2H2O氮體系NO3-NO2-NO2-N2O、N2NO2-NH4+錳體系Mn4+Mn2+Chap.10土壤氧化還原性質§1土壤氧化還原體系氧化態還原態鐵體系Fe3+

Fe2+

硫體系SO42

-S2-氫體系2H+H2有機碳體系CO2CH4

Chap.10土壤氧化還原性質§2土壤氧化還原電位土壤氧化還原電位可用下式表示：E0為標準氧化還原電位（化學手冊中可查到）n為反應中電子轉移數用0.059時，單位為v，用59時為mvChap.10土壤氧化還原性質§2土壤氧化還原電位旱地土壤的Eh值多在400~700mV之間，大於700mV，表明土壤通氣過強；Eh值低於200mV，則土壤通氣不良。

Chap.10土壤氧化還原性質§2土壤氧化還原電位水田土壤的Eh值變化較大，正常值低於200~300mV，長期積水的水稻土可降至100mV甚至下降到負值。一般水稻適宜在輕度還原條件（180-300mV）下生長。Chap.10土壤氧化還原性質§2土壤氧化還原電位水田土壤的Eh值低於180mV或100mV，將使土壤中Fe2+、Mn2+的濃度升高，導致水稻Fe、Mn中毒。Eh降至負值時，會產生有機酸和H2S。Eh<-100mV時，硫化物與亞鐵生成硫化鐵沉澱，使水稻產生黑根。Chap.10土壤氧化還原性質§2土壤氧化還原電位土壤養分的轉化也與Eh值有密切的關係。N的轉化（硝化、反硝化）Fe的有效性P的有效性等

Chap.11土壤孔性§1土壤孔性的概念土壤中土粒或團聚體之間以及團聚體內部的空隙叫做土壤孔隙。土壤孔性包括孔隙度（孔隙的數量）和孔隙類型（孔隙的大小及其比例），前者決定著土壤氣、液兩相的總量，後者決定著氣、液兩相的比例。Chap.11土壤孔性§2土壤孔隙度土壤孔隙度是單位容積土壤中孔隙容積占整個土體容積的百分數。它表示土壤中各種大小孔隙度的總和。一般是通過土壤容重和土壤密度來計算。土壤孔隙度=[1-（容重）/相對密度]×100%Chap.11土壤孔性土壤孔隙度=[孔隙容積/土壤容積]×100%

=[（土壤容積-土粒容積）/土壤容積]×100%=[1-（土粒容積/土壤容積）]×100%

=[1-（土粒重量/土粒密度）/（土壤重量/容重）]×100%

=（1-容重/土粒密度）×100%Chap.11土壤孔性土粒密度：單位容積（無粒間孔隙）的固體土粒的幹重。單位為：g/cm3土粒相對密度：與4℃時水的密度的比值。土粒密度的大小主要決定於土壤礦物的密度和有機質的密度。有機質的密度為1.25-1.40g/cm3；礦物密度大多在2.6-2.7之間；一般取土粒（土壤）密度為2.65

g/cm3Chap.11土壤孔性Chap.11土壤孔性土壤容重：是指單位容積土體（包括孔隙在內的原狀土）的幹重。單位為g/cm3或t/m3。一般旱地土壤容重大體在1.00~1.80g/cm3之間。土壤容重是一個重要的參數：反映土壤鬆緊度計算土壤的重量計算土壤中各組分（如土壤水分、有機質、養分和鹽分等）的含量土壤孔隙比Chap.11土壤孔性§3土壤孔隙類型當量孔徑:

是指與一定的土壤水吸力相當的孔徑,它與孔隙的形狀及其均勻性無關。土壤水吸力與當量孔徑的關係式為：

d=3/Td為孔隙的當量孔徑（mm）、T為土壤水吸力（100Pa）當量孔徑與土壤水吸力成反比，土壤水吸力愈大，則當量孔徑愈小。Chap.11土壤孔性§3土壤孔隙類型①非活性孔：又稱無效孔、束縛水孔。這是土壤中最細微的孔隙，當量孔徑一般<0.02mm,土壤水吸力>1.5×105Pa。②毛管孔隙：當量孔徑約為0.2-0.02mm,土壤水吸力1.5×104Pa-1.5×105Pa,具有毛管作用。③通氣孔隙：當量孔徑>0.2mm,相應的土壤水吸力<1.5×104Pa,毛管作用明顯減弱。Chap.11土壤孔性§4土壤孔隙狀況與土壤肥力、作物生長的關係（1）土壤孔隙狀況與土壤肥力（2）土壤孔隙狀況與作物生長旱作土壤耕層的土壤總孔隙度為50%-56%，通氣孔度不低於10%，大小孔隙之比在1:2-4，較為合適。Chap.12土壤結構性§1土壤結構體和土壤結構性的概念土壤結構體：又稱土壤結構，是指原生土粒（單粒）和次生土粒（複粒）的排列與組合狀況。土壤結構性：土壤結構體的大小、形狀、力穩性、水穩性及孔隙狀況的綜合特徵。Chap.12土壤結構性§2土壤結構（體）的類型塊狀結構：其長、寬、高三軸大體近似，邊面不明顯；核狀結構：長、寬、高三軸大體近似，邊面梭角明顯，較塊狀結構小；糰粒結構：通常是指土壤中近於圓狀小團聚體，其粒徑為0.25-10mm。農業生產上最理想的糰粒結構粒徑為2-3mm;Chap.12土壤結構性§2土壤結構（體）的類型片狀結構：結構體的水準軸特別發達，即沿長、寬方向發展呈薄片狀，厚度稍薄，且結構體間較為彎曲者稱為鱗片狀結構，片狀結構的厚度可小於1cm與大於5cm不等;柱狀結構：結構體的垂直軸特別發達，呈立柱狀；棱柱狀結構：棱角明顯；Chap.12土壤結構性Chap.12土壤結構性§3土壤糰粒結構與土壤肥力良好糰粒結構具備的條件①有一定的結構形態和大小；②有多級孔隙；③有一定的穩定性；④有抵抗微生物分解破碎的能力。Chap.12土壤結構性§3土壤糰粒結構與土壤肥力糰粒結構對土壤肥力的作用①能協調水分和空氣的矛盾；②能協調土壤有機質中養分的消耗和積累的矛盾；③能穩定土壤溫度，調節土熱狀況；④改良耕性和有利於作物根系伸展。Chap.12土壤結構性§4土壤糰粒結構的形成土粒的粘聚：①膠體的凝聚作用；②水膜的粘結作用；③膠結作用（簡單的無機膠體、粘粒、有機物質）成型動力：

①生物作用；②幹濕交替作用；③凍融交替作用；④土壤耕作的作用等。Chap.12土壤結構性§5形成土壤糰粒結構的措施農業措施:

①深耕與施肥、②正確的土壤耕作、③合理的輪作制度、④調節土壤陽離子組成、⑤合理灌溉、曬垡和凍垡。土壤結構改良劑的應用Chap.13土壤耕性§1土壤耕性的概念土壤耕性：是指土壤在耕作時所表現的特性，包括：（1）耕作的難易程度：耕作阻力的大小；（2）耕作品質的好壞：耕後土垡鬆散、容易耙碎、不成坷垃，土壤鬆緊孔隙狀況適中；（3）適耕期的長短：適宜耕作時間的長短。Chap.13土壤耕性§2土壤物理機械性1.粘結性和粘著性土壤粘結性:

指土粒與土粒之間由於分子引力而相互粘結在一起的性質。土壤粘著性:是土壤在一定含水量的情況下，土粒粘著外物表面的性能。Chap.13土壤耕性影響土壤粘結性和粘著性的因素有：①土壤質地：土壤愈細，接觸面愈大，粘結性和粘著性愈強。②土壤含水量：含水量愈少，土粒距離愈近，分子引力愈大，粘結性愈強，故乾燥土塊破碎甚為困難。Chap.13土壤耕性影響土壤粘結性和粘著性的因素有：③土壤結構：糰粒結構可使土團接觸面減少，因而其粘結性和粘著性降低，土壤疏鬆易耕。④土壤腐殖質含量：腐殖質含量增加可減弱粘土的粘結性，因為腐殖質在土粒週邊形成薄膜，改變了粘粒接觸面的性質。⑤土壤代換性陽離子的組成：不同的陽離子種類可影響土粒的分散和團聚。Chap.13土壤耕性§2土壤物理機械性2.可塑性土壤在一定含水量範圍內，可被外力任意改變成各種形狀，當在外力解除和土壤乾燥後，仍能保持其變形的性能稱為可塑性。Chap.13土壤耕性影響土壤可塑性的因素：①水分含量：幹土沒有可塑性，當水分含量逐漸增加時，土壤才表現可塑性。土壤開始呈現可塑狀態時的水分含量稱為下塑限（塑限）；土壤失去可塑性而開始流動時的土壤含水量，稱為上塑限（流限）。上塑限與下塑限含水量之差稱為塑性值，也叫塑性指數。塑性值大，土壤的可塑性強。Chap.13土壤耕性影響土壤可塑性的因素：②土壤質地:

土壤中粘粒愈多，質地愈細，塑性愈強。上塑限、下塑限和塑性值的數值隨著粘粒含量的增加而增大，土壤按塑性值分類如下：強塑性土（粘土）>17,塑性土（壤土）17-7，弱塑性土（砂壤）>7，無塑性土（砂土）0。Chap.13土壤耕性影響土壤可塑性的因素：③代換性陽離子：代換性鈉離子因水化度大，使土壤分散，因此可塑性增大。相反，鈣離子因具有凝聚作用可減少土壤的可塑性。④土壤有機質：有機質能提高土壤上、下塑限，但一般不改變其塑性值。Chap.13土壤耕性3.脹縮性土壤吸水後體積膨脹，乾燥後體積收縮的特性稱為土壤脹縮性。土壤脹縮性強會對植物根系產生機械損傷，易拉斷植物根系。影響土壤脹縮性的主要因素是土壤膠體，蒙脫石由於晶層間結合不緊，水分容易進入而使晶層間距拉開，其脹縮性遠較晶層結合緊密的高嶺石大。Chap.13土壤耕性§3注意土壤耕作、改良土壤耕性（1）防止壓板土壤：耕作土壤在降雨，灌溉，人、畜踐踏與農機具等作用下由松變緊的過程稱為土壤壓板過程。（2）注意土壤的宜耕狀態和宜耕期：（3）改良土壤耕性：可通過增施有機肥料、合理排灌、適時耕作等方法改良土壤耕性。（4）少、免耕技術Chap.14土壤膠體與土壤吸收性能§1土壤膠體的概念土壤膠體：土壤中粒徑<1μm或2μm的礦物質顆粒和腐殖質（分散相）分散在土壤溶液（分散介質）中的分散體系。粗分散體系膠體分散體系分子、離子分散體系Chap.14土壤膠體與土壤吸收性能§2土壤膠體的類型無機膠體；有機膠體；有機無機複合體

含水氧化物無機膠體層狀矽酸鹽礦物Chap.14土壤膠體與土壤吸收性能矽氧片和矽四面體：矽四面體是由四個氧原子和一個矽原子所組成。許多矽四面體可以共用氧原子形成一層。氧原子排列成為中間有空的六角形，稱為矽氧片。Chap.14土壤膠體與土壤吸收性能SiAlOxygensSilicon

TetrahedronAluminum

OctahedronSiAlOxygensChap.14土壤膠體與土壤吸收性能Share

1oxygenChap.14土壤膠體與土壤吸收性能鋁氧片和鋁八面體鋁八面體為6個氧原子圍繞一個鋁原子而構成。許多個鋁八面體相互連接成片稱為鋁氧片。Chap.14土壤膠體與土壤吸收性能SiAlOxygensSilicon

TetrahedronAluminum

OctahedronSiAlOxygensOctahedralSheetShare

2oxygensSilicaTetrahedralSheetAluminumOctahedralSheetKaoliniteNon-Expanding10cmol(+)/kg1:1ClaySiTetra.AlOct.SiTetra.2:1ClayMontmorilloniteExpanding100cmol(+)/kgH2OH2OH2OH2OH2OKInterlayerK+KKKKK2:1ClayIlliteNon-expanding40cmol(+)/kgChap.14土壤膠體與土壤吸收性能§3土壤膠體的構造土壤膠體分散系包括膠體微粒（為分散相）和微粒間溶液（為分散介質）兩大部分。膠體微粒在構造上可分為微粒核、決定電位離子層和補償離子層三部分組成。（1）微粒核：主要由腐殖質、無定形的SiO2、氧化鋁、氧化鐵、鋁矽酸鹽晶體物質、蛋白質分子以及有機無機膠體的分子群所構成。Chap.14土壤膠體與土壤吸收性能§3土壤膠體的構造（2）雙電層：微粒核表面的一層分子，通常解離成離子，形成一層離子層（決定電位離子層）；通過靜電引力，在其週邊形成一層符號相反而電量相等的離子層（補償離子層）。又稱之為雙電層。Chap.14土壤膠體與土壤吸收性能Chap.14土壤膠體與土壤吸收性能§4土壤膠體的特性（1）土壤膠體比表面和表面能比表面（比面）是指單位重量或單位體積的總表面積（cm2/g，cm3/cm3）。由於表面分子與外界的液體或氣體介質相接觸，因而在內、外方面受到的是不同分子的吸引力，不能相互抵消，所以具有多餘的表面能。這種能量產生於物體表面，故稱為表面能。膠體數量愈多，比面愈大，表面能也愈大，吸附能力也就愈強。Chap.14土壤膠體與土壤吸收性能§4土壤膠體的特性Chap.14土壤膠體與土壤吸收性能§4土壤膠體的特性（2）土壤膠體帶有電荷永久電荷：它是由於粘粒礦物晶層內的同晶替代所產生的電荷。這種電荷不受介質的pH值的影響，主要發生在2：1型粘粒礦物中，在1：1型礦物中極少。可變電荷：電荷的的數量和性質隨介質pH而改變的電荷。土壤的pH0值是表徵其可變電荷特點的一個重要指標，它被定義為土壤的可變正、負電荷數量相等時的pH值，或稱為可變電荷零點、等電點。Silicon

TetrahedronAluminum

OctahedronMgAlExamplesofIsomorphicSubstitutionProducesa

NetNegative

ChargeAl3+forSi4+Mg2+forAl3+Chap.14土壤膠體與土壤吸收性能§4土壤膠體的特性產生可變電荷可的主要原因有：①粘粒礦物晶面上-OH基的解離②含水鐵、鋁氧化物的解離③腐殖質上某些原子團的解離④含水氧化矽的解離⑤粘粒礦物晶層上的斷鍵等。Chap.1