土壤质地完整总结版

土壤质地

土壤质地与机械组成的异同性

土壤质地 基本概念

土壤质地是土壤物理性质之一。指土壤中不同大小直径的矿物颗粒的组合状况。土壤质地与土壤通气、保肥、保水状况及耕作的难易有密切关系；土壤质地状况是拟定土壤利用、管理和改良措施的重要依据。实际上是一个多孔的分散体系，是由大小不一的粒径、形状和组成各异的颗粒所组成。完全分散的土壤单粒称为“土粒”。土粒中有90%以上为无机矿物，其余为有机物和有机—无机复合体。土壤颗粒既包括原生矿物也包括风化作用和成土过程中形成的次生矿物。 土壤土粒间存在着规格不等形状复杂的多种形态的孔隙，颗粒与空气、水分界面间存在复杂的物理的、化学的和生物的反应过程，并进行能量和物质交换。

肥沃的土壤不仅要求耕层的质地良好，还要求有良好的质地剖面。虽然土壤质地主要决定于成土母质类型，有相对的稳定性，但耕作层的质地仍可通过耕作、施肥等活动进行调节。 单粒

相对稳定的土壤矿物质的基本颗粒，不包括有机质单粒。 复粒（团聚体）

由若干单粒团聚而成的次生颗粒为复粒或团聚体。 土粒的粒级

土粒的粗细不同，其物理性质、机械物理性质显著不同。土粒由粗到细是连续的，并无截然界线，为了研究和实际工作的需要，科学工作者根据颗粒的吸

湿性、毛管现象、粘结力和粘着力、膨胀和收缩性等一系列物理性质和机械物理性质将土粒的粒径大小将土粒划分为若干个粒径范围或级别，每一个粒径范围或级别为一个粒级组，简称为“粒级”。土壤粒级的划分是人为的，在不同的研究领域，不同国家所采用的划分标准不同。

目前世界各国土壤粒级分类标准不一致，农业与工程上的分类标准也不一致，现在有十几种分类法，但是在国内使用最普遍的有三种，即国际制、前苏联制和美国制。

在世界各国的不同分类制中，三个基本粒级名称是一致的，即：砂粒、粉粒、粘粒；大于砂粒的粒级则称为石砾。

按一定的直径范围，将土划分为若干组 土壤中单粒的直径是一个连续的变量，只是为了测定和划分的方便，进行了人为分组。 石砾：?1mm 砂粒：1-0.05mm 粉粒：0.05-0.002mm 粘粒：?0.002mm

近几年来我国在实际工作中，为了与国际“接轨”，主张采用国际制和美国制。我国土壤类型繁多，所处的水热条件差异大，为了能够既科学地反映我国土壤质地实际，又能与国际分类制衔接，应加强这方面的科研工作，尽早制定出我国的粒级分级和质地分类制。

土壤粒级中石砾是最粗大的土粒，石砾在农业区土壤中并不多见，只是在坡积土、山石土多有存在。在实际分析工作一般将大于2mm（国际制）粒径石砾筛出。如果土壤中石砾数量较多，土样处理时应加以记载。

砂粒主要成分是石英（SiO2），也有长石类、云母类的碎块（片）。在砂粒矿物表面往往有氧化铁、锰或碳酸钙沉淀。细砂粒表面有时也常被胶膜包围。砂粒组在分级中又分若干亚级，即：粗、中和细砂。粗砂粒级比表面积小，毛管性能极差，只有触点（对接）水存在，持水性、可塑性均差，而通透性良好，饱和导水能力极强。

细砂粒和粗砂粒的矿物多为原生物质，成分与砂粒类似。比表面积大于砂粒，吸附水分子能力增强。

中、细粉粒的矿物组成仍为原生矿物，其成分与砂粒相同，其表面性能明显增强，毛管力强，毛管水上升高度可能很高，但其毛管水运动速度减慢，通透性差，非饱和导水率低，而粘着、粘结、可塑和可胀缩性强。

粘粒级组的矿物组成多数为次生矿物，并常有腐殖质胶粒，往往形成复合状胶粒存在。其理化性质活跃，具有极大的比表面积和表面电荷，胶粒表面有负电荷，在水溶液中可形成双电层，毛管半径较小或很小，通透性、非饱和导水能力极差，但粘着、粘结、胀缩性特强，此种粒级多的土壤，急需改良其不良的物理性状。

土壤颗粒粒级大小不同，其矿物质组成和化学成分亦不同，粒径大的多为原生矿物，SiO2含量高，当粒径小于0.002mm时，几乎全部为次生矿物，所以，土粒愈粗大，含SiO2量也愈多，Fe2O3和Al2O3等成分愈少；土粒愈细，则SiO2含量愈少，而R2O3等成分却增加 土壤机械组成 基本概念

土壤是由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

合在一起表现出的土壤粗细状况，称土壤机械组成又叫土壤的颗粒组成，即土壤中各种粒级所占的重量百分比。影响着土壤水分、空气和热量运动，也影响养分的转化，还影响土壤结构类型。 土壤机械组成测定方法 比重计速测法

将经化学物理处理而充分分散成单粒状的土粒在悬液中自由沉降，经过不同时间,用甲种比重计<即鲍氏比重计)测定悬液的比重变化，比重计上的读数直接指示出悬浮在比重计所处深度的悬液中土粒含量（从比重计刻度上直接读出每升悬液中所含土粒的重量）。而这部分土粒的半径(或直径)可以根据司笃克斯定律计算，从已知的读数时间(即沉降时间t)与比重计浮在悬液中所处的有效沉降深度(L)值(土粒实际沉降距离)计算出来，然后绘制颗粒分配曲线，确定土壤质地，而比重计速测法，可按不同温度下土粒沉降时间直接测出所需粒径的土粒含量，方法简便快速，对于一般地了解质地来说，结果还是可靠的。 吸管法

是水析法的一种，实质为静水沉降法，其基本原理认为0.002-0.2MM粒径的土粒在水或液体中靠自重下沉时应作等速运动，运动的规律符合斯托克斯定律。定律认为土粒越大，在静水中沉降速度越快。反之，土粒越小、沉降速度越慢。设有一个圆球.在进行粒度成分分析时，先把一定重力WS，的干土制成一定体积的悬液，搅拌均匀后，各种粒径的士在悬液中是均匀分布的，即各种粒径在悬液中的浓度在不同深度处都是相等的。静置一段时间TI后，悬液中粒径为DI的颗粒以相应的沉降速度UI在水中沉降占较粗的颗粒在悬液中沉降较快，较细的颗粒则沉降较慢，在深度`L_I`处，沉降速度为`U_I`＝`L_I`／`T_I`，所以在

LI深度范围内，肯定已没有大子`D_I`的颗粒，则在`L_I`深度一微小区段内的悬液中只有等于及小于`D_I`的颗粒，而且等于及小于`D_I`颗粒的浓度与开始均匀悬液中等于及小于山的浓度相等。从以上分析可看出，只要时间一定，则某一深度处等于及小于`D_I`的粒径就已知。同样只要测出同一时间内同深度处的悬液密度，则～相应的含量就已知。悬液的密度`P_I`可用比重计测读，也可用吸管吸取`L_I`处的悬液测定 手测法（适用于野外）

根据各粒级颗粒具有不同的可塑性和粘结性估测土壤质地类型。砂粒粗糙，无粘结性和可塑性；粉粒光滑如粉，粘结性与可塑性微弱；粘粒细腻，表现较强的粘结性和可塑性；不同质地的土壤，各粒级颗粒的含量不同，表现出粗细程度与粘结性和可塑性的差异，本次实验，主要学习湿测法，就是在土壤湿润的情况下进行质地测定。 二者的异同性 二者的共性

土壤机械组成是土壤质地分类、命名的基础,而且直接关系着土壤松紧程度、孔隙数量,进而影响着土壤通气、透水及土壤环境背景值、能量转化等性能,是评价土壤基本性质和形成环境的一个重要指标。 二者的特性

土壤质地是根据土壤的颗粒组成划分的土壤类型。是土壤的一种十分稳定的自然属性，对土壤肥力有很大影响。土壤机械组成是构成土壤结构体的基本单元,土壤机械组成决定土壤保肥蓄水和通透性能。

土壤三大质地组及其分类

土壤三大质地组

土壤质地是根据土壤的颗粒组成划分的土壤类型。土壤质地一般分为砂土、壤土和粘土三大地质组，其类别和特点，主要是继承了成土母质的类型和特点，又受到耕作、施肥、排灌、平整土地等人为因素的影响，是土壤的一种十分稳定的自然属性，对土壤肥力有很大影响。 砂质土（砂粒50%）

砂质土的主要肥力特征为蓄水力弱、养分含量少，保肥能力差、土温变化快，但通气性、透水性好，易耕作。由于砂质土壤含砂粒较多，粘粒少，颗粒间空隙比较大，所以蓄水力弱，抗旱能力差。砂质土本身所含养料比较贫乏，由于缺乏粘粒（无机胶体）和OM（有机质胶体），保肥性差；通气性、透水性较好，有利于好气性微生物的活动，OM分解快，肥效快、猛而不稳，前劲大后劲不足。 砂质土壤因含水量少，热容量较小，所以昼夜温差变化大，土温变化快，这对于某些作物生长不利，但有利于碳水化合物的累积。 砂质土适宜种植耐旱、耐瘠、生育期短、早熟的作物。化肥施用少量多次，后期勤追肥；多施未腐熟有机肥；勤浇水。 粘质土（粘粒30%）

粘质土的主要肥力特征为保水、保肥性好，养分含量丰富，土温比较稳定，但通气性、透水性差，耕作比较困难（干时坚硬，湿时粘粒，故要在一定的含水量条件下耕作较好）。由于粘质土壤含粘粒较多，颗粒细小，孔隙间毛管作用发达，能保存大量的水分，但是水分损失快，保水抗旱能力差。粘质土壤含粘粒较多，一方面粘粒本身所含养分丰富，另一方面粘粒的胶体特性突出，保肥性好。粘质土壤由于蓄水量大，热容量也较大，

所以昼夜温差变化小，土温变化慢，这有利于植物生长。粘质土壤由于土壤颗粒较细，颗粒间空隙小，大孔稀少，所以通气性、透水性差，不利于好气性微生物的活动，OM分解比较慢，有利于土壤OM的累积，所以粘质土壤OM的含量一般比砂质土壤高，肥效慢、稳而且持久。化肥一次用量可适当增加，前期追施速效化肥；有机肥宜用腐熟度高的；湿时排水，干旱勤浇水，还可压面堵塞毛管孔隙。 壤土

壤土兼有砂土和粘土的优点，粉粒大于30%，北方称为二合土。是较理想的土壤，其耕性优良，适种的农作物种类多。 土壤质地分类 国际土壤质地分类制

国际制土壤质地分类标准以粘粒含量为主要标准，要点如下： ①粘粒含量<15％者为砂土和壤土质地组；粘粒含量15～25％者为粘壤土组；粘土类以粘粒25%以上为标志，凡粘粒>25％者为粘土组。 ②当土壤粉（砂）粒含量>45%时，均冠以“粉（砂）质”字样。

③当土壤砂粒含量在55～85％时，则冠以“砂质”字样，如85～90%时，称为壤质砂土，其中砂粒>90％以上者称为砂土。

国际制土壤质地三角坐标图

国际制土壤质地分类标准:

颗 粒 组 成（mm,%） 质 地 名 称 粘 粒 粉 粒 砂 粒 （<0.02） （0.02-0.002） (2-0.02) 砂 土 1、砂土及壤质砂土 0-15 2、砂质壤土 壤 土 3、壤土 4、粉砂质壤土 5、砂质粘壤土 粘壤土 6、粘壤土 0-15 0-15 0-15 15-25 15-25 0-15 0-45 30-45 45-100 0-30 20-45 45-85 85-100 55-85 40-55 0-55 55-85 30-55 0-40 7、粉砂质粘壤土 15-25 8、砂质粘土 9、壤质粘土 粘 土 10、粉砂质粘土 11、粘土 12、重粘土

25-45 25-45 25-45 45-65 65-100 0-20 0-45 45-75 0-35 0-35 55-75 10-55 0-30 0-55 0-35 前苏联（卡庆斯基）土壤质地分类制

卡庆斯基分类制包括三部分，即：基本质地分类，详细质地分类和补充分类。

在获得土壤颗粒分析结果后，首先根据卡庆斯基质地分类简表进行基本质地分类。应用卡庆斯基质地分类简表分类时，首先确定所研究土壤的类型属于分类简表中的灰化土类、草原土和红黄壤类、碱化和强碱土类三大类型中的哪一类。可以用物理性砂粒（＞0.01mm%）和物理性粘粒（<0.01mm%）两个粒级的其中一个进行分类。 根据物理性粘粒含量，划分大的质地类型，标准如下： 物理性粘0-5 粒（%） 松砂紧砂砂壤轻壤中壤重壤轻粘中粘重粘质地类型 土

在实际土壤质地分类中：

①先根据土壤的物理性砂粒(>0.01mm)或物理性粘粒（<0.01mm）的含量，

土 土 土 土 土 土 土 土 5-10 10-20 20-30 30-45 45-60 60-75 75-85 >85 按照卡庆斯基分类简表来确定土壤的基本质地名称——砂土、壤土和粘土。②然后再把质地进行详细分类，将土粒细分为六组：石砾（3～1mm）、砂粒（1～0.05mm）、粗粉粒（0.05～0.01mm）、中粉粒（0.01～0.005mm）、细粉粒（0.05～0.001mm）、粘粒（<0.001mm），将其作为形容词分别称为砾质、砂质、粗粉质、中粉质、细粉质、粘质

③按石块含量再进行石质程度的补充分类，即把>3mm的颗粒含量分为非石质、轻石质、中石质和重石质四级。再将石质程度名称冠于详细分类质地名称之前，如 “轻石质粘质砂质轻粘土”。

按优势粒级细分和定名粗粉粒为粗粉质，中细粉粒为粉质，砂粒为砂质，粘粒为粘质。具体命名时取第二优势粒级，如下表： 第一优势粒级 中细粉粒 粘 粒 砂 粒 中细粉粒 砂 粒 粘 粒 粗 粉 粒 粗 粉 粒 砂 粒 中细粉粒 第二优势粒级 粘 粒 中细粉粒 中细粉粒 砂 粒 粘 粒 粗 粉 粒 粘 粒 砂粒或中细粉粒 粗 粉 粒 粗 粉 粒 详 细 命 名 粘 粉 质 粉 粘 质 粉 砂 质 砂 粉 质 粘 砂 质 粗粉粘质 粘粗粉质 粗 粉 质 砂 质 粉 质 美国土壤质地分类制

在分类标准方面，国际制与美国制很近似。而前苏联卡庆斯基制则有本身的特点。卡氏分类制不仅依据物理性粘粒（<0.01mm）和物理砂粒（>0.01mm）两级相对含量，而且还考虑其它六个粗细不同的粒级含量，比较全面。而美国和国际两种分类则只考虑粘粒、粉粒和砂粒三个粒级的相对含量。卡氏土壤质地分类制的制定以前苏联不同地带性土壤大量实测数据为依据，它充分反映了全境不同类型土壤质地分布规律，科学性较强；但是土壤质地的详细命名太长。

我国国土的纬度跨度大，土壤类型多，成土条件和人为影响亦较复杂，在使用卡庆斯基基本分类制时往往遇到所测定的土壤不在其简表规定的三大类土壤范围内的难题。因此我国应该加强对土壤质地分类的基础研究，尽早制定出适于我国土壤特点的分类。

土壤质地的研究方法

手测法

在田间将预测土样放在手掌上查看土样颗粒粗细，并适当加水做成土条，根

据土粒粗细状况及可塑性来确定土壤质地属性

砂：砂粒较大而均匀，不能成球，搓团时会自行散开； 砂壤：刚可形成小团或小土条，但很易散开成碎块； 轻壤：可以搓成3mm粗细小圆条，但易行成裂块；

中壤：粘粒、砂粒大致相等，易搓成圆条，但当弯曲成环时，易裂开； 重壤：易搓成条或弯曲成环，但表面有裂纹或环状圆条压扁时有裂纹： 粘土：易搓成条并形成环状，环状圆条压扁时也不发生裂纹。 土壤颗粒组成分析法 土粒分散

物理的分散方法不用化学分散剂，只用物理的、机械的方法加以分散，属于此种分散法主要有三种其一是超声波法，将欲测土样直接用超声波处理，超声波处理有一定的分散作用，但由于超声波在工作过程中频率和强度难以稳定，有时还可以破坏土粒，致使分析精度受到了影响，因此，许多土壤学家对超声波法持反对态度；其二是机械分散法，浸泡、振荡和将土样加水拌成浆糊状加以搅拌揉擦；其三是加热煮沸；物理分散的方法虽然简单，但往往分散不彻底，分散效果不够理想。 化学分散法

酸碱化学分散法，在分散过程中，首先用稀酸淋洗土样中游离的碳酸钙、镁盐类和交换性钙、镁离子，之后用Na+将土样分散。卡庆斯基分散处理法即属于此种，卡氏法：土样先用0.05MHCl淋洗，将土样中水溶盐、石膏、碳酸钙（或碳酸镁）及交换性Ca2+，Mg2+淋洗，随后再用1M NaOH（按交换容量）将土样处理为Na+饱和。淋洗时可能引起淋失量增加，卡氏法提出淋失量处理方法。

强碱弱酸盐分散法，对于游离碳酸钙含量较高的土壤，用稀酸进行淋洗后的洗失量要高达10～20％以上，其在粒级中分布没有明显的规律性，难以恰当地确定这部分较高洗失量属于哪一种粒径。因此用一些缓冲性的盐类——焦磷酸钠（Na4P2O7）和六偏磷酸钠（Na6P6O18，或(NaPO3)6）作为分散剂；用这些分散剂中的钠离子取代土壤胶体和溶液中的钙、镁离子，使其与酸根形成难以溶解的盐类。一般酸性土壤其化学分散剂多采用NaOH；中性钙质的土壤采用草酸钠（Na2C2O4）为宜；石灰性土壤其化学分散剂最好采用焦磷酸钠（Na4P2O7）、和六偏磷酸钠（Na6P6O18）。作用机理是所用的化学分散剂中阴离子可与Ca2+、Mg2+形成难溶性化合物。并且P2O74－和 PO43－ 可与Ca2+作用并在富含Ca2+的石膏和方解石晶体表面形成胶膜，防止钙离子继续溶解而不利于土粒的分散。

物理－化学联合分散法

（淋洗）化学分散剂－煮沸法，将土样先加入化学分散剂处理，然后再用物理的方法促进化学分散剂分散作用。如果土样含有游离的碳酸钙，须先用稀盐酸淋洗土样，去除游离的碳酸盐，然后再加入分散剂，并加热煮沸（或振荡）一定时间的分散效果较为令人满意。

超声波－化学分散剂法将土样加入化学分散剂（Na4P2O7或Na6P6O18）后振荡摇匀，使之形成土壤悬浮液，再用超声波处理土壤悬浮液。

国内对于土壤颗粒分析的前处理方法常采用酸碱化学分散剂法，即将过1mm筛的土壤颗粒径0.2M HCl去土壤中碳酸盐，之后，再用0.05M HCl淋洗，使土壤胶体全部被H+所饱和。再用Na+分散剂分散土壤。对不同类型土壤加入不同的 Na+分散剂：石灰性土壤用偏磷酸钠；中性土壤用草酸钠；酸性土壤用

氢氧化钠。 土壤比表面法

在实际应用中是根据等温吸附的理论测定土壤的单位质量或单位体积的土壤总表面积，即“比表面积”：土壤单位质量的表面积称为质量比表面Sm，土壤单位体积的表面积称为体积比表面Sv，其单位分别为m2 g-1 和 m2 ﹒cm-3。 Sm=As／Ms Sv=As／Vs

土壤比表面积S的数值主要取决于颗粒的大小、形状以及矿物组成，不同类型的矿物的比表面积差异很大 土壤比表面的测定

测定土壤比表面的方法是以土壤固体颗粒吸附现象为基础的吸附法 测定表面积的方法还有许多种：

①根据颗粒大小算表面积的几何计算法； ②气体渗透法和甲基蓝法； ③由负吸附量计算表面积法；

④ 用电位滴定曲线来计算铁铝氧化物的表面积法； ⑤ 氢氧化钠滴定法；

⑥ 电子显微镜观测法和低角度χ衍射分析法。 但是目前使用最广泛的方法是吸附法。 氮气吸附法：

一种方法是利用BET气体吸附仪。使一定量的氮、氦的混合气体连续通过土样时，氮气就会被吸附在土壤的表面，而使气体浓度发生变化，这种浓度的变

化可以用热性元件检出，用记录仪记录下来，从而得到吸附量V，依次改变通过土样的氮气分压P1P2 …，可得到相应的吸附量V1V2…值，然后根据BET绘制出直线图，根据截距α和斜率β求出土壤单分子层吸附量 和土壤比表面积 。利用BET气体吸附仪法比较简便，但是精确度不高，且需要特殊BET气体吸附仪。另一种方法—是很早就已经被采用了的滴定管容量法：将试样装入容器，接上真空泵回路，进行减压脱气法，然后用液态氮冷却，在一定的平衡压力下，让土样与氮气接触，用滴定管测定吸附量，这个方法精确度较高。总之氮气吸附法在测定技术上相对复杂，要求的条件也很高，特别是氮气与粘土表面的亲合力小，气体不能进入晶层之间，所以，测定的表面只能代表外表面积，因此这种方法不能测定膨胀性矿物的内表面积。 水蒸汽吸附法

仪器：可抽真空的硫酸干燥器法4个，普通干燥器1个，真空泵，万分之一天平，烘箱等。药品：P2O5.浓硫酸 测定步骤：

1.硫酸水溶液的配置：首先查25℃时硫酸水溶液浓度与相对湿度（P/Po×100）的关系，制备出一系列相对湿度在0.05

3.取土样2～3g（4份）装入称量瓶放入装有P2O5干燥剂的干燥中过夜即可脱水；或者用浓硫酸干燥器脱水，但是需要2～3日可达恒重

4.然后将土样分别放入装有各种浓度（55.01％、57.76％、60.80％、64.45％）硫酸水溶液的干燥器中，密闭好干燥器后，用真空泵抽真空约20min。在25℃

气,防止还原态有毒物质对作物的危害。如果在离地表不深处有坚实硬盘或砂姜,阻碍作物根系(尤其是果树)下伸,则应深耕探刨予以破除。

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