土壤质地
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。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。
1基本概念
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、壤土和粘土三类,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。其中,砂土抗
土壤质地
旱能力弱,易漏水漏肥,因此土壤养分少,加之缺少粘粒和有机质,故保肥性能弱,速效肥料易随雨水和灌溉水流失,而且施用速效肥料效猛而不稳长,因此,砂土上要强调增施有机肥,适时追肥,并掌握勤浇薄施的原则;粘土含土壤养分丰富,而且有机质含量较高,因此,大多土壤养分不易被雨水和灌溉水淋失,故保肥性能好,但由于遇雨或灌溉时,往往水分在土体中难以下渗而导致排水困难,影响农作物根系的生长,阻碍了根系对土壤养分的吸收。对此类土壤,在生产上要注意开沟排水,降低地下水位,以避免或减轻涝害,并选择在适宜的土壤含水条件下精耕细作,以改善土壤结构性和耕性,以促进土壤养分的释放;壤土兼有砂土和粘土的优点,是较理想的土壤,其耕性优良,适种的农作物种类多。
1、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; 2、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。
3、粒级: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。
土壤中颗粒的大小不同,成分和性质各异;根据土粒的特性并按其粒径大小划分为若干组,使同一组土粒的成分和性质基本一致,组间则的差异较明显。土粒的成分和性质的变化是渐变的。
4、土壤的机械组成:又叫土壤的颗粒组成,土壤中各种粒级所占的重量百分比。
5、土壤质地:将土壤的颗粒组成区分为几种不同的组合,并给每个组合一定的名称,这种分类命名称为土壤质地。如:砂土、砂壤土、轻壤土、中壤土、重壤土、粘土等。
2划分标准
土壤矿物质是由风化与成土过程中形成的不同大小的矿物颗粒组成。土粒大小不同(直径从10米到10米不等),其化学组成和理化性质有很大差异。可按照土粒粒径的大小及其性质分成若干粒级。世界各国通常有不同的土壤粒级的划分标准。下图展示了各土壤粒级划分的具体标准。
四种粒级划分标准
20世纪50年代,中国开始采用前苏联的卡庆斯基制(Katschinski)。1975年,中国拟定了相应的粒级划分标准,与卡庆斯基制近似。上世纪70年代后期,中国引入了国际土壤联合会的国际制(InternationalSociety of Soil Science, ISSS)。上世纪90年代,美国制(USDA)粒级划分在中国得到应用,并逐渐成为主流。上述四种土壤颗粒分级均采用石块、砾石、沙粒、粉粒和粘粒五大类别,但每个类别的划分标准有所不同。在国际制和美国制中,将粒径小于2mm的颗粒视为土壤;在卡庆斯基制中,将粒径小于1mm的颗粒视为土壤。FAO制与美国制具有相同的砂粒、粉粒和粘粒分级。
中国土粒分级主要有2个:
卡庆斯基制土粒分级
常见的几种分级机制
将0.01mm作为划分的界限,直径1——0.01mm的颗粒,称为物理性砂粒;而<0.01mm的颗粒,称为物理性粘粒。
常见的几种分级机制
美国制分级标准
这个标准是1995年制定的。共8级: 2~1mm极粗砂;1~0.5mm粗砂;
0.5~0.25mm中砂;0.25~0.10mm细砂;0.10~0.05mm极细砂; 0.05~0.02mm粗粉粒;
0.02~0.002mm细粉粒;小于0.002mm粘粒。
土壤颗粒组成中,>2mm的石砾超过1%的土壤,根据石砾含量分别定为砾质土或砾石土。
砾质土在描述土壤质地时,在质地名称前冠以某确立质土字样,如砾质砂土、少砾质砂土等。少砾质土砾石含量1~5%;中砾质土砾石含量5~10%;多砾质土砾石含量10~30%。
砾石土。当土壤中砾石含量超过30%以上者,按规定,不再记载细粒部分的名称,只注明是某砾石土。其分级标准为:砾石含量30~50%者为轻砾石土;50~70%者为中砾石土;70%以上者为重砾石土。考试到砾石中所夹细粒部分物质情况各异,在生产上反应亦大不一样,因此,在室内测试时,仍将细粒部分的颗粒组成分别进行了测定,在总的质地命名时仍命名为某砾石土,但在括号内则注明细粒部分的质地名称。如某土壤>2mm的砾石含量为65%,细粒部分的质地为壤质粘土,最后命名时,则定为中砾石土(壤质粘土)等。
土壤颗粒的理、化性质
土壤颗粒大小不同,其化学组成和物理化学性质不同。石砾及砂粒是风化碎屑,几乎全部由原生矿物组成,其所含矿物成分和母岩基本一致,粒径大,抗风化,养分释放慢,比表面积小,无可塑性、黏结性、黏着性和吸附性,无收缩性和膨胀性;氧化硅含量在80%以上,有效养分贫乏。粉粒颗粒较小,容易进一步风化,绝大多数也是由抗风化能力较强的石英组成,其矿物成分中有原生的也有次生的,有微弱的可塑性、膨胀性和收缩性;湿
时有明显的黏结性,干时减弱。粒间孔隙毛管作用强,毛管水上升速度快;氧化硅含量在60%~80%之间,营养元素含量比砂粒丰富。粘粒颗粒极细小,主要由次生矿物组成,比表面积大,粒间孔隙小,吸水易膨胀,使孔隙堵塞,毛管水上升极慢;可塑性、黏着性、黏结性极强,干时收缩坚硬,湿时膨胀,保水保肥性强。氧化硅含量在40%~60%之间,营养元素丰富。
3质地分类编辑
每个土壤粒级划分标准,都有相应的土壤质地的分类和划分标准。国际制和美国制均为三级分类法,即按沙粒、粘粒和粉粒的质量分数,将土壤划分为砂土、壤土、粘壤土和粘土四类十二级。
国际制
在国际制中,根据粘粒含量将质地分为三类即:粘粒含量小于15%为砂土类、壤土类,粘粒含量15%~25%为粘壤土类,粘粒含量大于25%为粘土类;根据粉砂粒含量,凡粉粒含量大于45%的,在质地名称前冠“ 粉砂质”;根据砂粒含量,凡砂粒含量大于55%的,在质地名称前冠“砂质”。国际制的质地分类标准如下图所示。
美国制
美国制
美国制的质地分类标准如右图所示。
国际制
FAO制
FAO的质地分类标准如右图所示。
FAO制
国际制美国制和FAO制
在这三个质地分类图中,等边三角形的三个边分别表示砂粒、粉粒、粘粒的含量。根据土壤中砂粒、粉粒、粘粒的含量,在图中查出其点位再分别对应其底边作平行线,三条平行线的交点得到该点的机械组成。国际制与美国制和FAO制的砂粒、粉粒之间的划分界限是不同的,国际制是0.02mm,美国制和FAO制是0.05mm。FAO制与美国制的关系如下:粗质地是粘粒少于18%且砂粒大于65%,包括砂土、壤砂土、砂壤土的全部或一部分;中质地包括砂壤土、壤土、砂粘壤土、粉砂壤土、粉砂土、粉砂粘壤土和粘壤土的全部或一部分,其粘粒含量少