土壤物理性质与土壤肥力的关系

土壤的颗粒分布、结构、容重、孔隙度及其排布、抗风蚀和水蚀性能、团聚体的体积与稳定性、土壤水分、持水性能、入渗速率和入渗容量等这些物理性质都会影响土壤肥力。从颗粒分布的机械组成上来说，砂土虽然通气性好，但保肥能力差，黏土的保肥能力好，但通气性不好，而壤土居中，肥力质量较好。土壤的容重反映了土壤的质地和有机质含量、结构和松密度等，而这些都影响着土壤的肥力。孔隙度是土壤内部空隙的体现，空隙决定了土壤的通气性，土壤的结构也决定着土壤的保水保肥和通气性。

土壤物理的土壤质地

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。 土壤中的矿物颗粒可按其直径大小分为若干等级。各国的分级标准不一，常见的分级标准见表 1。不同直径的矿物颗粒在物理和物理化学性质上有明显差异。各等级的主要特征是： 　石块 　岩石崩解的碎块。对土壤耕作和植物生长都不利，应设法除去。
石砾
由母岩碎片和粗粒矿物组成。其大小和含量直接影响土壤耕作的难易和对农机具的磨损程度。
砂粒
由母质碎屑、原生矿物和石英等组成。其中氧化硅的含量高达80%以上。含砂粒多的土壤较松散、通气好、无胀缩性，但保水保肥力弱，磷、钾等矿质养分含量低。
粉粒
颗粒的大小和性质均介于砂粒和粘粒之间。氧化硅和铁铝氧化物的含量分别为60～80%和 5～18%；其矿物组成既有原生矿物也有次生矿物；有微弱的可塑性和胀缩性，粉粒级的矿物组成与土壤养分的潜在供应能力有一定关系。
粘粒
是土壤颗粒组成中最活跃的部分。主要由次生硅铝盐组成。颗粒小，呈片状，比表面积大，吸附能力强，保水保肥力也较强；但由于粘粒内孔隙小，且胀缩性大，通气和透水性较差。粘粒的性质还随粘土矿物类型的不同而异。 2:1型蒙脱类粘土的胀缩性和吸水性较1:1型的高岭类粘土大得多。 公认的土壤基本质地分3组,即砂土组、壤土组和粘土组。各自的特点如下述。
砂土组 　保水和保肥能力较差，养分含量少，土温变化较大；但通气透水良好，容易耕作。
粘土组 　保水和保肥力较强，养分含量较丰富，土温变化小；但通气透水性差,粘结力强，犁耕阻力大,耕作较困难,且有强烈的胀缩性，干时硬结，湿时泥泞,适耕期短。
壤土组 　是介于砂土和粘土之间的一种土壤质地类型。性质上也兼备砂土和粘土的优点：通气透水、保水保肥能力都较好,适合多数作物生长，适耕范围较宽,耕作方便，易于调节，是农业生产上理想的土壤质地类型。 根据土壤中矿物颗粒组合特点将土壤分为若干类型的检索系统。常见的有：
国际制分类系统 　该系统将土壤质地分为 4组（砂土、壤土、粘壤土和粘土）13级，并按等边三角表进行检索（图 2）。其方法是：①以粘粒含量为主要标准25%为粘土组。②当土壤含粉粒达45%以上时，在各组质地的名称前均冠以“粉质”。③当砂粒含量在55～85%时，则冠以“砂质”；如超过85%，则称为壤质砂土，其中砂粒达90%者称砂土。 　美国制分类系统 　与国际制基本相似，所不同的是它将土壤质地分为4组12级（图3）。 　苏联制分类系统 　由苏联卡钦斯基拟定，采用双级分类制，即按物理性砂粒和物理性粘粒含量将土壤质地分为 3组9级（表2）。
除上述3个分类系统外,还有些国家结合自己国家土壤的特点制订了各自的土壤质地分类系统。 又称土壤总孔隙度。指土壤孔隙的容积占土壤总容积的百分数。通常按下式计算： 　式中的土壤容重又称土壤假比重。是指单位体积土壤(包含孔隙在内)中绝对干燥时的重量，单位为克/厘米 。其数值大小与土壤质地、结构和有机质含量有关。通常,矿质土壤的容重为1.40～1.70克/厘米；有机土壤为1.10～1.25克/厘米;粘质土壤为1.10～1.60克/厘米；砂质土为1.3～1.5克/厘米；肥沃的耕层土壤为1.00～1.20克/厘米 ；紧实土壤为1.50～1.80克/厘米 。容重值低的土壤表明其孔隙多，反之则孔隙少。容重除作为计算土壤孔隙度的必要参数外，也是计算土壤空气容量，换算田间土壤重量以及土体内水分、养分、盐分和有机质贮量的必要参数。 　式中的土壤比重又称土壤真比重。是指单位体积土壤颗粒（不包括孔隙在内）的绝对干燥重量与同体积水4 ℃时重量的比值。土壤比重数值的大小与矿物组成和有机质含量有关。土壤矿物的比重一般在2.40～2.80之间；有机质比重一般在1.2～1.4之间。土壤的平均比重为2.65。土壤比重是计算土壤孔隙度的必要参数；也可作为大致判别土壤矿物类型的依据。
土壤孔隙度一般为50%左右；松散土壤可高至55～65%；紧实土壤可低至35～40%。 指土壤孔隙的大小。测定的方法很多，常按土壤吸力值的大小用下式计算：
孔隙直径（毫米）=3/土壤吸力(水柱高度，厘米)
土壤中孔隙的大小、形状及其稳定程度与土壤结构有关。土壤孔隙直径不同，其通气、排水能力也不同。一般认为,直径大于0.2毫米的粗大孔隙能保证土壤的通气性;直径0.2～0.03毫米的较大孔隙既能供水又能排水；直径0.03～0.01毫米的中等孔隙其毛管作用强烈；直径0.01～ 0.005毫米的小孔隙，具有很强的持水能力；直径小于 0.005毫米的细微孔隙对土壤水分、空气的调节无效，对植物生长也无益。有时，土壤中的孔隙也可分为毛管孔隙（或称持水孔隙）和非毛管孔隙（或称通气孔隙）。前者指由毛管水占据的孔隙；后者指能通气的孔隙。土壤内大、中、小孔隙的比例因生物气候条件以及特定作物所需的物理环境条件而异。