登录| 注册    
收藏  点赞 

土壤结构

土壤单粒和复粒的排列、组合形式。单粒是土壤充分分散后单个存在的颗粒(见土壤机械分析)。复粒是土壤单粒通过各种作用而聚集在一起的颗粒群。鉴别土壤结构通常按野外形态描述和实验室分析测定两种方法进行。前者主要根据结构体(ped)形态描述;后者在实验室中除土样的微形态鉴别外,主要测定结构体的性质、大小及其分配。

土壤单粒和复粒的排列、组合形式。单粒是土壤充分分散后单个存在的颗粒(见土壤机械分析)。复粒是土壤单粒通过各种作用而聚集在一起的颗粒群。鉴别土壤结构通常按野外形态描述和实验室分析测定两种方法进行。前者主要根据结构体(ped)形态描述;后者在实验室中除土样的微形态鉴别外,主要测定结构体的性质、大小及其分配。结构体主要是由自然因素形成的结构单位,比较稳定,分布在全剖面,结构体的界面清楚,彼此间易分开。其中,经过团聚作用而形成的结构体,称为团聚体(aggregate),孔隙性较好,主要分布在耕层,一般直径小于10毫米,常用筛分法或水中沉降法分开。

形成

土壤剖面各发生层中不同类型结构体的形成,是土体长期经受物理、化学和生物作用的结果,其形成过程十分复杂。文献中叙述的结构形成主要是指土壤团聚体的形成,它大致通过两种途径实现。其一,单粒通过凝聚和复合等作用形成复粒,复粒进一步胶结形成团聚体(见土壤团聚体),这个团聚过程是可逆的;其二,大土块或土体经过各种外力的作用而崩解成不同大小的团聚体。干湿交替、冻融交替、根系压力和耕耘作用都可促进团聚体形成。单粒还可直接胶结形成其他结构体,这种结构体多较紧实,内部缺少孔隙,不同于团聚体。

团聚体形成示意图

干湿交替

湿土在干燥过程中,由于各种土壤物质不均匀的收缩压使土体形成不同大小的裂隙,并进入空气。待再湿润时,因土壤中各种物质的膨胀压的差异和土壤裂隙中闭塞空气外逸时的压力,而使土块破裂成团聚体。干湿交替破裂土块的作用,因湿润前土壤含水量土壤机械组成不同而异。湿润前土壤含水量越低,湿润时破裂土块的效果越好。质地粘重的土壤比质地较轻的土壤效果好。此外,它的作用还受土壤中有机质含量及交换性阳离子组成的影响。

冻融交替

土壤中水在结冰时体积增大,产生胀压,促进土体疏松。结冰过程中由于土粒周围的水向冰晶移动,使土粒脱水而相互团聚。融冻使土块崩裂成各种大小团聚体。融冻作用的效果取决于冻结时土壤含水量、结冰速度和土壤性质。土壤含水量较低时,处于细孔隙中的水难于结冰而融冻作用较差。当土壤水处于有效水范围内,由于它们能快速结冰而有利于团聚体形成。土壤容重越大,冻结的效果越差。

根系压力

植物根尖在土体中向前推进,使根区附近的土粒受到挤压而增强粒间引力。同时,根系在生长过程中交叉分割土体而形成很多裂面,一旦根系死亡,土体沿裂面崩解成各种大小的团聚体。

耕耘作用

通过机具耕耘可把密实土体切割成团聚体,疏松土壤。其效果取决于机具类型、土壤性质和耕耘时的土壤含水量。通常选择土壤耕作阻力小、不易被压实时的含水量进行耕作,此时的土壤含水量一般相当于田间持水量的60%~80%。增加耕作速度可使适宜耕作的含水量略为提高。重型机具行走可使土壤严重压实,称为“压板”,不利于作物扎根和出苗,雨水和灌溉水难以下渗,造成地面径流和水、肥流失。

此外,栖息在土壤中的动物,多有疏松土壤的作用,尤其是蚯蚓的活动,除每年可提供大量粪便作为优质团聚体外,还可增加很多通气孔隙,提高土壤的通气透水性能。

分类

管理

绝大多数农作物的生长、发育、高产和稳产都需要有一个良好的土壤结构状况,以便能保水保肥、及时通气排水,调节水气矛盾,协调肥水供应,并有利于根系在土体中穿插等。大多数农业土壤的结构,因受耕作和施肥等多种因素的影响而极易遭到破坏,因此,必须进行合理的土壤结构管理,以保持和恢复良好的结构状况,其主要途径如下:

增补有机物料

有机物料除能提供作物多种养分元素外,其分解产物多糖等及重新合成的腐殖物质土壤颗粒的良好团聚剂,能明显改善土壤结构。即使在有机质含量大于30克/千克的水稻土中,增补有机物料仍有明显的改土增产作用(见表)。有机物料改善土壤结构的作用取决于物料的施用量、施用方式以及土壤含水量。一般说,有机物料用量大的效果较好,秸秆物料直接回田(配施少量化学氮肥以调节土壤的碳氮б)б沤制后施入田内的,其效果较好;水田施用有机物料还要注意排水条件,在囊水条件下施用有机物料,由于土壤含水量过高,往往得不到良好的改土效果。

有机物料的改土增产作用(田间试验)

合理耕作

除尽量选择在适耕含水量时进行耕作外,在一些坡地田或平坦田块内,为了防止水土流失,保持土壤水分或因避免烂耕烂耙破坏土壤结构以及不拖延播种季节,采用留茬覆盖和少(免)耕配套技术,是保护土壤结构的一项行之有效的耕作措施。但在推行这项措施时必须根据当地的气候、土壤、作物种类以及农作制度的不同而异。

合理轮作

中国从南到北,从沿海到西部,在作物轮作周期中素有轮种绿肥的习惯。南方水田地区种植紫云英、蚕豆、豌豆和萝卜菜等,北方和西北地区种植田菁、苜蓿和苕子等均有明显的改土和增产作用。小麦、向日葵和玉米具有强大的根系,其重量与禾本科牧草的根重接近。所以,在轮作中种好大田作物,使其有发达的根系和有较多的秸秆可还田,也是改善土壤结构的一项有效措施。

此外,合理的水分管理亦很重要。尤其在水田地区,采用水旱轮作、减少土壤的淹水时间,能明显改善水稻土结构状况,促进作物增产。随着高分子合成工业的日益发展,人工合成结构改良剂的应用,已成为一项行之有效的快速改良土壤结构的管理措施(见土壤结构改良剂)。

意义

根据土壤剖面中不同发生层次中土壤结构的形态变化,可大致判别某一土壤的成土过程。例如,土层中出现团粒结构同成土过程中的腐殖质积累密切相关;而柱状结构的出现同土壤碱化过程密切相关等。在农学上结构良好的土壤至少具有下列作用:①便于植物根系的穿插和固定植株地上部分。②贮存和运输植物生长所需的水分和养分。③调节土壤中水气矛盾及养分贮存和供应的矛盾。④运送根系呼吸作用所需的氧气和排放出二氧化碳。⑤排除根际对植物生长有害的物质及贮存能转化土壤有机质的微生物和酶等。由此可见,土壤结构对提高肥力、促进作物增产及调节土壤环境具有重要作用。