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土壤团聚体

土壤团聚体

土壤团聚体soil aggregate又叫土团。土壤颗粒(包括土壤微团聚体)经凝聚胶结作用后形成的个体。其直径一般在10~0.25mm範围以内。按其对抵抗水分散力的大小,可分成水稳性团聚体和非水稳性团聚体。水稳性团聚体构成的主体,爽水性较好有利于抗旱、保墒,不易产生地表径流;非水稳性团聚体构成的土体,雨后被分散的细小土粒堵塞土壤孔隙,不利渗水、保水,地面径流大,易引起水蚀。但在乾旱地区通过适宜的耕作所形成的非水稳性团聚体,在一时间也能起抗旱保墒作用。所以在乾旱地区,雨后要勤锄地,使被雨打板的表土重新形成一层非水稳性团聚,切断由下向上引水的毛管,以利保墒。

基本介绍

中文:土壤团聚体外文名:Soil aggregate大小:直径<10mm阶段两个形成条件:胶结作用性质鉴定土壤肥力的标誌之一

释义

土壤团聚体是土粒经各种作用形成的直径为10~0.25mm的结构单位它是土壤中各种物理,化学和生物作用的结果。土壤团聚体是土壤结构构成的基础影响土壤的各种理化性质,团聚体的稳定性直接影响土壤表层的水、土界面行为,特别是与降雨入渗和土壤侵蚀关係十分密切。

分类

从大小上分:
大团聚体:直径>0.25mm的团聚状结构单位。
微团聚体:直径<0.25mm的团聚状结构单位。
土壤团聚体的分级为:大于10mm,10~7mm,7~5mm,5~3mm,3~2mm,2~1mm,1~0.5mm,0.5~0.25mm,<0.25mm等9级。
按其对抵抗水分散力的大小,可分成水稳性团聚体和非水稳性团聚体:
水稳性团聚体:抗水力分散的土壤团聚体。
非稳定性团聚体:外力易分散的土壤团聚体。

形成

土壤团聚体形成的过程一个渐进的过程。大体上可分为两个阶段。第一阶段是矿物质和次生粘土矿物颗粒,通过各种外力或植物根系挤压相互默结,凝聚成复粒或团聚体。第二阶段是团聚体或复粒再经过胶结、根毛和菌丝体的固定作用形成团聚体。在自然界中实际上这两种作用是很难截然分开的,在一定条件下,单粒可直接形成团聚体。

形成条件

土壤团聚体的形成,必须具备一定的条件,主要有
(1)需要有足够的细小土粒:细小的土粒包括微团聚体和单粒。土粒越细,其粘结力越大,越有利于复粒的形成。过砂的土壤不能形成团聚体。
(2)胶结作用:指土粒通过有机和矿质胶体而结合在一起的过程。土壤中胶结物质有两大类:一类是有机胶物质。如有机质中的多糖、胡敏酸、蛋白质等。一类是矿质胶结物质,如硅酸,含水氧化铁、铝及粘土矿物等。腐殖质是最理想的胶结剂(主要是胡敏酸)与钙结合形成不可逆凝聚状态,其团聚体疏鬆多孔,水稳性强。含水氧化铁、铝、粘粒形成的团聚体是非水稳性团聚体。
(3)凝聚作用:指土粒通过反荷离子等作用而紧固的过程。带负电荷的土壤胶粒相互排斥呈溶胶状态,但在异性电子Ca2+、Fe3+等阳离子的作用下,使胶粒相互靠近凝聚而形成复粒,这是形成团聚体内的基础。
(4)团聚作用:指由于各种力的作用使土粒团聚在一起的过程。主要的外力有:
1) 植物根系及掘土动物。对土粒的穿插、切割、挤压而促使土块破裂,根系、掘土动物在土壤中的活动微生物、菌丝体对土粒的缠绕起到成型动力的作用。
2) 土壤耕作的作用。定时合理耕作、中耕、耙、镇压等措施具有切碎、挤压等作用,有利于促进团聚体的形成。
3) 土壤的乾湿交替、冻融交替作用。乾湿交替指土壤反覆经受乾缩和湿胀的过程,冻融交替指土壤反覆经受冷冻和热融的过程。

功能

土壤团聚体是良好的土壤结构体。其特点是多孔性与水稳性。具体表现在土壤孔隙度大小适中,持水孔隙与充气孔隙的并存,并有适当的数量比例。因而使土壤中的固相、液相和气相相互处于协调状态,所以一般都认为,团聚体多是土壤肥沃的标誌之一。现从以下4个方面说明

土壤孔隙性

团聚体内部以持水孔隙占绝对优势,而团聚体之间是充气孔隙,这种孔隙状况为土壤水、肥、气、热的协调,创造了良好的条件。

协调土温

团聚体间的充气孔隙,可以通气透水,在降水或灌水时,水分通过充气孔隙,进入土层,减少了地表径流。团聚体内的持水孔隙具有保存水分的能力。因此渗入土层中的水分受毛管力的作用,被吸持并保存在持水孔隙中,团聚体起到了小水库的作用。多余的水分在重力作用下,沿团聚体间的孔隙渗入到下部土层。雨后天晴或乾旱季节,表层团聚体因失水而收缩,隔断了上下相连的毛管联繫,形成了隔离层,减弱了土壤水分的蒸发消耗平时充气孔隙经常充满空气,持水孔隙经常充满水分,协调了水分和空气间的矛盾。由于水和气协调了,由水、气产生的土壤热容量等热学性质适中,因此土温能够稳定。

保肥

团聚体内部的持水孔隙水多空气少,既可以保存随水进入团聚体的水溶性养分,又适宜于厌气性微生物的活动。有机质分解缓慢,有利于腐殖质的合成,所以有利于养分的积累,起到保肥的作用。团聚体间的充气孔隙中空气多,适宜于好气性微生物的活动,有机质分解快,产生的速效养分多,供肥性能良好。所以保肥供肥的矛盾得以协调,团聚体的养分状况良好。

土质疏鬆

团聚体的土壤土质疏鬆,易于耕作,宜耕期长,耕作质量好,种子易于发芽出土,根系易于伸展,出苗整齐。
总之,团聚体的土壤,首先使充气、持水孔隙比例适当,从而协调了土壤水、气、热和养分的矛盾,肥力状况良好。

测定

土壤团聚体即土壤结构,是指土壤所含的大小不同,性状不一,有不同孔隙度和机械稳定性和水稳性的团聚体总和。土壤结构性是一项重要的土壤物理性质,它是指土壤的单粒和复粒的数量、大小、性状、性质及相互排列状况和相应的孔隙状况等的综合特性。土壤团粒结构状况是鉴定土壤肥力的指标之一.有良好团粒结构的土壤,不仅具有高度的孔隙度和持水性,而且具有良好的透水性;有良好的团粒结构的土壤在植物生长期间能很好调节植物对水分、养分、空气、温度的需要,以促进作物获得高产。

材料用具

闭粒分析仪、电子天平、烘箱和铝盒

步骤

(1)取野外採集的原状土,将其中大的土块结构轻轻剥开,使其成为10 mm的土块,放在纸上风乾,风乾后用四分法取样,为保证样品的代表性,可将样品筛分为3级,即5 mm、5~2 mm、2 mm,然后按其乾筛百分比称取样品,配成50 g,供湿筛使用
(2)将孔径为5、3、1、0.5、0.25 mm的筛组叠好,孔径大的在上。将已经称好的样品置于筛组上。将筛组置于团粒分析仪的振荡架上,放入水桶中,向桶内加水达一定高度,至筛组最上面一个筛子的上缘部分。注:在团粒分析仪工作的振荡过程中,任何时候都不可超离水面。
(3)启动发动机,开始振荡,振荡20~30 rain。
(4)振荡完后将振荡架慢慢升起,使筛组离开水面,等水淋乾以后,用水轻轻沖洗最上面的筛子,把留在筛子上的5 mm的团聚体全部洗到筛子下面,沖洗时应注意要把团聚体沖坏,然后将留在各级筛上的团聚体洗入铝盒。
(5)将铝盒中各级水稳团聚体放在烘箱内烘乾,然后在室内放置一昼夜,使成风乾状态,称量各筛级团聚体含量

计算

各级团聚体含量=各级团聚集的烘乾后质量(g)/烘乾样品质量(g)×100%
总团聚体含量=各级团聚体含量之和
各级团聚占总团聚体的百分数=各级团聚体含量/总团聚体含量×100%

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