土壤是一個(gè)極其復(fù)雜的多孔體系,由固體土粒和粒間孔隙組成。土壤中土?;驁F(tuán)聚體之間以及團(tuán)聚體內(nèi)部的空隙叫做土壤孔隙。土壤孔隙是容納水分和空氣的空間,是物質(zhì)和能量交換的場(chǎng)所,也是植物根系伸展和土壤動(dòng)物、微生物活動(dòng)的地方。
土壤孔性包括孔隙度(孔隙數(shù)量,即單位容積土壤中孔隙容積占整個(gè)土體容積的百分?jǐn)?shù))和孔隙類(lèi)型(孔隙的大小及其比例),前者決定著土壤氣、液兩相的總量,后者決定著氣、液兩相的比例。
一、土壤孔隙類(lèi)型
1.非活性孔,又叫無(wú)效孔、束縛水孔。
這是土壤中最細(xì)微的孔隙,當(dāng)量孔徑一般<0.002mm,土壤水吸力>1.5bar。這種孔隙幾乎總是被土粒表面的吸附水所充滿(mǎn),土粒對(duì)這些水有強(qiáng)烈吸附作用,故保持在這種孔隙中的水分不易運(yùn)動(dòng),也不能被植物吸收利用。這類(lèi)孔隙與土粒的大小和分散程度密切相關(guān),即土粒愈細(xì)或愈分散,則非活性孔愈多,非活性孔增多,土壤透水通氣性差,耕性惡化。
2.毛管孔隙
當(dāng)量孔徑約為0.02~0.002mm,土壤水吸力約150mbar~1.5bar,具有毛管作用。水分可借助毛管彎月面力保持貯存在該類(lèi)孔隙中。植物細(xì)根、原生動(dòng)物和真菌等難以進(jìn)入毛管孔隙中,但植物根毛和一些細(xì)菌可在其中活動(dòng),其中保貯的水分可被植物吸收利用。
3.通氣孔隙
當(dāng)量孔徑>0.002mm,相應(yīng)的土壤水吸力小于150mbar,毛管作用明顯減弱。這種孔隙中的水分,主要受重力支配而排出,是水分和空氣的通道,經(jīng)常為空氣所占據(jù),故又稱(chēng)空氣孔隙。
通氣孔隙又可分為大孔(直徑>0.002mm)和小孔(直徑0.02~0.002mm)。前者排水速度快,作物的根能伸入其中;后者排水速度不如前者,常見(jiàn)作物的根毛和某些真菌的菌絲體能進(jìn)入其中。從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要來(lái)看,旱作土壤耕層通氣孔隙應(yīng)保持在10%以上,大小孔隙之比為1:2~4較為合適。
二、土壤孔隙狀況與土壤肥力的關(guān)系
土壤孔隙狀況,密切影響土壤保水通氣能力。
土壤疏松時(shí)保水與透水能力強(qiáng),但在干旱季節(jié),由于土壤疏松則易通風(fēng)跑墑,不利于水分保蓄,故多采用耙、耱與鎮(zhèn)壓等辦法,以保蓄土壤水分。而緊實(shí)的土壤蓄水少、滲水慢,在多雨季節(jié)易產(chǎn)生地面積水與地表徑流。
由于松緊和孔隙狀況影響水、氣含量,也就影響?zhàn)B分的有效化和保肥供肥性能,還影響土壤的增溫與穩(wěn)溫,因此,土壤松緊和孔隙狀況對(duì)土壤肥力的影響是巨大的。
三、土壤孔隙狀況與作物生長(zhǎng)的關(guān)系
從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要來(lái)看,旱作土壤耕層的土壤總孔度為50~56%,通氣孔度不低于10%,大小孔隙之比在1:2~4,較為合適。
但是,各種作物對(duì)土壤松緊和孔隙狀況的要求也略有不同,因?yàn)楦鞣N作物、蔬菜、果樹(shù)等的生物學(xué)特性不同,根系的穿插能力不同。
小麥為須根系,其穿插能力較強(qiáng),當(dāng)土壤孔度為38.7%,容重為1.63g/cm3時(shí),根系才不易透過(guò);
黃瓜的根系穿插力較弱,當(dāng)土壤容重為1.45g/cm3,孔度為45.5%時(shí),即不易透過(guò);
甘薯、馬鈴薯等作物,在緊實(shí)的土壤中根系不易下扎,塊根、塊莖不易膨大,故在緊實(shí)的粘土地上,產(chǎn)量低而品質(zhì)差;
李樹(shù)對(duì)緊實(shí)的土壤有較強(qiáng)的忍耐力,故在土壤容重為1.55~1.65g/cm3的坡地土壤上能正常生長(zhǎng);而蘋(píng)果與梨樹(shù)則要求比較疏松的土壤。
另外,同一種作物,在不同的地區(qū),由于自然條件的懸殊,故對(duì)土壤的松緊和孔隙狀況要求也有所不同。