土壤質(zhì)地是根據(jù)土壤的顆粒組成劃分的土壤類型。土壤質(zhì)地一般分為砂土、壤土和粘土三類,其類別和特點(diǎn),主要是繼承了成土母質(zhì)的類型和特點(diǎn),又受到耕作、施肥、排灌、平整土地等人為因素的影響,是土壤的一種十分穩(wěn)定的自然屬性,對(duì)土壤肥力有很大影響。其中,砂土抗旱能力弱,易漏水漏肥,因此土壤養(yǎng)分少,加之缺少粘粒和有機(jī)質(zhì),故保肥性能弱,速效肥料易隨雨水和灌溉水流失,而且施用速效肥料效猛而不穩(wěn)長(zhǎng),因此,砂土上要強(qiáng)調(diào)增施有機(jī)肥,適時(shí)追肥,并掌握勤澆薄施的原則;粘土含土壤養(yǎng)分豐富,而且有機(jī)質(zhì)含量較高,因此,大多土壤養(yǎng)分不易被雨水和灌溉水淋失,故保肥性能好,但由于遇雨或灌溉時(shí),往往水分在土體中難以下滲而導(dǎo)致排水困難,影響農(nóng)作物根系的生長(zhǎng),阻礙了根系對(duì)土壤養(yǎng)分的吸收。對(duì)此類土壤,在生產(chǎn)上要注意開溝排水,降低地下水位,以避免或減輕澇害,并選擇在適宜的土壤含水條件下精耕細(xì)作,以改善土壤結(jié)構(gòu)性和耕性,以促進(jìn)土壤養(yǎng)分的釋放;壤土兼有砂土和粘土的優(yōu)點(diǎn),是較理想的土壤,其耕性優(yōu)良,適種的農(nóng)作物種類多。
1、單粒:相對(duì)穩(wěn)定的土壤礦物質(zhì)的基本顆粒,不包括有機(jī)質(zhì)單粒;
2、復(fù)粒(團(tuán)聚體):由若干單粒團(tuán)聚而成的次生顆粒為復(fù)?;驁F(tuán)聚體。
3、粒級(jí):按一定的直徑范圍,將土劃分為若干組土壤中單粒的直徑是一個(gè)連續(xù)的變量,只是為了測(cè)定和劃分的方便,進(jìn)行了人為分組。
土壤中顆粒的大小不同,成分和性質(zhì)各異;根據(jù)土粒的特性并按其粒徑大小劃分為若干組,使同一組土粒的成分和性質(zhì)基本一致,組間則的差異較明顯。土粒的成分和性質(zhì)的變化是漸變的。
4、土壤的機(jī)械組成:又叫土壤的顆粒組成,土壤中各種粒級(jí)所占的重量百分比。
5、土壤質(zhì)地:將土壤的顆粒組成區(qū)分為幾種不同的組合,并給每個(gè)組合一定的名稱,這種分類命名稱為土壤質(zhì)地。如:砂土、砂壤土、輕壤土、中壤土、重壤土、粘土等。
土壤礦物質(zhì)是由風(fēng)化與成土過(guò)程中形成的不同大小的礦物顆粒組成。土粒大小不同(直徑從10米到10米不等),其化學(xué)組成和理化性質(zhì)有很大差異??砂凑胀亮A降拇笮〖捌湫再|(zhì)分成若干粒級(jí)。世界各國(guó)通常有不同的土壤粒級(jí)的劃分標(biāo)準(zhǔn)。下圖展示了各土壤粒級(jí)劃分的具體標(biāo)準(zhǔn)。
20世紀(jì)50年代,中國(guó)開始采用前蘇聯(lián)的卡慶斯基制(Katschinski)。1975年,中國(guó)擬定了相應(yīng)的粒級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn),與卡慶斯基制近似。上世紀(jì)70年代后期,中國(guó)引入了國(guó)際土壤聯(lián)合會(huì)的國(guó)際制(InternationalSocietyofSoilScience,ISSS)。上世紀(jì)90年代,美國(guó)制(USDA)粒級(jí)劃分在中國(guó)得到應(yīng)用,并逐漸成為主流。上述四種土壤顆粒分級(jí)均采用石塊、礫石、沙粒、粉粒和粘粒五大類別,但每個(gè)類別的劃分標(biāo)準(zhǔn)有所不同。在國(guó)際制和美國(guó)制中,將粒徑小于2mm的顆粒視為土壤;在卡慶斯基制中,將粒徑小于1mm的顆粒視為土壤。FAO制與美國(guó)制具有相同的砂粒、粉粒和粘粒分級(jí)。
中國(guó)土粒分級(jí)主要有2個(gè):
1、前蘇聯(lián)卡慶斯基制土粒分級(jí)(簡(jiǎn)明系統(tǒng))
將0.01mm作為劃分的界限,直徑1--0.01mm的顆粒,稱為物理性砂粒;而<0.01mm的顆粒,稱為物理性粘粒。
常見的幾種分級(jí)機(jī)制
2、科研中常用的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)是美國(guó)制:
這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是1995年制定的。共8級(jí):
2~1mm極粗砂;1~0.5mm粗砂;
0.5~0.25mm中砂;0.25~0.10mm細(xì)砂;0.10~0.05mm極細(xì)砂;
0.05~0.02mm粗粉粒;
0.02~0.002mm細(xì)粉粒;小于0.002mm粘粒。
土壤顆粒組成中,>2mm的石礫超過(guò)1%的土壤,根據(jù)石礫含量分別定為礫質(zhì)土或礫石土。
礫質(zhì)土在描述土壤質(zhì)地時(shí),在質(zhì)地名稱前冠以某確立質(zhì)土字樣,如礫質(zhì)砂土、少礫質(zhì)砂土等。少礫質(zhì)土礫石含量1~5%;中礫質(zhì)土礫石含量5~10%;多礫質(zhì)土礫石含量10~30%。
礫石土。當(dāng)土壤中礫石含量超過(guò)30%以上者,按規(guī)定,不再記載細(xì)粒部分的名稱,只注明是某礫石土。其分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為:礫石含量30~50%者為輕礫石土;50~70%者為中礫石土;70%以上者為重礫石土??荚嚨降[石中所夾細(xì)粒部分物質(zhì)情況各異,在生產(chǎn)上反應(yīng)亦大不一樣,因此,在室內(nèi)測(cè)試時(shí),仍將細(xì)粒部分的顆粒組成分別進(jìn)行了測(cè)定,在總的質(zhì)地命名時(shí)仍命名為某礫石土,但在括號(hào)內(nèi)則注明細(xì)粒部分的質(zhì)地名稱。如某土壤>2mm的礫石含量為65%,細(xì)粒部分的質(zhì)地為壤質(zhì)粘土,最后命名時(shí),則定為中礫石土(壤質(zhì)粘土)等。
不同土壤顆粒的物理、化學(xué)性質(zhì)
土壤顆粒大小不同,其化學(xué)組成和物理化學(xué)性質(zhì)不同。石礫及砂粒是風(fēng)化碎屑,幾乎全部由原生礦物組成,其所含礦物成分和母巖基本一致,粒徑大,抗風(fēng)化,養(yǎng)分釋放慢,比表面積小,無(wú)可塑性、黏結(jié)性、黏著性和吸附性,無(wú)收縮性和膨脹性;氧化硅含量在80%以上,有效養(yǎng)分貧乏。粉粒顆粒較小,容易進(jìn)一步風(fēng)化,絕大多數(shù)也是由抗風(fēng)化能力較強(qiáng)的石英組成,其礦物成分中有原生的也有次生的,有微弱的可塑性、膨脹性和收縮性;濕時(shí)有明顯的黏結(jié)性,干時(shí)減弱。粒間孔隙毛管作用強(qiáng),毛管水上升速度快;氧化硅含量在60%~80%之間,營(yíng)養(yǎng)元素含量比砂粒豐富。粘粒顆粒極細(xì)小,主要由次生礦物組成,比表面積大,粒間孔隙小,吸水易膨脹,使孔隙堵塞,毛管水上升極慢;可塑性、黏著性、黏結(jié)性極強(qiáng),干時(shí)收縮堅(jiān)硬,濕時(shí)膨脹,保水保肥性強(qiáng)。氧化硅含量在40%~60%之間,營(yíng)養(yǎng)元素豐富。
每個(gè)土壤粒級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn),都有相應(yīng)的土壤質(zhì)地的分類和劃分標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)際制和美國(guó)制均為三級(jí)分類法,即按沙粒、粘粒和粉粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù),將土壤劃分為砂土、壤土、粘壤土和粘土四類十二級(jí)。
在國(guó)際制中,根據(jù)粘粒含量將質(zhì)地分為三類即:粘粒含量小于15%為砂土類、壤土類,粘粒含量15%~25%為粘壤土類,粘粒含量大于25%為粘土類;根據(jù)粉砂粒含量,凡粉粒含量大于45%的,在質(zhì)地名稱前冠"粉砂質(zhì)";根據(jù)砂粒含量,凡砂粒含量大于55%的,在質(zhì)地名稱前冠"砂質(zhì)"。國(guó)際制的質(zhì)地分類標(biāo)準(zhǔn)如下圖所示。
美國(guó)制
美國(guó)制的質(zhì)地分類標(biāo)準(zhǔn)如下圖所示。
FAO制
FAO的質(zhì)地分類標(biāo)準(zhǔn)如上圖所示。
國(guó)際制、美國(guó)制和FAO制的共同點(diǎn)與不同點(diǎn)
在這三個(gè)質(zhì)地分類圖中,等邊三角形的三個(gè)邊分別表示砂粒、粉粒、粘粒的含量。根據(jù)土壤中砂粒、粉粒、粘粒的含量,在圖中查出其點(diǎn)位再分別對(duì)應(yīng)其底邊作平行線,三條平行線的交點(diǎn)得到該點(diǎn)的機(jī)械組成。國(guó)際制與美國(guó)制和FAO制的砂粒、粉粒之間的劃分界限是不同的,國(guó)際制是0.02mm,美國(guó)制和FAO制是0.05mm。FAO制與美國(guó)制的關(guān)系如下:粗質(zhì)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;中質(zhì)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,其粘粒含量少于35%,砂粒含量少于65%,如果粘粒含量出現(xiàn)最小值18%,可能出現(xiàn)的砂粒含量最高值是82%;細(xì)質(zhì)地包括粘土、粉砂粘土、砂粘土、粘壤土和粉砂粘壤土的部分或一部分,粘粒含量超過(guò)35%。
卡慶斯基制
卡慶斯基制為雙級(jí)分類法,即按物理性砂粒(>0.01mm)和物理性粘粒(<0.01mm)的質(zhì)量分?jǐn)?shù),將土壤劃分為砂土、壤土和粘土三類九級(jí),如下表所示??☉c斯基質(zhì)地分類可歸納為以下幾個(gè)步驟:根據(jù)物理性粘粒含量,將土壤分為三大質(zhì)地類型九種質(zhì)地,通過(guò)查表確定;根據(jù)砂粒(砂質(zhì))、粗粉粒(粗粉質(zhì))、中細(xì)粉粒(粉質(zhì))、粘粒含量(粘質(zhì)),進(jìn)一步劃分質(zhì)地,確定質(zhì)地詳細(xì)名稱,格式為"第二優(yōu)勢(shì)粒級(jí)+第一優(yōu)勢(shì)粒級(jí)+質(zhì)地名稱";根據(jù)石礫含量,在質(zhì)地詳細(xì)名稱之前加上石質(zhì)描述,石礫含量小于0.5%為非石質(zhì)土,0.5%~5%為輕石質(zhì)土,5%~10%為中石質(zhì)土,大于10%為重石質(zhì)土。卡慶斯基制的質(zhì)地分組中考慮到土壤類型不同,對(duì)草原土壤及紅黃壤、灰化土類和堿化及強(qiáng)堿化土壤有不同質(zhì)地分組標(biāo)準(zhǔn)。中國(guó)(1978)擬定的土壤質(zhì)地分類是按沙粒、粉粒和粘粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)劃分出砂土、壤土和粘土三類11級(jí)的,如表3.2所示。根據(jù)石礫含量,當(dāng)其小于1%時(shí)為無(wú)礫質(zhì)(質(zhì)地名稱前不冠名),1%-10%時(shí)為少礫質(zhì),大于10%為多礫質(zhì)。
中國(guó)土壤質(zhì)地分類系統(tǒng)
結(jié)合中國(guó)土壤的特點(diǎn),在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中主要采用前蘇聯(lián)的卡慶斯基的質(zhì)地分類。中國(guó)(1978)擬定的土壤質(zhì)地分類是按沙粒、粉粒和粘粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)劃分出砂土、壤土和粘土三類11級(jí)的。對(duì)石礫含量較高的土壤制定了石礫性土壤質(zhì)地分類標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)石礫含量,當(dāng)其小于1%時(shí)為無(wú)礫質(zhì)(質(zhì)地名稱前不冠名),1%-10%時(shí)為少礫質(zhì),大于10%為多礫質(zhì)。
砂土:能見到或感覺(jué)到單個(gè)砂粒。干時(shí)抓在手中,稍松開后即散落;濕時(shí)可捏成團(tuán),但一碰即散。
砂壤土:干時(shí)手握成團(tuán),但極易散落;潤(rùn)時(shí)握成團(tuán)后,用手小心拿不會(huì)散開。
壤土:干時(shí)手握成團(tuán),用手小心拿不會(huì)散開;潤(rùn)時(shí)手握成團(tuán)后,一般性觸動(dòng)不至散開。
粉壤土:干時(shí)成塊,但易弄碎;濕時(shí)成團(tuán)或?yàn)樗苄阅z泥。濕時(shí)以拇指與食指撮捻不成條,呈斷裂狀。
粘壤土:濕土可用拇指與食指撮捻成條,但往往受不住自身重量。
粘土:干時(shí)常為堅(jiān)硬的土塊,潤(rùn)時(shí)極可塑。通常有粘著性,手指間撮捻成長(zhǎng)的可塑土條。
不同的質(zhì)地區(qū)分
一、砂質(zhì)土(砂粒50%)
砂質(zhì)土的主要肥力特征為蓄水力弱、養(yǎng)分含量少,保肥能力差、土溫變化快,但通氣性、透水性好,易耕作。
由于砂質(zhì)土壤含砂粒較多,粘粒少,顆粒間空隙比較大,所以蓄水力弱,抗旱能力差。砂質(zhì)土本身所含養(yǎng)料比較貧乏,由于缺乏粘粒(無(wú)機(jī)膠體)和OM(有機(jī)質(zhì)膠體),保肥性差;通氣性、透水性較好,有利于好氣性微生物的活動(dòng),OM分解快,肥效快、猛而不穩(wěn),前勁大后勁不足。
砂質(zhì)土壤因含水量少,熱容量較小,所以晝夜溫差變化大,土溫變化快,這對(duì)于某些作物生長(zhǎng)不利,但有利于碳水化合物的累積。砂質(zhì)土適宜種植耐旱、耐瘠、生育期短、早熟的作物?;适┯蒙倭慷啻?,后期勤追肥;多施未腐熟有機(jī)肥;勤澆水。
二、粘質(zhì)土(粘粒30%)
粘質(zhì)土的主要肥力特征為保水、保肥性好,養(yǎng)分含量豐富,土溫比較穩(wěn)定,但通氣性、透水性差,耕作比較困難(干時(shí)堅(jiān)硬,濕時(shí)粘粒,故要在一定的含水量條件下耕作較好)。
由于粘質(zhì)土壤含粘粒較多,顆粒細(xì)小,孔隙間毛管作用發(fā)達(dá),能保存大量的水分,但是水分損失快,保水抗旱能力差。粘質(zhì)土壤含粘粒較多,一方面粘粒本身所含養(yǎng)分豐富,另一方面粘粒的膠體特性突出,保肥性好。
粘質(zhì)土壤由于蓄水量大,熱容量也較大,所以晝夜溫差變化小,土溫變化慢,這有利于植物生長(zhǎng)。粘質(zhì)土壤由于土壤顆粒較細(xì),顆粒間空隙小,大孔稀少,所以通氣性、透水性差,不利于好氣性微生物的活動(dòng),OM分解比較慢,有利于土壤OM的累積,所以粘質(zhì)土壤OM的含量一般比砂質(zhì)土壤高,肥效慢、穩(wěn)而且持久?;室淮斡昧靠蛇m當(dāng)增加,前期追施速效化肥;有機(jī)肥宜用腐熟度高的;濕時(shí)排水,干旱勤澆水,還可壓面堵塞毛管孔隙。
改良方法
不良土壤質(zhì)地的缺點(diǎn)
粘質(zhì)土:粘重緊實(shí)、通透性差,早春土溫不易升高,稱"冷性土"。早春不利于播種出苗,在起苗時(shí)容易斷根。
砂質(zhì)土:養(yǎng)分含量低,保肥性差,在炎熱季節(jié)可導(dǎo)致幼苗"灼傷"、失水,肥料濃度過(guò)高易"燒苗"。
渣礫質(zhì)土壤也有嚴(yán)重的土壤肥力缺陷。
粘重土壤的改良
1、摻沙子或砂土,是最根本方法。
改良前,應(yīng)先測(cè)定土壤的機(jī)械組成,計(jì)算摻沙(砂)量。河沙(0.5--0.1毫米)最好。風(fēng)積沙,應(yīng)去除>2毫米的部分。海岸沙,應(yīng)將鹽分洗掉。
2、翻砂壓淤。在沖積母質(zhì)中,粘土層的下面有砂土層(腰砂),可采用深翻措施。
3、施用膨化巖石類。珍珠巖、膨化頁(yè)巖、巖棉、陶粒、浮石、硅藻土等。在草坪建植中,不要用粉煤灰或爐渣(堿性)。
4、施有機(jī)肥。施C/N高的有機(jī)物料時(shí),應(yīng)配合氮肥的使用。
砂質(zhì)土壤的改良
1、摻入粘土、河泥、塘泥等。
2、翻淤壓砂。
3、施用腐熟的細(xì)質(zhì)有機(jī)肥、泥炭。
4、翻壓綠肥。
碴礫質(zhì)土壤的改良
1、對(duì)耐旱的樹木、灌木,渣礫含量<30%時(shí),可以不改良。
2、栽花、種草時(shí),大的渣礫應(yīng)盡量挖走。必要時(shí)要過(guò)篩,去除渣礫。
3、渣礫過(guò)多如超過(guò)50%時(shí),植物無(wú)法生長(zhǎng),應(yīng)摻土或采用換土的方法
質(zhì)地區(qū)分