土壤结构是土粒相互之间的结合状态,有不同大小和形状。个体内部的小孔隙和个体之间的大孔隙同时存在于土层而发挥其调控水、气流通和保持及热量存储与传输的作用。
一、土壤结构体
1、概念
土壤结构体指土粒(单粒和复粒)在胶结物(有机质、碳酸钙、氧化铁)的作用下团聚形成的形状、大小和性质不同的土块或土团。土壤结构体的类型影响土壤通气透水能力,及土壤水分有效性;结构体状况影响土壤松紧程度,影响根系伸展、发育;影响物质迁移、转化和能量的流动;土壤结构体的类型、数量及其稳定性还决定着土壤抗蚀能力。
2、种类
不同的分类制,土壤结构体种类不同。
a块状结构(Cloddy structure)。立方体型,即结构体的纵轴和横轴大体相等,边面不明显,内部紧实。熟化度较低的表层土壤或缺乏有机质而粘重的底土多为块状结构。大块状结构,直径大于250px;小块状结构直径5~250px。
b团块状结构(Crumby structure)。与块状相似,较块状结构小,略呈圆形,表面不平。产生条件同上。大团块结构,直径5~75px;团块状结构,直径3~25px;小团块状结构,直径小于25px。
c核状结构(Nutty structure)。立方体型,边面明显的多棱角碎块,内部紧实,泡水后不易散碎。在粘重的心土层或由氢氧化铁胶结土粒后形成核状结构。大核状,直径大于25px;核状,直径7~10mm;小核状,5~7mm。
d柱状(Columnar structure) 。侧面、横断面形状不规则。柱状结构是碱化土壤的标志特征,常在干旱半干旱地带的底土出现。大柱状结构,大于125px;柱状结构,3~125px;小柱状结构,小于75px。
e棱柱状结构(Prismatic structure)。棱角尖锐明显,横断面略呈三角形。粘重土壤的底土,由于干湿交替频繁形成棱柱状结构。大棱柱状结构,大于125px;棱柱状结构,3~125px;小棱柱状结构,小于75px。土体在外力作用下破碎成型。
f片状、板状结构(Platy structure)。轴远大于纵轴,呈扁平状结构体。冻融层和老耕作土壤的犁底层易形成片状和板状结构。大于3mm者为板状,小于3mm者为片状。
g团粒状结构(Granular structure)。近似于球形,疏松多孔的小土团称团粒结构,是含有机质丰富肥沃土壤的标志特征。大小一般为0.25~10mm,小于0.25mm者称微团粒,水稻土中多为微团粒结构。
3、土壤剖面上结构体形态的层次性
二、土壤团粒结构的形成和原理
1、有一定的结构形态和大小
2、有多级孔隙
3、有一定的稳定性
4、有抵抗微生物分解破碎的能力
1、土壤团聚体形成的两个阶段
a原生土粒(分散的单粒)在自身的粘结、凝聚或和外物胶结作用下粘聚形成致密土团或次生复粒(Secondary compound particle)(微团聚体(Microaggregate));
b复粒进一步粘结,或由土体在干湿交替、冻融交替、根系切割、动物作用、耕作活动等机械力作用下破裂成型,变为各种大小和形状的结构体。
2、团粒结构的形成过程
团粒结构是经过多级复合、团聚形成的结构体。每一级复合和团聚,产成相应大小的一级孔隙,因此团粒内部有从小到大的多级(3-5级)孔隙。
1、水分方面:既有利于水分渗透减少地表径流,也有利于水分蓄积保持;既减少土壤水分蒸发,又供应植物根系吸水,使水分得到充分利用。
2、养分方面:既是很好的养分保存场所,又能协调而持久地供应植物养分,保肥与供肥协调。
3、空气方面:不同大小的孔隙共存且搭配得当,使水气协调。
4、热量方面:水气协调使水热也协调,土温较稳定。
5、耕作阻力小,耕作质量好
三、土壤结构性的评价
土壤结构性指土壤中单粒、复粒的数量、大小、形状、性质及其相互排列和相应的孔隙状况等综合特性。
土壤结构体的孔隙状况(孔性)是土壤结构性好劣的主要指标,块状、核状、柱状和片状结构内部致密,孔隙细小,有效水分少,空气难以流通,林木根系难以穿扎;团粒结构是经过多级复合团聚而成,总孔隙度较高,团粒内部主要是毛管孔隙,团粒之间主要是空气孔隙,大、小孔隙并存,搭配得当。
土壤结构的稳定性包括力稳定性、生物稳定性和水稳定性。结构体的力稳定性也称机械稳定性,是指土壤结构体抵抗机械压碎的能力。生物稳定性是指结构体抵抗微生物分解的能力。水稳定性是指结构体浸水后不易分散的性能。
四、土壤结构性与土壤侵蚀
在水、风等因素的作用下,土粒随地表径流沿坡面或侵蚀沟向下流失的现象成为土壤侵蚀。当降水强度大时,地表土壤,特别是裸露坡地的土壤容易发生侵蚀。暴雨初期,结构性好的土壤由于透水性强,不易形成径流,在结构性差的土壤上才容易产生径流,并把细碎的土粒带走。在土壤团聚化程度高、抗分散能力强的地方,即使产生微弱径流,水中含有的细土量也很少。暴雨继续时,降水量远远超过土壤的渗透能力,土壤侵蚀作用就取决于表层土壤颗粒与其下部颗粒的结合力大小,团聚化程度高、垒结疏松的土壤反而比表面平滑紧密的土壤易受侵蚀。颗粒越小,粘结力越强,越有利于抵抗侵蚀。
五、土壤结构改良措施
1、施用有机肥
2、合理耕作与晒垡、冻垡
3、合理轮作
4、水分管理
5、施用石膏或石灰,调节土壤阳离子组成
6、施用土壤结构改良剂(Soil conditioner)

