5.2 土壤结构
土壤结构与土壤结构体
土壤结构(soil structure)──土粒(单粒和复粒)的排列、组合形式。
这个定义，包含着两重含义：结构体和结构性。通常所说的土壤结构多指结构性。
土壤结构体──土粒(单粒和复粒)互相排列和团聚成为一定形状和大小的土块或土团。
5.2.1 土壤结构体的类型
土壤结构体（图4）依其形态、大小和特性可分为：
块状结构体(block structure) 块状结构体属于立方体型，其长、宽、高三轴大体近似，边面棱不甚明显，块状结构在土壤质地比较粘重、缺乏有机质的土壤中容易形成，特别是土壤过湿或过干耕作时最易形成。
核状结构体(nutty structure) 核状结构体长、宽、高三轴大体近似，边面棱角明显，比块状结构体小，核状结构体一般多为石灰或铁质作为胶结剂，在结构面上有胶膜出现，故常具水稳性，这类结构体在粘重而缺乏有机质的表下层土壤中较多。
柱状结构体(columnar structure) 结构体呈立柱状，棱角明显有定形者称为棱柱状结构体，棱角不明显无定形者称为拟柱状结构体，其柱状横截面大小不等。柱状结构体常出现于半干旱地带的表下层，以碱土、碱化土表下层或粘重土壤心土层中最为典型。
片状结构体(plate structure) 结构体呈扁平状，其厚度可<1cm，也可>5cm。这种结构体往往由于流水沉积作用或某些机械压力所造成，常出现于森林土壤的灰化层、碱化土壤的表层和耕地土壤的犁底层。此外，在雨后或土壤灌溉后所形成的地表结壳或板结层，也属于片状结构体。
团粒结构体(granular structure) 团粒结构体通常指土壤中近乎球状的小团聚体，其直径约为0.25-10mm，具有水稳定性，对土壤肥力诸因素具有良好作用，农林业生产中最理想的团粒粒径为2-3mm。粒径<0.25mm者称为微团粒，是形成团粒的基础。团粒结构体一般存在于腐殖质较多、植物生长茂盛的表土层中。
5.2.2 土壤结构体的形成
胶结物质
第一阶段：原生土粒 初级复粒或致密土团
凝聚胶结作用
粘结、聚合
第二阶段：初级复粒或小土团 各种大小和形状不同的结构体。
或破裂成型
块状、核状、柱状和片状结构体通常是由单粒直接粘结而成，而团粒结构则是经过多次复合和团聚而成。
团粒结构形成的条件包括两方面，即胶结物质和成型动力。
5.2.2土壤结构体的形成
5.2.2.1 胶结物质(binding material)
有机胶体(organic colloid) 有机胶体主要包括腐殖质、多糖类和微生物的菌丝体及其分泌物等，其中腐殖质最为重要。
腐殖质胶结土粒的机理主要有二种：一是通过Ca2+为键桥联结，即
≡Si－Ca－OOC COO－Ca－Si≡
R
≡Si－Ca－OOC COO－Ca－Si≡
另一种是通过粘粒表面的铁、铝氧化物胶膜与腐殖质联结。下式中的铝可被铁代替。
≡Si－O－AI(OH)－OOC COO－AI(OH)－O－Si≡
R
≡Si－O－AI(OH)－OOC COO－AI(OH)－O－Si≡
腐殖质的胶结具有不可逆性
无机胶体(inorganic colloid) 无机胶体包括铝硅酸盐粘粒、铁铝氢氧化物（Fe2O3·xH2O、AI2O3·yH2O）、硅酸胶体（SiO2·2H2O）和二氧化锰的水合物（MnO2·nH2O）等简单的无机胶体。
粘粒表面的胶膜
钙及其他阳离子
5.2.2.2 成型动力
干湿交替
冻融交替
生物作用
土壤耕作
5.2.3 土壤结构性（soil structureness）的评价
5.2.3.1 土壤结构体的孔隙(pore space)状况
孔性是土壤结构性好劣的主要指标，良好的结构体内部为小孔隙，包括毛管孔隙和无效孔隙，结构体之间为通气孔隙。
（1）块状、核状、柱状和片状结构内部致密，孔隙细小，有效水少，空气难以流通，林木根系难以穿扎; 而结构体间又是较大的裂隙，虽然可通气，但常常是漏水漏肥的通道。因此，缺乏保水供水、保肥供肥能力较强的毛管孔隙，没有适当的大小孔隙比例，不是林木生长中理想的结构体。
（2）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。
从养分状况看，团粒内部的小孔隙，有利于嫌气性微生物活动和有机质适当积累，而团粒之间充满空气，有利于好气性微生物活动，可提供必要的速效养分。团粒结构多为有机无机胶体团聚形成，腐殖质和养分含量较高，阳离子交换量大，保肥供肥性强，具有“小肥料库”之美称。
从水分状况看，当降水或灌水时，水分可迅速进入土壤并被毛管孔隙所保持，过多的水分则通过团粒间的大孔隙渗入土壤下层，减少地面径流，防止土壤冲刷。晴天，地表团粒失水收缩，阻断土层中水分沿毛管孔隙上升至地表，减少水分蒸发，使土壤耐旱。
5.2.3.2 土壤结构的稳定性(structure stability)
土壤结构的稳定性包括机械稳定性、生物稳定性和水稳定性。
机械稳定性(mechanical stability)──也称力稳性，是指土壤结构体抵抗机械压碎的能力。结构体的机械稳定性越大，在耕锄管理过程中被破坏就越少。力稳定性与结构体内部土粒间的粘结力有关。
生物稳定性──指结构体抵抗微生物分解的能力。
团粒结构大部分是由有机质和矿质土粒相互结合而成的，随着有机质被微生物分解，结构体便逐渐解体。
水稳定性──指结构体浸水后不易分散的性能。
水稳定性强的结构体，不易因降水或灌溉而被破坏。相反，有的结构体浸水后极易分解，则被称为非水稳性结构体。
5.2.4 土壤结构性与土壤侵蚀(soil erosion)
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
土壤因子对侵蚀的影响可概括地用下式表示：
E=KD/A·P·p
式中 E—土壤侵蚀度；
K—比例常数；
D—土壤分散系数（卡庆斯基认为：粒径<0.001mm的分散性粘粒占土壤中粘粒总量的百分比）；
A—土壤表层的渗入量；
P—土层的渗透度；
P—表示土壤颗粒大小。
此式表明：土壤侵蚀程度与土壤的分散系数成正比，与土壤颗粒大小成反比
土壤结构性与土壤侵蚀的关系具有两重性：
对于强大暴雨的初期，或是一次历时较短的暴雨，结构性好的土壤由于透水性强，不形成径流。这时土壤的侵蚀主要是由于雨滴对土壤的分散和冲击作用而产生的。因此，只是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。但是，当暴雨继续时，由于降水量远远超过土壤的渗透能力，径流量和径流速度都同时增加，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。
