授课内容：
第一章 土壤 第八节 土壤孔性
土壤的孔性、结构性和耕性是土壤重要的物理性质。它们是植物生长的重要土壤条件，亦是土壤肥力的重要指标，关系到土壤中水、气、热状况和养分的调节，以及植物根系的伸展和植物的生长发育。
一、土壤孔性特点
土壤是一个极其复杂的多孔体系，由固体土粒和粒间孔隙组成。土壤中土粒或团聚体之间以及团聚体内部的空隙叫做土壤孔隙。土壤孔隙是容纳水分和空气的空间，是物质和能量交换的场所，也是植物根系伸展和土壤动物、微生物活动的地方。
土壤孔性包括孔隙度（孔隙数量）和孔隙类型（孔隙的大小及其比例），前者决定着土壤气、液两相的总量，后者决定着气、液两相的比例。
二、土壤孔隙度
土壤孔隙的数量一般用孔隙度表示。即单位容积土壤中孔隙容积占整个土体容积的百分数。它表示土壤中各种大小孔隙度的总和。一般是通过土壤容重和土壤比重来计算。
1、土壤比重：土壤比重是单位容积的固体土粒（不包括粒间孔隙）的干重与4℃时同体积水重之比。由于4℃时水的密度为1g/cm3，所以土壤比重的数值就等于土壤密度（单位容积土粒的干重）。土壤比重无量纲，而土壤密度有量纲。
土壤比重数值的大小，主要决定于组成土壤的各种矿物的比重。大多数土壤矿物的比重在2.6—2.7左右。因此，土壤比重一般取其平均值为2.65。土壤
有机质的比重为1.25—1.40，表层的土壤有机质含量较多，所以，表层土壤的比重通常低于心土及底土。
2、土壤容重：土壤容重是指单位容积土体（包括孔隙在内的原状土）的干重。单位为g/cm3或t/m3。因为容重包括孔隙，土粒只占其中的一部分，所以，相同体积的土壤容重的数值小于比重。一般旱地土壤容重大体在1.00—1.80之间，其数值的大小除受土壤内部性状如土粒排列、质地、结构、松紧的影响外，还经常受到外界因素如降水和人为生产活动的影响，尤其是耕层变幅较大。
土壤容重是一个十分重要的基本数据，在土壤工作中用途较广，其重要性表现在以下几个方面：
（1）反映土壤松紧度：在土壤质地相似的条件下,容重的大小可以反映土壤的松紧度。容重小，表示土壤疏松多孔，结构性良好；容重大则表明土壤紧实板硬而缺少结构。
（2）计算土壤重量：每亩或每公顷耕层土壤的重量，可以根据土壤容重来计算；同样，也可以根据容重计算在一定面积上挖土或填土的重量。
（3）计算土壤各种组分的数量：在土壤分析中，要推算出每亩土壤中水分、有机质、养分和盐分含量等，可以根据土壤容重计算作为灌溉、排水、施肥的依据。
3、土壤孔隙比：土壤孔隙的数量，也可用土壤孔隙比来表示，它是土壤中孔隙容积与土粒容积的比值，结构良好的耕层土壤的孔隙比应≥1。
三、土壤孔隙类型
土壤孔隙度或孔隙比只说明土壤孔隙“量”的问题，并未反映土壤孔隙“质”的差别，即使是两种土壤的孔隙度和孔隙比相同，如果大小孔隙的数量分配不同，则它们的保水、蓄水、通气以及其它性质也会有显著的差别。
1、土壤孔隙类型：土壤孔隙的类型有很多种，通常分为三类：
（1）非活性孔：又叫无效孔、束缚水孔。这是土壤中最细微的孔隙，当量孔径一般＜0.002mm，土壤水吸力＞1.5bar。这种孔隙几乎总是被土粒表面的吸附水所充满，土粒对这些水有强烈吸附作用，故保持在这种孔隙中的水分不易运动，也不能被植物吸收利用。
（2）毛管孔隙：当量孔径约为0.02—0.002mm，土壤水吸力约150mbar—1.5bar，具有毛管作用。水分可借助毛管弯月面力保持贮存在该类孔隙中。植物细根、原生动物和真菌等难以进入毛管孔隙中，但植物根毛和一些细菌可在其中活动，其中保贮的水分可被植物吸收利用。
（3）通气孔隙：当量孔径＞0.002mm，相应的土壤水吸力小于150mbar，毛管作用明显减弱。这种孔隙中的水分，主要受重力支配而排出，是水分和空气的通道，经常为空气所占据，故又称空气孔隙。旱作土壤耕层通气孔隙应保持在10%以上，大小孔隙之比为1:2—4较为合适。
2、土壤各种孔隙度计算：可按照土壤中各级孔隙所占的容积计算如下：
总孔隙度＝非活性孔度＋毛管孔度＋通气孔度
如果已知土壤田间持水量和凋萎含水量，则土壤毛管孔度可按下式计算：
毛管孔度（%）＝（田间持水量－凋萎含水量）×容重
四、影响土壤孔隙度状况的因素
1、土壤质地：粘质土壤颗粒细，比表面大，接触点多，孔隙的数量多。
2、土壤有机质：土壤有机质多的土壤疏松，有利于团粒的形成，孔度增加，孔径分布合适，结构好的壤土和粘土孔度高达55—65%，甚至达到70%以上。
3、土粒排列方式：土粒排列整齐，孔隙数量少，土粒排列无规律，空隙数量增多。
4、土壤结构：有良好团粒结构的土壤，由于团粒间空隙增大可以增加总孔隙度，相应的减少了空隙的比重，大小空隙比例适当，团粒间可通气透水，团粒内小空隙可保水。其它不良结构的土壤，因大小空隙比例失调，对农业生产不利。
五、土壤孔隙状况与土壤肥力、作物生长的关系
1、土壤孔隙状况与土壤肥力：土壤孔隙大小和数量影响着土壤的松紧状况，而土壤松紧状况的变化又反过来影响土壤孔隙的大小和数量，二者密切相关。
土壤孔隙状况，密切影响土壤保水通气能力。土壤疏松时保水与透水能力强，而紧实的土壤蓄水少、渗水慢，在多雨季节易产生地面积水与地表径流，但在干旱季节，由于土壤疏松则易通风跑墒，不利于水分保蓄，由于松紧和孔隙状况影响水、气含量，也就影响养分的有效化和保肥供肥性能，还影响土壤的增温与稳温，因此，土壤松紧和孔隙状况对土壤肥力的影响是巨大的。
2、土壤孔隙状况与作物生长：从农业生产需要来看，旱作土壤耕层的土壤总孔度为50~56%，通气孔度不低于10%，大小孔隙之比在1:2—4，较为合适。
注：mbar=毫巴， bar =帕， 是压强的单位。
