土壤孔隙度

土壤孔隙度

土壤孔隙容積占土體容積的百分比。土壤中各種形狀地粗細土粒集合和排列成固相骨架。骨架內部有寬狹和形狀不同的孔隙,構成複雜的孔隙系統,全部孔隙容積與土體容積的百分率,稱為土壤孔隙度。水和空氣共存並充滿於土壤孔隙系統中。

基本介紹

  • 中文名:土壤孔隙度
  • 外文名:soil porosity
  • 別名:土壤孔度
  • 定義:單位體積內土壤孔隙所占的百分比
  • 分類:無效孔隙、毛管孔隙和非毛管孔隙
  • 特性:土粒、土壤團聚體之間有孔隙存在
釋義,分類,特性,測定,

釋義

土壤是多孔體,土粒、土壤團聚體之間以及團聚體內部均有孔隙存在。單位體積內土壤孔隙所占的百分比,稱為土壤孔隙度。

分類

土壤孔隙根據其粗細又分為3種類型,即無效孔隙、毛管孔隙和非毛管孔隙。
(1)無效孔隙
孔隙直徑小於0.001毫米,保持在這種孔隙中的水分被土粒強烈吸附,不能被植物利用。這類孔隙與土粒的大小和分散程度密切相關,即土粒越細或越分散,無效孔隙越多。無效孔隙增加,透水透氣困難,土壤耕性惡化。
(2)毛管孔隙
孔隙直徑在0.001~0.1毫米,具有毛細管作用,水分可借毛管彎月面力儲存並保持在其內,並靠毛管引力向上下左右移動,是對作物最有利的水分狀態。毛管孔隙度是毛管孔隙體積占土壤體積的百分比。
(3)非毛管孔隙
直徑大於0.1毫米的孔隙,毛管作用明顯減弱,保持儲存水分能力逐步消失,是水分與空氣的通道,經常被空氣所占據,故又稱空氣孔隙或大孔隙。它的多少直接影響著土壤透氣與滲水能力。從農業生產需要來看,旱作土壤耕層非毛管孔隙應保持在10%以上,大、小孔隙之比為1: 2~4較合適。

特性

性土壤孔隙是水分運動和儲存的場所,是影響土壤滲透性能、決定地表產流量和產流時間的關鍵要素。土壤的孔隙狀況用土壤孔隙度描述,土壤孔隙度是指土壤中孔隙體積與土壤總體積之比。描述孔隙度的指標有三類,分別是毛管孔隙度、非毛管孔隙度、總孔隙度。毛管孔隙度是土壤中毛管體積與土壤總體積之比,非毛管孔隙度是土壤中非毛管體積與土壤總體積之比,總孔隙度是土壤中所有孔隙體積與土壤總體積之比。

測定

土壤孔隙度通常用環刀法進行測定:
測定時需要在野外選擇有代表性的地段挖土壤剖面,在挖開的土壤靜面上根據土壤發生層次分層或機械分層,在每層用環刀取樣3~5個。土壤孔隙度測定過程如下。
(1)將環刀取下頂蓋、底網、底蓋後垂直放置在地表,用土壤刀或鋒利刀片沿環刀外壁四周輕輕切割土壤,並輕輕按壓環刀,使環刀慢慢進人土壤,如遇根系阻礙,用剪刀剪斷根系。當環刀進入土壤1~2cm後,用土壤鏟將環刀周圍的土壤去掉,然後再用土壤刀或鋒利刀片沿環刀外壁四周輕輕切割土壤,並輕輕按壓環刀,使環刀慢慢進入土壤,直至環刀充滿土壤為止。如果在按壓環刀的過程中發生扭動,環刀內可能就會出現裂紋,這將會使測定的孔隙度增加,因此,應該將發生扭動的環刀放棄,重新取樣。
(2)當環刀內全部被土壤充滿後,用土壤刀或鋒利刀片沿環刀上沿輕輕颳去多餘土壤,使環刀中的土壤面與環刀上沿平齊。刮平過程中不要太急,以免將環刀內土體帶出,尤其是當有植物根系時,一定要先用剪刀將根系剪斷,然後再用刀片刮平。如果在刮平過程中不小心環刀內的土壤被根系帶出,應該重新取樣。刮平後在環刀上加蓋濾紙和頂蓋。
(3)用土壤鏟將加蓋濾紙和頂蓋的環刀從土壤中挖出,使環刀底面朝上,用土壤刀輕輕颳去多餘土壤,使環刀中的土壤面與環刀下沿平齊後,加蓋濾紙、底網和底蓋。用寬膠帶包裹環刀,以防環刀蓋脫落。取樣過程中切忌左右晃動環刀或用重物將環刀砸人土中。每層取3~5個環刀樣品。
(4)在記錄表中記錄取樣層次和環刀號。
(5)將野外帶回的環刀去除膠帶後稱濕重
,並在記錄表中根據環刀號將濕重記錄在相應的層次。
(6)將稱重後的環刀去掉上蓋和底蓋(一定要保留底網),並將其放在平底塑膠盆或其他容器內,在容器內加水至環刀上沿(水面一定不能超過環刀上沿),並注意加水以保持水位,放置數小時,環刀內土壤充分吸水直至飽和後,將環刀從容器內拿出,迅速擦乾環刀外面的水分後加蓋頂蓋和底蓋,稱飽和重
,並在記錄表中根據環刀號記錄在相應的層次。
(7)打開環刀頂蓋和底蓋(一定要保留底網),將環刀放置在支架上讓土壤中的重力水排出,在此過程中應將環刀頂蓋虛蓋在環刀上,以防止環刀內水分的蒸發,但不能將頂蓋蓋嚴。靜置12h後,加蓋頂蓋和底蓋並稱
,並在記錄表中根據環刀號記錄在相應的層次。
(8)稱重後將環刀頂蓋和底蓋打開,一併放入105℃烘箱中烘乾至恆重,乾燥後待烘箱中的溫度降到室溫時.打開烘箱,拿出環刀,加蓋頂蓋和底蓋後稱乾重
,並在記錄表中根據環刀號記錄在相應的層次。
設環刀重為
,環刀的體積為V,則土壤容重、土壤孔隙度用下面公式計算:
土壤容重=(
)/V
土壤總孔隙度=(
)/V X 100%
土壤毛管孔隙度=(
)/V×100%
土壤非毛管孔隙度=(
)/V×100%
土壤毛管孔隙度=總孔隙度一非毛管孔隙度

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