第二節(jié)　土壤類型及其水理特性

由于土壤形成因素和形成過程的不同，自然界中的土壤是多種多樣的，它們具有不同的土體構(gòu)型、內(nèi)在性質(zhì)和肥力水平。土壤分類就是根據(jù)土壤自身的發(fā)生發(fā)展規(guī)律，系統(tǒng)地認識土壤，通過比較土壤之間的相似性和差異性，對客觀存在的形形色色土壤進行區(qū)分和歸類，系統(tǒng)地編排它們的分類位置，從而可以看出各土壤類型之間的相互區(qū)別與聯(lián)系，同時對所劃分的土壤類型分別給予適當?shù)拿Q。土壤分類是土壤調(diào)查的基礎(chǔ)，因地制宜地推廣農(nóng)業(yè)技術(shù)的依據(jù)，也是國內(nèi)外土壤科學(xué)信息交流的重要工具。因此，土壤分類的成果，在理論上能反映土壤科學(xué)的發(fā)展水平，在實踐中能為提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平服務(wù)。

一、土壤礦物顆粒級別劃分

土壤礦物質(zhì)顆粒的大小極不均勻，差異很大，并且形狀多種多樣，很難直接測出單個土粒的大小，一般將其視為球體，根據(jù)其直徑的大小和性質(zhì)上的差異，將大小、成分及性質(zhì)相近的礦物質(zhì)土粒劃為一組，每組就是一個粒級。如何把土粒按其大小分級，分成多少個粒級，各粒級間的分界點如何定義，至今尚缺公認的標準。在許多國家，各個部門采用的土粒分級制也不同。各種粒級制一般都把土壤分為石礫、砂粒、粉粒、黏粒四個基本粒級，常見的土壤粒級制見表2-4　。

中國科學(xué)院南京土壤研究所結(jié)合我國土壤顆粒分析采用的顆粒分級，擬定了我國土壤顆粒分級標準見表2-5。

二、土壤質(zhì)地類型

世界各國對土壤質(zhì)地進行分類的標準不盡相同，但大多將土壤質(zhì)地分為砂土、壤土、黏土三種類型。

中國科學(xué)院西北水土研究所根據(jù)噴灌技術(shù)應(yīng)用的需要，提出土壤質(zhì)地分類標準，見表2-6。該標準在我國噴微灌技術(shù)應(yīng)用中得到廣泛采用。

三、土壤質(zhì)地水分物理特性

（一）砂土類土壤

砂土類土壤砂粒含量高，一般將砂粒含量大于60%的土壤均劃分為砂質(zhì)土類。主要礦物為石英，養(yǎng)分貧乏，尤其是有機質(zhì)含量低，通氣透水性好，但保水、保肥能力差，土壤易干旱；砂土熱容量小，土溫易升降，溫差大，為熱性土，耕性好，種子易出苗，但后期易出現(xiàn)脫肥現(xiàn)象。

（二）黏土類土壤

黏粒含量高，凡是黏粒含量大于30%的土壤均劃分為黏質(zhì)土類。孔隙小，透性不良，但保水保肥能力強；養(yǎng)分豐富，特別是鉀、鈣、鎂等陽離子含量多，有機質(zhì)含量高；熱容量大，土溫不易升降，土溫平穩(wěn)，為冷性土，耕性差，種子不易出苗，可能產(chǎn)生缺苗斷壟現(xiàn)象，但生長后期作物生長旺盛，控制不好會造成植株貪青晚熟。

（三）壤土類土壤

壤土類土壤由于砂粒、粉粒、黏粒含量比例較適宜，因此兼有砂土類與黏土類土壤的優(yōu)點，養(yǎng)分充足，土壤孔隙適當，保水保肥力強，是農(nóng)業(yè)上較為理想的質(zhì)地類型。

四、土壤物理水分常數(shù)

在噴微灌系統(tǒng)設(shè)計中，常常需要用到一些土壤物理水分常數(shù)，主要包括容重、空隙率、田間持水量、凋萎系數(shù)和入滲率等。他們不僅取決于土壤質(zhì)地，而且與土壤結(jié)構(gòu)和有機質(zhì)的含量密切相關(guān)。要準確確定灌區(qū)內(nèi)土壤物理水分常數(shù)必須在當?shù)靥镩g直接測定，當缺乏實測資料時，可參考條件相近地區(qū)的資料確定。

（一）土壤容重

土壤容重是指自然結(jié)構(gòu)條件下，單位體積的干土重量，單位為g/cm3。干土是指105～110℃的烘干土。若缺乏實測資料時，可根據(jù)土壤質(zhì)地參考相似條件地區(qū)的資料確定。不同類型土壤容重參考值見表2-7。

（二）土壤空隙率

土壤空隙率是指土壤固體顆粒之間的空隙占土壤總體積的百分數(shù)（%）。自然情況土壤空隙率的大小主要取決于土壤質(zhì)地和結(jié)構(gòu)，土壤密實程度對空隙率也有很大影響。自然情況的土壤空隙約占土壤體積的50%，粗質(zhì)土壤的空隙率比細質(zhì)土壤空隙率小。參考相關(guān)資料綜合出不同類型土壤質(zhì)地空隙率參考值見表2-8。

（三）土壤田間持水量

土壤田間持水量是指土壤借助毛管力的作用，保持在土壤空隙中最大數(shù)量的懸著毛管水。它在數(shù)量上包括吸著水、薄膜水和毛管懸著水，即在地下水埋深較大自然情況下，土壤充分灌水或降雨后，重力水完全下滲后，測定的土壤含水量。表2-9是不同土壤類型質(zhì)地田間持水量參考值。

土壤田間持水量是植物有效含水量的上限，通常把田間持水量的60%作為需要灌溉的起始含水量，植物適宜土壤含水量一般為60%～100%田間持水量。因此，土壤田間持水量常常被作為判斷是否需要灌溉和計算灌水量的依據(jù)。

（四）土壤凋萎系數(shù)

土壤含水量降低到某一程度時，植物根系吸水非常困難，致使植物體內(nèi)水分消耗得不到補充而出現(xiàn)永久性凋萎現(xiàn)象，此時的土壤含水量稱為凋萎系數(shù)。一般把土壤田間持水量與凋萎系數(shù)之差作為土壤有效含水量。在實用上為了保持植物正常生長，常常把土壤含水量控制在田間持水量60%～80%或90%之間作為噴微灌系統(tǒng)設(shè)計和運行的指標。

土壤凋萎系數(shù)常用的表示方法有重量百分比和體積百分比兩種。根據(jù)相關(guān)資料綜合出的不同土壤質(zhì)地凋萎系數(shù)參考值見表2-10。

（五）土壤水入滲率

土壤水入滲率是指供水或降雨強度足夠大的情況下單位時間進入土壤的水量，以mm/h計。土壤水入滲率是隨時間變化的，土壤水入滲的過程見圖2-1。由圖2-1可以看出，開始入滲率最大隨后逐漸減小，最后達到一個定值，此時的入滲率稱為穩(wěn)定入滲率。不同土壤質(zhì)地穩(wěn)定入滲率參考值見表2-11　。