第二节 土壤结构
soil structure
土壤结构和土壤侵蚀及生态环境关系
土壤结构和沙漠化及生态环境关系
土壤与耕作和作物
生产关系
一,土壤结构 概念 soil structure
土壤结构
土壤结构体
土壤结构性
大小
形状
不良性状
结构体
理性结构体
块状结构
片状结构，鳞片状结构
柱状结构,棱柱状结构
核状结构
团粒结构
微团聚体
孔 性
稳定性
肥力特性
水力学稳定性
机械学稳定性
生物学稳定性
协调水、肥、气、热的能力和改善
耕性能力
孔隙度和孔隙级别
土壤结构,土粒在内外因素的综合作用下，形成了大小不一、形状不同、性质
各异的团聚体或团块 。
二,结构体类型及特性
二,结构体类型及特性
二,结构体类型及特性
（一）块状结构体：
cloddy structure
Blocky structure
1.基本特征,
（ 1）近似于立方体
形。其长、宽、高
三轴大体近似等长。
（ 2）结构体棱角不
明显，呈不规则浑
圆形。
（ 3）内部较为紧实
北方群众称作“土坷垃”。关中农民称作“胡基”。
2.类别,按照其大小进行分类
直径 >3~5cm叫大块状,<3~5cm叫碎块状结构
3.形成条件和过程：条件,有机物质缺乏、质地粘重（中壤质以上）土壤表层。
过程,形成的原因和过程是不合理耕作（过干或过湿耕作）的结果。
（一）块状结构体,blocky structure
二,结构体类型及特性
（一）块状结构体,Blocky structure
4,特性,
易跑风漏墒（保水性差）,大块互相支撑，形成较大空洞，加速了土壤水分的丢失。
难保全苗,块状结构压苗，使幼苗不能顺利出土。农民常说：麦子不怕草，就怕坷垃咬
直径大于 4cm的坷垃危害性非常明显。大于 10cm的坷垃危害严重。而 2~4cm的坷垃
危害不大，而且有助于防止返盐，发生盐渍化。
5.管理措施,
（ 1）人工机械打碎，费工肥力
（ 2）在降雨或灌水后适时耙耱，使之破碎平整。
（ 3）利用冻融交替破碎（注意冬灌量）
（ 4）根本方法：增施有机肥，改良质地性状。
Blocky structural peds are found most frequently in the B horizons,They have been created
by the wetting and drying and freezing and thawing cycle of the B horizon,The clay films also
act as a binding agent for the blocky aggregates,The B horizon can often be determined in a
profile by looking for the location of blocky peds which can be readily seen,Blocky can be
either angular (sharp ped edges) or sub-angular (rounded ped edges),
二,结构体类型及特性
（二） 片状结构体,
Platy structure or Plate structure
1.基本特征
长和宽 >>高，呈薄片状，若四
周向上弯曲，类似于鱼鳞，叫鳞片状
结构（ Squamose structure)。
农民叫它, 卧土,,, 平槎土, 。
2.基本类型
按照厚度分为板状（ >5cm）、片状
页状、叶状（ <1cm）。
3.形成条件和过程
（ 1）积水沉积的地方
（ 2）机械压实
（ 3）常年等深耕作，形成的犁底层（ plow sole or plowpan)
（ 4）原来公路，毁路还田的地块
根本条件：土壤有机物质贫乏
二,结构体类型及特性
4.特性
旱地犁底层过厚，对作物生长不利，影响根系
下扎和上下层之间水气热交换以及对下层养分
的利用。
水稻土产生具有一定透水率的犁底层很有必
要，它可以起着减少水分渗漏和托水托肥的作
用。
旱地表层常出现土壤结皮和板结现象。结
（二） 片状结构体,
Platy structure or Plate structure
皮一般出现在砂壤土到轻壤土上，一般较薄（ 1~2mm），一旦表层失水，干裂成碎土片
且边缘向上翘起。
板结多出现在中壤以上的土壤，它是结皮的深化和继续，一般厚度为 3~5mm,也有厚到
3~5mm，甚至到几个厘米的。干裂后形成大的裂口（龟裂）,
表层结皮或板结，不易破碎，常压坏幼苗，撕断根系，引起漏风跑墒。
5.管理措施
（ 1）对于犁地层而言，可采用消除犁底层，逐年加深耕层的方法
（ 2）消除结皮或板结的方法是适时中耕松土。
二,结构体类型及特性
Platy structure is often found in the E horizon (below the A) where water moves
laterally through the soil,Platy structure can be detrimental because it restricts root and
water penetration,
（二）片状结构体,
Platy structure or Plate
structure
灰化土的灰化层是
典型的片状结构
二,结构体类型及特性
（二） 片状结构体,
Platy structure or Plate
structure
灌溉影响土壤表层结构（板结）
二,结构体类型及特性
（ 2）棱柱状结构（ prismatic structure）属于 干旱半干旱地区 的一种土壤结构类型
3.形成,圆柱状结构是碱化土壤特征结构。
棱柱状结构是在干事交替频繁的情况下所形成的，一般发生在 B层。干湿交替慢，多
形成大棱状状结构，干湿交替快，形成小棱柱状结构。其次，由于无机胶膜的交接作用，
结构体紧实。
（三）柱状结构体,
Prismatic or Columnar Structure
1.基本特征
长和宽 <<高,呈柱体状。农民叫
它立土，或立槎土。是铸造压窑洞
的好结构
2.类型,
（ 1）圆柱状（也称为拟柱状
column-like structure），棱角不很
明显，主要发生在碱化层中，成为
碱土 的特征结构。
4.特性,
柱桩结构体内部坚硬紧实，内部无效孔隙占据优势，外部有胶膜包被，根系难以伸入，
通气不良，微生物活性弱。结构体之间有大裂隙，漏水和漏肥。
5.管理措施
逐步加深耕作层，结合使用有机肥进行改良。
Prismatic or Columnar Structure
Where the blocky peds are longer than they are wide,the prismatic or columnar structure is
identified (common only in B horizons),They are often the first structure formed in a soil,
because their formation only requires vertical cracking in the soil,
二,结构体类型及特性
（三）柱状结构体,Prismatic or Columnar Structure
二,结构体类型及特性
（四）核状结构体,concretionary Structure
1.基本特征,
（ 1）类似于块状，长、宽、高大体等长。
（ 2）边面棱角不明显
（ 3）内部非常紧实
（ 4）比块状结构小，一般在 20cm以下。
群众叫它, 蒜瓣土,,, 鸡粪土, 。
2.形成
一般出现在质地极为粘重、有机质严重缺乏的心底土壤中，只所以内部极为紧实，是
因为长以石灰（ CaCO3）与氧化铁铝（ Fe（ OH） 3）作为胶结剂。在结构体表面有明显的
胶膜物质。
3.性状
坚硬而泡水不散，在土壤团聚体分析时，易被误认为是水稳性团聚体，但它不具备多
孔特性。
二,结构体类型及特性
几种常见结构体对比
共性,质地粘重，有机质贫乏。 问题是 孔隙组成单一。均属于不良性状的结构
体
二,结构体类型及特性
土
壤
团
粒
体
二,结构体类型及特性
This photo shows a well-granulated A horizon,
Granular structure is the most beneficial form of
soil structure for plant growth,Granular structure
aggregates are formed by the breaking apart of
larger aggregates through the physical processes
of wetting and drying,and freezing and thawing,
These aggregates are then cemented together by
the by-products of the microbial decomposition of
organic matter,which are called microbial gums,
The more microbial gums,the greater the
aggregate stability,The way to obtain microbial
gums is by adding organic matter to the soil; thus,
plant residues contribute indirectly to better soil
structure
注意：团 粒 结构与团 块 结构区别
二,结构体类型及特性
（五）团粒结构 ( crumb structure)
三,团粒结构 Crumb structure
（一）团粒结构的概念
指直径在 0.25~10mm的，类似于球形的，而且疏松多孔的团聚体
（ aggregate)-团粒结构。
把直径小于 0.25mm~0.001mm的团聚体叫 微团聚体 （ micro-aggregate),也
有人叫 微结构 （ micro-structure）
团粒结构中孔隙为多级的，大小比例适当，生产上较为理性的结构体是
2~3mm的团聚体，群众叫它, 蚂蚁蛋,,, 米糁子, 。
在农业上最有价值的土壤结构是水稳性的团聚体，，按照 В.Р.Вильямс,
А.Н,Соколовский,Н.И,Саввинов意见,直径在 1~5~10mm者是最有价
值结构体。
>0.25mm团聚体的重量百分数是土壤结构的重要指标。 <0.001mm的颗粒不
算作结构体，因为它们不具备农学和土壤改良性质。
（二）团粒结构的形成
1.土壤团粒结构的形成过程 （ 多级团聚学
说）
团粒结构形成大体上分为两个阶段,
第一阶段,由单粒 凝聚 成复粒（ single-
grained structure）。
第二阶段,由复粒经过相互 粘结、团聚
成微团聚体、团粒。
三,团粒结构 Crumb structure
单个土粒
团聚体
微团粒
形
成
阶
段
与
步
骤
三,团粒结构 Crumb structure
三,团粒结构 Crumb structure
第一阶段,由单粒凝聚成复粒（ single-grained
structure）
A.电解质絮凝作用。 电解质的作用主要在于降
低胶体双点层电位，将 ? 电位降低到临界值
（大约为 20~30mV)以下，可以减少胶体颗
粒的相互斥力。一般而言,胶体的 ?电位取决
于两个因素,
（ 1）胶体表面电荷数量 2）扩散层离子厚度
降低 ?电位之临界值以下有两条途径,
（ 1）改变交换性阳离子组成,
交换性阳离子凝聚能力随阳离子价数的增加而增大，随离子水化半径增大而
减小。凝聚能力的顺序为,
Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>H+>NH4+>K+>Na+。 在生产上常采用钙促进土壤结
构的改善与形成。如碱土使用 Ca（ CO3） 2，酸性土使用 CaSO4。虽然 Fe、和 Al也
有较强的凝聚能力，但因它们强的固磷能力，和本身毒性以及影响土壤酸度等问
题，未被人们所选用。
（ 2）增加电解质浓度,电解质浓度与双电层厚度关系为,生产上采用的
烤田, 晒垡及冻垡,都是依靠提高局部电解质浓度，促进土壤胶体凝聚和团粒结
构的形成。
sc 1?
B.水膜的粘结作用,
土壤颗粒带电，水是极性分子和依靠水膜的作用凝聚颗粒。形成的团聚体水稳性
差。
第二阶段：团聚与胶结作用,依靠有机胶体和无机胶体、以及菌丝、根毛等经过
了多极的胶结作用所形成。
胶结剂类型,
A.简单的无机胶体
Fe2O3.nH2O,Al2O3.,nH2O,SiO2.nH2O,MnO2.nH2O的水合物。常以胶
膜态形式包被在土粒的表面。形成土壤结构水稳性非常强。 ----南方土壤主要胶结
方式
CaCO3和 CaSiO3等无机化合物，是 北方石灰性土壤 主要胶结剂。
B.有机胶体,腐殖质、多糖类、蛋白质和木质素等。
（ 1）腐殖质,其中褐腐酸的作用更为明显。
土壤颗粒和有机胶体符合方式，丘林（ 1950）提出的模式有,
三,团粒结构 Crumb structure
三,团粒结构 Crumb structure
a.I组团聚体（褐腐酸钙团粒 G1组）以钙离子为键桥
这种胶结不牢固，可以被中性盐 NaCl拆开，但属于水稳性的团聚体。
砂粒
砂粒 粉粒
粉
粒
粘粒
腐殖质
三,团粒结构 Crumb structure
土粒
土粒
土粒
Ca2+
腐
殖
质
三,团粒结构 Crumb structure
三,团粒结构 Crumb structure
b.II组团聚体（褐腐酸铁团粒 G2）：通过粘粒表面上铁铝为键桥连接
连接比较牢固，不能用 NaCl拆开，只有用稀碱溶液处理或通过研磨，才能分散
同样也属于水稳性团聚体。
土粒
土粒
土粒
Fe2+
腐
殖
质
Fe3+
Al3+
三,团粒结构 Crumb structure
三,团粒结构 Crumb structure
（ 2）多糖类：多糖是微生物分解有机物质的产物，约占有机物质总量的
5%~10%。是一种线状的、绕曲的高分子聚合物。在链上有许多 -OH基，与
粘土颗粒之间通过氢键胶结。多糖是土壤中普遍存在的一种有机物质，它对
土壤结构的改善受到学术界重视，但是，它是有机物质分解的中间化合物，
生物学稳定性较差。
除过多糖以外，土壤中木质素、蛋白质、均有不同长度链接作用。微生物的
分泌物、代谢物、植物根系分泌物以及蚯蚓肠道粘液等都是有机胶结剂。
2.团粒结构的形成条件
（ 1）粘粒,团粒结构必须是粘质土壤，砂质土壤则不能形成团粒结构
粘质土壤有形成团粒结构的必要，也有条件；而砂质土壤则没有形成团粒结
构的条件，也没有形成团粒结构的必要。
（ 2）无机胶体
（ 3）有机胶体
（ 4）高价阳离子
三,团粒结构 Crumb structure
3.团粒结构形成的环境因素与动力因素
（ 1）生物的作用,
植物根系：密集根系具有穿插、切割、挤压作用，促进大块状结构的分离和
团聚。草本根系大于木本植物的根系。根系的分泌物成为胶结剂。根系的残体
是形成腐殖质等原材料。
动物：蚯蚓、昆虫、蚂蚁、鼠类等土壤动物，也有助于土壤结构的形成。
微生物的作用：土壤中好气微生物或性强时，有机物质不易累积，不利于结构
形成（荒漠化）。威廉姆士认为；土壤好气与嫌气交替进行有利于起结构形成。
（ 2） 冻融交替作用 （ 冻垡 ）（ freezing and thawing cycles）, 干湿交替过程
（ wetting and drying cycles） （ 晒垡 ）
冻融交替作用,利用水分物理形态的变化所引起的体积变化进行的（水结冰 V
增加 9%。 ---冬灌很重要
干湿交替过程,利用水分数量变化所引起的膨胀与收缩作用改善土壤结构（孔
隙内部封闭空气的爆破作用）。 --晒透（防止浇墒）
晒垡还有一个作用，即使胶体由溶胶转化为凝胶，保证了结构的形成。
（ 3）耕作（ tillage）的作用：适当耕作有利于团聚体形成,主要是切割作用
四,团粒结构与土壤肥力
良好团粒结构体的基本条件
1.具有一定结构体形状、大小。旱地一般以直径为 0.25~10mm为宜，边面不明显，
圆形较好。其中 1~3mm大小为佳；水田微团聚体（ 0.25~0.001mm）的数量愈
多愈好。
2.要有多级孔隙：同时担负供水和通气的功能
3.要有一定稳定性：水力学稳定性、机械稳定性、生物学稳定性。
根据以上原则，团粒结构对肥力作用于贡献为,
（一）改善了土壤孔性（多级）
（二）协调着土壤水分与空气矛盾：水分包括透水
和保水。
（三）协调了土壤保肥与供肥的矛盾
（四）稳定了土壤温度，调节了热状况
（五 )改善了土壤耕性，有利于幼苗出土和根系下扎。
四,团粒结构与土壤肥力
（六 )其它方面
1.抑制了毛管水的上升，达到了保水和抑制土壤盐渍化
团聚体直径
mm
5昼夜内水分上升
cm3/cm2
第 6昼夜内水分上升
cm3/cm2
<1
1~3
3~5
36.0
9.65
8.79
2.80
0.11
0.03
团聚体的大小对毛管水运动的影响 Летунов资料
2.保护土壤免遭水蚀和风蚀。直径 <0.5mm
的团聚体，随风飘移可能性大。
五,土壤结构管理
在生产中，土壤结构是经常变化的。
破坏土壤结构的措施
1.水的作用：雨滴击打、淹灌的泡散，粘粒的水合、以及团聚体内部封闭空气的
爆破作用，使团粒分散 — 灌溉的破坏作用
2.大型农机具重压及人畜的踩踏。
3.土壤胶体上离子倒换过程：化肥使用土壤板结
4.微生物的两重性：形成腐殖质，分解有机物
培育土壤团粒结构的措施
1.精耕细作，增施有机肥料 — 土肥相融
2.合理轮作倒茬：一年生作物耕作频繁，不利于结构形成。多年生作物有利于结
构形成。实行粮草轮作，粮肥轮作可以改善结构
3.合理灌溉、晒垡、冻垡
灌水方式：细流沟灌，防止大水漫灌。
4.使用石灰或石膏
五,土壤结构管理
5.土壤结构改良剂开发与应用 （发展的产业）
（ 1）人工合成的高分子聚合物制剂
乙酸乙烯脂，顺丁烯二酸共聚物的钙盐（克里利姆 8）
水解聚丙烯晴（克里利姆 9）
聚乙烯醇（ PVA)
聚丙烯酰胺（ PAM）
（ 2）自然有机制剂：棉秆、芦苇、田箐提取的，果胶、甜菜胶等，褐煤、泥炭、
草炭、风化煤中提取腐殖酸。沥青乳剂等
（ 3）无机制剂：硅酸钠、膨润土、沸石、海泡石等
结构改良剂注意,
价格低廉,
表层采用束水物质，下层注意亲水物质
土壤结构的研究
团聚体的测定
干筛法
湿筛法,约得法和萨维若夫法
土壤结构的研究
土壤结构的研究
土壤结构的研究
微团聚体分析 — 类似于土壤颗粒分析
差别在于：是否用化学分散剂。
盐碱土用盐化水浸泡
微结构的镜检法
soil structure
土壤结构和土壤侵蚀及生态环境关系
土壤结构和沙漠化及生态环境关系
土壤与耕作和作物
生产关系
一,土壤结构 概念 soil structure
土壤结构
土壤结构体
土壤结构性
大小
形状
不良性状
结构体
理性结构体
块状结构
片状结构，鳞片状结构
柱状结构,棱柱状结构
核状结构
团粒结构
微团聚体
孔 性
稳定性
肥力特性
水力学稳定性
机械学稳定性
生物学稳定性
协调水、肥、气、热的能力和改善
耕性能力
孔隙度和孔隙级别
土壤结构,土粒在内外因素的综合作用下，形成了大小不一、形状不同、性质
各异的团聚体或团块 。
二,结构体类型及特性
二,结构体类型及特性
二,结构体类型及特性
（一）块状结构体：
cloddy structure
Blocky structure
1.基本特征,
（ 1）近似于立方体
形。其长、宽、高
三轴大体近似等长。
（ 2）结构体棱角不
明显，呈不规则浑
圆形。
（ 3）内部较为紧实
北方群众称作“土坷垃”。关中农民称作“胡基”。
2.类别,按照其大小进行分类
直径 >3~5cm叫大块状,<3~5cm叫碎块状结构
3.形成条件和过程：条件,有机物质缺乏、质地粘重（中壤质以上）土壤表层。
过程,形成的原因和过程是不合理耕作（过干或过湿耕作）的结果。
（一）块状结构体,blocky structure
二,结构体类型及特性
（一）块状结构体,Blocky structure
4,特性,
易跑风漏墒（保水性差）,大块互相支撑，形成较大空洞，加速了土壤水分的丢失。
难保全苗,块状结构压苗，使幼苗不能顺利出土。农民常说：麦子不怕草，就怕坷垃咬
直径大于 4cm的坷垃危害性非常明显。大于 10cm的坷垃危害严重。而 2~4cm的坷垃
危害不大，而且有助于防止返盐，发生盐渍化。
5.管理措施,
（ 1）人工机械打碎，费工肥力
（ 2）在降雨或灌水后适时耙耱，使之破碎平整。
（ 3）利用冻融交替破碎（注意冬灌量）
（ 4）根本方法：增施有机肥，改良质地性状。
Blocky structural peds are found most frequently in the B horizons,They have been created
by the wetting and drying and freezing and thawing cycle of the B horizon,The clay films also
act as a binding agent for the blocky aggregates,The B horizon can often be determined in a
profile by looking for the location of blocky peds which can be readily seen,Blocky can be
either angular (sharp ped edges) or sub-angular (rounded ped edges),
二,结构体类型及特性
（二） 片状结构体,
Platy structure or Plate structure
1.基本特征
长和宽 >>高，呈薄片状，若四
周向上弯曲，类似于鱼鳞，叫鳞片状
结构（ Squamose structure)。
农民叫它, 卧土,,, 平槎土, 。
2.基本类型
按照厚度分为板状（ >5cm）、片状
页状、叶状（ <1cm）。
3.形成条件和过程
（ 1）积水沉积的地方
（ 2）机械压实
（ 3）常年等深耕作，形成的犁底层（ plow sole or plowpan)
（ 4）原来公路，毁路还田的地块
根本条件：土壤有机物质贫乏
二,结构体类型及特性
4.特性
旱地犁底层过厚，对作物生长不利，影响根系
下扎和上下层之间水气热交换以及对下层养分
的利用。
水稻土产生具有一定透水率的犁底层很有必
要，它可以起着减少水分渗漏和托水托肥的作
用。
旱地表层常出现土壤结皮和板结现象。结
（二） 片状结构体,
Platy structure or Plate structure
皮一般出现在砂壤土到轻壤土上，一般较薄（ 1~2mm），一旦表层失水，干裂成碎土片
且边缘向上翘起。
板结多出现在中壤以上的土壤，它是结皮的深化和继续，一般厚度为 3~5mm,也有厚到
3~5mm，甚至到几个厘米的。干裂后形成大的裂口（龟裂）,
表层结皮或板结，不易破碎，常压坏幼苗，撕断根系，引起漏风跑墒。
5.管理措施
（ 1）对于犁地层而言，可采用消除犁底层，逐年加深耕层的方法
（ 2）消除结皮或板结的方法是适时中耕松土。
二,结构体类型及特性
Platy structure is often found in the E horizon (below the A) where water moves
laterally through the soil,Platy structure can be detrimental because it restricts root and
water penetration,
（二）片状结构体,
Platy structure or Plate
structure
灰化土的灰化层是
典型的片状结构
二,结构体类型及特性
（二） 片状结构体,
Platy structure or Plate
structure
灌溉影响土壤表层结构（板结）
二,结构体类型及特性
（ 2）棱柱状结构（ prismatic structure）属于 干旱半干旱地区 的一种土壤结构类型
3.形成,圆柱状结构是碱化土壤特征结构。
棱柱状结构是在干事交替频繁的情况下所形成的，一般发生在 B层。干湿交替慢，多
形成大棱状状结构，干湿交替快，形成小棱柱状结构。其次，由于无机胶膜的交接作用，
结构体紧实。
（三）柱状结构体,
Prismatic or Columnar Structure
1.基本特征
长和宽 <<高,呈柱体状。农民叫
它立土，或立槎土。是铸造压窑洞
的好结构
2.类型,
（ 1）圆柱状（也称为拟柱状
column-like structure），棱角不很
明显，主要发生在碱化层中，成为
碱土 的特征结构。
4.特性,
柱桩结构体内部坚硬紧实，内部无效孔隙占据优势，外部有胶膜包被，根系难以伸入，
通气不良，微生物活性弱。结构体之间有大裂隙，漏水和漏肥。
5.管理措施
逐步加深耕作层，结合使用有机肥进行改良。
Prismatic or Columnar Structure
Where the blocky peds are longer than they are wide,the prismatic or columnar structure is
identified (common only in B horizons),They are often the first structure formed in a soil,
because their formation only requires vertical cracking in the soil,
二,结构体类型及特性
（三）柱状结构体,Prismatic or Columnar Structure
二,结构体类型及特性
（四）核状结构体,concretionary Structure
1.基本特征,
（ 1）类似于块状，长、宽、高大体等长。
（ 2）边面棱角不明显
（ 3）内部非常紧实
（ 4）比块状结构小，一般在 20cm以下。
群众叫它, 蒜瓣土,,, 鸡粪土, 。
2.形成
一般出现在质地极为粘重、有机质严重缺乏的心底土壤中，只所以内部极为紧实，是
因为长以石灰（ CaCO3）与氧化铁铝（ Fe（ OH） 3）作为胶结剂。在结构体表面有明显的
胶膜物质。
3.性状
坚硬而泡水不散，在土壤团聚体分析时，易被误认为是水稳性团聚体，但它不具备多
孔特性。
二,结构体类型及特性
几种常见结构体对比
共性,质地粘重，有机质贫乏。 问题是 孔隙组成单一。均属于不良性状的结构
体
二,结构体类型及特性
土
壤
团
粒
体
二,结构体类型及特性
This photo shows a well-granulated A horizon,
Granular structure is the most beneficial form of
soil structure for plant growth,Granular structure
aggregates are formed by the breaking apart of
larger aggregates through the physical processes
of wetting and drying,and freezing and thawing,
These aggregates are then cemented together by
the by-products of the microbial decomposition of
organic matter,which are called microbial gums,
The more microbial gums,the greater the
aggregate stability,The way to obtain microbial
gums is by adding organic matter to the soil; thus,
plant residues contribute indirectly to better soil
structure
注意：团 粒 结构与团 块 结构区别
二,结构体类型及特性
（五）团粒结构 ( crumb structure)
三,团粒结构 Crumb structure
（一）团粒结构的概念
指直径在 0.25~10mm的，类似于球形的，而且疏松多孔的团聚体
（ aggregate)-团粒结构。
把直径小于 0.25mm~0.001mm的团聚体叫 微团聚体 （ micro-aggregate),也
有人叫 微结构 （ micro-structure）
团粒结构中孔隙为多级的，大小比例适当，生产上较为理性的结构体是
2~3mm的团聚体，群众叫它, 蚂蚁蛋,,, 米糁子, 。
在农业上最有价值的土壤结构是水稳性的团聚体，，按照 В.Р.Вильямс,
А.Н,Соколовский,Н.И,Саввинов意见,直径在 1~5~10mm者是最有价
值结构体。
>0.25mm团聚体的重量百分数是土壤结构的重要指标。 <0.001mm的颗粒不
算作结构体，因为它们不具备农学和土壤改良性质。
（二）团粒结构的形成
1.土壤团粒结构的形成过程 （ 多级团聚学
说）
团粒结构形成大体上分为两个阶段,
第一阶段,由单粒 凝聚 成复粒（ single-
grained structure）。
第二阶段,由复粒经过相互 粘结、团聚
成微团聚体、团粒。
三,团粒结构 Crumb structure
单个土粒
团聚体
微团粒
形
成
阶
段
与
步
骤
三,团粒结构 Crumb structure
三,团粒结构 Crumb structure
第一阶段,由单粒凝聚成复粒（ single-grained
structure）
A.电解质絮凝作用。 电解质的作用主要在于降
低胶体双点层电位，将 ? 电位降低到临界值
（大约为 20~30mV)以下，可以减少胶体颗
粒的相互斥力。一般而言,胶体的 ?电位取决
于两个因素,
（ 1）胶体表面电荷数量 2）扩散层离子厚度
降低 ?电位之临界值以下有两条途径,
（ 1）改变交换性阳离子组成,
交换性阳离子凝聚能力随阳离子价数的增加而增大，随离子水化半径增大而
减小。凝聚能力的顺序为,
Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>H+>NH4+>K+>Na+。 在生产上常采用钙促进土壤结
构的改善与形成。如碱土使用 Ca（ CO3） 2，酸性土使用 CaSO4。虽然 Fe、和 Al也
有较强的凝聚能力，但因它们强的固磷能力，和本身毒性以及影响土壤酸度等问
题，未被人们所选用。
（ 2）增加电解质浓度,电解质浓度与双电层厚度关系为,生产上采用的
烤田, 晒垡及冻垡,都是依靠提高局部电解质浓度，促进土壤胶体凝聚和团粒结
构的形成。
sc 1?
B.水膜的粘结作用,
土壤颗粒带电，水是极性分子和依靠水膜的作用凝聚颗粒。形成的团聚体水稳性
差。
第二阶段：团聚与胶结作用,依靠有机胶体和无机胶体、以及菌丝、根毛等经过
了多极的胶结作用所形成。
胶结剂类型,
A.简单的无机胶体
Fe2O3.nH2O,Al2O3.,nH2O,SiO2.nH2O,MnO2.nH2O的水合物。常以胶
膜态形式包被在土粒的表面。形成土壤结构水稳性非常强。 ----南方土壤主要胶结
方式
CaCO3和 CaSiO3等无机化合物，是 北方石灰性土壤 主要胶结剂。
B.有机胶体,腐殖质、多糖类、蛋白质和木质素等。
（ 1）腐殖质,其中褐腐酸的作用更为明显。
土壤颗粒和有机胶体符合方式，丘林（ 1950）提出的模式有,
三,团粒结构 Crumb structure
三,团粒结构 Crumb structure
a.I组团聚体（褐腐酸钙团粒 G1组）以钙离子为键桥
这种胶结不牢固，可以被中性盐 NaCl拆开，但属于水稳性的团聚体。
砂粒
砂粒 粉粒
粉
粒
粘粒
腐殖质
三,团粒结构 Crumb structure
土粒
土粒
土粒
Ca2+
腐
殖
质
三,团粒结构 Crumb structure
三,团粒结构 Crumb structure
b.II组团聚体（褐腐酸铁团粒 G2）：通过粘粒表面上铁铝为键桥连接
连接比较牢固，不能用 NaCl拆开，只有用稀碱溶液处理或通过研磨，才能分散
同样也属于水稳性团聚体。
土粒
土粒
土粒
Fe2+
腐
殖
质
Fe3+
Al3+
三,团粒结构 Crumb structure
三,团粒结构 Crumb structure
（ 2）多糖类：多糖是微生物分解有机物质的产物，约占有机物质总量的
5%~10%。是一种线状的、绕曲的高分子聚合物。在链上有许多 -OH基，与
粘土颗粒之间通过氢键胶结。多糖是土壤中普遍存在的一种有机物质，它对
土壤结构的改善受到学术界重视，但是，它是有机物质分解的中间化合物，
生物学稳定性较差。
除过多糖以外，土壤中木质素、蛋白质、均有不同长度链接作用。微生物的
分泌物、代谢物、植物根系分泌物以及蚯蚓肠道粘液等都是有机胶结剂。
2.团粒结构的形成条件
（ 1）粘粒,团粒结构必须是粘质土壤，砂质土壤则不能形成团粒结构
粘质土壤有形成团粒结构的必要，也有条件；而砂质土壤则没有形成团粒结
构的条件，也没有形成团粒结构的必要。
（ 2）无机胶体
（ 3）有机胶体
（ 4）高价阳离子
三,团粒结构 Crumb structure
3.团粒结构形成的环境因素与动力因素
（ 1）生物的作用,
植物根系：密集根系具有穿插、切割、挤压作用，促进大块状结构的分离和
团聚。草本根系大于木本植物的根系。根系的分泌物成为胶结剂。根系的残体
是形成腐殖质等原材料。
动物：蚯蚓、昆虫、蚂蚁、鼠类等土壤动物，也有助于土壤结构的形成。
微生物的作用：土壤中好气微生物或性强时，有机物质不易累积，不利于结构
形成（荒漠化）。威廉姆士认为；土壤好气与嫌气交替进行有利于起结构形成。
（ 2） 冻融交替作用 （ 冻垡 ）（ freezing and thawing cycles）, 干湿交替过程
（ wetting and drying cycles） （ 晒垡 ）
冻融交替作用,利用水分物理形态的变化所引起的体积变化进行的（水结冰 V
增加 9%。 ---冬灌很重要
干湿交替过程,利用水分数量变化所引起的膨胀与收缩作用改善土壤结构（孔
隙内部封闭空气的爆破作用）。 --晒透（防止浇墒）
晒垡还有一个作用，即使胶体由溶胶转化为凝胶，保证了结构的形成。
（ 3）耕作（ tillage）的作用：适当耕作有利于团聚体形成,主要是切割作用
四,团粒结构与土壤肥力
良好团粒结构体的基本条件
1.具有一定结构体形状、大小。旱地一般以直径为 0.25~10mm为宜，边面不明显，
圆形较好。其中 1~3mm大小为佳；水田微团聚体（ 0.25~0.001mm）的数量愈
多愈好。
2.要有多级孔隙：同时担负供水和通气的功能
3.要有一定稳定性：水力学稳定性、机械稳定性、生物学稳定性。
根据以上原则，团粒结构对肥力作用于贡献为,
（一）改善了土壤孔性（多级）
（二）协调着土壤水分与空气矛盾：水分包括透水
和保水。
（三）协调了土壤保肥与供肥的矛盾
（四）稳定了土壤温度，调节了热状况
（五 )改善了土壤耕性，有利于幼苗出土和根系下扎。
四,团粒结构与土壤肥力
（六 )其它方面
1.抑制了毛管水的上升，达到了保水和抑制土壤盐渍化
团聚体直径
mm
5昼夜内水分上升
cm3/cm2
第 6昼夜内水分上升
cm3/cm2
<1
1~3
3~5
36.0
9.65
8.79
2.80
0.11
0.03
团聚体的大小对毛管水运动的影响 Летунов资料
2.保护土壤免遭水蚀和风蚀。直径 <0.5mm
的团聚体，随风飘移可能性大。
五,土壤结构管理
在生产中，土壤结构是经常变化的。
破坏土壤结构的措施
1.水的作用：雨滴击打、淹灌的泡散，粘粒的水合、以及团聚体内部封闭空气的
爆破作用，使团粒分散 — 灌溉的破坏作用
2.大型农机具重压及人畜的踩踏。
3.土壤胶体上离子倒换过程：化肥使用土壤板结
4.微生物的两重性：形成腐殖质，分解有机物
培育土壤团粒结构的措施
1.精耕细作，增施有机肥料 — 土肥相融
2.合理轮作倒茬：一年生作物耕作频繁，不利于结构形成。多年生作物有利于结
构形成。实行粮草轮作，粮肥轮作可以改善结构
3.合理灌溉、晒垡、冻垡
灌水方式：细流沟灌，防止大水漫灌。
4.使用石灰或石膏
五,土壤结构管理
5.土壤结构改良剂开发与应用 （发展的产业）
（ 1）人工合成的高分子聚合物制剂
乙酸乙烯脂，顺丁烯二酸共聚物的钙盐（克里利姆 8）
水解聚丙烯晴（克里利姆 9）
聚乙烯醇（ PVA)
聚丙烯酰胺（ PAM）
（ 2）自然有机制剂：棉秆、芦苇、田箐提取的，果胶、甜菜胶等，褐煤、泥炭、
草炭、风化煤中提取腐殖酸。沥青乳剂等
（ 3）无机制剂：硅酸钠、膨润土、沸石、海泡石等
结构改良剂注意,
价格低廉,
表层采用束水物质，下层注意亲水物质
土壤结构的研究
团聚体的测定
干筛法
湿筛法,约得法和萨维若夫法
土壤结构的研究
土壤结构的研究
土壤结构的研究
微团聚体分析 — 类似于土壤颗粒分析
差别在于：是否用化学分散剂。
盐碱土用盐化水浸泡
微结构的镜检法
