無(wú)結(jié)構(gòu)土壤

《農(nóng)學(xué)名詞》第一版。

1993年，經(jīng)全國(guó)科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會(huì)審定發(fā)布。

土壤物理性質(zhì)之一。指土壤顆粒（包括團(tuán)聚體）的排列形式。但學(xué)術(shù)界關(guān)于土壤結(jié)構(gòu)的定義并不完全一致。蘇聯(lián)學(xué)者H.A.卡欽斯基認(rèn)為土壤結(jié)構(gòu)是土壤中不同大小、形狀、孔隙性、力穩(wěn)性和水穩(wěn)性團(tuán)聚體的綜合。美國(guó)學(xué)者L.D.貝弗則認(rèn)為土壤結(jié)構(gòu)是土壤中原生顆粒和次生顆粒（包括孔隙）排列成的一定形式。

土壤顆粒的大小及其不同排列形式，使土壤孔隙呈各種幾何學(xué)特征，從而影響土壤中水、熱、氣的保持和運(yùn)行，植物根系的穿插，微生物的活動(dòng)以及養(yǎng)分的有效性和供應(yīng)速率，最終直接或間接地影響植物的生長(zhǎng)和土壤的生產(chǎn)性能。

土壤物理結(jié)構(gòu)類型

土壤顆粒的排列形式大致可分兩類：一類是以單粒（又稱原生顆粒）為單位的排列；另一類是以復(fù)粒(又稱次生顆粒)為單位的排列。根據(jù)結(jié)構(gòu)體的形態(tài)、大小或性質(zhì)還可分成若干類型。1927年，蘇聯(lián)學(xué)者C.A.扎哈羅夫根據(jù)結(jié)構(gòu)體形態(tài)提出了土壤結(jié)構(gòu)的分類方案并幾經(jīng)修改。1951年美國(guó)農(nóng)部提出的土壤結(jié)構(gòu)分類表（表3）是使用較為廣泛的一個(gè)分類系統(tǒng)。在此系統(tǒng)中，按土壤結(jié)構(gòu)體的形態(tài)特征將土壤結(jié)構(gòu)分為4個(gè)類型;根據(jù)結(jié)構(gòu)體的大小每種類型又分為5級(jí);根據(jù)結(jié)構(gòu)體自身和結(jié)構(gòu)體之間粘結(jié)力的大小每級(jí)又分為 4個(gè)發(fā)育程度。土壤結(jié)構(gòu)還可根據(jù)受水浸泡或外力作用后的不同反應(yīng)而分為水穩(wěn)性、力穩(wěn)性或非水穩(wěn)性和非力穩(wěn)性結(jié)構(gòu)。前二者統(tǒng)稱為穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)；后二者統(tǒng)稱為非穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)。穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)的形成主要依賴于對(duì)土壤顆粒具有較強(qiáng)的膠結(jié)力的物質(zhì)的存在。

土壤物理結(jié)構(gòu)形成

主要指土壤中團(tuán)聚體（耕層以下通常稱結(jié)構(gòu)體）的形成，通常有3個(gè)途徑,原生顆粒通過(guò)凝聚等作用形成次生顆粒（或稱微團(tuán)聚體、復(fù)?；蛴袡C(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合體）；次生顆粒再經(jīng)有機(jī)質(zhì)等膠結(jié)物質(zhì)的作用而進(jìn)一步形成團(tuán)聚體，或原生顆粒直接由膠結(jié)物質(zhì)粘結(jié)成團(tuán)聚體；致密的土體通過(guò)根系活動(dòng)、干濕交替、結(jié)凍融凍等各種外應(yīng)力的作用而崩解成團(tuán)聚體。有機(jī)物分解的中間產(chǎn)物多糖和多價(jià)陽(yáng)離子在形成穩(wěn)定性團(tuán)聚體中也有重要作用。近年又提出粘團(tuán)學(xué)說(shuō)，認(rèn)為粘團(tuán)是粘粒的小集團(tuán)群，由粘粒本身定向排列而成，形如片狀，其直徑一般小于 5微米。粘團(tuán)彼此間可通過(guò)鋁鍵和有機(jī)聚合物的作用使團(tuán)面與團(tuán)面、團(tuán)邊與團(tuán)邊以及團(tuán)面與團(tuán)邊相結(jié)合而形成團(tuán)聚體的基本單元，再由基本單元聚合而成團(tuán)聚體。圖 6表示團(tuán)聚體中粘團(tuán)－有機(jī)質(zhì)－砂粒的結(jié)合形式。

土壤物理結(jié)構(gòu)與肥力

土壤結(jié)構(gòu)除影響植物根系的生長(zhǎng)，微生物的活動(dòng)以及土壤中空氣、水分和養(yǎng)分的協(xié)調(diào)外，還影響土壤的一系列機(jī)械物理特性。20世紀(jì)30年代，蘇聯(lián)土壤學(xué)家B.P.威廉斯提出團(tuán)粒結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)，認(rèn)為由胡敏酸鈣結(jié)合的直徑為10～0.25毫米的水穩(wěn)團(tuán)聚體(又稱團(tuán)粒)含量達(dá)70%以上時(shí)，即為有結(jié)構(gòu)的土壤。這種土壤同時(shí)具備團(tuán)聚體之間的非毛管孔隙和團(tuán)聚體內(nèi)的毛管孔隙，因而能協(xié)調(diào)土壤中水分、空氣、養(yǎng)分的保持與釋放的矛盾；同時(shí)可減少地表徑流，防止水土流失。但以后的研究者認(rèn)為，土壤中0.25～10毫米水穩(wěn)性團(tuán)聚體的數(shù)量和最佳粒徑應(yīng)依不同的生物氣候條件而異。在濕潤(rùn)多雨地區(qū)，為便于通氣排水，水穩(wěn)性團(tuán)聚體的含量宜略高，直徑也可略偏大；而在干旱少雨地區(qū),圖7則水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量略低、粒徑略小的有利保墑。近期的研究還認(rèn)為，在評(píng)價(jià)土壤結(jié)構(gòu)時(shí)，除團(tuán)聚體的形狀、大小和數(shù)量外，還要考慮與土壤結(jié)構(gòu)密切有關(guān)的其他一些性質(zhì)，如土壤孔隙的大小分配、土壤的通氣性和透水性以及不同水分吸力時(shí)的土壤持水量和生物活性等。 　結(jié)構(gòu)的改良 　由于土壤表層經(jīng)常受到不合理的耕作和灌溉的影響，土壤結(jié)構(gòu)易被破壞，從而導(dǎo)致土壤物理性質(zhì)惡化。為了保護(hù)和改善土壤結(jié)構(gòu)狀況，保持和提高土壤肥力，可以采取的措施包括：合理耕作，改多耕為少耕或免耕；合理灌溉，改漫灌為噴灌、滴灌或底土滲灌；合理輪作、施肥，在輪作制中安排一定比例的綠肥或牧草，以及增施有機(jī)肥料等。施用結(jié)構(gòu)改良劑則可達(dá)到快速改善土壤結(jié)構(gòu)狀況的目的。已知的土壤結(jié)構(gòu)改良劑有聚乙烯醇，聚醋酸乙烯脂，水解聚丙烯，聚丙烯酸，醋酸乙烯脂 -嘎丁烯二酸共聚物，二甲胺基乙基丙烯酸鹽以及聚丙烯酰胺等。其中聚丙烯酰胺已開(kāi)始在西歐較大面積上使用。此外，瀝青乳劑和各種類型的胡敏酸鹽制劑也有明顯效果。

土壤結(jié)構(gòu)系數(shù)按結(jié)構(gòu)體大小分類

按結(jié)構(gòu)體直徑的大小，一般把土壤結(jié)構(gòu)分為三種基本類型。顆粒之間互不連接，結(jié)構(gòu)完全松散的土壤結(jié)構(gòu)稱為單粒結(jié)構(gòu)（Single structure），這種土壤結(jié)構(gòu)主要分布在粗粒土壤和未固結(jié)的漠境塵暴沉積物中，主要由粗的砂礫，粉砂礫和石礫組成，有的研究者稱其為無(wú)結(jié)構(gòu)的土壤（Structureless），它是土壤荒漠化的主要標(biāo)志與特征。土體由緊密堆砌的、大的粘結(jié)土塊構(gòu)成的結(jié)構(gòu)稱為整塊結(jié)構(gòu)（Massive Structure），這種結(jié)構(gòu)在干燥的有機(jī)質(zhì)貧乏的粘土中分布較多，我們經(jīng)常所講的塊狀、核狀、柱狀及片狀結(jié)構(gòu)均屬此類型。

在單粒結(jié)構(gòu)和整塊結(jié)構(gòu)這兩種極端類型之間的土壤結(jié)構(gòu)類型稱為團(tuán)聚結(jié)構(gòu)（Aggregate），其土壤顆粒相互連接成半穩(wěn)定的直徑較小的土團(tuán)，它內(nèi)部的松緊程度比塊狀結(jié)構(gòu)疏松，結(jié)構(gòu)孔隙多樣，它是植物生長(zhǎng)最理想的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，是土壤質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。

土壤結(jié)構(gòu)系數(shù)按結(jié)構(gòu)體形狀分類

按照結(jié)構(gòu)體形狀，一般把土壤結(jié)構(gòu)分為五種基本類型。

塊狀結(jié)構(gòu)體（Block cloddy）：其特點(diǎn)是長(zhǎng)、寬、高大體近似，形狀近似于立方體形；棱角不明顯，基本上是渾圓形；內(nèi)部較為緊實(shí)。主要形成于質(zhì)地較粘、有機(jī)質(zhì)缺乏、耕作不良的耕層或在土壤的B層的上半部，俗稱坷垃?？览纬珊笤趬K與塊之間易形成大孔洞，易跑風(fēng)漏墑，使作物根系產(chǎn)生“吊死”現(xiàn)象，影響幼苗出土，即如農(nóng)諺“麥子不怕草，就怕坷垃咬”所述。它是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中一種不良性狀的結(jié)構(gòu)。塊狀結(jié)構(gòu)直徑大于10cm時(shí)會(huì)對(duì)作物產(chǎn)生嚴(yán)重的危害，大于4cm時(shí)危害程度較為明顯，在2 至4cm之間的危害程度不是很大。表層塊狀結(jié)構(gòu)層可抑制土壤反鹽?？梢?jiàn)塊狀結(jié)構(gòu)體大小與松緊性是評(píng)價(jià)其質(zhì)量的主要指標(biāo)。在我國(guó)黃土地區(qū)農(nóng)田土壤耕層，塊狀結(jié)構(gòu)體經(jīng)常產(chǎn)生，進(jìn)一步研究它的大小，緊實(shí)性等可以更加科學(xué)地評(píng)價(jià)其對(duì)作物生長(zhǎng)的影響程度。

核狀結(jié)構(gòu)（Concretionary）：其特點(diǎn)是長(zhǎng)、寬、高大體近似，類似于塊狀結(jié)構(gòu)；棱角非常明顯；內(nèi)部非常緊實(shí)；一般情況下比塊狀結(jié)構(gòu)小。主要形成于質(zhì)地比較粘重、有機(jī)質(zhì)極其缺乏的土壤中，一般在耕層以下的底土中。這種結(jié)構(gòu)的緊實(shí)是由于膠結(jié)質(zhì)CaCO₃、Fe(OH)₃，Al(OH)₃的膠結(jié)作用形成的。是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中一種不良的結(jié)構(gòu)。對(duì)黃土地區(qū)揭示CaCO₃ 等無(wú)機(jī)膠體作用對(duì)于探求土壤結(jié)構(gòu)形成機(jī)理非常重要。

由于土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，形成1厘米厚的土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)約需要400年時(shí)間，所以對(duì)因受耕作和施肥等多種因素的影響而極易遭到破壞的土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，必須進(jìn)行合理的土壤結(jié)構(gòu)管理，以保護(hù)和恢復(fù)良好的結(jié)構(gòu)狀況，在其主要途徑有以下幾點(diǎn)：

1.增施有機(jī)肥：有機(jī)物料除能提供作物多種養(yǎng)分元素外，其分解產(chǎn)物多糖等及重新合成的腐殖物質(zhì)是土壤顆粒的良好團(tuán)聚劑，能明顯改善土壤結(jié)構(gòu)。有機(jī)物料改善土壤結(jié)構(gòu)的作用取決于物料的施用量、施用方式以及土壤含水量。

2.實(shí)施合理輪作：作物根系活動(dòng)和合理的耕作管理制度對(duì)土壤結(jié)構(gòu)性可以起很好的影響。

3.合理的耕作、水分管理及施用石灰或石膏：在適耕含水量時(shí)進(jìn)行耕作，可避免爛耕爛耙對(duì)土壤結(jié)構(gòu)的破壞。

4.土壤結(jié)構(gòu)改良劑的應(yīng)用：土壤結(jié)構(gòu)改良劑是改善和穩(wěn)定土壤結(jié)構(gòu)的制劑。按其原料的來(lái)源，可分為人工合成高分子聚合物、自然有機(jī)制劑和無(wú)機(jī)制劑三類 。2100433B