(二)土壤孔性和结构性

上壤孔隙性质(简称孔性)是指土壤孔隙总量及大、小孔隙分布。其好坏决定于土壤的质地、松紧度、有机质含量和结构等。土壤结构性是指土壤固体颗粒的结合形式及其相应的孔隙性和稳定度。可以说，土壤孔性是土壤结构性的反映，结构好则孔性好，反之亦然。

1．土壤孔性

土壤孔隙的数量及分布，可分别用孔(隙)度和分级孔度表示。上壤孔度一般不直接测定，而以土壤容重和土壤比重计算而得。上壤分级孔度，亦即土壤大小孔隙的分配，包含其连通情况和稳定程度。

(1)土壤比重

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，称为土壤比重，无量纲。其数值大小主要决定于土壤的矿物组成，有机质含量对其也有一定影响。土壤学中，一般把接近土壤矿物比重(2.6～2.7左右)的数值2.65作为土壤表层的平均比重值。

(2)土壤容重

单位容积的土体(包括粒间孔隙)的烘干重，称为土壤容重，单位为g/cm³。受土壤质地、有机质含量、结构性和松紧度的影响，土壤容重值变化较大。

砂土中的孔隙大但数量少，总的孔隙容积较小，容重较大一般为1.2～1.8g/cm³；黏土的孔隙容积较大，容重较小，一般为1.0～1.5 g/cm³；壤土的容重介于砂土与黏土之间。有机质含量愈高，土壤容重愈小。而质地相同的土壤，若有团粒结构形成则容重减小；无团粒结构的土壤，容重大。此外，上壤容重还与土壤层次有关．耕层容重一般在1.10～1.30 g/cm³，随土层增深，容重值也相应变大，可达1.40～1.60 g/cm³。

土壤容重大小是土壤学中十分重要的基本数据．可作为粗略判断土壤质地、结构、孔隙度和松紧状况的指标，并可据其计算任何体积的土重。

(3)土壤孔隙状况

1)土壤孔度土粒或团聚体之间以及团聚体内部的孔隙，称为土壤孔隙。土壤中孔隙的容积占整个土体容积的百分数，称为土壤孔度，也叫总孔度。它是衡量土壤孔隙的数量指标，一般通过土壤容重和土壤比重来计算，可由下式推导：

砂土的孔隙粗大，但孔隙数目少，故孔度小；黏土的孔隙狭细而数目很多，故孔度大。一般说来，砂土的孔度为30％～4.5％，壤土为40％～50％，黏土为45％～60％，结构良好的表土孔度高达55％～65％，甚至在70％以上。

2)土壤孔度分级土壤孔度仅反映土壤孔隙“量”的间题，并不能说明土壤孔隙“质”的差别。即使两种土壤的孔度相同，如果大小孔隙的数量分配各异，土壤性质亦会有很大差异。故此，按照土壤中孔隙的大小及其功能进行了孔隙分类，并以分级孔度表示。

但由于土壤固相骨架内的土粒大小、形状和排列多样，粒间孔隙的大小、形状和连通情况极为复杂，难以找到有规律的孔隙管道来测量其直径以进行大小分级。因此，土壤学中常用当量孔隙及其直径—当量孔径(或称有效孔径)代替。它与孔隙的形状及其均匀性无关。

土壤水吸力与当量孔径的关系按式(2-10)计算：

式中，d为孔隙的当量孔径(mm); T为土壤水吸力(mbar或cmH₂O)。

当量孔径与土壤水吸力成反比，孔隙愈小则上壤水吸力愈大。每一当量孔径与一定的土壤水吸力相对应。按当量孔径大小不同，土壤孔隙可分为三级：非活性孔、毛管孔和通气孔。其中，非活性孔为土壤中最微细的孔隙，当量孔径约在0.002 mm以下，儿乎总被土粒表面的吸附水所充满，又称无效孔隙；毛管孔是土壤中毛管水所占据的孔隙，当量孔径约为0.02～0.002 mm；通气孔则孔隙较粗，当量孔径大于0.02 mm，其中水分受重力支配可出，不具毛管作用，故又称非毛管孔。各级孔度具体计算方法如下：

2．土壤结构性

了解土壤结构性可从土壤结构体及其分类着手。自然界中土壤固体颗粒很少完全呈单粒状况存在，多数情况下，土粒(单粒和复粒)会在内外因素综合作用下相互团聚成一定形状和大小且性质不同的团聚体(亦即土壤结构体)，由此产生土壤结构。因此，土壤结构性定义为土壤结构体的种类、数量(尤其是团粒结构的数量)及结构体内外的孔隙状况等产生的综合性质。

土壤结构体的划分主要依据它的形态、大小和特性等。目前国际上尚无统一的土壤结构体分类标准。最常用的是根据形态和大小等外部性状来分类，较为精细的分类则结合外部性状与内部特性(主要是稳定性、多孔性)同时考虑。常有以下几类：

1)块状结构和核状结构 土粒互相黏结成为不规则的土块，内部紧实，轴长在5 cm以下，而长、宽和高三者大致相似，称为块状结构。可按大小再分为大块状、小块状、碎块状及碎屑状结构。

碎块小且边角明显的则叫核状结构，常见于黏重的心土、底土中，由石灰质或氢氧化铁胶结而成，内部十分紧实。如红壤下层由氢氧化铁胶结而成的核状结构，坚硬而泡水不散。

2)棱柱状结构和柱状结构 土粒黏结成柱状体，纵轴大于横轴，内部较紧实，直立于土体中，多现于土壤下层。边角明显的称为棱柱状结构，棱柱体外常由铁质胶膜包着；边角不明显的，则叫做柱状结构体，常出现于半干旱地带的心土和底土中，以柱状碱土碱化层中的最为典型。

3)片状结构(板状结构) 其横轴远大于纵轴发育呈扁平状，多出现老耕地的犁底层。在表层发生结壳或板结的情况下，也会出现这类结构。在冷湿地带针叶林下形成的灰化土的漂灰层中可见到典型的片状结构。

4)团粒结构 包括团粒和微团粒。团粒为近似球形的较疏松的多孔小土团，直径约为0.25～10 mm。0.25 mm以下的则为微团粒。这种结构体在表土中出现，具有水稳性(泡水后结构体不易分散)、力稳性(不易被机械力破坏)和多孔性等良好的物理性能，是农业上壤的最佳结构形态。

近儿十年来，伴随农用薄膜的大量使用，给上壤结构造成极大破坏。农用薄膜是一种高分子的碳氢化合物，在白然环境条件下不易降解。随着地膜栽培年限的延长，耕层土壤中残留膜量不断增加，在土壤中形成了阻隔层，日积月累，造成农田“白色污染”。而土壤中残留薄膜碎片，将改变或切断土壤孔隙的连续性，增大孔隙的弯曲性，致使土壤重力水的移动受到的阻力增大，重力水向下移动较为缓慢，长此以往，可明显降低土壤的渗透性能。

相关链接：土壤物理性质（一）