红壤地区土壤物理性质研究

提供重要的实践参考作用。关键词：红壤；物理性质；南方中图分类号：S152 文献标识码：A 1引言红壤区的地质和地形背景复杂。由于在地质时期 中不断抬升、褶曲、断裂、湖凹冲积及剥蚀等作用影响，

使整个地区的地势呈现西高东低、中间较高、南北低的

特点。区内主要地貌有山地、丘陵、高原、盆地。常见母 岩类型有花岗岩、流纹岩、砂页岩及石灰岩等。丘陵区 的母质多为红色砂页岩、砂砾岩风化物及第四纪红色粘

士。由于红壤区南北地跨纬度，气候、地形和母质变化

复杂，红壤发育具有明显的地带性、垂宜性以及类型多

样性的特点2 土壤结构特征2.1 土镶的颗粒组成土壤颗粒，是土壤结构体组成的基本单元，也是土

壤质量评价的一个重要指标，土壤颗粒组成影响着土壤 的生物学、化学、物理等方面的特性；例如，土壤的抗侵 蚀能力、保肥性以及保水性受到土壤颗粒组成的影响。

土壤对养分和污染物的吸附能力很大程度上取决于土

壤颗粒的粒级分布状况；在一般情况下，土壤颗粒的粒 径与比表面积呈负相关关系，颗粒越小其对土壤养分及

其他物质的吸附能力就越强。土壤颗粒的粒级分布状

况主要取决于土壤母质的性质，除此之外，土壤所处地

的地形、气候、植被类型等因子也会对土壤颗粒的分布 格局产生影响。2.2 土壤孔隙性土壤属于疏松的多孔体，土壤中空隙分为两类，一 类是土壤颗粒与土壤颗粒间的孔隙，另一类是结构性孔

隙，即土壤团聚体与团聚体间的孔隙。土壤的孔隙指的

是土壤中土壤颗粒、土壤团聚体之间形状各异、大小不 均的各种孔洞。土壤单位体积中孔隙所占比例的百分 数被称为土壤孔隙度。土壤的结构和质地对土壤的孔

隙状况起着决定性作用，土壤的孔隙度在同一类型土壤 不同发生层和不同类型的土壤中不尽相同。土壤孔隙 状况的影响因子主要有：有机物质含量、土壤结构、土粒

收稿日期：2019-06-25作者简介:潘俊(1994-),男，硕士研究生，研究方向为土壤侵蚀机理.文章编号：1674-9944(2019)16-0045-02排列松紧程度和土壤松弛度等。土壤孔隙度影响着土壤透水、通气、根系伸展等特

性。尤其在干旱和半干早和高温多雨地区，孔隙度往往 是防止表土水土流失，决定保水、渗水等的决定因素。2.3 土壤结构的稳定性良好发育的红壤，常有一种特殊的稳固结构，它与

氧化铁、铝的胶结有关，一般为铁铝的三氧化二物。一 般低丘红壤(即发育度较好的红壤)，在未被人类耕作利

用前,其表层0〜5 cm有机质含量较多，且存在团粒结

构；随着土层深度的增加逐渐变成核块状结构，大约50 〜60 cm往下逐渐变成核状结构，结构体表面的边面随 着土层加深逐渐明显。在人类活动或者耕作后，地表则

会出现10〜20 cm疏松层，其容重约为1 g/cmS红壤孔

隙度可达到60%；疏松层的水稳性大团聚体(>0. 25

mm)含量高达60%,因此疏松层不容易在雨水的冲刷

下流失，而此时其有机质含量较低，与子熟化后的耕作 层不同。这表明低丘红壤的AB、B层存在大量的水稳 性结构，由于其在雨水冲刷下的状况和砂粒类似，因此

又称其为“假砂”。这种红壤结构以氧化铝和氧化铁为 主要胶结物质，属于红壤区土壤的特殊性状。3 土壤水分特征红壤大多处于亚热带、热带地区，年降雨量充沛，以 赣中地区为例，年降雨量1500〜1600 mm。而由于红壤 地区不合理的开发利用以及雨量分配的不匀，红壤区存 在着严重干旱现象,这成为红壤地区作物生产的主要影

响因素。3.1水分移动热带、亚热带粘质红壤由于具有较多的通气孔隙以 及稳定性团聚体，因此透水性普遍较好，能够容纳较大

强度的降水，土壤表面不易结壳，但由于红壤细颗粒的 下移和雨滴的冲刷会堵塞红壤的孔隙，因而会降低渗透

速度也，减缓红壤水分的移动速度。3.2持水性土壤的持水性影响因素可以分为土壤质地和土壤

45潘 俊，等：红壤地区土壤物理性质研究结构。一方面，土壤的持水能力和土壤质地密切相关，

在一定吸力范围内，质地越细，持水量越高，但是当吸力 较低时，情况略有不同；这表明土壤质地并不能完全决

定土壤的持水性，土壤的持水能力也会受到其它因素的

影响，例如土壤孔隙的数量和特性。另一方面，土壤的 结构对土壤的持水能力也有很大的影响。土壤的特征性含水量又被称为水分常数，主要包 括:①饱和含水量。此时土壤水分吸力为零，土壤的孔

隙中充满了水分。②田间持水量。指的是土壤被灌溉 水或者降水所饱和，经过一段时间后，土壤水分向下运

移的速度几乎为零时所保持的水量；通常用土壤在1/3 标准大气压时的含水量作为田间持水量。③萎蔦系数。 指的是当植物根系不能吸取到满足自身蒸腾作用需要 的水分时，植物出现永久萎蔦时土壤的含水量；通常取

15个标准大气压下土壤含水量为代表。④吸湿系数。 约等于吸力为31个标准大气压时土壤所保持的水量。

各水分常数的水分对植物的有效性是不同的。3.3 土壤水分的供应土壤水一般处于不断的运动之中。灌溉水或者降

水在基质和重力势能等的作用下进入各土层。一方面 当土壤水分饱和状态时，在重力势作用下其余的水分向 下渗漏，进而补充地下水；另一方面当土壤水分处于不

饱和状态时,水分就在势能的作用下向其它方向渗吸， 从而补充土壤的水量。此外，当出现渗吸或者渗漏不良 时,水分就会形成地表径流进而流失。当灌溉、降水停

止，渗吸结束后，水分仍向下运动，进行再分配。除了以 上情况，土壤中的水也会通过植物叶面的蒸腾作用或者 地表蒸发返回大气中。此外，当地下水盐分浓度较高

时,水分的向上运动常会导致盐渍化。土壤水分的水流 速度和容量决定着土壤水分对植物根系的供应。水分

容量主要指土壤对植物根系吸收的比水容量、有效水含

量，随着土壤吸力的增加，土壤水的传导度也急剧降低、 水容量急剧下降。因此，红壤，尤其对于风化程度高的 砖红壤，当土壤水处于有效水范围的下限，且缺乏土壤

深层的供水，易发生干旱。由此看来，对于亚热带、热带 等多雨地区红壤，水分的保持同样重要页。4 土壤物理性质土壤物理性质主要指的是土壤固、液、气三相体系 中的各种物理过程和现象。土壤的物理性质除了对土

壤肥力水平起着制约作用，还会影响植物的生长发育， 因此土壤的物理性质是制订合理灌溉和耕作等措施的 重要依据。4.1 土壤结持度在不同含水量下土壤表现出不同结持性、黏着性的

物理状态称为土壤结持度。土壤结持度可分为酥性结 持、粘滞性结持、可塑性结持和硬性结持等4种状态，4 种状态的划分界限包括：收缩限、塑性上限和下限。收 缩限指的是土壤由明显湿润转变为明显干燥的交界点；

土壤颗粒表面的水膜恰好能够满足土壤颗粒移动所需

要的最低含水量称为塑性下限;而塑性上限是指土壤颗 粒刚好发生流动时的土壤含水量。酥软指数是指收缩

46自然与生态限与塑性下限含水量之差，而塑性指数是塑性上限和塑

性下限含水量的之差。在土壤处于硬性结持度时，耕作 时阻力较大且易形成大土块状或粉末状;在土壤处于粘 滞结持度时,土壤的承载强度较低且土壤物理结构易受 到破坏；而在土壤处于塑性结持度时，土壤耕作过程时 易发生粘闭。综上所述，粘滞性结持、可塑性结持和硬

性结持土壤均不适合土壤耕作，仅有酥性结持度土壤适 宜耕作。4.2 土壤强度土壤支持或者抵抗外加力的能力称为土壤强度，通 常以剪强度表示。剪强度由土壤内聚力(称粘结力)、土

壤内摩擦力等构成,剪强度与土壤颗粒间土体位移时断 裂界面上产生的摩擦力和粘结力有关。在砂质土壤中，

土壤颗粒间没有粘结力，在这种情况下抗剪强度就等于 内摩擦力，且受到垂直负荷的影响，而粘质土壤抗剪强 度往往取决于粘粒的含量曲，土壤颗粒间的粘结力大。4.3 土壤的流变性及压缩性土壤的流变性指土壤在流动时变量与应力之间的

关系或在外力的作用下产生变形。这两种情况分别为： ①处于干燥状态的有弹性性质的粘土;②稀薄的稳定泥

浆。应变量和应力无单值关系，随着有效应力的增加， 变形以较高的速度连续发生；变形速度与应力间成直线

关系时的液体称牛顿液体。一定浓度的土壤泥浆会产 生结构，体系受到扰动时强度减低的现象称为触变，使

其发生流动所必须施加的应力即为塑变值。土壤的压缩性指土壤容积在施加压力下的变化。

土壤压缩产生的原因是粘粒吸附水减少以及土壤颗粒 趋于定向排列，而土壤在水分饱和状态下产生的排水压 缩称之为固结。5结语研究红壤的物理性质意义重大，对生产生活有着重 要价值。首先，土壤的物理特征对自然灾害起着关键作

用，在南方红壤丘陵区，山洪、泥石流、崩岗等自然灾害时 常发生，究其根本在于物理性质的变化，是一个从量变到 质变的过程，因此，充分掌握红壤的物理性质对防治水土 流失及自然灾害防治至关重要。此外，土壤的颗粒组成、 孔隙性、持水性等对土壤保水保持养分有着根本影响,土

壤是植物存活生长的基础，除了自身水分养分的动态变 化外，也影响着植物的水分养分供给变化。参考文献：口]全国土壤普查办公室.中国土壤[M].北京：中国农业出版社，

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