二、土壤结构的基础理论
用结构的观念考察分析土壤环境，我们需要解决一些面临的问题。如果这些问题能够理清楚，高标准农田建设的问题也就迎刃而解了。
1. 土壤结构的定义与分类
1.1 土壤结构定义
土壤结构：组成土壤单元的分布位置及其所占有的范围。
土壤单元的排列占位与其组合所产生的形状，
它反映了组成土壤颗粒在空间上的分布情况和相互之间的关系。
土壤结构不仅影响土壤的物理、化学和生物学性质，还对土壤的肥力、容气量、含水量以及植物根系的生长发育起着关键作用。
从微观层面来看，土壤结构涉及到土壤颗粒间的结合形状、孔隙大小；从宏观角度，则体现为所有参与土壤形成的团聚体的形态和分布格局。
（土壤结构的本质是解决土壤结构的框架。好的土壤结构，是一个好的土壤框架。这个框架支撑出来一有效的土壤聚合体的空间结构体。象我们的房屋结构，也类似房屋的框架。矿物质体，有机质体，互相粘结成一个聚合体，这个聚合体内有孔隙，能够吸纳水量，肥料元素，活跃了微生物，繁茂生长根系。）
1.2 按团聚体形状的分类
总结出有四大类型
块状结构：土粒胶结成不规则的土块，内部紧实，棱角不明显。大型块状结构直径通常大于5cm，常见于质地黏重、缺乏有机质的土壤，通气透水性差，不利于植物根系生长。
柱状结构：垂直轴明显大于水平轴，呈立柱状。顶部浑圆的为“圆柱状结构”，顶部有明显棱角的称“棱柱状结构” 。这类结构多在干旱地区的心土层和底土层出现，在一定程度上影响土壤通气性和水分下渗。
片状结构：土粒排列成扁平状，厚度较薄，多由流水沉积或某些机械压力作用形成。常见于土壤表层，会阻碍土壤通气和根系向下生长，在水田中可能影响水分和空气交换。
团粒状结构：土粒胶结成近似球形的小团聚体，粒径一般在0.25 - 10mm之间，其中以2 - 3mm的团粒结构肥力特性最佳。团粒结构内部有毛管孔隙，可保水保肥；外部有非毛管孔隙，能通气透水，具有良好的水、气、肥、热协调能力，是理想的农业土壤结构。
1.3按土壤基本小颗粒组成分类
粗沙粒体：
细沙粒体：
粉末粒体：
1.4按颗粒质量属性分类
无机矿物质颗粒体
有机质颗粒体
无机有机混合体（团聚体，无机与与机体互相聚合，粘结液体等）
1.5按物质状态分类
固体状态颗粒体
液体状态单位体积（或某种数量形式）
固态与液态混合，包裹，互相黏合单元体
1.6某些人为设定的土壤单位单元单位。例如升体积计量单位。克重量计量单位 ，化学分子计量单位。
1.7微观土壤单元
主要是象分子单位，组成土壤中所包含的分子体有多少。其中有效的分子结构有那几种。象氮磷钾，是一种原子元素，它这些元素是以某种分子结构状态被植物利用，在土壤内存在，被根系吸收，被植物体内利用构筑生物体的细胞成分。它们是以分子结构被固定和利用，参加植物体的建筑构架。
原子单位，组成土壤单元体内所含有的原子种类。
所有的土壤结构单元都涉及原子，分子结构单元的问题。
2. 土壤结构的形成机制
物理过程，化学过程，生物过程，人为力量，
2.1 物理过程
干湿交替：土壤在干燥过程中，水分逐渐散失，土粒间的吸引力增强，促使土壤颗粒相互靠近并团聚；当土壤湿润时，水分进入土壤孔隙，使土壤膨胀，干燥时收缩产生的应力可将较大的土块破碎成较小的团聚体。这种干湿循环不断进行，有助于土壤结构的形成和改善。
冻融作用：在寒冷地区，土壤中的水分冻结时体积膨胀，对周围土粒产生压力，破坏原有土壤结构；当气温回升，冰融化成水，土壤体积收缩，土粒重新排列组合，形成新的团聚体。反复的冻融过程能使土壤变得疏松，增加土壤孔隙度。
2.2 化学过程
阳离子交换：土壤胶体表面带有负电荷，能吸附阳离子。不同的阳离子所带电荷和水化半径不同，当土壤溶液中的阳离子发生交换时，会影响土壤颗粒间的凝聚力。例如，钠离子会使土壤颗粒分散，而钙离子能促进土壤颗粒团聚，改善土壤结构。
胶体凝聚：土壤中的黏土矿物和腐殖质等胶体颗粒，在一定条件下会发生凝聚作用。电解质浓度增加、pH值变化等因素可使胶体表面电荷中和，胶体颗粒相互吸引并聚集形成较大的团聚体。
2.3 生物过程
植物根系：植物根系在生长过程中会对土壤产生挤压和穿插作用，将大的土块分割成小的团聚体。同时，根系分泌的黏液、糖类和氨基酸等有机物质能胶结土壤颗粒，促进团粒结构的形成。此外，多年生植物的根系还能通过自身的周转和分解，为土壤提供大量有机质，改善土壤结构。
土壤动物：蚯蚓等土壤动物在土壤中穿行、取食和排泄，可破碎土壤颗粒，促进土壤团聚体的形成。蚯蚓的粪便富含腐殖质和微生物，是良好的团粒结构材料。蚂蚁、白蚁等昆虫也会通过挖掘洞穴和搬运土壤，改变土壤结构。
微生物活动：微生物在土壤中分解有机物质，产生多糖、蛋白质等黏性物质，这些物质可作为土壤颗粒的胶结剂，促进团聚体的形成。此外，微生物的代谢活动还能影响土壤的酸碱度和氧化还原状态，间接影响土壤结构。
2.4、人为力量过程
现在人为对土壤结构的影响力日益增多，导致土壤结构发生了巨大的变异。机械设备，大型翻粑农机，农药，化肥，除草剂，土壤处理剂等等方法对土壤结构产生了巨大的影响力。
地表状态，土壤内颗粒结构，都有非常大的影响力。
2.5、水力，风力
暴雨降水，洪涝灾害，都对土壤结构存在影响。
新疆的沙漠是风力，水力的运动影响结果。水山产出沙粒，风加速沙粒体的运输，形成了一个大面积的沙漠土地。没有水，没有有机质，这使的沙漠流动不稳，植物不能生长。大环境缺少云雨水量环境，小环境沙粒土结构不稳，大风引起沙粒体流动。所以成为了荒芜之地。
2.6、地球版块运动，地幔运动，是地域域土壤母体的基础属性。
3. 土壤结构与土壤功能的关系
3.1 对土壤水分保持与传输的影响
良好的土壤结构，如团粒结构，具有大小孔隙搭配合理的特点。非毛管孔隙有利于水分快速下渗，（团粒体与团粒立体之间的缝隙。），避免地表径流和积水；毛管孔隙则能够保持适量的水分，供植物根系吸收利用。相比之下，块状或片状结构的土壤，孔隙分布不均匀，通气性差，水分容易在土壤表层积聚，导致土壤过湿或产生内涝；而在干旱时，水分又难以保存，植物易受旱害。
团聚体内，孔隙有利吸收水分，有机体也能吸附水或肥料元素，
3.2 对土壤通气性和孔隙度的作用
土壤通气性主要取决于土壤孔隙状况。团粒结构的土壤，非毛管孔隙多，空气能够顺畅地进入土壤，为土壤微生物和植物根系呼吸提供充足的氧气，同时排出二氧化碳等有害气体。而结构不良的土壤，孔隙被堵塞或连通性差，通气性不良，会导致土壤中缺氧，影响微生物活动和植物根系的正常生长，甚至产生还原性有害物质，危害植物健康。
3.3 对土壤养分循环与植物根系生长的影响
土壤结构影响土壤养分的保持、释放和转化。在团粒结构的土壤中，有机质与土壤颗粒紧密结合，微生物分解有机质的速度适中，有利于养分的持续供应。此外，良好的土壤结构为植物根系生长创造了适宜的环境，根系能够更容易地伸展和穿插，与土壤颗粒充分接触，吸收养分和水分。而不良的土壤结构，如紧实的块状结构，会阻碍根系生长，导致根系发育不良，影响植物对养分的吸收和利用。
水，肥，土质，空气，
4. 土壤结构与其它土壤现象的关系
4.1 土壤结构与人居环境的关系
土壤结构对人居环境有着重要影响。在城市绿化和园林建设中，良好的土壤结构有助于植物生长，提高植被覆盖率，改善空气质量，调节城市小气候。此外，合理的土壤结构还能减少土壤侵蚀，防止水土流失，保护城市基础设施免受破坏。而在农村地区，土壤结构直接影响农作物产量和质量，关系到居民的粮食安全和生活质量。同时，土壤结构不良可能导致土壤污染物迁移和扩散，影响地下水质量，进而威胁居民饮用水安全。
4.2 土壤结构与水溶环境下的分析
在水溶环境中，土壤结构会影响土壤与水之间的物质交换和相互作用。例如，土壤结构的孔隙特性决定了水在土壤中的渗透速度和路径，进而影响土壤中污染物的迁移和扩散。疏松多孔的土壤结构有利于水溶态养分和污染物的快速迁移，而紧实的土壤结构则会延缓其迁移过程。此外，土壤结构还会影响土壤胶体的稳定性和吸附性能，在水溶环境中，土壤胶体的凝聚和分散状态与土壤结构密切相关，这又进一步影响土壤对离子的吸附和交换能力，以及污染物的固定和释放。
4.3 新结构化的土壤分类研究
随着土壤科学研究的不断深入，新的土壤结构分类方法和理论不断涌现。基于现代分析技术，如扫描电子显微镜、X射线断层扫描等，能够更精确地观察土壤结构的微观特征，为土壤结构分类提供更详细的依据。同时，考虑到土壤结构在不同生态系统和环境条件下的动态变化，新的分类研究更加注重土壤结构的时空演变规律。
例如，一些研究尝试将土壤结构与土壤生态功能相结合，提出功能性土壤结构分类体系，以更好地指导土壤管理和生态修复实践 。
此外，大数据和机器学习技术的应用，也为土壤结构分类研究提供了新的思路和方法，有望实现更准确、高效的土壤结构分类和评价。
4.5、
4.6、
5未来土壤结构的产品化设计
5.1、土壤结构学理论研究的目的是总结现有土地结构的存在现状，优缺点。设计出新的土壤结构品种，
5.2、无机质量搭建土壤内基本单元体积。该单元体积包括有稳定的架构组成空间体积。是一个稳定的具有容纳能力的孔隙空间体积。这个小环境内蓄存有机质，水，肥，微生物，为根系提供生息繁茂的生态环境。
5.3、yj有机质
5.3.1有机质是土壤最重要的好坏标准的指标。太效果不好。不大于土壤内团聚体体积。或者等于团聚体的体积。小于土壤团聚体的体积直径。五毫米，小于5mm。与有机质含水量有关系，含水大，体积可以放大。6mm直接粉碎。如果是发酵，那看分解后的体积情况。
5.3.2有机质单元体积标准：
100mm
10mm
8mm
6mm
5mm
4mm
5.4、液态
5.5、汽雾
6土壤地块环境结构体
众多颗粒体涨停结构组合成地垄结构。地笼结构组合成一个地块结构。这个是局部地理环境结构。
大面积的种植辖区区域结构。大面积的农作物种植。南方大面积水稻田地，东北大面积玉米田地，新疆大面积棉田地，水果林地，茶叶林地。长期的单一作物品种种植，规格化土壤地块管理，耕地方法，化肥，导致土壤结构单元性发展趋势，同质土壤结构退化。
61结构化的大区域环境结构化设计。
例如地膜覆盖，塑料大棚。
土地上面的大面积覆盖，属于农田地块环境的结构变化设计。
62，高标准农田，土壤结构的标准提高优化，是一个重要的方向发展趋势。
注解：本文就相关问题进行了一个宽泛的涉及，是一种意向性质的叙述。研究土壤结构，目的是解决农田土壤的瓶颈问题，开拓出一条新思路，新途径，为高标准农田建设的土壤问题提供参考资料。
很多的东西，我们并不知晓其问题的关键所在何处，如何的解题。所以只能是广泛的涉猎可能关联的因素，是为了解决问题。
2025 06 29
