(一)土壤紧实度

由于土壤是土粒的集合体，所以土粒与土粒之间的结合力、凝聚力和土粒垒结状态等的综合作用使土壤具有某种“硬度”，这种硬度称为土壤的紧实度。所以土壤紧实度又叫土壤硬度、土壤强度和土壤穿透阻力。土壤被压实后，必然导致土壤紧实度增加，这是土壤压实最直观的表现，也是土壤结构重排、孔隙度减少的集中体现。

紧实度虽然是土壤压实的一个重要的表现，而且其测定也非常简单快捷，但是目前很少有人将其作为衡量土壤压实的指标。这主要是因为土壤紧实度很大程度上受土壤水分含量的影响。对于同一土壤，水分含量越高，土壤的紧实度就越小。这是因为水的表面张力可以将土粒连接在一起，但水也可以作为润滑剂减轻物理摩擦力(Jim1993)，这样含水量就影响了剪切强度，使得土壤紧实度标准的应用受到很大限制。

杨金玲等(2006)在南京市绿地土壤上的研究表明，在不同时段，测定同一点土壤的紧实度，同时测定其含水量，从而得到不同含水量下的土壤紧实度。其测定结果的关系图见图9-7。从图中可以看出，随着含水量的增加，土壤紧实度呈直线下降。而且其斜率的绝对值非常大，这说明土壤水分含量对土壤紧实度影响程度极大。所以，我们在应用土壤紧实度指标时必须说明土壤的含水量，如果没有含水量的数据，仅有紧实度数据，并不能说明土壤是否压实，更不能体现土壤的压实程度。

图9-7 土壤紧实度与含水量的关系

如果要对土壤的压实程度进行空间对比，必须在同样含水量情况下比较，否则没有任何意义。由于土壤的许多性质影响到土壤紧实度与含水量的关系，使土壤紧实度这一能够直观地反映土壤压实程度的指标应用不广泛(Hakansson et al. 1998)。

(二)土壤容重

单位容积土壤体(包括孔隙)的干重量，叫做容重。在土壤质地相似的条件下，容重的大小可以反映土壤的压实程度。容重小，表明土壤疏松多孔，结构性良好；反之，容重大则表明土壤紧实板硬而缺少团粒结构。土壤压实越严重，容重越大。所以人们一般用容重来反映土壤的压实程度。

容重数值的大小受土壤的质地、有机质、结构性和紧实度等土壤性质的影响。砂土容重较大；反之，黏土容重较小；壤土的情况，介于两者之间。土壤有机质含量高，团聚化良好，形成具有多孔的团粒，则孔隙度显著增大，容重相应地减小。这样，在不同的质地和结构性的土壤上，土壤容重反映压实程度的精度受到一定的影响。

土壤压实越严重，土壤容重越大。原状土容重具有好的准确程度和重现性，实验室测定土壤容重的误差较小，平行绝对误差较小(一般小于0.03g/cm³)。虽然野外同一土壤的空间变异较大，但可以采用多取重复样品的方法来减少这一误差。容重是一个可靠和合适的压实的指标。在质地、结构类似的土壤上，容重可以很好地反映土壤的压实程度，并可很好地进行空间上的比较。这也是人们通常用容重来反映土壤压实程度的主要原因。

(三)土壤孔隙度

单位容积土壤中孔隙容积所占的分数或百分数，叫做孔隙度。土壤孔隙的大小对于土壤本身的性质和土壤对植物、水分和空气等的作用是不同的。土壤孔隙按照粗细分级有许多方案，目前尚无一致的看法。综合来看，在压实研究中大体上把土壤孔隙分为毛管孔隙度和通气孔隙度。毛管孔隙具有毛管作用，孔隙中水的毛管传导率大，可供植物吸收利用。通气孔隙比较粗大，孔隙中的水分可在重力作用下排出，因而成为通气的过道，非滞水条件下，充满空气，具有供氧和防止瞬时洪涝的作用。

孔隙度也是反映土壤压实的一个很好的指标。但由于目前测定土壤孔隙度的方法都相对粗糙，没有较精确的方法，而且测定过程较复杂，既不适合不同样品之间的精确比较，也不适合于大量测定。这使得孔隙度指标的应用受到一定的限制。

(四)土壤压实指标间的关系

实际上，容重与孔隙度是密切相关的，影响土壤容重和孔隙度的因素基本一致。因为不管从理论分析，还是从以上土壤总孔隙度计算公式都可以发现，某个因素影响到容重，就必然会影响到孔隙度。在比重差异不大的土壤上，土壤的容重和孔隙度之间具有很好的相互关系。从南京市52个样品的测定结果看，土壤容重与孔隙度之间具有非常显著的相关性(表9-8)。容重越大，土壤压实越严重，土壤的孔隙度越少二当容重达到1.6g/cm³时，土壤的通气孔隙近乎消失。此时的土壤总孔隙度和毛管孔隙度也降低很多：Jim(1998)在香港的研究表明，容重在1.3 g/cm³时，总孔隙度为50.9%；容重在1.6 g/cm³，总孔隙度为39.6％；容重在1.8 g/cm³时，总孔隙度降低到32.0％；容重在2.0 g/cm³时，总孔隙度为24.5％。在严重的压实情况下，总孔隙度的下降往往伴随着大孔隙的骤减二所以，在质地变化不大的土壤上，容重与孔隙度作为土壤压实的指标是较一致的。

表9-8 土壤紧实度与含水量、容重或孔隙度的关系

注：F－紧实度，kPa; Q—土壤的质量含水量，％；rs—容重，g/cm³；Pt—总孔隙度，％；PC—毛管孔隙度，％；Pn—通气孔隙度，％；P<0.001-99.9％置信水平上显著。

土壤紧实度直接体现土壤的压实程度，土壤的压实程度与容重和孔隙度密切相关，那么紧实度和容重或孔隙度之间的关系是否也具有相关性呢？由于土壤含水量对土壤紧实度的影响非常大，在讨论土壤紧实度与其他性质的关系时，必须要考虑土壤含水量。从土壤紧实度与含水量、容重或孔隙度指间的关系来看，土壤紧实度与土壤容重呈正相关，与土壤孔隙度呈负相关，同样含水量的情况下，土壤紧实度随着土壤容重的增加而增加，随着土壤孔隙度的增加而减少。从Pt, Pc, Pn的方程系数看，Pn的系数(绝对值)大于Pt和Pc的系数，这说明土壤通气孔隙度对土壤紧实度的影响大于土壤总孔隙度和毛管孔隙度。也就是说，土壤通气孔隙度对压实的反映更敏感一些。但由于不同压实程度指标之间有极显著的相关性，所以在进行土壤压实程度研究时，可以根据土壤质地和含水量状况选用其中的一种指标。

Hakansson等(2000)提出了相对紧实度的概念，定义为测试土壤的容重和参考容重的比率。参考容重是在200 kPa的静压力以及自然排水的条件下测得的。相对紧实度不依赖于土壤的组成和质地，在不同土壤之间有很好的可比性。例如，在基质水吸力为1500 kPa 时，四种不同土壤(壤砂、轻壤、粉壤和黏壤)，达到贯入阻力的上限(3 MPa)时土壤相对紧实度的差别为4％，在基质水吸力为10 kPa时，同样四种土壤达到空气空隙度的下限(10％ v/v)时土壤紧实度之间的差别仅为2％，但是如果用容重来衡量，这个差别分别为9％和10％；而用土壤孔隙度来衡量，差别可分别达到10％和13％。所以相对紧实度在不同土壤之间有很好的可比性，用它来衡量土壤的紧实度对作物的生长和产量的影响是比较理想的(杨晓娟等2008)。

相关链接：土壤压实的影响