一、团粒结构土壤的大孔隙和小孔隙兼备
团粒具有多级孔性,总孔隙度大,即水和气的总容量大,又在各级(复粒、微团粒、团粒)结构体之间发生不同大小的孔隙通道,大孔隙和小孔隙兼备,蓄水(毛管孔隙)与透水、通气(非毛管孔隙)同时进行,土壤孔隙状况较为理想。同团粒结构土壤比较,非团聚化土壤的孔隙单调而总孔隙度较低,调节水与气矛盾的能力低,耕作管理费力,以往曾称这些土壤为“无结构”土壤,虽不恰当,但从肥力调节看也不无道理。团粒增大时,总孔隙度和非毛管孔隙度同步增加,尤其是非毛管孔隙度,因而调蓄能力随之加强。不过,在不同的生物气候带,对适宜的土壤团粒大小要求稍有不同,在湿润地区以10mm(直径)左右的团粒为好,而干旱地区则以0.5~3.0mm的团粒好。在发生土壤侵蚀的地方,≥2mm的团粒抗蚀性强,1~2mm的团粒抗蚀性弱,而<1mm的团粒几乎没有抗蚀作用。
二、团粒结构土壤中水和气矛盾的解决
在团粒结构土壤中,团粒与团粒之间是通气孔隙(非毛管孔隙),可以透水通气,把大量雨水甚至暴雨迅速吸入土壤。在单粒或大块状结构的黏质土壤中,非毛管孔隙很少,透水性差,降雨稍多即沿地表流走,造成土壤流失,而土壤内部仍不能吸足水分,在天晴后很快发生土壤干旱。
团粒结构土壤又有大量毛管孔隙(在团粒内部),可以保存水分。这种土壤中的毛管水运动较快,可以源源满足植物根系吸收的需要。在“无结构”的黏质土壤中,虽可保存大量水分,但其孔隙过细,常常被束缚水充塞而阻止毛管水运动。在砂质土中,难以形成团粒结构,土壤通气透水性极好,但缺乏保存水分的毛管孔隙,容易漏水漏肥。“无结构”的黏质土通气不良。有资料表明,在黏土的通气孔隙度(非毛管孔隙度)为6%~8%或以下时,甜菜缺苗严重,出现缺氧症状,严重减产。在良好的团粒结构土壤中,毛管水上升的速度较快,但土表团粒结构因干燥而收缩,与其下的结构脱离,使毛管中断,减少水分向地面移动而蒸发损失;在单粒或大块状结构的土壤中,水分沿毛管上升至表土而蒸发的损失较大。
总之,在非团粒结构土壤中,水和气难以并存,不能同时地适量地供应植物以水分和空气。在团粒结构土壤中,水分和空气兼蓄并存,各得其所,团粒内部多是毛管孔隙,可以蓄水,团粒间的非毛管孔隙是透水和通气的过道。
三、团粒结构土壤的保肥与供肥协调
在团粒结构土壤中的微生物活动强烈,因而生物活性强,土壤养分供应较多,有效肥力较高。而且土壤养分的保存与供应得到较好的协调。在团粒结构土壤中,团粒的表面(大孔隙)和空气接触,有好氧微生物活动,有机质迅速分解,供应有效养分。在团粒内部(毛管孔隙),储存毛管水而通气不良,只有厌氧微生物活动,有利于养分的保存。所以每个团粒既好像是一个小水库,又像是一个小肥料库,起着保存、调节和供应水分和养分的作用。在单粒和块状结构土壤中,孔隙比较单纯,缺少多级孔隙,上述保肥和供肥的矛盾不易解决。
四、团粒结构土壤宜于耕作
黏重而“无结构”土壤的耕作阻力大,耕作质量差,宜耕时间短。结构良好的土壤,由于团粒之间接触面较小,黏结性较弱,因而耕作阻力小,宜耕时间长。
五、团粒结构土壤具有良好的耕层结构
团粒结构的旱地土壤,具有良好的耕层结构。肥沃的水田土壤耕层则有一定数量的水稳定性微团粒,在一定程度上可以解决水和气并存的矛盾(微团粒之间是水,微团粒内部有闭蓄空气)。
我国黑土表层往往含有丰富的团粒结构,这种结构呈现一定的层次性,即较大的大团聚体(直径为0.25~5.00mm)由较小的微团聚体(直径为2~250um)组成,而微团聚体又由一些数微米大小的黏粒和有机质颗粒组成,一些小的有机质颗粒往往被包裹在大团聚体和微团聚体内部,这种土壤团聚体对有机碳的物理保护是土壤碳固定的重要机制。不过,我国各地的大多数耕地土壤团粒和微团粒含量不多,特别是在南方高温多雨地区,因此要通过合理的新作来保持良好的孔性和耕层构造,或创造非水稳定性团粒,在干旱季节仍能起保墒作用。