任何土壤样本都是由一系列连续的颗粒组成的，这些颗粒的范围从最小的粘土颗粒到大砾石。为了描述土壤，科学家建立了粒径范围的分类系统；大小范围反映了它们在我们熟悉的许多土壤特性中的作用。该分类系统将颗粒分为四类-砾石和石头、砂子、粉土和粘土。表1列出了土壤样品中颗粒大小范围的分类系统。

表1 土壤颗粒分类系统（尺寸、表面积和可见性）

土壤分类	粒径大小（mm）	表面积（cm3/gm）	可见性
粘土	<0.002	23000	电子显微镜
粉土	0.002~0.05	2100	光学显微镜
极细砂	0.05~0.1	——	光学显微镜
细砂	0.1~0.25	210	肉眼可见
中砂	0.25~0.5	——	肉眼可见
粗砂	0.5~1.0	21	肉眼可见
极粗砂	1.0~2.0	——	肉眼可见
砾石	2.0~100	——	肉眼可见
石块、卵石	>100	——	肉眼可见

1、砂 #

砂是由岩石崩解形成的松散粒状物质。它由二氧化硅等岩石和矿物颗粒组成。砂粒比砾石小，但比粉土大且粗。事实上，它们是土壤中最大最粗的矿物颗粒。每一粒砂子都是肉眼可见的。

砂土几乎没有或根本没有能力为植物根系提供养分或保持它们不被淋滤。作为岩石碎片，砂土在手指之间是砂砾感觉。砂土几乎没有粘合能力；因此，砂土在湿润时不能搓成条。

众所周知，砂土是干旱的土壤，因为它们在湿润时保留的水分很少。然而，保留下来的水分很容易释放到植物中。当降雨或灌溉发生时，水很容易渗透到土壤表面，多余的水迅速通过，土壤保持良好的通气状态，改善致密土壤中的排水，并支持植物生长。此外，砂粒可以是角状、圆形、扁平或细长的。此外，纹理可能粗糙、光滑或抛光。

使用一组筛网对砂土部分的土壤样品中各种颗粒的分布进行分析（粒径分析），筛网的网目尺寸可以保留各种范围的砂粒。粉土和粘土更为复杂，因为它需要测量颗粒在水中的沉降速率。该分析基于一条物理定律，即小直径颗粒在水中的沉降速度比大直径颗粒慢。通过将土壤样品分散在水柱中，使所有颗粒彼此独立沉降，并在设定的深度和时间间隔内取样，技术人员可以计算出样品中的粉土和粘土量。

2、 粉土 #

粉土是一种由水、冰和风运输和沉积的粉尘状沉积物。它是一种粒度介于砂和粘土之间的粒状材料。粉土的粒径范围为0.002和0.06 mm。此外，粉土通常具有石英和长石的矿物来源。粉土颗粒保留植物养分或将其释放到土壤溶液中供植物吸收的能力有限。

干燥时，粉土的感觉可能与面粉相似。潮湿时，它会变成光滑的泥。然而，当它非常潮湿时，粉土可以与水混合，形成非常细、流动的淤泥。此外，由于其细度，粉土塑性低或根本没有塑性。

由于呈球形，粉土也保留了大量水分，但很容易将水分释放到植物中。虽然粉质土壤对植物生长来说通常被认为是非常肥沃的，这主要是因为它们的水分特性和易于耕作，但工程师们害怕使用它们，因为它们相对容易释放水分，并且缺乏颗粒粘附在一起的能力。

3、粘土 #

粘土是一种含有粘土矿物的极细粒天然土壤材料。这些颗粒是所有土壤颗粒中最细的，通常小于0.002 mm。粘土由岩石化学分解产生的微观和亚微观颗粒组成。科学家们将粘土命名为最细的颗粒。粘土大小的颗粒是土壤大多数化学性质的来源。它们负责保持土壤中的许多植物养分，如钙、镁、钾、微量元素和一些磷。粘土与有机质的分解产物发生反应，以稳定土壤中的腐殖质。没有粘土颗粒的土壤会非常贫瘠。

粘土由于其体积非常小，表面积非常大，因此能够比砂土保留更多的水分。另一方面，粘土能更紧密地保持水分，不会像砂那样轻易地将水分释放到植物根系中。粘土颗粒比砂子更容易粘在一起，因此农民普遍认为粘土含量高的土壤很难耕作。当一小块粘土样品被弄湿并用手揉搓时，它会感觉非常粘稠，很容易形成条状。

4、砂粒、粉粒和粘粒的区别 #

砂质粉土和粘土的主要区别在于它们的粒径。砂粒尺寸较大，而粘土颗粒极细，粉粒位于砂粒和粘土颗粒之间。

我们通过分析一个地方所含的矿物颗粒来确定它的土壤质地。砂、粉粒和粘粒是影响土壤质地的主要矿物颗粒。这些颗粒是由数千年来气候和环境条件分解的岩石形成的。

表2 砂、粉土和粘土的比较

砂	粉土	粘土
砂是由岩石崩解形成的松散粒状物质	粉土是一种由水、冰和风运输和沉积的粉尘状沉积物	粘土是一种含有粘土矿物的极细粒天然土壤材料
粗颗粒和较大颗粒	砂土和粘土之间的范围	极细颗粒
粒径0.05~2.00mm	粒径0.002~0.05mm	<0.002mm
无塑性	非常低或无塑性	高塑性

由于土壤中的砂、粉土和粘土的百分比组合是无限的，科学家设计了一种程序，将潜在的组合分为12组，以反映广泛的土壤特性。这些组称为质地种类名，是通过将粒径分析应用于质地三角形（图1）获得的。因此，含有40%砂、40%粉土和20%砂的土壤称为壤土。表3列出了几个质地类别名称和每个类别的典型粒径分布。

图1 用于指定质地类别名称的质地三角形（沿网格绘制的粘土百分比和粉土百分比的直线将在类名区域内相交）

表2 一些典型的粒径分析和相应的类别名

砂（%）	粉（%）	粘（%）	质地类别名称
92.5	5.5	2	砂土
61	28	11	砂质壤土
40	41	19	壤土
20	61	19	粉质壤土
3.5	89	7.5	泥沙、粉土、粉砂
28.5	42	31	粘壤土
10	31	59	粘土

总之，土壤的许多化学和物理性质可以通过粒径分析或质地类别名称的知识粗略评估。例如，在比较粘土和砂壤土时，可以提前知道几点：

1） 粘土将相对更肥沃，
2） 粘土将对钾、钙和镁具有更大的营养保持能力，
3） 粘土会有更多的有机物，
4） 粘土可以容纳更多的植物可用水，减少干旱，
5） 粘土的孔隙较小，导致土壤中的空气和水运动较慢，
6） 粘土将具有更大的粘性，成型时能够保持形状，干燥时更硬。