干燥的土壤,当含水量增加时,其粘结性随之而逐渐消失,土壤则由坚硬开始转为松软,继而形成半泥浆状态。此时,如果给土壤以外力作用,这种半泥浆状态的土壤,就可以随所受外力的方向和大小,而产生形变。例如,受挤压,就可以形成薄片;受到拉力,就会成条;受到滚搓,就会形成圆球……等等。当外力作用停止后,或其在干燥后,土壤仍能维持其变形,并不能恢复原来的状态。土壤在潮湿状态下,这种受外力影响,而任意改变土壤形状的性质,称为土壤的可塑性。
土壤过湿或过干都不具有塑性。塑性只在一定的湿度范围内出现,它与土壤的机械组成有关。土粒愈细,或粘粒愈多,则土壤的可塑性愈强。粘粒之所以有这种性能,可能和它的片状结晶有关。这些片状结晶,吸水后形成水膜,水膜与水膜之间有一定的拉力,使片状结晶平行重叠起来,受外力作用,滑动而变形,故表现出可塑性。它还与矿物组成以及土壤形成或土质颗粒状况有关。含二氧化硅多的土,塑性强,称富塑性土;含三氧化二物多的土,塑性小,称无塑性王。南方的红黄壤中二氧化硅相当少,而三氧化二物含量丰富,故而虽粘,但无塑性。分散胶体体系的可塑性要比凝聚的胶体体系大。吸收性钠离子能增加土壤的可塑性,而吸收性钙离子则能抑制土壤的可塑性。
在可塑性范围内进行土壤耕作是不适宜的,因为不管用什么工具,都不能导致土块散碎,达不到创造良好结构的目的。粘性土的塑性强,塑性值大,宜耕的含水量范围就窄;砂土与粘土相反,宜耕的含水量范围较宽。增加土壤有机质,可以提高土壤上下塑限,但对塑性值的影响不大。
土壤塑性的数量指标是由塑性值来表现的,而塑性值可用塑性上限和塑性下限之差表现出来。所以测定土壤的可塑性,首先要测定塑性上限和塑性下限。在盛土样的杯中装入被水湿润到泥浆状土壤样品,把表面刮平,放上带有平衡装置的圆锥体。锥体在本身重量的作用下沉陷入土,如沉入10毫米深度,则证明土壤中的水分贮量相当于塑性上限,这个值也是流性下限。
测定塑性下限,目前还没有很好的仪器,一般是用手将加水的土壤进行滚搓,观察受搓泥条的变化。具体方法是;将测定塑性上限的土晾一晾或加入一些干土,然后取土搓成直径1厘米的泥球,放在纸上或磨砂玻璃上,搓成直径3毫米,长10厘米的土条,切成数段,用手合成泥球,再搓成士条,直到土样很容易断裂,不能作成细土条时的含水量,就是塑性下限。