壤土類土壤的組成

【專家解說】：[編輯本段]釋義　　詞目：土壤 　　拼音：tǔ ràng 　　定義：土壤是指覆蓋于地球陸地表面，具有肥力特征的，能夠生長綠色植物的疏松物質(zhì)層。 　　 　　基本解釋 　　 　　[soil] 地球表面的一層疏松的物質(zhì),有養(yǎng)分,能生長植物 　　詳細(xì)解釋 　　 　　1. 泥土；土地。 　　《淮南子·說林訓(xùn)》：“土壤布在田，能者以為富?！薄逗鬂h書·公孫述傳》：“ 蜀 地沃野千里，土壤膏腴?！?李賢 注：“無塊曰壤?！?宋 蘇舜欽 《升陽殿故址》詩：“瓦礫雖費(fèi)犁，土壤頗肥衍?！?　　2. 封地；領(lǐng)土。 　　《史記·孔子世家》：“今 孔子 得據(jù)土壤，賢弟子為佐，非 楚 之福也?！薄顿Y治通鑒·晉恭帝元熙元年》：“ 魏 與我風(fēng)俗略同，土壤鄰接，自 統(tǒng)萬 距 魏 境裁百馀里?！?唐 無名氏 《靈應(yīng)傳》：“朝廷以西陲陷虜，蕪沒者三十馀州。將議舉戈，復(fù)其土壤?！?　　3. 指鄉(xiāng)里。 　　《漢書·孫寶傳》：“ 文 （ 侯文 ）曰：‘我與 穉季 幸同土壤，素?zé)o睚眥，顧受將命，分當(dāng)相直?！薄逗鬂h書·光武帝紀(jì)上》：“天下士大夫捐親戚，棄土壤，從大王於矢石之間者，其計(jì)固望其攀龍鱗，附鳳翼，以成其志耳?！?楊樹達(dá) 《讀后漢書札記·光武紀(jì)上》：“土壤，謂鄉(xiāng)里?！薄　?[編輯本段]土壤的形成　　土壤是由固體、液體和氣體三類物質(zhì)組成的。固體物質(zhì)包括土壤礦物質(zhì)、有機(jī)質(zhì)和微生物等。液體物質(zhì)主要指土壤水分。氣體是存在于土壤孔隙中的空氣。土壤中這三類物質(zhì)構(gòu)成了一個(gè)矛盾的統(tǒng)一體。它們互相聯(lián)系，互相制約，為作物提供必需的生活條件，是土壤肥力的物質(zhì)基礎(chǔ)。 　　一、礦物質(zhì) 　　土壤礦物質(zhì)是巖石經(jīng)過風(fēng)化作用形成的不同大小的礦物顆粒(砂粒、土粒和膠粒)。土壤礦物質(zhì)種類很多，化學(xué)組成復(fù)雜，它直接影響土壤的物理、化學(xué)性質(zhì)，是作物養(yǎng)分的重要來源。 　　二、有機(jī)質(zhì) 　　有機(jī)質(zhì)含量的多少是衡量土壤肥力高低的一個(gè)重要標(biāo)志，它和礦物質(zhì)緊密地結(jié)合在一起。在一般耕地耕層中有機(jī)質(zhì)含量只占土壤干重的0．5-2．5％，耕層以下更少，但它的作用卻很大，群眾常把含有機(jī)質(zhì)較多的土壤稱為“油土”。 土壤有機(jī)質(zhì)按其分解程度分為新鮮有機(jī)質(zhì)、半分解有機(jī)質(zhì)和腐殖質(zhì)。腐殖質(zhì)是指新鮮有機(jī)質(zhì)經(jīng)過微生物分解轉(zhuǎn)化所形成的黑色膠體物質(zhì)，一般占土壤有機(jī)質(zhì)總量的85—90％以上。 　　腐殖質(zhì)的作用主要有以下幾點(diǎn)： 　　(一) 作物養(yǎng)分的主要來源 腐殖質(zhì)既含有氮、磷、 鉀、硫、鈣等大量元素，還有微量元素，經(jīng)微生物分解可以釋放出來供作物吸收利用。 　　(二)增強(qiáng)土壤的吸水、保肥能力 腐殖質(zhì)是一種有機(jī)膠體，吸水保肥能力很強(qiáng)，一般粘粒的吸水率為50—60％，而腐殖質(zhì)的吸水率高達(dá)400-600％；保肥能力是粘粒的6一10倍， 　　(三)改良土壤物理性質(zhì) 腐殖質(zhì)是形成團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的良好膠結(jié)劑，可以提高粘重土壤的疏松度和通氣性，改變砂土的松散狀態(tài)。同時(shí)，由于它的顏色較深，有利吸收陽光，提高土壤溫度。 　　(四)促進(jìn)土壤微生物的活動(dòng) 腐殖質(zhì)為微生物活動(dòng)提供了豐富的養(yǎng)分和能量，又能調(diào)節(jié)土壤酸堿反應(yīng)，因而有利微生物活動(dòng)，促進(jìn)土壤養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化。 　　(五)刺激作物生長發(fā)育 有機(jī)質(zhì)在分解過程中產(chǎn)生的腐殖酸、有機(jī)酸、維生素及一些激素，對作物生育有良好的促進(jìn)作用，可以增強(qiáng)呼吸和對養(yǎng)分的吸收，促進(jìn)細(xì)胞分裂，從而加速根系和地上部分的生長。 土壤有機(jī)質(zhì)主要來源于施用的有機(jī)肥料和殘留的根茬。 許多社隊(duì)采用柴草墊圈、秸稈還田、割青漚肥、草田輪作、糧肥間套、擴(kuò)種綠肥等措施，提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，使土壤越種越肥，產(chǎn)量越來越高，應(yīng)當(dāng)因地制宜加以推廣。 　　三、微生物 　　土壤微生物的種類很多，有細(xì)菌、真菌、放線菌、藻類 和原生動(dòng)物等。土壤微生物的數(shù)量也很大，l克土壤中就有幾億到幾百億個(gè)。l畝地耕層土壤中，微生物的重量有幾百斤到上千斤。土壤越肥沃，微生物越多。 　　微生物在土壤中的主要作用如下： 　　(一)分解有機(jī)質(zhì) 作物的殘根敗葉和施入土壤中的有機(jī)肥料，只有經(jīng)過土壤微生物的作用，才能腐爛分解，釋放出營養(yǎng)元素，供作物利用；并且形成腐殖質(zhì)，改善土壤的理化性質(zhì)。 　　(二)分解礦物質(zhì) 例如磷細(xì)菌能分解出磷礦石中的磷，鉀細(xì)菌能分解出鉀礦石中的鉀，以利作物吸收利用。 　　(三)固定氮素 氮?dú)庠诳諝獾慕M成中占4／5，數(shù)量很大，但植物不能直接利用。土壤中有一類叫做固氮菌的微生物，能利用空氣中的氮素作食物，在它們死亡和分解后，這些氮素就能被作物吸收利用。固氮菌分兩種，一種是生長在豆科植物根瘤內(nèi)的，叫根瘤菌，種豆能夠肥田，就是因?yàn)楦鼍墓痰饔迷黾恿送寥览锏牡?；另一類單?dú)生活在土壤里就能固定氮?dú)?，叫自生固氮菌。另外，有些微生物在土壤中?huì)產(chǎn)生有害的作用。例如反硝化細(xì)菌，能把硝酸鹽還原成氮?dú)?，放到空氣里去，使土壤中的氮素受到損失。 實(shí)行深耕、增施有機(jī)肥料、給過酸的土壤施石灰、合理灌溉和排水等措施，可促進(jìn)土壤中有益微生物的繁殖，發(fā)揮微生物提高土壤肥力的作用。 　　四、土壤水分 　　土壤是一個(gè)疏松多孔體，其中布滿著大大小小蜂窩狀的孔隙。直徑0．001-0．1毫米的土壤孔隙叫毛管孔隙。存在于土壤毛管孔隙中的水分能被作物直接吸收利用，同時(shí)，還能溶解和輸送土壤養(yǎng)分。毛管水可以上下左右移動(dòng)，但移動(dòng)的快慢決定于土壤的松緊程度。松緊適宜，移動(dòng)速度最快，過松過緊，移動(dòng)速度都較慢。 降水或灌溉后，隨著地面蒸發(fā)，下層水分沿著毛管迅速向地表上升，應(yīng)在分墑后及時(shí)采取中耕、耙、耱等措施，使地表形成一個(gè)疏松的隔離層，切斷上下層毛管的聯(lián)系，防止跑墑?！颁z頭有水”的科學(xué)道理就在這里。土壤含水量降至黃墑以下時(shí)，毛管水運(yùn)行基本停止，土 壤水分主要以氣化方式向大氣擴(kuò)散丟失。這時(shí)進(jìn)行鎮(zhèn)壓(碾地)，使地表形成略為緊實(shí)的土層，一方面可以接通已斷的毛細(xì)管，使底墑借毛管作用上升；另一方面可減少大孔隙，防止水汽擴(kuò)散損失，所以群眾說“碾子提墑，碾子藏墑”。鎮(zhèn)壓后耱地，使耕層上再形成一個(gè)平整而略松的薄層，保墑效果更好。 五、土壤空氣 土壤空氣對作物種子發(fā)芽、根系發(fā)育、微生物活動(dòng)及養(yǎng)分轉(zhuǎn)化都有極大的影響。生產(chǎn)上應(yīng)采用深耕松土、破除扳結(jié)、排水、曬田(指稻田)等措施，以改善土壤通氣狀況，促進(jìn)作物生長發(fā)育。 　　在19世紀(jì)末，俄國土壤學(xué)家道庫恰耶夫（V．V．Dokuchaisv）從土壤發(fā)生學(xué)的觀點(diǎn)，認(rèn)為土壤的性質(zhì)是氣候、生物、地形、母質(zhì)和時(shí)間等成土因素綜合作用的結(jié)果。 土壤是發(fā)育于地球陸地表面具有一定肥力且能夠生長植物的疏松表層（包括海、湖淺水區(qū)）。它是地球表面上的附著物，人力可以搬動(dòng)土壤?！?　　土壤形成因素： 　?。?）土壤形成的母質(zhì)因素 　　風(fēng)化作用使巖石破碎，理化性質(zhì)改變，形成結(jié)構(gòu)疏松的風(fēng)化殼，其上部可稱為土壤母質(zhì)。如果風(fēng)化殼保留在原地，形成殘積物，便稱為殘積母質(zhì)；如果在重力、流水、風(fēng)力、冰川等作用下風(fēng)化物質(zhì)被遷移形成崩積物、沖積物、海積物、湖積物、冰磧物和風(fēng)積物等，則稱為運(yùn)積母質(zhì)。成土母質(zhì)是土壤形成的物質(zhì)基礎(chǔ)和植物礦質(zhì)養(yǎng)分元素（氮除外）的最初來源。母質(zhì)代表土壤的初始狀態(tài)，它在氣候與生物的作用下，經(jīng)過上千年的時(shí)間，才逐漸轉(zhuǎn)變成可生長植物的土壤。母質(zhì)對土壤的物理性狀和化學(xué)組成均產(chǎn)生重要的作用，這種作用在土壤形成的初期階段最為顯著。隨著成土過程進(jìn)行得愈久，母質(zhì)與土壤間性質(zhì)的差別也愈大，盡管如此，土壤中總會(huì)保存有母質(zhì)的某些特征。 　　首先，成土母質(zhì)的類型與土壤質(zhì)地關(guān)系密切。不同造巖礦物的抗風(fēng)化能力差別顯著，其由大到小的順序大致為：石英→白云母→鉀長石→黑云母→鈉長石→角閃石→輝石→鈣長石→橄欖石。因此，發(fā)育在基性巖母質(zhì)上的土壤質(zhì)地一般較細(xì)，含粉砂和粘粒較多，含砂粒較少；發(fā)育在石英含量較高的酸性巖母質(zhì)上的土壤質(zhì)地一般較粗，即含砂粒較多而含粉砂和粘粒較少。此外，發(fā)育在殘積物和坡積物上的土壤含石塊較多，而在洪積物和沖積物上發(fā)育的土壤具有明顯的質(zhì)地分層特征。 　　其次，土壤的礦物組成和化學(xué)組成深受成土母質(zhì)的影響。不同巖石的礦物組成有明顯的差別，使其上發(fā)育的土壤的礦物組成也就不同。發(fā)育在基性巖母質(zhì)上的土壤，含角閃石、輝石、黑云母等深色礦物較多；發(fā)育在酸性巖母質(zhì)上的土壤，含石英、正長石和白云母等淺色礦物較多；其他如冰磧物和黃土母質(zhì)上發(fā)育的土壤，含水云母和綠泥石等粘土礦物較多，河流沖積物上發(fā)育的土壤亦富含水云母，湖積物上發(fā)育的土壤中多蒙脫石和水云母等粘土礦物。從化學(xué)組成方面看，基性巖母質(zhì)上的土壤一般鐵、錳、鎂、鈣含量高于酸性巖母質(zhì)上的土壤，而硅、鈉、鉀含量則低于酸性巖母質(zhì)上的土壤，石灰?guī)r母質(zhì)上的土壤，鈣的含量最高。 　?。?）土壤形成的氣候因素 　　氣候?qū)τ谕寥佬纬傻挠绊?，表現(xiàn)為直接影響和間接影響兩個(gè)方面。直接影響指通過土壤與大氣之間經(jīng)常進(jìn)行的水分和熱量交換，對土壤水、熱狀況和土壤中物理、化學(xué)過程的性質(zhì)與強(qiáng)度的影響。通常溫度每增加10℃，化學(xué)反應(yīng)速度平均增加1～2倍；溫度從0℃增加到50℃，化合物的解離度增加7倍。在寒冷的氣候條件下，一年中土壤凍結(jié)達(dá)幾個(gè)月之久，微生物分解作用非常緩慢，使有機(jī)質(zhì)積累起來；而在常年溫暖濕潤的氣候條件下，微生物活動(dòng)旺盛，全年都能分解有機(jī)質(zhì)，使有機(jī)質(zhì)含量趨于減少。 　　氣候還可以通過影響巖石風(fēng)化過程以及植被類型等間接地影響土壤的形成和發(fā)育。一個(gè)顯著的例子是，從干燥的荒漠地帶或低溫的苔原地帶到高溫多雨的熱帶雨林地帶，隨著溫度、降水、蒸發(fā)以及不同植被生產(chǎn)力的變化，有機(jī)殘?bào)w歸還逐漸增多，化學(xué)與生物風(fēng)化逐漸增強(qiáng)，風(fēng)化殼逐漸加厚 。 　?。?）土壤形成的生物因素 　　生物是土壤有機(jī)物質(zhì)的來源和土壤形成過程中最活躍的因素。土壤的本質(zhì)特征——肥力的產(chǎn)生與生物的作用是密切相關(guān)的。在生物作用下從巖石到土壤的形成過程見圖9-7。 　　巖石表面在適宜的日照和濕度條件下滋生出苔薛類生物，它們依靠雨水中溶解的微量巖石礦物質(zhì)得以生長，同時(shí)產(chǎn)生大量分泌物對巖石進(jìn)行化學(xué)、生物風(fēng)化；隨著苔蘚類的大量繁殖，生物與巖石之間的相互作用日益加強(qiáng)，巖石表面慢慢地形成了土壤；此后，一些高等植物在年幼的土壤上逐漸發(fā)展起來，形成土體的明顯分化。 　　在生物因素中，植物起著最為重要的作用。綠色植物有選擇地吸收母質(zhì)、水體和大氣中的養(yǎng)分元素，并通過光合作用制造有機(jī)質(zhì)，然后以枯枝落葉和殘?bào)w的形式將有機(jī)養(yǎng)分歸還給地表。不同植被類型的養(yǎng)分歸還量與歸還形式的差異是導(dǎo)致土壤有機(jī)質(zhì)含量高低的根本原因。例如，森林土壤的有機(jī)質(zhì)含量一般低于草地，這是因?yàn)椴蓊惛得芮壹性诮乇淼耐寥乐?，向下則根系的集中程度遞減，從而為土壤表層提供了大量的有機(jī)質(zhì)，而樹木的根系分布很深，直接提供給土壤表層的有機(jī)質(zhì)不多，主要是以落葉的形式將有機(jī)質(zhì)歸還到地表。動(dòng)物除以排泄物、分泌物和殘?bào)w的形式為土壤提供有機(jī)質(zhì)，并通過啃食和搬運(yùn)促進(jìn)有機(jī)殘?bào)w的轉(zhuǎn)化外，有些動(dòng)物如蚯蚓、白蟻還可通過對土體的攪動(dòng)，改變土壤結(jié)構(gòu)、孔隙度和土層排列等。微生物在成土過程中的主要功能是有機(jī)殘?bào)w的分解、轉(zhuǎn)化和腐殖質(zhì)的合成。 　?。?）土壤形成的地形因素 　　地形對土壤形成的影響主要是通過引起物質(zhì)、能量的再分配而間接地作用于土壤的。在山區(qū)，由于溫度。降水和濕度隨著地勢升高的垂直變化，形成不同的氣候和植被帶，導(dǎo)致土壤的組成成分和理化性質(zhì)均發(fā)生顯著的垂直地帶分化。對美國西南部山區(qū)土壤特性的考察發(fā)現(xiàn)，土壤有機(jī)質(zhì)含量、總孔隙度和持水量均隨海拔高度的升高而增加，而pH值隨海拔高度的升高而降低[1]。此外，坡度和坡向也可改變水、熱條件和植被狀況，從而影響土壤的發(fā)育。在陡峭的山坡上，由于重力作用和地表徑流的侵蝕力往往加速疏松地表物質(zhì)的遷移，所以很難發(fā)育成深厚的土壤；而在平坦的地形部位，地表疏松物質(zhì)的侵蝕速率較慢，使成土母質(zhì)得以在較穩(wěn)定的氣候、生物條件下逐漸發(fā)育成深厚的土壤。陽坡由于接受太陽輻射能多于陰坡，溫度狀況比陰坡好，但水分狀況比陰坡差，植被的覆蓋度一般是陽坡低于陰坡，從而導(dǎo)致土壤中物理、化學(xué)和生物過程的差異。 　?。?）土壤形成的時(shí)間因素 　　在上述各種成土因素中，母質(zhì)和地形是比較穩(wěn)定的影響因素，氣候和生物則是比較活躍的影響因素，它們在土壤形成中的作用隨著時(shí)間的演變而不斷變化。因此，土壤是一個(gè)經(jīng)歷著不斷變化的自然實(shí)體，并且它的形成過程是相當(dāng)緩慢的。在酷熱、嚴(yán)寒、干旱和洪澇等極端環(huán)境中，以及堅(jiān)硬巖石上形成的殘積母質(zhì)上，可能需要數(shù)千年的時(shí)間才能形成土壤發(fā)生層，例如在沙丘土中，特別是在林下，典型灰壤的發(fā)育需要1000～1500年。但在變化比較緩和的環(huán)境條件中，以及利于成土過程進(jìn)行的疏松成土母質(zhì)上，土壤剖面的發(fā)育要快得多。 　　土壤發(fā)育時(shí)間的長短稱為土壤年齡。從土壤開始形成時(shí)起直到目前為止的年數(shù)稱為絕對年齡。例如，北半球現(xiàn)存的土壤大多是在第四紀(jì)冰川退卻后形成和發(fā)育的。高緯地區(qū)冰磧物上的土壤絕對年齡一般不超過一萬年，低緯未受冰川收用地區(qū)的土壤絕對年齡可能達(dá)到數(shù)十萬年至百萬年，其起源可追溯到第三紀(jì)。 　　由土壤的發(fā)育階段和發(fā)育程度所決定的土壤年齡稱為相對年齡。在適宜的條件下，成土母質(zhì)首先在生物的作用下進(jìn)入幼年土壤發(fā)育階段，這一階段的特點(diǎn)是土體很薄，有機(jī)質(zhì)在表土積累，化學(xué)-生物風(fēng)化作用與淋溶作用很弱，剖面分化為A層和C層，土壤的性質(zhì)在很大程度上還保留著母質(zhì)的特征。隨著B層的形成和發(fā)育，土壤進(jìn)入成熟階段，這一階段有機(jī)質(zhì)積累旺盛，易風(fēng)化的礦物質(zhì)強(qiáng)烈分解，在淀積層中粘粒大量積聚，土壤肥力和自然生產(chǎn)力均達(dá)到最高水平。經(jīng)過相當(dāng)長的時(shí)間以后，成熟土壤出現(xiàn)強(qiáng)烈的剖面分化，出現(xiàn)E層，并使A層和B層的特征發(fā)生顯著差異，有機(jī)質(zhì)累積過程減弱，礦物質(zhì)分解進(jìn)入最后階段，只有抗風(fēng)化最強(qiáng)的礦物殘留在土體中，淀積層中粘粒積聚形成粘盤，土壤進(jìn)入老年階段，這一階段土壤的肥力和自然生產(chǎn)力都明顯降低。 　?。?）土壤形成的人類因素 　　在五大自然成土因素之外，人類生產(chǎn)活動(dòng)對土壤形成的影響亦不容忽視，主要表現(xiàn)在通過改變成土因素作用于土壤的形成與演化。其中以改變地表生物狀況的影響最為突出，典型例子是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)，它以稻、麥、玉米、大豆等一年生草本農(nóng)作物代替天然植被，這種人工栽培的植物群落結(jié)構(gòu)單一，必須在大量額外的物質(zhì)、能量輸入和人類精心的護(hù)理下才能獲得高產(chǎn)。因此，人類通過耕耘改變土壤的結(jié)構(gòu)、保水性、通氣性；通過灌溉改變土壤的水分、溫度狀況；通過農(nóng)作物的收獲將本應(yīng)歸還土壤的部分有機(jī)質(zhì)剝奪，改變土壤的養(yǎng)分循環(huán)狀況；再通過施用化肥和有機(jī)肥補(bǔ)充養(yǎng)分的損失，從而改變土壤的營養(yǎng)元素組成、數(shù)量和微生物活動(dòng)等。最終將自然土壤改造成為各種耕作土壤。人類活動(dòng)對土壤的積極影響是培育出一些肥沃、高產(chǎn)的耕作土壤，如水稻土等；同時(shí)由于違反自然成土過程的規(guī)律，人類活動(dòng)也造成了土壤退化如肥力下降、水土流失、鹽漬化、沼澤化、荒漠化和土壤污染等消極影響。