土壤由岩石风化而成的矿物质、动植物，微生物残体腐解产生的有机质、土壤生物（固相物质）以及水分（液相物质）、空气（气相物质），氧化的腐殖质等组成。固体物质包括土壤矿物质、有机质和微生物通过光照抑菌灭菌后得到的养料等。液体物质主要指土壤水分。气体是存在于土壤孔隙中的空气。土壤中这三类物质构成了一个矛盾的统一体。它们互相联系，互相制约，为作物提供必需的生活条件，是土壤肥力的物质基础。

构成

矿物质

土壤矿物质是岩石经过风化作用形成的不同大小的矿物颗粒(砂粒、土粒和胶粒)。土壤矿物质种类很多，化学组成复杂，它直接影响土壤的物理、化学性质，是作物养分的重要来源之一。

  自然土壤剖面图

有机质

有机质含量的多少是衡量土壤肥力高低的一个重要标志，它和矿物质紧密地结合在一起。在一般耕地耕层中有机质含量只占土壤干重的0．5-2．5%，耕层以下更少，但它的作用却很大，群众常把含有机质较多的土壤称为“油土”。土壤有机质按其分解程度分为新鲜有机质、半分解有机质和腐殖质。腐殖质是指新鲜有机质经过酶的转化所形成的灰黑土色胶体物质，通过阳光杀灭了致病的有害菌病毒寄生虫后，保留其营养物质的土壤，一般占土壤有机质总量的85—90%以上。

腐殖质的作用主要有以下几点：

(一) 作物养分的主要来源 腐殖质既含有氮、磷、 钾、硫、钙等大量元素，还有微量元素，经微生物分解可以释放出来供作物吸收利用。

(二)增强土壤的吸水、保肥能力 腐殖质是一种有机胶体，吸水保肥能力很强，一般粘粒的吸水率为50—60%，而腐殖质的吸水率高达400-600%；保肥能力是粘粒的6一10倍，

(三)改良土壤物理性质 腐殖质是形成团粒结构的良好胶结剂，可以提高粘重土壤的疏松度和通气性，改变砂土的松散状态。同时，由于它的颜色较深，有利吸收阳光，提高土壤温度。

(四)促进土壤植物的生长 腐殖质为植物生长提供了丰富的养分和能量，土壤酸碱适宜，因而有利植物生长，促进土壤养分的转化。

(五)作物生长发育 腐殖质在分解过程中产生的腐殖酸、有机酸、维生素及一些激素，对作物生育有良好的促进作用，可以增强呼吸和对养分的吸收，促进细胞分裂，从而加速根系和地上部分的生长。土壤有机质主要来源于施用的有机肥料和残留的根茬。许多社队采用柴草垫圈、秸秆还田、割青沤肥、草田轮作、粮肥间套、扩种绿肥等措施，提高土壤有机质含量，使土壤越种越肥，产量越来越高，应当因地制宜加以推广。

微生物

土壤微生物的种类很多，只有抑制有害菌，利用这些菌产生的植物需要的一些养料。如进行有效的阳光照射后，细菌、真菌、放线菌、原生动物、被有效的杀灭，腐体可作养料。土壤微生物的数量很大，1克土壤中就有几亿到几百亿个。1亩地耕层土壤中，微生物的重量有几百斤到上千斤。土壤越肥沃，微生物的利用率也越高。

狭义的细菌为原核微生物的一类，是一类形状细短，结构简单的原核生物，是在自然界分布最广、个体数量最多的有机体，是大自然物质循环的主要参与者，量少不宜致病，量多时可致病。

植物茎叶中含有果胶酶、纤维素酶、过氧化氢酶、琥珀酸硫激酶、琥珀酸脱氢酶、延胡索酸酶、苹果酸脱氢酶等，把植物的茎叶作为肥料，是作物生长的必要营养的来源。

微生物在土壤中的主要作用如下：

(一)分解有机质 作物的残根败叶和施入土壤中的有机肥料，只有经过土壤微生物的作用，才能腐烂分解，释放出营养元素，供作物利用；并且形成腐殖质，改善土壤的理化性质。

(二)分解矿物质 例如磷细菌能分解出磷矿石中的磷，钾细菌能分解出钾矿石中的钾，以利作物吸收利用。

(三)固定氮素氮气在空气的组成中占4/5，数量很大，但植物不能直接利用。土壤中有一类叫做固氮菌的微生物，能利用空气中的氮素作食物，在它们死亡和分解后，这些氮素就能被作物吸收利用。固氮菌分两种，一种是生长在豆科植物根瘤内的，叫根瘤菌，种豆能够肥田，就是因为根瘤菌的固氮作用增加了土壤里的氮素；另一类单独生活在土壤里就能固定氮气，叫自生固氮菌。另外，有些微生物在土壤中会产生有害的作用。例如反硝化细菌，能把硝酸盐还原成氮气，放到空气里去，使土壤中的氮素受到损失。实行深耕、增施有机肥料、给过酸的土壤施石灰、合理灌溉和排水等措施，可促进土壤中有益微生物的繁殖，发挥微生物提高土壤肥力的作用。

水分

土壤是一个疏松多孔体，其中布满着大大小小蜂窝状的孔隙。直径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，同时，还能溶解和输送土壤养分。毛管水可以上下左右移动，但移动的快慢决定于土壤的松紧程度。松紧适宜，移动速度最快，过松过紧，移动速度都较慢。降水或灌溉后，随着地面蒸发，下层水分沿着毛管迅速向地表上升，应在分墒后及时采取中耕、耙、耱等措施，使地表形成一个疏松的隔离层，切断上下层毛管的联系，防止跑墒。“锄头有水”的科学道理就在这里。土壤含水量降至黄墒以下时，毛管水运行基本停止，土 壤水分主要以气化方式向大气扩散丢失。这时进行镇压(碾地)，使地表形成略为紧实的土层，一方面可以接通已断的毛细管，使底墒借毛管作用上升；另一方面可减少大孔隙，防止水汽扩散损失，所以群众说“碾子提墒，碾子藏墒”。镇压后耱地，使耕层上再形成一个平整而略松的薄层，保墒效果更好。五、土壤空气土壤空气对作物种子发芽、根系发育、微生物活动及养分转化都有极大的影响。生产上应采用深耕松土、破除扳结、排水、晒田(指稻田)等措施，以改善土壤通气状况，促进作物生长发育。

在19世纪末，俄国土壤学家道库恰耶夫（V．V．Dokuchaisv）从土壤发生学的观点，认为土壤的性质是气候、生物、地形、母质和时间等成土因素综合作用的结果。土壤是发育于地球陆地表面具有一定肥力且能够生长植物的疏松表层（包括海、湖浅水区）。它是地球表面上的附着物，人力可以搬动土壤。

种类

（中学）

土壤分为：土壤可以分为砂质土、黏质土、壤土三类

砂质土的性质：含沙量多，颗粒粗糙，渗水速度快，保水性能差，通气性能好

黏质土的性质：含沙量少，颗粒细腻，渗水速度慢，保水性能好，通气性能差

壤土的性质：含沙量一般，颗粒一般，渗水速度一般，保水性能一般，通气性能一般。

3形成因素基本观点

成土因素学说的基本观点可概括为：

①土壤是一种独立的自然体，它是在各种成土因素非常复杂的相互作用下形成的。

②对于土壤的形成来说，各种成土因素具有同等重要性和相互不可替代性。其中生物起着主导作用。土壤是一定时期内，在一定的气候和地形条件下，活有机体作用于成土母质而形成的。

母质因素

（1）土壤形成的母质因素

风化作用使岩石破碎，理化性质改变，形成结构疏松的风化壳，其上部可称为土壤母质。如果风化壳保留在

  土壤

原地，形成残积物，便称为残积母质；如果在重力、流水、风力、冰川等作用下风化物质被迁移形成崩积物、冲积物、海积物、湖积物、冰碛物和风积物等，则称为运积母质。成土母质是土壤形成的物质基础和植物矿质养分元素（氮除外）的最初来源。母质代表土壤的初始状态，它在气候与生物的作用下，经过上千年的时间，才逐渐转变成可生长植物的土壤。母质对土壤的物理性状和化学组成均产生重要的作用，这种作用在土壤形成的初期阶段最为显著。随着成土过程进行得愈久，母质与土壤间性质的差别也愈大，尽管如此，土壤中总会保存有母质的某些特征。

首先，成土母质的类型与土壤质地关系密切。不同造岩矿物的抗风化能力差别显著，其由大到小的顺序大致为：石英→白云母→钾长石→黑云母→钠长石→角闪石→辉石→钙长石→橄榄石。因此，发育在基性岩母质上的土壤质地一般较细，含粉砂和粘粒较多，含砂粒较少；发育在石英含量较高的酸性岩母质上的土壤质地一般较粗，即含砂粒较多而含粉砂和粘粒较少。此外，发育在残积物和坡积物上的土壤含石块较多，而在洪积物和冲积物上发育的土壤具有明显的质地分层特征。

其次，土壤的矿物组成和化学组成深受成土母质的影响。不同岩石的矿物组成有明显的差别，使其上发育的土壤的矿物组成也就不同。发育在基性岩母质上的土壤，含角闪石、辉石、黑云母等深色矿物较多；发育在酸性岩母质上的土壤，含石英、正长石和白云母等浅色矿物较多；其他如冰碛物和黄土母质上发育的土壤，含水云母和绿泥石等粘土矿物较多，河流冲积物上发育的土壤亦富含水云母，湖积物上发育的土壤中多蒙脱石和水云母等粘土矿物。从化学组成方面看，基性岩母质上的土壤一般铁、锰、镁、钙含量高于酸性岩母质上的土壤，而硅、钠、钾含量则低于酸性岩母质上的土壤，石灰岩母质上的土壤，钙的含量最高。

气候因素

（2）土壤形成的气候因素

气候对于土壤形成的影响，表现为直接影响和间接影响两个方面。直接影响指通过土壤与大气之间经常进行

  土壤生物污染

的水分和热量交换，对土壤水、热状况和土壤中物理、化学过程的性质与强度的影响。通常温度每增加10℃，化学反应速度平均增加1～2倍；温度从0℃增加到50℃，化合物的解离度增加7倍。在寒冷的气候条件下，一年中土壤冻结达几个月之久，微生物分解作用非常缓慢，使有机质积累起来；而在常年温暖湿润的气候条件下，微生物活动旺盛，全年都能分解有机质，使有机质含量趋于减少。

气候还可以通过影响岩石风化过程以及植被类型等间接地影响土壤的形成和发育。一个显著的例子是，从干燥的荒漠地带或低温的苔原地带到高温多雨的热带雨林地带，随着温度、降水、蒸发以及不同植被生产力的变化，有机残体归还逐渐增多，化学与生物风化逐渐增强，风化壳逐渐加厚。

4形状块状结构体

近似立方体型，长、宽、高大体相等，组分一般大于3cm，1-3cm之内的称作核状结构体，外形不规则，多在粘重而乏有机质的土中生成，熟化程度低的死黄土常见此结构，由于相互支撑，会增大孔隙，造成水分快速蒸发跑墒，多有压苗作用，不利植物生长繁育。

改良方法：可在墒情合适时耙耱，冬季冻土后，辗压，以提高土壤有机质含量，也可掺河沙或炉渣灰来改良。

片状结构体

水平面排列，水平轴比垂直轴长，界面呈水平薄片状；农田犁耕层、森林的灰化层、园林压实的土壤均属此类。不利于通气透水，造成土壤干旱，水土流失。

改良方法：松土施用有机肥，公园街道绿地行人常经过的地方，可进行透气铺装、种植地被植物或进行必要的围栏保护，结皮和板结的可采取适墒深翻，增施有机肥解决。

结构体

沿垂直轴排列，垂直轴大于水平轴，土体直立，结构体大小不一，坚实硬，内部无效孔隙占优势，植物的根系难以介入、通气不良、结构体之间有形成的大裂隙，既漏水又漏肥。

  土壤结构体类型

改良方法：通过深翻施肥和深翻种植绿肥。

团粒结构体

这是最适宜植物生长的结构体土壤类型，它在一定程度上标志着土壤肥力的水平和利用价值。其能协调土壤水分和空气的矛盾；能协调土壤养分的消耗和累积的矛盾；能调节土壤温度，并改善土壤的温度状况；能改良土壤的可耕性，改善植物根系的生长伸长条件。

5土壤耕层

土壤耕层是对于耕作的土壤来说的，对于仍处于自然形态的土壤来说是没有这个概念的。土壤耕层的形成是由于人类的农业种植活动扰乱了土壤的自然状态下的结构，是土壤表层大约0-20cm。土壤耕层以下的层次称为耕底层。对于土壤耕层到底有多厚是如何划分的，西北农林科技大学土壤学专家王益权教授认为区分土壤耕层主要是有两个出发点：一是土壤的肥力，也就是土壤主要的养分有机质的集中层；二是土壤的根系的长度，耕作层自然要与植物根系所对应。根据这两点各个地方的耕层是不一致的，但是为了研究方便我们一般来说把从土表面0-20cm这个垂直厚度作为土壤的耕层厚度。土壤耕层一方面富集了土壤主要的肥力，另一方面也是土壤根系的主要集中部分。具体研究时可以根据实际情况确定土壤的耕层厚度。因为有的植物像黄瓜和草莓的根系比较浅，阔叶乔木的根系也比较浅，而禾谷类的根系就比较深。土壤刨面试验表明在我国农业的发祥地杨凌，八米以下仍然可见小麦的根系。

6土壤学

土壤学是研究土壤及其生成的学科，是自然地理学的分支。它对研究植物的生长，繁殖以至分布都起着重要影响。 从农业角度来看，土壤是指陆地上能够让植物生长的疏松表层。^[2]

7土壤施肥

施肥必须考虑土壤，这是因为：第一，只有在土壤对某一养分供应不足时，才需要施肥，并不需要把所有的必需元素施入土壤，因为大多数营养元素，土壤(或大气)已能充分供应，否则会造成浪费，甚至造成作物中毒。这一点有时被忽视。第二，肥料施入土壤后会发生一些列变化，会在不同程度上影响影响肥料效果，不考虑土壤，也就谈不上真正的合理施肥。如在水田中施用硝态氮肥，必然会降低肥效等。

营养环境

作物的土壤营养环境包括：物理环境、化学环境和养分环境。

土壤物理环境首先影响作物的水分和空气供应，也直接影响养分的供应和保蓄。土壤是由大小不同的颗粒组成，这些颗粒构成了土体的三相，即固相、液相和气相。一般肥沃土壤，它的固相占整个土壤体积的一半以上，另外不到一半的体积，充满水分和空气。土壤孔隙不仅承担着作物水分、空气的供应，本身也对作物生长有重要作用，同时也直接影响养分在土壤中的扩散。土壤粘粒、土壤有机质和土壤酸度是影响土壤化学环境的重要因素。土壤养分即使在施肥的情况下也对植物生长起着重要的作用。据估计，在一般施肥情况下，中等产量水平时，植物吸收的氮中有30%～60%、磷中50%～70%、钾中40%～60%是来自土壤，可见土壤养分环境对作物营养的重要作用。

我国概况

氮：我国土壤耕层中的全氮含量大概变动在0.05%～0.25%。其中东北地区的黑土是我国土壤平均含氮量最高的土壤，一般为0.15%～0.35%。而西北黄土高原和华北平原的土壤含氮量较低，一般为0.05%～0.1%。华中华南地区，土壤全氮含量有较大的变幅，一般为0.04%～0.18%。在条件基本相近的情况下，水田的含氮量往往高于旱地土壤。我国绝大部分土壤施用氮肥都有一定的增产效果。

磷：磷是农业上仅次于氮的一个重要土壤养分。土壤中大部分磷都是无机状态(50%～70%)，只有30%～50%是以有机磷形态存在的。

我国北方土壤中的无机磷主要是磷酸钙盐，而南方主要是磷酸铁、铝盐类。其中有相当大的部分是被氧化铁胶膜包裹起来的磷酸铁铝，称为闭蓄态磷。

我国土壤全磷含量变动在0.02%～0.11%，其中北方土壤的全磷含量，一般比南方土壤高，我国土壤的全磷含量大体上从南向北有增加的趋势。如东北地区的黑土、白浆土全磷含量一般为0.06%～0.15%，而我国南方的红壤和砖红壤全磷含量一般为0.01%～0.03%。

土壤全磷含量的高低，通常不能直接表明土壤供应磷素能力的高低，它是一个潜在的肥力指标，但是当土壤全磷含量低于0.03%时，土壤往往缺磷。’在土壤全磷中，只有很少一部分是对当季作物有效的，称为土壤有效性磷。

随着产量的提高，我国土壤缺磷面积不断扩大，原来那些对磷肥效果不明显的地区表现了严重的缺磷现象，如广大的黄淮海平原，西北黄土高原以至新疆等地都大面积缺磷。而原来缺磷的地区，由于长期施磷，磷肥效果下降，这主要是指华中、华南某些缺磷水稻土。在华中华南中高产水稻土上，随着有机肥的施入，磷已可满足作物需要，而大面积的酸性旱地土壤以及部分低产水田，缺磷仍然是相当严重的。

钾：土壤中钾全部以无机形态存在，而且其数量远远高于氮磷。我国土壤的全钾含量也大体上是南方较低，北方较高。南方的砖红壤，土壤全钾含量平均只有0.4%左右，华中、华东的红壤则平均为0.9%，而我国北方包括华北平原、西北黄土高原以至东北黑土地区，土壤全钾量一般都在1.7%左右。因此，缺钾主要在南方，北方已开始出现缺钾现象。

土壤中的微量元素大部分是以硅酸盐、氧化物、硫化物、碳酸盐等无机盐形态存在。在土壤溶液中可有一部分微量元素以有机络合态存在。通常把水溶液或交换态的微量元素看作是对作物有效的。土壤中微量元素供应不足的一个原因是土壤本身含量过低，另一种原因是含量并不低，甚至很高但是由于土壤条件(主要是土壤酸碱度和氧化还原条件)造成有效性降低而供应不足。在前一种条件下，需要靠补施微量元素肥料，后一种情况下，有时只需改变土壤条件，增加土壤微量元素的有效性，就可增加供应水平。

施肥影响

增加土壤养分无论施用有机肥料或无机肥料都能增加土壤养分。无机肥料大多易于溶解，施用后除部分为土壤吸收保蓄外，作物可以立即吸收。而有机肥料，除少量养分可供作物直接吸收外，大多数须经微生物分解，作物方能利用。在分解过程中，会产生二氧化碳以及各种有机酸和无机酸。二氧化碳除被植物吸收外，溶解在土壤水分中形成的碳酸和其它各种有机酸、无机酸都有促进土壤中某些难溶性矿质养分溶解的作用，从而增加土壤中有效养分的含量。有些肥料(如石灰、石膏)除直接增加土壤养分，还能通过调节土壤反应，提高土壤中有效养分的含量。

改善土壤结构施用有机肥料和含钙质多的肥料，除了能增加土壤养分外，还能促进土壤团粒结构的形成。因为有机肥料在土中微生物的作用下，进行矿化作用增加土中有效养分，同时，增加土壤腐殖质含量。腐殖质在土中遇到钙离子就会和土粒凝聚在一起形成水稳定性团粒结构。改善粘土的坚实板结以及沙土的跑水漏肥等不良性状，提高土壤肥力。

改善土壤的水热状况一般有机质都有吸水和保水的能力，特别象腐殖质这一类亲水胶体，保水能力更强。土壤中的腐殖质和粘土粒结合形成团粒，在团粒内部有许多毛管孔隙，也能保存很多的水分，能被植物利用。由于腐殖质是综黑色的物质，土壤中腐殖质含量多，土壤颜色较深，可增加吸收日光热能，有利于提高土温。同时阳光可以杀灭土壤里的有害菌，保留其腐化物的营养成分，保水能力也强，有利于作物生长。

增加生理活性物质增施有机肥能促进微生物的活动。由于微生物活动的结果，除了增加土壤中的矿物质营养和腐殖质以外，通过合理的阳光照射，还能产生多种维生素、抗生素、生长素等，具有促进根系发育，刺激作物生长，增强抗病能力。

土壤生态

土壤是岩石圈表面的疏松表层，是陆生植物生活的基质和陆生动物生活的基底。土壤不仅为植物提供必需的营养和水分，而且也是土壤动物赖以生存的栖息场所。土壤的形成从开始就与生物的活动密不可分，所以土壤中总是含有多种多样的生物，如细菌、真菌、放线菌、藻类、原生动物、轮虫、线虫、蚯蚓、软体动物和各种节肢动物等，少数高等动物（如鼹鼠等）终生都生活在土壤中。据统计，在一小勺土壤里就含有亿万个细菌，25克森林腐植土中所包含的霉菌如果一个一个排列起来，其长度可达11千米。可见，土壤是生物和非生物环境的一个极为复杂的复合体，土壤的概念总是包括生活在土壤里的大量生物，生物的活动促进了土壤的形成，而众多类型的生物又生活在土壤之中。所以土壤被称为世界上最重要的能源，生活在地球上所有的陆生生物和一部分海洋生物都直接或间接地被土壤所影响着。

土壤无论对植物来说还是对土壤动物来说都是重要的生态因子。植物的根系与土壤有着极大的接触面，在植物和土壤之间进行着频繁的物质交换，彼此有着强烈影响，因此通过控制土壤因素就可影响植物的生长和产量。对动物来说，土壤是比大气环境更为稳定的生活环境，其温度和湿度的变化幅度要小得多，因此土壤常常成为动物的极好隐蔽所，在土壤中可以躲避高温、干燥、大风和阳光直射。由于在土壤中运动要比大气中和水中困难得多，所以除了少数动物（如蚯蚓、鼹鼠、竹鼠和穿山甲）能在土壤中掘穴居住外，大多数土壤动物都只能利用枯枝落叶层中的孔隙和土壤颗粒间的空隙作为自己的生存空间。

土壤是所有陆地生态系统的基底或基础，土壤中的生物活动不仅影响着土壤本身，而且也影响着土壤上面的生物群落。生态系统中的很多重要过程都是在土壤