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本章各章節(jié)列表：
第一節(jié) 中國土壤類型分布 我國長江以南低山丘陵區(qū)的土壤基本上是紅壤，四川、重慶和貴州以及長江以南一些山區(qū)主要是黃壤，江淮和黃淮地區(qū)為黃棕壤和棕壤，陜西、寧夏、甘肅等地為灰鈣土，東北松嫩平原、大興安嶺兩側和松遼分水嶺地區(qū)和內蒙古東部為黑鈣土，東北地區(qū)是黑土。  紅壤主要分布于長江以南的低山丘陵區(qū)，是發(fā)育于熱帶和亞熱帶雨林﹑季雨林或常綠闊葉林植被下的土壤，是一種富鋁化和富鐵化的鐵鋁土，屬于強淋溶土，缺鉀、鈉、鈣、鎂、鋅等礦質元素而富含鐵﹑鋁氧化物，硼、鉬也很貧乏，有機質和速效磷含量低，因此需要施用化肥和有機肥來補充各種營養(yǎng)元素。紅壤呈酸性或強酸性，土壤粘重，適合種植柑橘、茶葉、甘蔗和竹。紅壤土施用石灰，可有效改善土壤pH值。 黃壤（不是西北黃土高原的黃土）多分布在四川、重慶和貴州以及長江以南海拔400-1200米的山區(qū)，是發(fā)育于亞熱帶濕潤山地或高原常綠闊葉林下的土壤，黃壤下面深處的土壤一般是紅壤。黃壤具有過粘、過沙、過酸三大特點，耕作層有瘦、冷、濕和特別缺磷的共性，因此在黃壤上種植玉米、小麥常出現(xiàn)紅苗現(xiàn)象。黃壤性質上與紅壤相近，與紅壤相比，黃壤土質較輕，保濕性較好，有機質和氮磷鉀含量均較高，但隨自然植被的不同而有很大差異。 長江流域種植水稻的水田不是自然風化的土壤而是人造土，常冠名叫水稻土。 棕壤主要分布于遼東半島和山東半島，河北、河南、山西、皖北及鄂西的山地垂直帶中也有分布，是暖溫帶濕潤氣候區(qū)落葉闊葉林和針葉、闊葉混交林下發(fā)育、處于硅鋁化階段并具粘性的土壤，在自然植被下表層含有約6%的有機質，有明顯的淋溶過程，鉀、鈣、錳等礦質營養(yǎng)元素除被土壤膠體吸附一部分外，游離態(tài)的大部分淋失，故土壤一般呈中性偏酸， pH 值為5.0-6.5；鐵和錳的游離度和活性度都較高，質地細，持水量可高達25%~30%，故保水性能好，抗旱能力強，但透水性較差，如降水過多，表層土壤水分飽和后會發(fā)生澥、澇現(xiàn)象，作物易倒伏。棕壤土是我國北方主要的農(nóng)業(yè)與水果產(chǎn)區(qū)，特別是小麥、玉米、棉花三大作物，以及蘋果、梨、板栗等鮮干水果。 黃棕壤主要分布在江淮地區(qū)，是黃、紅壤與棕壤之間的過渡性土壤，為亞熱帶濕潤的落葉、常綠闊葉林下的淋溶土壤，具有暗色有機質含量不高的腐殖質表層。 灰鈣土主要分布在寧夏、甘肅、青海以及新疆伊犁等地，是暖溫帶干旱大陸性季風氣候、荒漠草原下，弱腐殖質累積形成的土壤，腐殖質含量不高，腐殖質染色層可厚達50-70厘米，表層有機質含量較低，在1-2%之間。灰鈣土的剖面可分為腐殖質層，鈣積層及母質層三個發(fā)生層，碳酸鈣富集的鈣積層位于腐殖層下平均30厘米以下的深度。 黑鈣土主要分布在東北松嫩平原、大興安嶺兩側和松遼分水嶺地區(qū)和內蒙古東部，是發(fā)育于溫帶半濕潤半干旱地區(qū)草甸草原和草原植被下的土壤，土層上部有一厚度可達30~50厘米的黑色或灰黑色的腐殖質層，腐殖質層以下也有一碳酸鈣富集的鈣積層，pH值為7.0-7.5。黑鈣土的氮素含量較豐富，磷、鉀含量亦高，鈣、鎂淋溶損失少，肥力雖不及黑土，但也是一種極為肥沃的土壤，小麥產(chǎn)量高，因此分布該種土壤的地帶被稱為世界糧倉，如烏克蘭和俄羅斯等。 黑土主要分布在黑龍江和吉林兩省中東部的平原地區(qū)，是溫帶濕潤氣候草原草甸植被條件下由強烈的腐殖質累積和滯水潴積過程形成，自然狀態(tài)下，黑土腐殖質層可厚達1米，養(yǎng)分含量豐富，肥力水平高。黑土與黑鈣土性質相近，有時候黑鈣土也被算作是黑土；黑土自然植被主要是草原化草甸植物，以中性草本植物為主的雜類草群落以及榛子、柞、刺玫瑰等灌木叢，植物生長繁茂，草高50~120厘米，覆蓋度100%，根系可深達60~100厘米，因而有機質積累高，大約是黃土的十倍以上。 黑土是大自然給予人類的得天獨厚的寶藏，世界上僅有三大片黑土地, 它們是美國密西西比流域沿岸、烏克蘭第聶伯河岸和中國東北的黑龍江和吉林兩省，南美洲阿根廷和烏拉圭的潘巴斯大草原也有紅化黑土分布。 土壤分布小結 我國從海南島到東北大興安嶺和西北塔克拉瑪干沙漠，分布著大約15種主要的土壤類型；從海南到華北平原，基本上呈現(xiàn)的是土壤顏色從紅到黃到棕到灰到黑、土壤從酸到微酸到中性到微堿性的趨勢，沿海和西北干旱地區(qū)有鹽堿土，東北三江平原和松嫩平原則是弱酸性的肥沃黑土或黑鈣土。 第二節(jié) 土壤質地 土壤根據(jù)其母質還可以分為砂質土、黏質土和壤土，砂質土含沙量多，顆粒粗糙，滲水速度快，保水性能差，但通氣性能好；黏質土含沙量少，顆粒細膩，滲水速度慢，保水性能好，但通氣性能差。壤土介于二者之間，是典型的農(nóng)耕地。 土壤的質地常常指的是土壤母質的性質。土壤母質，即地殼表層的巖石礦物風化沉積后的成土母質，是土壤的主體物質基礎和土壤礦物質的來源，從母質中析出的礦質元素、在地表積覆的有機質和以有機質為生的微生物，構成植物生長的三大基礎條件，再加上土壤中所含的水和空氣，構成一個有機的土壤生態(tài)系統(tǒng)。 構成地殼和土壤母質的元素，氧和硅分別占了地殼總重量的47%和29%，鐵和鋁二者再占12.7%；土壤母質的主體物質是硅、鐵、鋁的含氧化合物，常見的有石英石、長石、云母石等含鐵、鋁的硅酸鹽類礦化物，化學結構十分復雜。 土壤母質直接影響土壤的礦物組成和土壤顆粒組成，并在很大程度上支配著土壤的物理、化學性質（簡稱土壤理化性質），以及土壤生產(chǎn)力的高低。 農(nóng)業(yè)上最基礎的土壤質地分類是根據(jù)所含砂（沙）粒、粉粒和粘粒的含量不同分為砂土、壤土和黏土。用于農(nóng)耕的土叫壤土，介于砂土和黏土之間；砂土成分或黏土成分大于80%的土不能用于作物栽培，但砂土可用于拌水泥漿，黏土可燒成砌墻用的磚。砂粒、粉粒和粘粒是土壤顆粒的最小單位，它們的本質區(qū)別是它們的顆粒度大小，砂粒最粗，粉粒次之，粘粒很小，肉眼不可分辨。 一般砂土成分在60-80%之間的叫砂壤土，黏土成分在60-80%的叫粘壤土或重粘壤土，介于砂壤土和黏壤土之間的，還可以分為輕黏壤土和中黏壤土。 砂壤土顆粒粗，土壤中空隙大，滲水快，保水保肥性差，作物容易缺水受旱；粘壤土滲水性差，但保水保肥性好，保水性好也意味著排水性差，容易積水受澇。不同作物對土壤的滲水保水性要求不同，但通常在耕作層底部最好是粘壤土，耕作層則最好是沙壤土或輕粘壤土。 第三節(jié) 土壤礦質元素 植物生長所必需的營養(yǎng)元素有接近20種，這20種營養(yǎng)元素除了碳、氫、氧、氮在大氣中存在以外，其余全部來自地殼表層的巖石或其風化沉積后的土壤母質中，因而被通稱為礦質元素。一般來說，土壤中或多或少含有植物生長所必需的全部營養(yǎng)元素，問題只是對應于特定植物來說，土壤中的某一些必需元素含量是否足夠而已。 土壤母質主體是硅、鐵、鋁等礦質元素的含氧化合物，其中鋁并不是植物所必需的礦質元素，在南方酸性的紅壤、黃壤中，鋁容易從土壤中析出而被植物吸收，而它也并不是我們人體所需要的微量元素。硅直到最近才被認定為植物必需的微量營養(yǎng)元素之一。土壤原始礦物中鈣、鎂、鉀元素比較豐富，磷、硫元素很低，氮幾乎為零，在其后的成土過程中，鈣、鎂、鉀含量被分散降低，碳、氧、氮、鈉等營養(yǎng)元素因生物活動（如細菌和植物的生長繁殖）而富集。 土壤中含氮的總量叫總氮，含磷的總量叫總磷，以此類推；總氮和總磷、總鉀等只有參考意義，植物吸收需要有效的活性養(yǎng)分，分別叫有效氮、有效磷，以此類推。 土壤中礦質營養(yǎng)元素的有效養(yǎng)分，取決于礦質營養(yǎng)元素在土壤中的化合態(tài)與溶解度，可被植物吸收的那部分有效的活性養(yǎng)分叫可給態(tài)養(yǎng)分；不可給態(tài)養(yǎng)分則是土壤本身含有這種營養(yǎng)元素，但由于不溶于土壤溶液、或者在土壤中易與其他化學元素結合形成難溶的化合物而不能被植物吸收。有些礦質養(yǎng)分則不能被土壤顆粒吸附因而極容易流失或淋失。 土壤礦質元素與土壤酸堿度的關系 酸堿度用一個叫作pH值的量表以0到14的量值來測定和衡量，依據(jù)pH值從小到大分為酸性、中性和堿性，pH值為7時則表示中性，小于7為酸性，而大于7則為堿性。 我國把土壤酸堿度分為五級：強酸性土（pH小于5）、酸性土（pH為5.0-6.5）、中性土（pH為6.5-7.5）、堿性土（pH7.5-8.5）、強堿性土（pH大于8.5）。 土壤的酸堿度總體上取決于土壤的母質，南方的紅壤土、黃壤土等多為酸性土，pH值在5.0-6.5之間，個別甚至低至4.0；北方的土壤多為中性或堿性土，pH在7-8.5之間。 土壤酸堿度對礦質營養(yǎng)元素的活性有重大影響。  氮元素在我國南北方土壤中的活性都沒多大問題，磷對土壤酸堿度的適應性較窄，最佳的pH值為6.5左右，小于6.5易與土壤中的鐵、鋁結合而固定，酸性土壤中pH值越低，鐵、鋁的溶出率越高，被鐵、鋁固定的磷就越多；土壤酸堿度大于6.5時，則磷會與土壤中的鈣結合固定，形成難溶的磷酸鈣，土壤中的有效磷也會降低。 鉀、鈣、鎂、鉬在pH小于6的南方酸性土壤中的活性大大降低，鐵和錳在酸性土壤、硼在酸性和弱堿性土壤中活性最高，因此南方酸性土壤容易缺鉀、鈣、鎂和鉬，北方石灰性與鹽堿性土壤則容易缺硼、鐵和錳。南方的酸性土壤中，鉀、鈣、鎂元素還容易在長期雨淋中流失，這也是為什么我國的農(nóng)業(yè)離不開化肥和微量元素的一個重要原因。 土壤過酸或過堿，對大多數(shù)農(nóng)作物都不利，一般可以用中和的辦法改善土壤酸堿度，土地酸性過重，可以用石灰中和；酸性土壤一般黏性重，摻沙可以立桿見影減輕土壤黏性。用石灰改良土壤酸性時，石灰用量不可過多，過多不僅會使土壤偏堿，石灰對土壤有機質和土壤微生物群落也有較大的破壞，在施用石灰7-10天后，可以用補施有機肥甚至菌肥來進行補償恢復。 第四節(jié) 土壤有機質 土壤有機質是指土壤內所含的有機物質，通常包括處于不同分解階段的植物體和動物體的排泄物和尸體、土壤生物的細胞和組織、以及由土壤生物合成的物質。土壤有機質的存在被認為是土壤功能和土壤質量好壞的最關鍵因素。 土壤功能指的是土壤結構、養(yǎng)分儲存（保水保肥）與養(yǎng)分循環(huán)、土壤生物多樣性以及污染物的吸收、緩沖和分解等結構和功能上的一個有機系統(tǒng)。土壤結構好，土壤功能就強，土壤質量就高。 土壤有機質中通常含有高達接近60%的有機碳，因此土壤有機質也常常以土壤有機碳表示。 土壤有機質在各地土壤中的含量差別很大，沙漠地區(qū)的地層只含有遠低于1％的有機質，山地與高原土壤有機質含量為1-6％，而低洼濕地的土壤有機質含量可高達90％。我國除東北黑土地區(qū)有機質含量較高，可達2.5-7.5%外，大部分地區(qū)旱地的有機質含量都只有甚至低于1-2%。 有機質的來源最主要的是植物殘體，其次是動物糞便和動物尸體，也有數(shù)據(jù)支持微生物殘體中的有機碳和有機氮是土壤有機質的主要來源，所以微生物本身就被當作土壤有機質的一部分。 說到土壤有機質的時候，我們還需要提到除土壤微生物外其他土壤生物，即蚯蚓、蜈蚣和螞蟻等，它們能夠幫助有機質在土壤中的移動和分散，它們的新陳代謝產(chǎn)物及尸體也都是土壤有機質的組成部分。 由礦化物風化沉積形成的土壤母質中不含有氮素，除施入的肥料外，土壤中的氮素養(yǎng)分來自土壤有機質，包括糖、蛋白質、脂肪酸、纖維素和木質素等有機化合物的分解，但不能將土壤有機質與氮肥等同起來，因為土壤有機質含有較全面的磷、鉀、鈣、鎂、硫等各種礦質營養(yǎng)元素，這些礦質營養(yǎng)元素以絡合態(tài)或螯合態(tài)存在，不僅容易被植物吸收，互相之間還不容易發(fā)生拮抗。 土壤有機質能提高作物對土壤酸堿度的適應性。在酸性土壤中，有機質通過與單體鋁的復合，降低土壤交換鋁的含量，從而減輕鋁被植物吸收的危害。 土壤有機質還能調節(jié)土溫，尤其是在冬春夜間保溫，使作物免受寒害，并保持低溫生長。 總結起來，土壤有機質有如下幾個貢獻：
土壤有機質在分解與消耗的過程中，其中部分的氮、碳會以氮氣和二氧化碳的形式向空中逸失，氫和氧則以水的形式在土壤中儲存或流失。有機質中的氮元素被植物吸收利用的比重，可能還不到30%。將有機肥翻入地中而不是施在地表上，可增加氮的利用率；化學氮肥往往有很大的揮發(fā)性，在旱地作物施用，就更需要埋入地下才好。 由于土壤有機質來源不同，所以各個地塊的有機質養(yǎng)分組成和養(yǎng)分含量差別很大；與化肥相比，土壤有機質中的養(yǎng)分含量低，釋放慢，在作物快速生長階段對作物的供應就不夠多也不夠快，因此常常需要化肥來提供更多和更速效的養(yǎng)分補充。 第五節(jié) 土壤腐殖質 土壤有機質中超過一半是腐殖質，腐殖質是經(jīng)微生物分解轉化后又重新聚合合成的一類有機高分子化合物，是一種整體黑色或褐色、無定型的膠體，具有適度的粘結性，是形成土壤團粒結構的主要膠結劑，這種膠結劑既能降低黏性土壤的黏性，又能提高砂土的團聚性。同時，腐殖質能與許多包括微量元素在內的礦質元素絡合或螯合，大大提高了土壤對礦質營養(yǎng)元素的吸附力，使礦質營養(yǎng)元素免于淋失或流失。由于腐殖質能和磷、鐵、鋁離子形成絡合物或螯合物，從而避免土壤中磷元素與鐵和鋁結合成難溶性磷酸鹽（磷固定），有助于提高土壤中的有效磷含量。 腐殖質的來源可能是植物殘體中所含的難以被微生物分解的木質素，或者是被微生物降解后的小分子物質在酶或礦物質作用下縮合形成聚合程度更高的高分子化合物。 腐殖質的生成是與微生物對有機質分解（從高分子到小分子到無機物）的一個差不多反向的過程，因此腐殖質本身不是植物能夠直接吸收的養(yǎng)分，但它對土壤的貢獻除了把土壤顆粒膠結起來形成土壤團粒結構外，腐殖質也是土壤礦質元素的儲存庫，當土壤中的礦質元素被雨水或灌溉水沖失后，腐殖質可以根據(jù)土壤中這種礦質元素的養(yǎng)分濃度來釋出養(yǎng)分進行補充，從而維持穩(wěn)定和長效的土壤肥力。 腐殖質中的主要成為是包含腐殖酸（有時翻譯為胡敏酸）、黃腐酸（有時翻譯為富里酸）和胡敏素等復雜結構的混合物，其中黃腐酸的可溶性最好，當前市場上營銷的黃腐酸鉀，其黃腐酸的來源有兩種，一種是從泥炭、褐煤和風化煤等熱值較低的煤炭中提取，稱為礦源黃腐酸，生產(chǎn)成本較高；另一種是從秸稈中提取的木質素經(jīng)磺化、裂解而成，稱為生化黃腐酸。當然也可以模擬自然界產(chǎn)生腐殖質的過程，用鋸末、玉米粉、蔗糖等為材料，加入微生物發(fā)酵來生產(chǎn)黃腐酸。 黃腐酸被定義為植物生長活性劑，有和天然激素類似的植物生長調節(jié)作用，能夠提高作物的抗逆尤其是抗旱能力，其他如改善土壤團粒結構、活化板結土壤、強化植物根系的附著力與快速吸收能力、補充各種微量元素等，都是腐殖質的基本功效。 第六節(jié) 土壤微生物 土壤中含有的礦物質（礦質營養(yǎng)元素）、有機質和微生物是農(nóng)作物生長發(fā)育的三大基礎條件，微生物之所以重要是因為土壤有機質以及一些礦物質中的養(yǎng)分，需要通過它們的分解或轉化后，才能成為植物能夠吸收的可給態(tài)養(yǎng)分。因此，土壤的肥力表面上指的是有機質及礦質營養(yǎng)元素的多少，微生物在后臺對土壤肥力的貢獻不可或缺。 土壤微生物是生活在土壤中的細菌、真菌、放線菌和藻類生物的總稱， 它們個體微小，只能在顯微鏡下才能看見。土壤是微生物的“天然培養(yǎng)基”，也是它們的“大本營”，通常1克土壤中含有10的6-9次方個微生物，即100萬到10億個之多，當然數(shù)量和種類隨成土環(huán)境、土層深度及耕作栽培的不同而不同。 土壤有機質和土壤微生物是一種共生態(tài)關系，微生物以有機質為碳源和氮源進行生命活動的同時發(fā)生各種生物化學反應，包括氧化分解、硝化、氨化、固氮、硫化等過程，實現(xiàn)土壤有機質的分解和養(yǎng)分的轉化，為植物提供營養(yǎng)和能量。微生物殘體也是土壤有機質的重要組成部分。 土壤中的微生物，有些是對農(nóng)作物有害的植食性細菌和真菌，它們?yōu)楹χ参锏母蛸N近地面的莖葉；有些則在土壤中產(chǎn)卵，或者在土壤中越冬；但更多土壤中的細菌和真菌及其他微生物是腐食性的，它們只以腐殖質為食，它們的生命活動過程就是分解和轉化土壤有機質，從而是有益的；對土壤消毒殺菌，意味著會同樣殺死這些有益的微生物群落，使土壤中的可給態(tài)養(yǎng)分供應減弱，影響農(nóng)作物正常生長。所以用硫磺合劑等殺菌劑進行冬季清園、或用石灰中和土壤酸性之后，需要補施有機肥來使土壤中的有益菌群恢復生長和繁殖。 土壤中不同的微生物種群互相競爭生存空間，因此可以向土壤中施入有益菌種的辦法來阻礙有害菌群的生長與繁殖，以微生物活體作制劑來防治病蟲害，是生物農(nóng)藥也是生物肥料的一種。 生物肥料又稱菌肥，但它們本質上不是肥料，而是微生物活體。土壤中的有益微生物直接參與一系列土壤肥力的形成和發(fā)育過程，因此可以看作是土壤肥力增強劑，向土壤中尤其是植物根際施入有益微生物活體，能夠增強土壤微生物的活性，提高土壤肥力，促進根系生長。拜耳的首款微生物制劑卓潤，就用于灌根。 有些菌肥的出發(fā)點是激發(fā)被土壤固定而不能被植物吸收的元素，使它們成為作物可吸收的活性養(yǎng)分，如溶磷菌、溶鉀菌。有些菌種會在其生命活動中產(chǎn)生赤霉素等細胞激素類物質，調節(jié)作物的新陳代謝，刺激作物生長，而使作物增產(chǎn)。 枯草芽孢桿菌等菌種可以幫助改善土壤物理性狀，增加土壤團粒結構，而使土壤變軟疏松，因而也被稱作是土壤疏松劑。 目前國內生產(chǎn)微生物菌肥的廠家眾多，由于不需要向農(nóng)業(yè)部門登記，因此魚龍混雜的情況不可避免，購買時需要注意辨別。 第七節(jié) 土壤團粒結構 組成土壤的最小單位是土壤顆粒（簡稱土粒），土壤顆粒有單粒和復粒兩種，單粒主要是在巖石礦物風化、流動和土壤形成過程中產(chǎn)生的，在完全分散時單獨存在，只能通過研磨、溶解或化學處理才能細分的單個土壤礦物顆粒。復粒是由各種單粒在物理化學和生物化學作用下復合而成的有機礦質復合體。單粒、復粒黏結或團聚，形成各種大小、形狀和性質不同的土壤團聚體和土壤結構體。 土壤團聚體是土壤顆粒經(jīng)凝聚膠結作用后形成的個體，可分成水穩(wěn)性團聚體和非水穩(wěn)性團聚體，水穩(wěn)性團聚體不容易被水沖散，由水穩(wěn)性團聚體構成的土壤滲水性和保水性好，不易產(chǎn)生地面徑流；而非水穩(wěn)性團聚體構成的土壤，雨后被分散的細小土粒堵塞土壤孔隙，不利滲水、保水，地面徑流大，易引起水蝕（表土被水沖蝕而成的小水溝）。地面徑流指的是由于土壤的滲水性不好，雨水或灌溉水從壟的兩側或畦面橫向流出而不是向土壤深處縱向滲入。 最理想的土壤結構就是水穩(wěn)性土壤團聚體形成的土壤團粒結構。沙土由獨立的土壤顆粒組成，并不存在有機的土壤結構，因而不能保水保肥；母質為粘壤土的土壤在重力等各種環(huán)境條件下會將不同大小、形狀的土壤顆粒及團聚體堆積、復合形成大的塊狀、片狀、柱狀的土壤團塊，這些都不是植物生長理想的土壤結構，譬如不同尺寸或不同形狀的塊狀體結構交疊在一起會形成大的空洞，雨后干燥后容易開裂形成大縫隙，使水分通過空洞與縫隙流失，塊狀體還容易壓苗，導致小苗不能順利出土。 有團粒結構的土壤是由鈣礦化物和腐殖質膠體粘結在一起形成的疏松多孔的球狀團粒，即土壤團聚體，直徑在0.25～10毫米之間，小于0.25毫米的團聚體稱為微團粒。不同大小的團粒和微團粒形成一種穩(wěn)定的土壤結構，團粒與團粒之間形成大的空隙，團粒內土壤顆粒之間本身有小的空隙（毛管），小孔隙保持水分，大孔隙保持通氣，減少了土壤中水分和空氣相互爭奪空間的矛盾，因此團粒結構的土壤既透氣又保水，十分有利于作物生長。（注意此處團粒之間的大孔隙和團粒內部的小空隙只是在它們之間進行比較時的說法，從肉眼觀察的角度來說其實都很小，和大土塊堆疊形成的大孔隙不是一個數(shù)量級）。 團粒結構的土壤不僅滲水性好，保水性也好。雨后天晴，團粒結構的表層土壤水分也會蒸發(fā)，引起體積收縮，與下面一層團粒間的毛管聯(lián)系被切斷，從而減少了由下而上通過毛管向大氣中蒸發(fā)而損耗的水分，提高了保水性。團粒體因此被稱作是土壤中一個個的“小水庫”。 團粒結構土壤中養(yǎng)分供應和貯存十分協(xié)調：團粒間大孔隙供氧充足，好氧微生物活動旺盛，因此團粒表面植物殘體和腐殖質以及礦質養(yǎng)分分解快、供應充足；而團粒內部的小孔隙則因充盈著水分而處于缺氧環(huán)境中，微生物活動緩慢，一些厭氧微生物進行嫌氣分解，有機質分解緩慢而養(yǎng)分得以保存。團粒結構的土壤由團粒外層向內層逐漸分解釋放養(yǎng)分，因此土壤團粒結構被稱作是“土壤肥力調節(jié)器”，肥力既快速又長效，每一個團粒除了是一個小水庫外又好像是一座肥料貯存庫，能阻止土壤很快將其養(yǎng)分逸失或消耗殆盡。 沒有團粒結構的土壤，水氣矛盾十分突出：土壤中充滿水的時候，肥料在嫌氣環(huán)境中得不到及時分解而使土壤缺乏植物根系可吸收的可給態(tài)養(yǎng)分；當土壤中充滿氣的時候，土壤中雖然有了分解出來的可給態(tài)養(yǎng)分，但因為沒有水的蒸騰作用，植物仍然得不到及時或足量的吸收。 有團粒結構的土壤因為土壤干濕度（墑情）保持相對穩(wěn)定，因而土溫的晝夜變化幅度也較小，尤其在冬季的夜溫較高，有利于農(nóng)作物低溫生長和安全過冬。 破壞土壤團粒結構的因素 土壤中團粒結構越多，土壤就越松軟，保水、保肥性就越高。但團粒結構會在灌水或降雨以及碾壓等長期外因作用下被破壞，土壤中有機質消耗過多、積累不足，過度施用化肥等，都會加速土壤團粒結構解體。團粒結構解體后，母質為沙壤土的土壤會失去保水保肥能力，母質為粘壤土的土壤，原團粒結構的縫隙會被過細的粘粒填滿使土壤粘結為發(fā)硬的大土塊，滲水和透氣性嚴重惡化，作物根系難于下扎和伸展，吸水吸肥受阻，作物生長緩慢。 裸露在外日曬雨淋的表層土壤，團粒結構容易最先被破壞，造成表層結皮或板結。結皮或板結影響表層與深層土壤之間以及土壤與大氣之間的水、肥、氣、熱的交換，水肥不易滲入；因為土壤不透氣，作物容易發(fā)生爛根；因為水在土壤中流動不暢，會造成營養(yǎng)元素在土壤中移動困難而使作物發(fā)生缺素等生理性病害；種子播種后不出苗或壓苗，干裂后的大塊土片也會壓壞幼苗或撕斷根系。 偏施化學氮肥：土壤中的微生物每消耗1份氮素，就要相應消耗25份碳素，所消耗的碳素來源于土壤中的有機質，偏施化學氮肥會加速土壤中的有機質消耗。 偏施化學磷肥：磷肥中的磷酸根離子與土壤團粒中的鈣、鎂等陽離子結合形成難溶性磷酸鹽，既浪費磷肥，又破壞土壤團粒結構。 偏施化學鉀肥：鉀肥中的鉀離子是強堿性、強置換性的金屬離子，能將形成土壤團粒結構的鈣、鎂等多價陽離子置換出來，而一價的鉀離子不具有鍵橋作用，土壤團粒結構因失去鍵合作用而被破壞。 絕大多數(shù)化肥中都包含氮素，因而施用化肥（包括復合肥）后幾乎無可避免地會加速土壤中的有機質消耗，對土壤團粒結構的破壞也就最直接。為了補償土壤有機質的消耗，我們需要在施用化肥的同時配合施用糞肥、餅肥等有機肥料。有機肥和其他腐殖質是土壤形成和保持團粒結構的重要前提。 第八節(jié) 維持與改善土壤團粒結構的措施 土壤本來是一個有機生態(tài)系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)一定的自我平衡和自我凈化，但如果常年耕作無休，尤其是在同一個地塊常年種植同一科屬的農(nóng)作物，就會使土壤失去自我修復和還原的能力。大棚種植的情況下對土壤的剝削會超過土壤的臨界承受力，使土壤的投入產(chǎn)出比大幅下降，于是一些種植戶會采用換土的辦法將大棚中的老土移除，從千里之外的東北換來新土；畢竟大棚商業(yè)化種植等同于工業(yè)化生產(chǎn)，土壤就如同工業(yè)設備一樣有了使用壽命和折舊的概念。 被破壞而需要修復的土壤生態(tài)系統(tǒng)主要有下面幾個方面：
從以上各節(jié)的介紹中，我們可以得出一個簡單而直接的結論，土壤團粒結構是土壤質量和功效好壞的關鍵因素，改進土壤最好的方法是增加土壤有機質含量，提高土壤團粒結構數(shù)量，使土壤變得松軟，并且肥力大增。 我們就從增加土壤有機質，改善土壤團粒結構這個方面說一說土壤改良。 增加土壤有機質的措施有： 1. 增施有機肥 農(nóng)家肥原料來源廣、數(shù)量大，除了含有可以被植物吸收的營養(yǎng)元素外，腐熟后的農(nóng)家肥有機碳含量在30-45%之間，對土壤有機質是非常有力的補充。 2. 秸稈還田 秸稈還田或秸稈焚燒成灰各有各的利弊，秸稈還田容易將上茬作物的病蟲害帶入下茬或下一年的作物，秸稈焚燒可消滅大部分蟲卵與病原體，但燒成的灰只保留了秸稈中的一些礦質營養(yǎng)元素，所有的氮素和有機質都損失了；秸稈還田則最大可能地保留了秸稈中的氮素和有機質。 不提倡將其他作物殘余像秸稈一樣翻耕入地。作物殘余最好是堆起來做堆肥，讓堆肥產(chǎn)生的高溫殺滅蟲卵和病原體。用作物殘余、雜草、樹葉、木屑、生活廚余等材料堆起來腐熟后的堆肥，有機質含量與養(yǎng)分甚至優(yōu)于糞肥和餅肥。 3. 輪作綠肥 綠肥是生長快速或在冬季也能生長、翻耕入土后容易腐熟成為新鮮土壤有機質的植物，有些綠肥可作為牧草等牲畜飼料，綠肥中的苜蓿（三葉草）在江浙滬還是非常可口的冬春時蔬。 苜蓿是豆科作物，意味著不僅地上部可用作時蔬、牧草和綠肥，地下部有固氮作用的根瘤菌還能將空氣中的氮氣轉化為植物可用的無機氮和有機氮，所以生產(chǎn)隊的時候化肥供應有限，長江流域的農(nóng)田就會在冬季的水稻田中普遍種植苜蓿來肥田。 4. 輪休 輪休是讓土地休養(yǎng)生息一段時間。 輪休期間任雜草生長，等雜草開始開花抽穗結籽成熟之前將雜草翻耕入土，能起到綠肥的效果。 將秸稈或從別處割來的雜草覆蓋到地面上一段時間，也能讓發(fā)硬了土地變得松軟而易于人工翻耕。 第九節(jié) 土壤污染與水污染 我國改革開放后迅速崛起成為工業(yè)大國的同時，一度對環(huán)境污染問題重視不夠，導致工業(yè)污染和城市生活垃圾與污水侵入到耕地和灌溉水中，加上地少人多、土地貧瘠、氣候嚴酷等原因，為向土地奪糧，不斷加大化肥和農(nóng)藥的使用，使我國成為世界上土壤和水污染最嚴重的國家之一。 土壤污染源有：工業(yè)廢水和生活污水、垃圾及其滲出液、礦冶廢渣、過量使用的農(nóng)藥化肥、大氣沉降物等；有害物質或其分解產(chǎn)物在土壤中逐漸積累，超過土壤的自凈能力時，就會通過經(jīng)由“土壤→植物→人體”的途徑間接被人體吸收。有害物質還會引起土壤改性，微生物活動受到抑制，導致農(nóng)作物減產(chǎn)，品質下降。 2014年的全國性調查發(fā)現(xiàn)，我國受污染農(nóng)地已占至少十分之一，更多數(shù)據(jù)未敢公開發(fā)表。 土壤的重金屬污染：礦產(chǎn)開采或冶煉產(chǎn)生的含有鎘、鉛、鉻、汞、砷等重金屬的廢渣會隨河流、地下水、大氣擴散，沉降、滲入土壤中的重金屬因為“重”的原因，不僅在土壤中不容易被淋失，在人的身體中也不容易被排泄掉，日積月累會對身體器官造成嚴重損害。 化肥和農(nóng)藥本身也可能是重金屬污染源之一。 有些化肥，如鈣鎂磷肥，是天然伴生鎘的磷礦石原礦直接粉碎后的初級加工品，未對其中的伴生重金屬進行處理，過量施用當然會增加土壤的重金屬污染。 因為許多化肥是礦物鹽，即硫酸、硝酸、鹽酸等酸的化合物，過量施用這些化肥會導致土壤酸化、次生鹽漬化等土壤退化問題。研究表明，土壤pH值每下降一個單位，重金屬鎘的活性就會提升100倍，從而增加重金屬污染的風險。 早年的農(nóng)藥中，有過有機砷殺菌劑、有機汞殺菌劑等（對，砷和汞都算重金屬），這些農(nóng)藥相信已經(jīng)早被淘汰了，但一些地方小廠生產(chǎn)的農(nóng)藥在有效成分之外使用的填充劑，包括溶劑、助劑等添加劑，都有可能含有鎘、汞、砷等重金屬成分。有些種植戶也排斥銅制劑類型的農(nóng)藥，因為銅也屬于重金屬，土壤中銅過量也不容易自凈。但銅不僅是植物必需的19種營養(yǎng)元素之一，而且銅制劑是重要的甚至是最有效的一種殺菌劑。 農(nóng)藥中的殺蟲劑和除草劑使用過量而不能及時完全分解，殘留在土壤中會被植物吸收，這是除重金屬外最有害的一種農(nóng)藥殘留。附圖是世界各國農(nóng)田的殺蟲劑殘留示意圖。 家畜和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)大量使用抗生素造成的污染也被世界各國政府廣泛重視，我國是抗生素污染最嚴重的國家之一，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中被廣泛使用的農(nóng)用鏈霉素被禁用，是國家重視解決抗生素污染問題的一個重要標志。 |
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