一、土壤及其性狀

土壤學家威廉斯指出：“土壤是地球陸地上能夠生長綠色植物的疏松表層。”這個定義正確地表示了土壤的基本功能和特性。土壤之所以能生長綠色植物，是由于它具有一種獨特的性質——肥力。土壤這種特殊本質，就是土壤區別于其它任何事物的依據。土壤肥力雖與土壤物質組成有聯系，但主要受土壤性狀的影響。

2、土壤的主要性狀

（1）土壤質地：土壤的泥砂比例稱為土壤質地。直徑小于0.01毫米的土粒稱泥；直徑為1—0.01毫米的土粒稱砂；直徑大于1毫米的土粒稱礫石。根據土壤質地不同將土壤分為砂質土、粘質土和壤質土。

①砂土：這類土壤含砂粒在80%以上，土粒間大孔隙多，土壤容積比重在1.4—1.7克/厘米3之間，因此，土壤晝夜溫差大，通透性好，有機質礦質化快，易耕作，但保水保肥能力差，遇水易板結，肥力一般較低。種植作物要增施有機肥和少量多次地勤追化肥。

②粘土：這種土壤含泥粒在60%以上，土壤比重在2.6—2.7克/厘米3之間。土壤硬度大，粘著性、粘結性和可塑性都強，故適耕性差。土壤保水保肥力強，潛在肥力較高。但土緊難耕，土溫低，肥效不易發揮。因此，水田要注意管水，提高泥溫，多施腐熟性有機肥和熱性化肥。

③壤土：這種土壤泥砂比例適中，一般砂粘占40—55%，粘（泥）粒占45—60%。土壤容重1.1—1.4克/厘米3之間。質地輕松，通氣透水，保水保肥力強，耕作爽犁。因此，它是水、肥、氣、熱協調的優質土壤。

（2）土壤結構：土壤形成團聚體的性能，稱為土壤的結構性。凡土粒膠結成直徑為1—10毫米的團粒狀土壤結構，稱為團粒結構。這是土壤結構中最好的一種。其形成條件有兩個：

一是膠結物質。土壤中的膠結物質最主要是粘粒，新形成的腐殖質和微生物的菌絲及分泌物。這些物質與鈣膠結在一起，就形成了具有多孔性和養分豐富、不易被水泡散的水穩性團粒狀土壤結構。因此，增施鈣質肥料（石灰、石膏）有利團粒結構形成。

二是外力擠壓作用。凡是作物根系穿插、干濕交替、凍融交替和耕作都對粘聚起來的土粒產生一定的外力擠壓作用，使之散碎成一定大小的團粒。深耕、免耕、滴灌、水旱輪作，都有利土壤團粒結構的形成。

團粒結構優越性的具體表現：

其一，能協調土壤水分和空氣的矛盾。由于團粒間存在大孔隙，團粒內又有毛細管孔隙，這就有利于水分、養分、空氣三者間的同時存在。從而土壤水、肥、氣、熱狀況協調。

其二，具有良好的養分狀況。隨著水、氣矛盾的解決，也解決了水分與養分的矛盾。因團粒表面常為好氣分解，團粒內部又為嫌氣分解，前者有利于土壤養分釋放給作物吸收，后者有利土壤腐殖質累積，養分保蓄。矛盾協調后的水分與養分就能同時而不斷地供給作物需要。

其三，使土壤松軟適度。具有團粒結構的土壤，疏松多孔，犁耕阻力小，耕作省力，耕翻質量好；土壤細碎而均勻，既不緊硬，又不起漿浮泥；干燥不開大坼，泡田滲漏損失也小。

（3）土壤吸收性能。土壤有吸收固體、液體和氣體的能力。其吸收方式分為五種。

①機械吸收作用：這是指土壤將大于土壤孔隙而懸浮于溶液中（如骨粉、餅肥、磷礦粉及糞便殘渣等）的微細顆粒機械地阻留下來，使之不隨土壤中滲水而流走的一種作用。由于土壤顆粒愈小，排列愈緊密，土壤孔隙愈細，因此機械吸收作用就越強，則土壤保肥性能就好。這種作用對新改稻田、新水庫、塘壩有利增強保水蓄水的功能。

②物理吸收作用：它是指土壤膠體依靠其表面能將分子態養分吸附在表面上，而膠體與被吸附物不起任何化學反應的一種作用。這種作用，由于對分子態養分有保持能力，因此，土壤中的氨氣、尿素、氨基酸等分子態氮就會減少揮發損失。平常在施用易揮發的銨態氮肥時要求復好土就是這個道理。

③化學吸收作用：這是指土壤中可溶性養分（如某些離子與帶不同電荷的離子發生化學作用），由純化學作用產生不溶性沉淀而固定在土壤內的作用。這種作用，雖然有減少可溶性養分的流失，但被固定下來的養分就難以再被作物吸收利用，故降低了養分的利用率。因此，把磷肥集中施或與有機肥混和施，制成顆粒球肥施和根外噴施，就是避免化學吸收作用的發生，減少土壤對磷酸的固定。

④代換吸收作用：這又叫物理化學吸收作用。它是指土壤膠體表面吸著許多與它帶相反電荷離子的同時，其表面上又有等當量的同電荷的其它離子被代換出來的作用。其實質是一種離子（陽離子或陰離子）代換過程，是土壤膠體所吸收的離子和土壤溶液中的離子在相互代換。所以這種作用是可逆的，即膠體所吸收的離子，又能重新被其它離子代換到溶液中去。從而，這種作用在調節土壤中可溶性養分的保蓄和供應，具有重要意義。

⑤生物吸收作用：這是指生活在土壤中的微生物及作物根系和動物等，吸收養分構成有機體而保留在土壤中的一種性能。由于生物是根據自身需要，從土壤溶液中選擇吸收各種可溶性養分，形成有機體。當它們死亡后，有機殘體又逐漸分解，把營養物質釋放出來，供作物吸收利用。所以生物吸收作用，能保持養分，積累養分，提高土壤肥力。

（4）土壤酸堿度。土壤酸堿度是指土壤溶液中存在的H+和OHˉ的量。通常用PH值表示。PH=7時是中性反應，這時溶液中H+和OHˉ數量相等；pH小于7表示是酸性反應，這時H+多于OHˉ；H大于7表示是堿性反應，這時H+少于OHˉ。土壤酸堿度按其PH值的大小分為七級：

　　PH<4.5 強酸性

　　PH4.5—5.5 酸性

　　PH5.5—6.5 微酸性

　　PH6.5—7.5 中性或近于中性

　　PH7.5—8.5 微堿性

　　PH8.5—9.5 堿性

　　PH>9.5 強堿性

①土壤酸堿性產生原因：土壤之所以有酸堿性，主要是土壤中存在酸堿物質。H+來源主要是土壤膠體上吸附的H+和Al+3;其次是二氧化碳溶于水形成碳酸解離的結果：H2CO3=H++HCO3ˉ， HCO3ˉ= H++CO3ˉ

除此之外，還有有機質轉化過程中，分解產生的有機酸（丁酸、草酸、檸檬酸等）、巖石風化過程中，化學變化（如含硫礦物氧化）成的酸以及施用肥料加進的酸性物質[如（NH4）2SO4、NH4Cl]，當NH4+被作物吸收后，常遺留在土壤中的酸根（SO4-2，Clˉ）都能使土壤酸性增加。

OHˉ的來源主要是土壤中碳酸鈉、碳酸氫鈉等鹽類水解以及土壤膠體上含的代換性鈉形成強堿轉化結果。

例如：Na2CO3+2H2O 2NaOH+H2CO3，NaHCO3+H2O NaOH+H2CO3

②作物對土壤酸堿度的適應能力：強酸性與強堿性土壤都不利于作物生長。不同的作物要求土壤酸堿度不同。如茶樹只適宜在酸性土壤上生長，像映山紅、馬尾松、楊梅、蒜盤子等，就是酸性土壤的指示植物；而天竺、圓葉包柏、柏木又是石灰性土壤的指示植物。

此外，土壤酸堿度對營養元素的有效性及有益微生物的活動都有很大的影響，土壤過酸過堿還影響土壤良好結構的形成（現不作詳細闡述），這些無疑的都直接或間接地影響著作物的生長和發育。

（5）土壤緩沖性能：在土壤加入酸、堿物質后，土壤所具有的抵抗土壤溶液酸化或堿化的能力，稱為土壤緩沖性能。土壤膠體上代換性陽離子存在，對酸堿有緩沖作用。

這是由于土壤膠體上代換性陽離子（鹽基離子或H+）被代換到溶液中生成了中性鹽或H2O，可以使土壤的酸堿度經常保持穩定，為作物和微生物生長發育提供良好的環境條件，同時也為指導施肥提供依據。向土壤中施用有機肥料、泥土類（塘泥）肥料、石灰和種植綠肥等，都是提高土壤緩沖性能的有效措施。

（二）土壤肥力及其因素

1、土壤肥力種類：土壤肥力就是指土壤能夠滿足作物生長發育所必需的水分、養分、空氣、熱量的能力而稱之。土壤肥力分為自然肥力和人為肥力；潛在肥力和有效肥力。所謂自然肥力，是指自然土壤在未開墾利用之前所具有的肥力；人為肥力是指人們對土壤進行耕種、施肥、灌溉等農業技術措施而創造出來新的肥力。

因此，任何土壤，耕作栽培作物愈久，可采用的農業技術措施愈完善，人為肥力所占比重就越大。所以說，土壤是勞動的對象，又是勞動的產物。所謂有效肥力，是指栽培作物時，被當季作物吸收利用的那部份肥力；潛在肥力是指在土壤中存在，不能立即被當季作物利用的那些肥力。潛在肥力和有效肥力，在得當的農業技術措施實施下，是可以相互轉化的。

2、土壤肥力因素：土壤水分、養分、空氣和溫度，稱為土壤肥力四大因素。土壤肥力的高低，不只是受每個肥力因素數量適當與否的影響，而主要取決于水、肥、氣、熱之間在一定條件下協調程度的左右。因此，必須研究掌握土壤各個肥力因素狀況和它們的相互關系。

（1）土壤水分狀況。“水利是農業的命脈”，首先，作物的生長發育需要大量的水。這是因為：一般作物要獲得一分產量，必須消耗500—1000分的水，這些水都是從土壤中供給；作物吸收的養分也需要溶于水后才能被利用；土壤微生物的活動以及土壤養分的分解和轉化都需要水。

其次，水分直接對土壤空氣與熱量狀況起著制約的作用，同時還影響著土壤的脹縮性、粘著性、粘結性和耕性等性質。這表明，土壤水分不僅為作物生長發育之必需，而且還可以通過控制土壤水分狀況來使肥、氣、熱關系協調。

①土壤水分類型：土壤水分按其受作用力的不同，一般分為三種：

A、束縛水：這是在土粒表面引力作用下，緊緊地束縛在土粒周圍的水分而稱之。這種水在土壤中移動極慢，且有一部份在土粒表面不移動，所以很難被作物吸收利用。當土壤含水量達到僅有束縛水量時，作物就出現凋萎現象。由于土粒愈細，吸住的水分愈多，所以粘土的束縛水量大于砂土。

B、毛管水：這是在土壤毛細管引力作用下，保持在曲折微細的土壤孔隙里的水而稱之。這種水能沿著毛細管孔隙向上下左右的各個方向移動。其移動規律是從濕度大的土層移向濕度小的土層。它是土壤中最適于作物吸收利用的水分。由于水中溶有各種作物的養分，所以又為作物提供了營養物質

油砂土、潮砂土，出現的“回潮”或“回潤”現象，就是毛管水的上升運動，把地下水引到耕層的緣故。但是毛管水運動會帶來地表蒸發不斷發生，造成土壤水分損失，所以生產中常采取中耕松土，這有切斷土壤毛細管，減少土壤水分蒸發的作用。

C、重力水：這是在土壤水分含量超過土壤毛管力的作用范圍時，過多的水受重力的影響向下滲漏，這種滲漏水稱為重力水。它是水稻最有效的水分。盡管滲漏作用有造成漏水漏肥的現象，但不論對水田還是旱土，適當的滲漏是必要的，它有利于土壤空氣的更新及有害還原物質的向下移動和淋失。

②土壤空氣在土壤肥力中的地位：土壤空氣供給作物根系呼吸作用所需要的氧。如缺氧，根系發育受到影響，吸水吸肥機能減弱，甚至死亡。尤其種子發芽期及幼苗期更加如此。水稻雖具通氣組織，土壤也應具有一定的通氣性能，以利稻根生長。

另外，土壤空氣狀況影響土壤微生物的活動和養分的轉化。缺氧微生物活動以嫌氣性為主，使有機質分解緩慢，造成養分不足，甚至引起氮素損失，同時，還產生不利于作物營養的還原性有毒物質，如乙酸、丁酸、硫化氫等。此外，土壤通氣不良，有利于病菌滋生，引起作物感染病害，影響作物生長，降低產量。因此，稻田常采用排水露田和曬田進行調節。

（3）土壤溫熱狀況：土壤溫度對作物生育和土壤中微生物活動以及各種養分的轉化、土壤水分蒸發和運動都有很大影響。作物從播種到成熟都需要一定的溫度條件，如大麥、小麥在1—2℃時就能發芽，而水稻、棉花要在10—12℃時才發芽。所以不同作物的適時播種，就是由土壤溫度來決定的。一般土壤微生物生活，以土溫25℃—37℃為適宜，最低是5℃，最高不超過45℃—50℃。土溫過低，微生物活動減弱，甚至完全停止，有機質難于分解，有效養分缺乏。冷浸田就是如此，所以要排除冷浸水，增施豬牛欄糞、石灰、草木灰和火土灰，以提高土溫。

①影響土壤溫度的因素：溫度是熱的表現。土壤熱量主要來源于太陽輻射熱，其次是微生物對有機質的分解作用，放出一定的熱量，使土溫增高。

影響土壤溫度變化的因素很多，有緯度、海撥高度、地形和坡向。但主要是土壤本身的土壤熱特性，如土壤熱容量、導熱性、吸熱性和散熱性等。尤其是熱容量和導熱性是決定土溫最重要的內因。

A、土壤熱容量：每1立方厘米的干土增溫1℃時所需的熱量卡數（卡/立方厘米/度），稱為土壤熱容量。水的熱容量為1;空氣為0.0003;土粒介于二者之間，約為0.5—0.6。由于土壤固體部分變化很小，因此，土壤熱容量的大小主要決定于土壤水分和空氣的數量，凡水多氣少的土壤，熱容量就大，增溫慢，冷卻也慢，溫度變化小；反之，土溫變化就大。所以稻田管理，早春白天排水增溫，夜間灌水保溫；夏季運用深灌降溫。

B、土壤導熱性：土壤導熱是指從溫度較高的土層向溫度較低的土層傳導熱量的性能。其大小與土壤固、液、氣三相組成比例有關。土壤礦物質的導熱性為空氣的100倍；水為空氣的25倍；有機質為空氣的5倍；空氣幾乎不傳熱。由此可知，土壤導熱性的大小取決于空氣和水分之間的相對比例。因此，中耕松土有減小土壤導熱性，使表土溫度不易向下傳遞，深土溫度不易向上散失。

②土溫變化的調節：土壤溫度隨氣象因子的影響而經常變化，為了滿足作物生長發育的需要，必須圍繞早春增加土溫，夏季降低土溫，秋冬保持土溫的目標，采取行之有效的措施。

來源：百度文庫、農人農技等，圖片來源網絡，土壤改良及修復整理

部分圖片來源于網絡