土壤基础知识

土壤基础知识

土壤作为陆地表面的一层疏松物质，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、土壤生物以及水分、

空气、氧化的腐殖质等组成，土壤不仅具有丰富的肥力，还是植

物生长的摇篮。

一、土壤分类

土壤分类指按照土壤共性和相互联系，划分出土壤类型的

完整体系，拟出土壤分类系统。主要目的是能够反映土壤在发生

学和地理分布的规律性，揭示各种土壤本身的属性，为土壤区划、

土壤调查制图提供基础资料。

我国现行的分类系统是在1984年全国土壤分类会议讨论

基础之上，由全国土壤分类修改小组修订而成，1992年又进行

了修订，采用7级分类制，即土纲、亚纲、土类、亚类、土属、

土种和亚种。全国土壤共分12个土纲（即铁铝土、淋溶土、半

淋溶土、钙层土、干旱土、漠土、初育土、半水成土、水成土、

人为土、盐碱土和高山土），30个亚纲，61个土类，231个亚类。

土纲亚纲土类

铁铝土湿润铁铝土、湿暖铁铝土砖红鹰、赤红堞、红堞、黄壕

湿暖淋溶土、湿或温淋溶土黄掠堞、黄褐土、凉壤、暗惊壤、白浆土、除色针叶

淋溶土

湿温淋溶土、湿察温淋溶土林土、漂灰土、灰化土

半温热半淋溶土、半湿暖温半

半淋溶土爆红土、捋土、灰褐土、黑土、灰色森林土

淋溶、半湿润半淋溶土

半湿暖温样层土、半干温杼层

钙层土黑钙土、栗朽土、黑坤土

土、半干暖温炳层土

干旱土干军温耨层土、干翠联场层土拣便土、灰潢土

漠土干旱温漠土、干阜皈温漠土灰漠土、灰棕漠土、根漠土

黄绵土、红粘土、龟裂土、风沙土、粗骨土、石灰土、

初育士土质初青土、石质初1T土

火山灰土、紫色土、硬质石灰土、石质土

半水成土暗淡水成土、淡半水成土草甸土、潮土、砂浆黑土、林灌草甸土、山地茸甸土

水成土矿质水成土、有机水成土沼泽土、泥炭土

草甸盆土、源海盐土、酸性疏酸盐土、漠境盆土、

盐碱土部土、破土

球上等

人为土人为水成土、灌耕土水稻土、灌淤土、

草毡土（高山草甸土）、黑毡土（亚高山草甸土）、寒村

涕寒高山土、辛浮塞高山土、

高山土土（高山草原土）、冷钙土（亚高山草原土）、寒漠土（商

干寒高山土、寒冻高山土

山漠土）、冷漠土（亚高山漠土）、寒冻土（高山寒漠土）

二、土壤成分

土壤的成分比较复杂，一般由矿物质、有机质、土壤生物、

水分和空气组成。矿物质直接或间接来自岩石风化物，是土壤的

“骨骼”。有机质包括动物和植物的残体，以及其经过微生物作

用形成的腐殖质。有机质比重远低于矿物质，但对土壤肥力影响

很大，是衡量土壤肥力高低的重要指标。腐殖质的作用主要有:

作物养分的主要来源、增强土壤吸肥保水能力、改良土壤物理性

质和促进土壤植物的生长。水分和空气贮存在土壤固体颗粒之间

的孔隙中，两者的比例并不固定，常会随着外界气温、湿度、降

水等条件的变化而此消彼长。土壤孔隙也是细菌、真菌等土壤微

生物和蚯蚓、线虫类等土壤动物的生存空间。土壤中的微生物虽

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小，肉眼无法看到，但其数量十分惊人，而且作用很大，如分解

有机质释放出营养元素，供植物利用。

空气矿物质

20%-30%40%

有机质

10%

三、土壤形成过程

土壤是由裸露于地表的岩石，在较长的时间中，经过极其复

杂的风化过程和成，过程而形成的。风化作用是指地壳表面或近

地球表面的岩石在空气、水、温度和生物活动的影响下发生破碎

和分解的过程。可分成物理风化、化学风化和生物风化。岩石经

风化作用后形成疏松的、粗细不同的矿物碎屑，即为成土母质，

同时•，植物与微生物在母质的基础上进行有机质的合成与分解,

并参与矿物的风化作用，最终形成了能满足植物对空气、水分、

养料需要的良好环境，成为成熟土壤。

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①原始阶段②幼年阶段③壮年阶段④老年阶段

尚未发育的母岩开始风出现表层土和老年期土壤发育

原始母岩。化,形成母质层淀积层,形成完速度过于^慢.层次

至剖面.成为成明显且性质氨定。

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款土壤。

幼年土壤成年土壤

四、土壤质地

土壤质地一般分为砂土、壤土和黏土三大类。土壤质地是根

据土壤机械组成的一定范围划分的土壤类型。直径小于0.01毫

米的土粒称泥；直径为1—0.01毫米的土粒称砂；直径大于1毫

米的土粒称砾石。根据土壤质地不同将土壤分为砂质土、粘质土

和壤质土。

①砂土：这类土壤含砂粒在80%以上，土粒间大孔隙多，土

壤容积比重在1.4-1.7克/厘米3之间，因此，土壤昼夜温差大，

通透性好，有机质矿质化快，易耕作，但保水保肥能力差，遇水

易板结，肥力一般较低。种植作物要增施有机肥和少量多次地勤

追化肥。

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②粘土：这种土壤含泥粒在60%以上，土壤比重在2.6—2.7

克/厘米3之间。土壤硬度大，粘着性、粘结性和可塑性都强，

故适耕性差。土壤保水保肥力强，潜在肥力较高。但土紧难耕，

土温低，肥效不易发挥。因此，水田要注意管水，提高泥温，多

施腐熟性有机肥和热性化肥。

③壤土：这种土壤泥砂比例适中，一般砂粘占40—55%,粘

（泥）粒占45—60%o土壤容重1.1—1.4克/厘米3之间。质地

轻松，通气透水，保水保肥力强。因此，它是水、肥、气、热协

调的优质土壤。

土壤质地直接影响土壤蓄水性、通气性和保肥性。

砂质+含砂粒多，黏粒少，粒间多为大孔隙，土壤通透性良

好，透水排水快，但缺乏毛管孔隙，土壤持水量小，蓄水保水抗

旱能力差。砂质土主要矿物为石英，缺乏养分元素和胶体，土壤

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保蓄养分能力低，养分易流失，因而表现为养分贫乏，保肥耐肥

性差，施肥时肥效来得快且猛，但不持久。砂质土水少气多，±

温变幅大。昼夜温差大，早春土温上升快，称热性土。

黏质土含砂粒少，黏粒多，毛管孔隙特别发达，大孔隙少,

透水通气性差，排水不良，不耐涝。土壤持水量大，但水分损失

快，保水抗旱能力差。这类土壤含矿质养分较丰富,但通气性差，

有机质分解缓慢，腐殖质累积较多;土壤保肥能力强，养分不易

淋失，肥效慢、稳而持久。

黏质土土温变幅小，早春土温上升慢，有冷性土之称。土壤

胀缩性强，干时田面开大裂、深裂，易扯伤才艮系。壤质土由于所

含砂粒、黏粒比例较适宜，它兼有砂土类和黏土类土壤的肥力优

点，既有砂质土的良好通透性和耕性，发小苗等优点，又有黏土

对水分、养分的保蓄性，肥效稳而长等优点，适种范围广，是农

业生产较为理想的土壤质地。

五、土壤颜色

土壤颜色是土壤最明显的特征。土壤颜色通常与土壤的矿物

质成分、有机质含量、排水条件等密切相关。

类别分布成因

我国东北到内蒙古东

黑色土壤冬季寒冷，有机质分解慢，积累较多

部

红色土壤南部地区高温多雨，矿物质淋溶作用强，氧化铁含量较高

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东部地区长期积水之土壤中的铁多以氧化亚铁的形式存在，土壤呈青灰

青色土壤

地色，如水稻土

白色土壤西部地区气候干旱，盐碱比较高，有机质少，水分较少

黄色土壤黄土高原在黄土的基础上发育而成

土壤腐殖质一般粘附在土粒的表面，它的多少主要是调节土

壤颜色的深浅，黑色的土壤一般是腐殖质含量较高的，因为腐殖

质呈黑色和棕色，“黑土地油汪汪，不上肥也长粮”的农谚就是

这么来的；而腐殖质含量少时，土壤则呈现灰色或灰白色，如新

疆灰漠土。

矿物质让土壤有了除黑以外的其他颜色。氧化铁在土壤中的

含量高时，土色发红，或者呈棕红色。氧化铁在土壤里经常发生

变化。当它与水作用时•，能转变为黄色的水化氧化铁，低洼潮湿

的环境是这一变化的适宜条件。因而在这种地方，土壤常显黄色。

通风不良，氧气缺乏时，土壤中的氧化铁又变成了氧化亚铁。当

土壤中的氧化亚铁较多时.，土壤就呈现出灰蓝色。

而白色，常常是与土壤里的盐分变化紧密相连。如碳酸钙、

碳酸钠、氯化钠、硫酸钠等盐类，以及高岭土、氢氧化铝等物质

在土壤中呈粉末状存在时.，都可能让土壤呈现偏白的颜色。

紫色土则是由紫色砂岩和页岩风化物发育形成，在四川地区

分布较多，富含钙、璘、钾等营养元素，其土色的决定因子主要

为其中含有的结晶性氧化铁和镒化合物。

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土壤颜色也是可以改变的，例如呈灰色、灰白色、暗棕色、

红棕色等的土壤，大多是原来的白土、红壤、黄壤，在人们耕作、

施用有机肥作用下，土壤中腐殖质有所增加，土壤逐步向黑色过

渡的颜色。

六、土壤微生物

土壤中的微生物种类较多，有细菌、真菌、放线菌、藻类和

原生动物等。数量也极为庞大，一克土壤中就有几亿到几百亿个。

大部分土壤微生物对作物生长发育是有益的，它们对土壤的形成

发育、物质循环和肥力演变等均有重大影响，当然也有那么些不

被人喜欢的致病微生物。

首先，土壤微生物可以形成土壤结构。土壤并不是单纯的土

壤颗粒和化肥的简单结合，作为土壤的活跃组成部分，土壤微生

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物在自己的生活过程中，通过代谢活动的氧气和二氧化碳的交换,

以及分泌的有机酸等有助于土壤粒子形成大的团粒结构，最终形

成真正意义上的土壤。土壤微生物的区系组成、生物量及其生命

活动对土壤的形成和发育有密切关系。

其次，土壤微生物最显著的成效就是分解有机质，比如作

物的残根败叶和施入土壤中的有机肥料等，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，并形成

腐殖质，改善土壤的结构和耕性。

然后，土壤微生物还可以分解矿物质，土壤微生物的代谢产

物能促进土壤中难溶性物质的溶解。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，提

高土壤肥力。另外，尿素的分解利用也离不开土壤微生物。这些

土壤微生物就好比土壤中的肥料加工厂，将土壤中的矿质肥料加

工成作物可以吸收利用的形态。

另外，土壤微生物还有固氮作用，氮气占空气组成的4/5,

但植物不能直接利用，某些微生物可借助其固氮作用将空气中的

氮气转化为植物能够利用的固定态氮化物。

在植物根系周围生活的土壤微生物还可以调节植物生长，植

物共生的微生物如根瘤菌、菌根和真菌等能为植物直接提供氮素、

磷素和其他矿质元素的营养以及有机酸、氨基酸、维生素、生长

素等各种有机营养，促进植物的生长。

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七、土壤肥力

土壤肥力就是指土壤能够满足作物生长发育所必需的水分、

养分、空气、热量的能力而称之。土壤肥力分为自然肥力和人为

肥力；潜在肥力和有效肥力。所谓自然肥力，是指自然土壤在未

开垦利用之前所具有的肥力；人为肥力是指人们对土壤进行耕种、

施肥、灌溉等农业技术措施而创造出来新的肥力。

L土壤肥力因素

土壤水分、养分、空气和温度，称为土壤肥力四大因素。土

壤肥力的高低，不只是受每个肥力因素数量适当与否的影响，而

主要取决于水、肥、气、热之间在一定条件下协调程度的左右。

因此，必须研究掌握土壤各个肥力因素状况和它们的相互关系。

2.土壤养分转化

作物需要的养分绝大部份来自土壤，但是，土壤里的养分绝

大部份存在于难溶性的矿物质中和有机质中，为迟效性，作物难

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以吸收利用。而能被当季作物吸收利用的离子态速效养分，只占

土重0.005~0.1%,存在于水溶液中和被吸附在土壤胶体表面上。

不过，这种迟效养分和速效养分在一定条件下能够相互转化。

①有机碳化合物的转化

土壤中的纤维素、淀粉、双糖、单糖以及脂肪等有机物，都

不含氮。它们在土壤中转化有两种情况：一是通气良好时，受好

气性细菌和真菌作用，迅速分解，最后产生C02和H20,并放

出大量的热。这种热是土壤生物化学作用的原动力和土壤微生物

生命活动所需能量的来源。C02是作物进行光合作用的重要原料。

二是通气不良时，受嫌气性细菌作用，缓慢分解，只是放出少量

的热和C02,而累积大量的有机酸（乙酸、丁酸）、甲烷、氢等

还原性物质，障碍作物生长发育。如水稻“翻秋”或“溶死”现

象，就是丁酸所害。因此，水田翻压绿肥，结合施石灰，就是为

了中和有机酸，消除稻田毒害。

②土壤中氮素的转化

土壤中有机态氮占99%以上，无机态氮不足1%;水田的全氮

含量约为0.1—0.2%,无机态氮更少。作物从土壤中吸收的氮素，

绝大部份由有机氮转化而来。其转化形成主要有四种：

A、氨化作用：土壤中含氮的有机物，如蛋白质、尿素和壳

糖（几丁质）等在氨化细菌作用下，逐渐分解释放出氨，称之氨

化作用。不论通气好坏，此过程都能进行。氨与土壤中的酸根结

合成镂盐，为作物吸收利用，或被土壤胶体吸附保存。

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B、硝化作用：氨或锈盐在通气良好的条件下，经亚硝酸细

菌、硝酸细菌等的作用，转化成硝酸的过程，称为硝化作用。由

于这种作用是在通气良好的情况下进行，所以N03-N存在于旱

土中，而水田中很少见。N03-N是作物良好的有效态养分，但不

能被土壤胶体吸附，易于随水流失，故深耕松土，保持土壤湿润，

有利硝化作用和防止土壤中氨的散失。

C、反硝化作用：当土壤通气不良，并含有大量新鲜有机质

和硝酸盐的土壤中，在反硝化细菌的作用下，将硝酸盐还原成作

物不能利用的氮气而损失，这个过程称为反稍化作用。这种作用

对作物吸收养分和生长带来不利，务必加以阻止。稻田采用浅水

间灌，露田通气和施用钱态氮肥，旱土雨后中耕松土，均可防止

反硝化作用的发生。

D、生物夺氮作用：土壤中的无机态氮（如钱盐、硝酸盐）

部份被微生物、杂草、土壤动物吸收利用，合成生物机体，使土

壤有效态氮减少，称生物夺氮作用。尤以微生物夺氮最突出，当

土壤中施用大量新鲜的、含纤维素多的有机肥和其它环境条件又

适宜，微生物就大量活动与繁殖，消耗掉土壤中有效氮素，从而

导致作物氮素养分缺乏或严重不足。因此，凡秸秆还田或施用大

量未腐熟的含纤维多的有机肥料，必须配合施用适当的速效氮肥,

以补充土壤有效氮素，供作物吸收。

但是生物夺氮作用是暂时的，直到有机肥分解就会停止，同

时，微生物死亡后，氮素仍就归还给土壤，让作物吸收利用。所

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以这与反硝化作用造成的氮素损失是完全不同的。

③土壤中磷素的转化

一般土壤中磷酸总量（以P2O5计算）约在0.05~0.2%之间。

红黄壤仅为0.06%左右，就按此计算，这些磷也够供作物若干年

丰收所需要。但是，土壤中能为作物很好吸收利用的水溶性磷（如

Na、K、NH4等磷酸盐及磷酸一钙）和弱酸溶性磷（如磷酸二钙）

很少；而多数为难溶性磷（磷酸二钙）和极难溶性磷（如磷酸铁、

磷酸铝）以及有机态磷。它们需经各种