(一)土壤及其性狀
1、土壤的概念：
蘇聯(lián)土壤學(xué)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(dú)特的性質(zhì)——肥力。土壤這種特殊本質(zhì)，就是土壤區(qū)別于其它任何事物的依據(jù)。土壤肥力雖與土壤物質(zhì)組成有聯(lián)系，但主要受土壤性狀的影響。
2、土壤的主要性狀
(1)土壤質(zhì)地：土壤的泥砂比例稱為土壤質(zhì)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(jù)土壤質(zhì)地不同將土壤分為砂質(zhì)土、粘質(zhì)土和壤質(zhì)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(jī)質(zhì)礦質(zhì)化快，易耕作，但保水保肥能力差，遇水易板結(jié)，肥力一般較低。種植作物要增施有機(jī)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(jié)性和可塑性都強(qiáng)，故適耕性差。土壤保水保肥力強(qiáng)，潛在肥力較高。但土緊難耕，土溫低，肥效不易發(fā)揮。因此，水田要注意管水，提高泥溫，多施腐熟性有機(jī)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(zhì)地輕松，通氣透水，保水保肥力強(qiáng)，耕作爽犁。因此，它是水、肥、氣、熱協(xié)調(diào)的優(yōu)質(zhì)土壤。
(2)土壤結(jié)構(gòu)：土壤形成團(tuán)聚體的性能，稱為土壤的結(jié)構(gòu)性。凡土粒膠結(jié)成直徑為1—10毫米的團(tuán)粒狀土壤結(jié)構(gòu)，稱為團(tuán)粒結(jié)構(gòu)。這是土壤結(jié)構(gòu)中最好的一種。其形成條件有兩個：一是膠結(jié)物質(zhì)。土壤中的膠結(jié)物質(zhì)最主要是粘粒，新形成的腐殖質(zhì)和微生物的菌絲及分泌物。這些物質(zhì)與鈣膠結(jié)在一起，就形成了具有多孔性和養(yǎng)分豐富、不易被水泡散的水穩(wěn)性團(tuán)粒狀土壤結(jié)構(gòu)。因此，增施鈣質(zhì)肥料(石灰、石膏)有利團(tuán)粒結(jié)構(gòu)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(chǎn)生一定的外力擠壓作用，使之散碎成一定大小的團(tuán)粒。深耕、免耕、滴灌、水旱輪作，都有利土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成。
團(tuán)粒結(jié)構(gòu)優(yōu)越性的具體表現(xiàn)：其一，能協(xié)調(diào)土壤水分和空氣的矛盾。由于團(tuán)粒間存在大孔隙，團(tuán)粒內(nèi)又有毛細(xì)管孔隙，這就有利于水分、養(yǎng)分、空氣三者間的同時存在。從而土壤水、肥、氣、熱狀況協(xié)調(diào)。其二，具有良好的養(yǎng)分狀況。隨著水、氣矛盾的解決，也解決了水分與養(yǎng)分的矛盾。因團(tuán)粒表面常為好氣分解，團(tuán)粒內(nèi)部又為嫌氣分解，前者有利于土壤養(yǎng)分釋放給作物吸收，后者有利土壤腐殖質(zhì)累積，養(yǎng)分保蓄。矛盾協(xié)調(diào)后的水分與養(yǎng)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(tuán)粒結(jié)構(gòu)的土壤，疏松多孔，犁耕阻力小，耕作省力，耕翻質(zhì)量好;土壤細(xì)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(jī)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?jiān)?/span>)的微細(xì)顆粒機(jī)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(xì)，因此機(jī)械吸收作用就越強(qiáng)，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(qiáng)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(tài)養(yǎng)分吸附在表面上，而膠體與被吸附物不起任何化學(xué)反應(yīng)的一種作用。這種作用，由于對分子態(tài)養(yǎng)分有保持能力，因此，土壤中的氨氣、尿素、氨基酸等分子態(tài)氮就會減少揮發(fā)損失。平常在施用易揮發(fā)的銨態(tài)氮肥時要求復(fù)好土就是這個道理。
③化學(xué)吸收作用：這是指土壤中可溶性養(yǎng)分(如某些離子與帶不同電荷的離子發(fā)生化學(xué)作用)，由純化學(xué)作用產(chǎn)生不溶性沉淀而固定在土壤內(nèi)的作用。這種作用，雖然有減少可溶性養(yǎng)分的流失，但被固定下來的養(yǎng)分就難以再被作物吸收利用，故降低了養(yǎng)分的利用率。因此，把磷肥集中施或與有機(jī)肥混和施，制成顆粒球肥施和根外噴施，就是避免化學(xué)吸收作用的發(fā)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(xué)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(dāng)量的同電荷的其它離子被代換出來的作用。其實(shí)質(zhì)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(diào)節(jié)土壤中可溶性養(yǎng)分
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(yǎng)分構(gòu)成有機(jī)體而保留在土壤中的一種性能。由于生物是根據(jù)自身需要，從土壤溶液中選擇吸收各種可溶性養(yǎng)分，形成有機(jī)體。當(dāng)它們死亡后，有機(jī)殘體又逐漸分解，把營養(yǎng)物質(zhì)釋放出來，供作物吸收利用。所以生物吸收作用，能保持養(yǎng)分，積累養(yǎng)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(yīng)，這時溶液中H+和OHˉ數(shù)量相等 H小于7表示是酸性反應(yīng)，這時H+多于OHˉH大于7表示是堿性反應(yīng)，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(qiáng)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(qiáng)堿性
①土壤酸堿性產(chǎn)生原因：土壤之所以有酸堿性，主要是土壤中存在酸堿物質(zhì)。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(jié)果：
H2CO3=H++HCO3ˉ， HCO3ˉ= H++CO3ˉ
除此之外，還有有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化過程中，分解產(chǎn)生的有機(jī)酸(丁酸、草酸、檸檬酸等)、巖石風(fēng)化過程中，化學(xué)變化(如含硫礦物氧化)成的酸以及施用肥料加進(jìn)的酸性物質(zhì)[如(NH4)2SO4、NH4Cl]，當(dāng)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(qiáng)堿轉(zhuǎn)化結(jié)果。
例如：Na2CO3+2H2O2NaOH+H2CO3
NaHCO3+H2O NaOH+H2CO3
②作物對土壤酸堿度的適應(yīng)能力：強(qiáng)酸性與強(qiáng)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(yǎng)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(jié)構(gòu)的形成(現(xiàn)不作詳細(xì)闡述)，這些無疑的都直接或間接地影響著作物的生長和發(fā)育。
(5)土壤緩沖性能：在土壤加入酸、堿物質(zhì)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。土壤具有緩沖性能的原因，主要有三點(diǎn)：
①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，而土壤溶液里H+或OH-均未增加，故土壤酸堿度沒有變化。
②土壤溶液中含有各種弱酸和弱酸強(qiáng)堿組成的鹽類(如碳酸和碳酸鈉溶液)，就是一種緩沖劑。對土壤中加入酸或堿都可以緩沖其變化。
③土壤中存在兩性特質(zhì)，如蛋白質(zhì)、氨基酸類，都具有緩沖酸和堿的變化。
土壤的緩沖性能是土壤的重要特性之一。由于土壤具有緩沖性能，可以使土壤的酸堿度經(jīng)常保持穩(wěn)定，為作物和微生物生長發(fā)育提供良好的環(huán)境條件，同時也為指導(dǎo)施肥提供依據(jù)。向土壤中施用有機(jī)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。
