看看自己的腳下,土壤是多么平凡的東西,似乎在任何地方都可以看到。如果我們的地球表面沒有土壤覆蓋的話,人類將遭毀滅。
沒有土壤,植物無法生長,人類以及其他動物就無法得到食物。土壤到底是由什么東西組成的?將這些不起眼的東西放大數(shù)十上百倍你就會發(fā)現(xiàn),它們的主要部分是細(xì)小的碎石塊。此外,空氣、水、微小生物也是土壤的重要組成部分,當(dāng)然,別忘了最重要的部分——腐殖質(zhì)。
土壤是如何形成的?
土壤是如何形成的?最初,地殼由大塊堅硬的固態(tài)巖石組成。后來,這些巖石的外層緩慢地碎裂成越來越小的碎片,最終形成了石頭、卵石和沙礫。它們在空氣中,經(jīng)常處于適宜的濕氣里,受到適宜的太陽能的作用,起初苔蘚類生物滋生進(jìn)來,苔蘚能分解巖石,當(dāng)苔蘚死后,軀體變?yōu)榉勰?,這種粉末中包含它們從巖石中吸收的礦物質(zhì),經(jīng)過多年堆積,變成了最初的土壤。
那么構(gòu)成土壤的這些巖石顆粒究竟有多小呢?事實上,土壤中主要有3種巖石小顆粒:介于0.075毫米和2毫米之間的砂粒,直徑介于0.005毫米到0.075毫米之間的粉砂和直徑小于0.005毫米的黏粒。人能分辨的最小尺寸是0.075毫米,也就是說人只能看到單個的砂粒。而最小的黏粒因為太小了,之間會有很強(qiáng)的分子力,以至于緊密地黏在一起。
地球土壤與月球火星土壤區(qū)別
土壤形成時間很長,但并不是地球所獨有,月球和火星上也有土壤——如果把土壤簡單地定義成微小的礦物顆粒的話。月壤中礦物顆粒的來源主要是因撞擊而破碎的月巖和隕石,它們是構(gòu)成月壤的主要成分。月巖由于熱脹冷縮的長期作用自身發(fā)生崩解,以及月球上火山爆發(fā)的火山灰和巖石碎屑也是月壤的來源之一。
而火星土壤的形成還要加上大氣流動的風(fēng)化作用。但是,如果你能抓起一把月球或者火星上的土壤來看,會發(fā)現(xiàn)它們和地球的土壤基本不是一種東西。那種土壤特有的褐色在哪里?土壤好聞的(或者難聞的)腥氣在哪里?土壤黏黏的質(zhì)感在哪里?比較月球和火星的土壤,你才會真正注意到地球土壤的精華——腐殖質(zhì)。
月球雖然和地球幾乎同時出現(xiàn)于宇宙,距今已幾十億年了,但仍舊停留在原始的巖石狀態(tài),而沒有我們在地球上所看到的土壤。這是由于月球上既無空氣也無水分,因而也沒有生物。因此,要形成土壤,生物是不可缺少的。由于參與了生物活動,土壤實際上繼續(xù)不斷地變化著,今后也將變化,它是活動的物質(zhì)。特別對于耕作土壤,一方面由于作物的根引起化學(xué)變化,一方面由于施用有機(jī)物和化學(xué)肥料,而引起驚人的變化。當(dāng)仔細(xì)觀察土壤時,就可以發(fā)現(xiàn)土壤有千差萬別的姿態(tài)。
腐殖質(zhì)是植物的糧食
腐殖質(zhì)是生物改造地球環(huán)境,同時又受益于這種被改造的環(huán)境的一個典型例子。腐殖質(zhì)的主要組成元素為碳、氫、氧、氮、硫、磷等,如果你是植物的話,一定會覺得這些字眼聽上去很可口。腐殖質(zhì)正是植物能“吃進(jìn)口”的“菜”,腐殖質(zhì)里包含兩種能夠溶于水的大分子酸性物質(zhì)“胡敏酸”和“富里酸”。
植物可以通過吸水把它們吸進(jìn)去,就像我們喝粥一樣。同時,腐殖質(zhì)又是一種膠體狀,它能讓土壤更有黏性,從而增強(qiáng)土壤的吸水、保肥能力;腐殖質(zhì)是形成團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的良好膠結(jié)劑,可以提高黏重土壤的疏松度和通氣性,改變砂土的松散狀態(tài)。同時,由于它的顏色較深,有利于吸收陽光,提高土壤溫度。腐殖質(zhì)需要很多條件才能形成,好的土地可謂“可遇不可求”。
把石頭磨成土需要極大的耐心,而腐殖質(zhì)的形成也需要時間。如果現(xiàn)在把某地表層1平方厘米的土壤完全移除,代替它們的土壤需要100年才能重新形成?,F(xiàn)在我們知道,土壤的那些顆粒形成很不容易,而腐殖質(zhì)更是彌足珍貴。也就是說,土壤是一種很有用、同時又很有限的東西,對于這類東西,我們有個專門的詞來指代它——“資源”。而現(xiàn)在,這種資源正在快速消耗,并處在危險的邊緣。
五色土的奧秘
幅員遼闊的國土面積,豐富多樣的自然條件,使我國擁有了從寒溫帶到熱帶所有的土壤類型,是世界上土壤類型最豐富的國家。受氣候、海洋、植被等多種因素的影響,我國形成了東方青土、南方紅土、西方白土、北方黑土、中央黃土的土壤分布格局。但是為什么我國的土壤會形成這樣的顏色分布呢?
土壤是經(jīng)過千萬年漫長的歲月逐漸形成的,而氣候、巖石、地形、植被、人為活動等諸多因素都會影響到土壤的形成。我國南方高溫多雨,土壤的淋濕作用較強(qiáng),這樣就使得土壤中鐵鋁氧化物相對富集,這種鐵鋁氧化物呈紅色,所以南方的土壤看起來是紅色的,人們稱它為紅壤。紅壤中有機(jī)質(zhì)含量小、酸性強(qiáng),并不適于農(nóng)作物的生長,但是人們年復(fù)一年的精耕細(xì)作,逐漸把紅壤改造成了高產(chǎn)肥沃的優(yōu)質(zhì)土壤。
黑土主要分布在我國東北部地區(qū)。因為這里氣候寒冷,開發(fā)較晚,草類春生秋亡,年復(fù)一年,在土壤中形成了一個厚厚的腐殖質(zhì)層,使得土壤看來油黑油黑的,所以稱為黑土。黑土土層深厚,土壤肥力很高,非常適于農(nóng)作物的生長,因此有“土中之王”的美譽(yù)。黑土富集的東北地區(qū)是我國重要的商品糧生產(chǎn)基地。
五色土中央的黃土,代表的是我國中部以黃土高原為中心的黃土覆蓋區(qū),這里孕育了中華民族的母親河。黃河提供了灌溉的便利,因此這里成為了中華民族最早生息繁衍的地方。對于黃土的形成,有“風(fēng)成說”的理論,也就是說黃土是被風(fēng)吹來的。每當(dāng)冬春季節(jié),強(qiáng)勁的西北風(fēng)就把荒漠地區(qū)的沙塵向東南地區(qū)吹揚(yáng),遇到風(fēng)力減弱或高山阻擋,這些沙塵就紛紛沉降,經(jīng)過幾百萬年逐漸堆積,就形成了中部的黃土。這里是華夏民族的發(fā)祥地。
我國地處北半球,歐亞大陸的東部,面向太平洋。東部的青土和西部的白土便是由于東、西部距離海的遠(yuǎn)近不同而造成的。東部臨近海洋,降水較多,因為土壤中的水分含量高,所以土表呈青暗色,也就被稱作為青土。
向西北去,氣候逐漸干旱,植被形成了荒漠。由于蒸發(fā)強(qiáng)烈,土壤中的鹽分向表層積聚,也就是所謂的土壤鹽堿化。白土就是這種灰白的荒漠土和鹽堿土。白土極不適于作物生長,因此開發(fā)和改造西部土壤一直被列為國家的重點建設(shè)項目。