土壤(學(xué)名：soil)是指地球表面的一層疏松的物質(zhì)，由各種顆粒狀礦物質(zhì)、有機(jī)物質(zhì)、水分、空氣、微生物等組成，能生長植物。土壤由巖石風(fēng)化而成的礦物質(zhì)、動(dòng)植物，微生物殘?bào)w腐解產(chǎn)生的有機(jī)質(zhì)、土壤生物(固相物質(zhì))以及水分(液相物質(zhì))、空氣(氣相物質(zhì))，氧化的腐殖質(zhì)等組成。

固體物質(zhì)包括土壤礦物質(zhì)、有機(jī)質(zhì)和微生物通過光照抑菌滅菌后得到的養(yǎng)料等。液體物質(zhì)主要指土壤水分。氣體是存在于土壤孔隙中的空氣。土壤中這三類物質(zhì)構(gòu)成了一個(gè)矛盾的統(tǒng)一體。它們互相聯(lián)系，互相制約，為作物提供必需的生活條件，是土壤肥力的物質(zhì)基礎(chǔ)。

構(gòu)成

土壤里的物質(zhì)可以概括為三個(gè)部分：固體部分、液體部分和氣體部分。

土壤礦物質(zhì)是巖石經(jīng)過風(fēng)化作用形成的不同大小的礦物顆粒(砂粒、土粒和膠粒)。土壤礦物質(zhì)種類很多，化學(xué)組成復(fù)雜，它直接影響土壤的物理、化學(xué)性質(zhì)，是作物養(yǎng)分的重要來源之一。

土壤由礦物質(zhì)和腐殖質(zhì)組成的固體土粒是土壤的主體，約占土壤體積的50%，固體顆粒間的孔隙由氣體和水分占據(jù)。

土壤氣體中絕大部分是由大氣層進(jìn)入的氧氣、氮?dú)獾?，小部分為土壤?nèi)的生命活動(dòng)產(chǎn)生的二氧化碳和水汽等。土壤中的水分主要由地表進(jìn)入土中，其中包括許多溶解物質(zhì)。

土壤中還有各種動(dòng)物、植物和微生物。

有機(jī)質(zhì)

有機(jī)質(zhì)含量的多少是衡量土壤肥力高低的一個(gè)重要標(biāo)志，它和礦物質(zhì)緊密地結(jié)合在一起。在一般耕地耕層中有機(jī)質(zhì)含量只占土壤干重的0.5%～2.5%，耕層以下更少，但它的作用卻很大，群眾常把含有機(jī)質(zhì)較多的土壤稱為“油土”。土壤有機(jī)質(zhì)按其分解程度分為新鮮有機(jī)質(zhì)、半分解有機(jī)質(zhì)和腐殖質(zhì)。腐殖質(zhì)是指新鮮有機(jī)質(zhì)經(jīng)過酶的轉(zhuǎn)化所形成的灰黑土色膠體物質(zhì)，通過陽光殺滅了致病的有害菌病毒寄生蟲后，保留其營養(yǎng)物質(zhì)的土壤，一般占土壤有機(jī)質(zhì)總量的85%～90%以上。

腐殖質(zhì)的作用主要有以下幾點(diǎn)：

(一)作物養(yǎng)分的主要來源

腐殖質(zhì)既含有氮、磷、鉀、硫、鈣等大量元素，還有微量元素，經(jīng)微生物分解可以釋放出來供作物吸收利用。

(二)增強(qiáng)土壤的吸水、保肥能力

腐殖質(zhì)是一種有機(jī)膠體，吸水保肥能力很強(qiáng)，一般粘粒的吸水率為50%～60%，而腐殖質(zhì)的吸水率高達(dá)400%～600%;保肥能力是粘粒的6～10倍。

(三)改良土壤物理性質(zhì)

腐殖質(zhì)是形成團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的良好膠結(jié)劑，可以提高粘重土壤的疏松度和通氣性，改變砂土的松散狀態(tài)。同時(shí)，由于它的顏色較深，有利吸收陽光，提高土壤溫度。

(四)促進(jìn)土壤植物的生長

腐殖質(zhì)為植物生長提供了豐富的養(yǎng)分和能量，土壤酸堿適宜，因而有利植物生長，促進(jìn)土壤養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化。

(五)作物生長發(fā)育

腐殖質(zhì)在分解過程中產(chǎn)生的腐殖酸、有機(jī)酸、維生素及一些激素，對(duì)作物生育有良好的促進(jìn)作用，可以增強(qiáng)呼吸和對(duì)養(yǎng)分的吸收，促進(jìn)細(xì)胞分裂，從而加速根系和地上部分的生長。土壤有機(jī)質(zhì)主要來源于施用的有機(jī)肥料和殘留的根茬。許多社隊(duì)采用柴草墊圈、秸稈還田、割青漚肥、草田輪作、糧肥間套、擴(kuò)種綠肥等措施，提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，使土壤越種越肥，產(chǎn)量越來越高，應(yīng)當(dāng)因地制宜加以推廣。

微生物

土壤微生物的種類很多，只有抑制有害菌，利用這些菌產(chǎn)生的植物需要的一些養(yǎng)料。如進(jìn)行有效的陽光照射后，細(xì)菌、真菌、放線菌、原生動(dòng)物、被有效的殺滅，腐體可作養(yǎng)料。土壤微生物的數(shù)量很大，1克土壤中就有幾億到幾百億個(gè)。1畝地耕層土壤中，微生物的重量有幾百斤到上千斤。土壤越肥沃，微生物的利用率也越高。

植物莖葉中含有果膠酶、纖維素酶、過氧化氫酶、琥珀酸硫激酶、琥珀酸脫氫酶、延胡索酸酶、蘋果酸脫氫酶等，把植物的莖葉作為肥料，是作物生長的必要營養(yǎng)的來源。

微生物在土壤中的主要作用如下：

(一)分解有機(jī)質(zhì)

作物的殘根敗葉和施入土壤中的有機(jī)肥料，只有經(jīng)過土壤微生物的作用，才能腐爛分解，釋放出營養(yǎng)元素，供作物利用;并且形成腐殖質(zhì)，改善土壤的理化性質(zhì)。

(二)分解礦物質(zhì)

例如磷細(xì)菌能分解出磷礦石中的磷，鉀細(xì)菌能分解出鉀礦石中的鉀，以利作物吸收利用。

(三)固定氮素

氮?dú)庠诳諝獾慕M成中占4/5，數(shù)量很大，但植物不能直接利用。土壤中有一類叫做固氮菌的微生物，能利用空氣中的氮素作食物，在它們死亡和分解后，這些氮素就能被作物吸收利用。固氮菌分兩種，一種是生長在豆科植物根瘤內(nèi)的，叫根瘤菌，種豆能夠肥田，就是因?yàn)楦鼍墓痰饔迷黾恿送寥览锏牡?另一類單獨(dú)生活在土壤里就能固定氮?dú)?，叫自生固氮菌。另外，有些微生物在土壤中?huì)產(chǎn)生有害的作用。例如反硝化細(xì)菌，能把硝酸鹽還原成氮?dú)?，放到空氣里去，使土壤中的氮素受到損失。實(shí)行深耕、增施有機(jī)肥料、給過酸的土壤施石灰、合理灌溉和排水等措施，可促進(jìn)土壤中有益微生物的繁殖，發(fā)揮微生物提高土壤肥力的作用。

水分

土壤是一個(gè)疏松多孔體，其中布滿著大大小小蜂窩狀的孔隙。直徑0.001～0.1毫米的土壤孔隙叫毛管孔隙。存在于土壤毛管孔隙中的水分能被作物直接吸收利用，同時(shí)，還能溶解和輸送土壤養(yǎng)分。毛管水可以上下左右移動(dòng)，但移動(dòng)的快慢決定于土壤的松緊程度。松緊適宜，移動(dòng)速度最快，過松過緊，移動(dòng)速度都較慢。降水或灌溉后，隨著地面蒸發(fā)，下層水分沿著毛管迅速向地表上升，應(yīng)在分墑后及時(shí)采取中耕、耙、耱等措施，使地表形成一個(gè)疏松的隔離層，切斷上下層毛管的聯(lián)系，防止跑墑。“鋤頭有水”的科學(xué)道理就在這里。土壤含水量降至黃墑以下時(shí)，毛管水運(yùn)行基本停止，土壤水分主要以氣化方式向大氣擴(kuò)散丟失。這時(shí)進(jìn)行鎮(zhèn)壓(碾地)，使地表形成略為緊實(shí)的土層，一方面可以接通已斷的毛細(xì)管，使底墑借毛管作用上升;另一方面可減少大孔隙，防止水汽擴(kuò)散損失，所以群眾說“碾子提墑，碾子藏墑”。鎮(zhèn)壓后耱地，使耕層上再形成一個(gè)平整而略松的薄層，保墑效果更好。五、土壤空氣土壤空氣對(duì)作物種子發(fā)芽、根系發(fā)育、微生物活動(dòng)及養(yǎng)分轉(zhuǎn)化都有極大的影響。生產(chǎn)上應(yīng)采用深耕松土、破除扳結(jié)、排水、曬田(指稻田)等措施，以改善土壤通氣狀況，促進(jìn)作物生長發(fā)育。

在19世紀(jì)末，俄國土壤學(xué)家道庫恰耶夫(V.V.Dokuchaisv)從土壤發(fā)生學(xué)的觀點(diǎn)，認(rèn)為土壤的性質(zhì)是氣候、生物、地形、母質(zhì)和時(shí)間等成土因素綜合作用的結(jié)果。土壤是發(fā)育于地球陸地表面具有一定肥力且能夠生長植物的疏松表層(包括海、湖淺水區(qū))。它是地球表面上的附著物，人力可以搬動(dòng)土壤。

分類原則

第二次全國土壤普查匯總的中國土壤分類系統(tǒng)，采用土綱、亞綱、土類、亞類、土屬、土種、變種7級(jí)分類，是以土類和土種為基本分類單元的分級(jí)分類制。土類以下細(xì)分亞類，土種以下細(xì)分變種。土屬為土類和土種間的過渡單元，具有承上啟下作用。土類以上歸納為土綱、亞綱，以概括土類間的某些共性。

土綱

根據(jù)土類間的發(fā)生和性狀的共性加以概括。全國土壤共分鐵鋁土、淋溶土、半淋溶土、鈣層土、干旱土、漠土，初育土、半水成土、水成土、鹽堿土、人為土、高山土等12土綱。

亞綱

根據(jù)土壤形成過程的主要控制因素的差異劃分。土壤水分狀況和土壤溫度狀況的差異常用作亞綱的劃分依據(jù)，如鐵鋁土綱根據(jù)溫度狀況不同劃分為濕熱鐵鋁土和濕暖鐵鋁土兩個(gè)亞綱。

分類基本單元

它是在一定的綜合自然條件或人為因素作用下，經(jīng)過一個(gè)主導(dǎo)的或幾個(gè)附加的次要成土過程，具有一定相似的發(fā)生層次，土類間在性質(zhì)上有明顯的差異。劃分土類的依據(jù)是：

1)地帶性土壤類型和當(dāng)?shù)氐纳?、氣候條件相吻合;非地帶性土壤類型(如巖成土、水成土)可由特殊的母質(zhì)或過多的地表水或地下水的影響而形成。

2)在自然因素與人為因素(如耕作、施肥、灌溉、排水等)作用下，具有一定特征的成土過程，如灰化過程或潛育化過程、粘化過程、富鋁化過程、水耕熟化過程等。

3)每一個(gè)土類具有獨(dú)特的剖面形態(tài)及相應(yīng)的土壤屬性，特別是具有作為鑒定該土壤類型特征的診斷層，例如，灰化土的灰化層、褐土的粘化層、紅壤的富鋁化層。

4)由于成土條件和成土過程的綜合影響，在同一土類內(nèi)，必定有其相似的肥力特征和改良利用的方向與途徑。例如紅壤的酸性、鹽土的鹽分、褐土的干旱問題。

亞類

在土類范圍內(nèi)的進(jìn)一步劃分。亞類劃分的主要依據(jù)是：

1)同一土類的不同發(fā)育階段，表現(xiàn)為成土過程和剖面性態(tài)上的差異。例如，把褐土劃分為淋溶褐土和石灰性褐土，就是反映了褐土中碳酸鹽的積聚與淋溶的不同發(fā)育階段。

2)不同土類之間的相互過渡，表現(xiàn)為主要成土過程中同時(shí)產(chǎn)生附加的次要成土過程，例如，鹽土和草甸土之間的過渡類型有草甸鹽土亞類和鹽化草甸土亞類。

土屬

具有承上啟下的特點(diǎn)，是土壤在地方性因素的影響下所表現(xiàn)出的區(qū)域性變異，這些區(qū)域性變異因素主要有：

1)成土母質(zhì)類型：例如，殘積的、洪積的、沖積的母質(zhì);酸性鹽類及基性巖類等母巖風(fēng)化物。

2)地形部位特征：崗坡地——燥性的，暖性的;洼地或陰坡——涼性的、冷性的以及某些以地形為主體的綜合表現(xiàn)，如塝田、沖田、峒田、洋田等概念。

3)水文地質(zhì)條件：主要指區(qū)域水文地質(zhì)條件及地下水或土壤的化學(xué)組成，例如，平原區(qū)不同礦化度的地下水引起鹽分組成上所發(fā)生的差異;山麓鈣質(zhì)水對(duì)土體中砂姜形成的影響等。

4)古土壤形成過程的殘留特征：例如，殘余鹽土、殘余沼澤土等。

5)耕種影響：某些農(nóng)業(yè)土壤，例如黃壚土(耕種褐土)、耕種草甸土、黃剛土(耕種黃棕壤)等，尚未形成獨(dú)特的土類及亞類，則均可列入土屬。

土種

基層分類的基本單元。同一土種發(fā)育在相同的母質(zhì)上，并且有相似的發(fā)育程度和剖面層次排列。表現(xiàn)為主要層次的排列順序、厚度、質(zhì)地、結(jié)構(gòu)、顏色、有機(jī)質(zhì)含量和pH值等基本相似，只在量上有些差異。至于具體反映變異的指標(biāo)，應(yīng)根據(jù)各地區(qū)、各土種的特點(diǎn)而進(jìn)行具體規(guī)定。

變種

土種范圍內(nèi)的細(xì)分。劃分的依據(jù)是土種在某些性狀上的差異，例如，表層或表層以下某些質(zhì)地的變化;沖積平原表土層以下某些較次要的質(zhì)地層次的出現(xiàn);某些質(zhì)地層位、厚度的變異;地面覆蓋程度的變異;新修梯田、其他新形成的田地土壤中所表現(xiàn)出的不十分穩(wěn)定的熟化特征等。

演變

中國在20世紀(jì)三、四十年代，曾采用美國馬伯特制訂的的土壤分類;50年代初期開始，采用蘇聯(lián)的地理發(fā)生學(xué)土壤分類。1958年-1960年全國第一次土壤普查時(shí)，總結(jié)農(nóng)民群眾鑒別土壤農(nóng)業(yè)性狀的經(jīng)驗(yàn)，提出了第一個(gè)農(nóng)業(yè)土壤分類系統(tǒng)。1978年中國土壤學(xué)會(huì)提出了《全國土壤分類暫行草案》。在此基礎(chǔ)上，全國第二次土壤普查開始時(shí)，于1979年7月提出《暫擬土壤工作分類系統(tǒng)》(修改稿);在此次土壤普查的野外工作接近完成時(shí)，于1987年12月在太原召開土壤分類會(huì)議擬訂出《中國土壤分類系統(tǒng)》，經(jīng)過修改，于1992年定稿，確立了12個(gè)土綱、29個(gè)亞綱、61個(gè)土類和231個(gè)亞類的高級(jí)分類單元;基層分類單元為土屬、土種和變種，而以土種為基本單元。

形成

在19世紀(jì)末，俄國土壤學(xué)家道庫恰耶夫(V.V.Dokuchaisv)從土壤發(fā)生學(xué)的觀點(diǎn)，認(rèn)為土壤的性質(zhì)是氣候、生物、地形、母質(zhì)和時(shí)間等成土因素綜合作用的結(jié)果。土壤是發(fā)育于地球陸地表面具有一定肥力且能夠生長植物的疏松表層(包括海、湖淺水區(qū))。它是地球表面上的附著物，人力可以搬動(dòng)土壤。

母質(zhì)因素

風(fēng)化作用使巖石破碎，理化性質(zhì)改變，形成結(jié)構(gòu)疏松的風(fēng)化殼，其上部可稱為土壤母質(zhì)。如果風(fēng)化殼保留在原地，形成殘積物，便稱為殘積母質(zhì);如果在重力、流水、風(fēng)力、冰川等作用下風(fēng)化物質(zhì)被遷移形成崩積物、沖積物、海積物、湖積物、冰磧物和風(fēng)積物等，則稱為運(yùn)積母質(zhì)。成土母質(zhì)是土壤形成的物質(zhì)基礎(chǔ)和植物礦質(zhì)養(yǎng)分元素

(氮除外)的最初來源。母質(zhì)代表土壤的初始狀態(tài)，它在氣候與生物的作用下，經(jīng)過上千年的時(shí)間，才逐漸轉(zhuǎn)變成可生長植物的土壤。母質(zhì)對(duì)土壤的物理性狀和化學(xué)組成均產(chǎn)生重要的作用，這種作用在土壤形成的初期階段最為顯著。隨著成土過程進(jìn)行得愈久，母質(zhì)與土壤間性質(zhì)的差別也愈大，盡管如此，土壤中總會(huì)保存有母質(zhì)的某些特征。

首先，成土母質(zhì)的類型與土壤質(zhì)地關(guān)系密切。不同造巖礦物的抗風(fēng)化能力差別顯著，其由大到小的順序大致為：石英→白云母→鉀長石→黑云母→鈉長石→角閃石→輝石→鈣長石→橄欖石。因此，發(fā)育在基性巖母質(zhì)上的土壤質(zhì)地一般較細(xì)，含粉砂和粘粒較多，含砂粒較少;發(fā)育在石英含量較高的酸性巖母質(zhì)上的土壤質(zhì)地一般較粗，即含砂粒較多而含粉砂和粘粒較少。此外，發(fā)育在殘積物和坡積物上的土壤含石塊較多，而在洪積物和沖積物上發(fā)育的土壤具有明顯的質(zhì)地分層特征。

其次，土壤的礦物組成和化學(xué)組成深受成土母質(zhì)的影響。不同巖石的礦物組成有明顯的差別，使其上發(fā)育的土壤

的礦物組成也就不同。發(fā)育在基性巖母質(zhì)上的土壤，含角閃石、輝石、黑云母等深色礦物較多;發(fā)育在酸性巖母質(zhì)上的土壤，含石英、正長石和白云母等淺色礦物較多;其他如冰磧物和黃土母質(zhì)上發(fā)育的土壤，含水云母和綠泥石等粘土礦物較多，河流沖積物上發(fā)育的土壤亦富含水云母，湖積物上發(fā)育的土壤中多蒙脫石和水云母等粘土礦物。從化學(xué)組成方面看，基性巖母質(zhì)上的土壤一般鐵、錳、鎂、鈣含量高于酸性巖母質(zhì)上的土壤，而硅、鈉、鉀含量則低于酸性巖母質(zhì)上的土壤，石灰?guī)r母質(zhì)上的土壤，鈣的含量最高。

氣候因素

氣候?qū)τ谕寥佬纬傻挠绊?，表現(xiàn)為直接影響和間接影響兩個(gè)方面。直接影響指通過土壤與大氣之間經(jīng)常進(jìn)行的水分和熱量交換，對(duì)土壤水、熱狀況和土壤中物理、化學(xué)過程的性質(zhì)與強(qiáng)度的影響。通常溫度每增加10℃，化學(xué)反應(yīng)速度平均增加1～2倍;溫度從0℃增加到50℃，化合物的解離度增加7倍。在寒冷的氣候條件下，一年中土壤凍結(jié)達(dá)幾個(gè)月之久，微生物分解作用非常緩慢，使有機(jī)質(zhì)積累起來;而在常年溫暖濕潤的氣候條件下，微生物活動(dòng)旺盛，全年都能分解有機(jī)質(zhì)，使有機(jī)質(zhì)含量趨于減少。

氣候還可以通過影響巖石風(fēng)化過程以及植被類型等間接地影響土壤的形成和發(fā)育。一個(gè)顯著的例子是，從干燥的荒漠地帶或低溫的苔原地帶到高溫多雨的熱帶雨林地帶，隨著溫度、降水、蒸發(fā)以及不同植被生產(chǎn)力的變化，有機(jī)殘?bào)w歸還逐漸增多，化學(xué)與生物風(fēng)化逐漸增強(qiáng)，風(fēng)化殼逐漸加厚。

生物因素

生物是土壤有機(jī)物質(zhì)的來源和土壤形成過程中最活躍的因素。土壤的本質(zhì)特征——肥力的產(chǎn)生與生物的作用是密切相關(guān)的。在生物作用下從巖石到土壤的形成過程見圖9-7。

巖石表面在適宜的日照和濕度條件下滋生出苔薛類生物，它們依靠雨水中溶解的微量巖石礦物質(zhì)得以生長，同時(shí)產(chǎn)生大量分泌物對(duì)巖石進(jìn)行化學(xué)、生物風(fēng)化;隨著苔蘚類的大量繁殖，生物與巖石之間的相互作用日益加強(qiáng)，巖石表面慢慢地形成了土壤;此后，一些高等植物在年幼的土壤上逐漸發(fā)展起來，形成土體的明顯分化。

在生物因素中，植物起著最為重要的作用。綠色植物有選擇地吸收母質(zhì)、水體和大氣中的養(yǎng)分元素，并通過光合作用制造有機(jī)質(zhì)，然后以枯枝落葉和殘?bào)w的形式將有機(jī)養(yǎng)分歸還給地表。不同植被類型的養(yǎng)分歸還量與歸還形式的差異是導(dǎo)致土壤有機(jī)質(zhì)含量高低的根本原因。例如，森林土壤的有機(jī)質(zhì)含量一般低于草地，這是因?yàn)椴蓊惛得芮壹性诮乇淼耐寥乐?，向下則根系的集中程度遞減，從而為土壤表層提供了大量的有機(jī)質(zhì)，而樹木的根系分布很深，直接提供給土壤表層的有機(jī)質(zhì)不多，主要是以落葉的形式將有機(jī)質(zhì)歸還到地表。動(dòng)物除以排泄物、分泌物和殘?bào)w的形式為土壤提供有機(jī)質(zhì)，并通過啃食和搬運(yùn)促進(jìn)有機(jī)殘?bào)w的轉(zhuǎn)化外，有些動(dòng)物如蚯蚓、白蟻還可通過對(duì)土體的攪動(dòng)，改變土壤結(jié)構(gòu)、孔隙度和土層排列等。微生物在成土過程中的主要功能是有機(jī)殘?bào)w的分解、轉(zhuǎn)化和腐殖質(zhì)的合成。

地形因素

地形對(duì)土壤形成的影響主要是通過引起物質(zhì)、能量的再分配而間接地作用于土壤的。在山區(qū)，由于溫度。降水和濕度隨著地勢(shì)升高的垂直變化，形成不同的氣候和植被帶，導(dǎo)致土壤的組成成分和理化性質(zhì)均發(fā)生顯著的垂直地帶分化。對(duì)美國西南部山區(qū)土壤特性的考察發(fā)現(xiàn)，土壤有機(jī)質(zhì)含量、總孔隙度和持水量均隨海拔高度的升高而增加，而pH值隨海拔高度的升高而降低。此外，坡度和坡向也可改變水、熱條件和植被狀況，從而影響土壤的發(fā)育。在陡峭的山坡上，由于重力作用和地表徑流的侵蝕力往往加速疏松地表物質(zhì)的遷移，所以很難發(fā)育成深厚的土壤;而在平坦的地形部位，地表疏松物質(zhì)的侵蝕速率較慢，使成土母質(zhì)得以在較穩(wěn)定的氣候、生物條件下逐漸發(fā)育成深厚的土壤。陽坡由于接受太陽輻射能多于陰坡，溫度狀況比陰坡好，但水分狀況比陰坡差，植被的覆蓋度一般是陽坡低于陰坡，從而導(dǎo)致土壤中物理、化學(xué)和生物過程的差異。

時(shí)間因素

在上述各種成土因素中，母質(zhì)和地形是比較穩(wěn)定的影響因素，氣候和生物則是比較活躍的影響因素，它們?cè)谕寥佬纬芍械淖饔秒S著時(shí)間的演變而不斷變化。在酷熱、嚴(yán)寒、干旱和洪澇等極端環(huán)境中，以及堅(jiān)硬巖石上形成的殘積母質(zhì)上，可能需要數(shù)千年的時(shí)間才能形成土壤發(fā)生層，例如在沙丘土中，特別是在林下，典型灰壤的發(fā)育需要1000～1500年。但在變化比較緩和的環(huán)境條件中，以及利于成土過程進(jìn)行的疏松成土母質(zhì)上，土壤剖面的發(fā)育要快得多。

土壤發(fā)育時(shí)間的長短稱為土壤年齡。從土壤開始形成時(shí)起直到目前為止的年數(shù)稱為絕對(duì)年齡。例如，北半球現(xiàn)存的土壤大多是在第四紀(jì)冰川退卻后形成和發(fā)育的。高緯地區(qū)冰磧物上的土壤絕對(duì)年齡一般不超過一萬年，低緯未受冰川收用地區(qū)的土壤絕對(duì)年齡可能達(dá)到數(shù)十萬年至百萬年，其起源可追溯到第三紀(jì)。

由土壤的發(fā)育階段和發(fā)育程度所決定的土壤年齡稱為相對(duì)年齡。在適宜的條件下，成土母質(zhì)首先在生物的作用下進(jìn)入幼年土壤發(fā)育階段，這一階段的特點(diǎn)是土體很薄，有機(jī)質(zhì)在表土積累，化學(xué)-生物風(fēng)化作用與淋溶作用很弱，剖面分化為A層和C層，土壤的性質(zhì)在很大程度上還保留著母質(zhì)的特征。隨著B層的形成和發(fā)育，土壤進(jìn)入成熟階段，這一階段有機(jī)質(zhì)積累旺盛，易風(fēng)化的礦物質(zhì)強(qiáng)烈分解，在淀積層中粘粒大量積聚，土壤肥力和自然生產(chǎn)力均達(dá)到最高水平。經(jīng)過相當(dāng)長的時(shí)間以后，成熟土壤出現(xiàn)強(qiáng)烈的剖面分化，出現(xiàn)E層，并使A層和B層的特征發(fā)生顯著差異，有機(jī)質(zhì)累積過程減弱，礦物質(zhì)分解進(jìn)入最后階段，只有抗風(fēng)化最強(qiáng)的礦物殘留在土體中，淀積層中粘粒積聚形成粘盤，土壤進(jìn)入老年階段，這一階段土壤的肥力和自然生產(chǎn)力都明顯降低。

人類因素

在五大自然成土因素之外，人類生產(chǎn)活動(dòng)對(duì)土壤形成的影響亦不容忽視，主要表現(xiàn)在通過改變成土因素作用于土壤的形成與演化。其中以改變地表生物狀況的影響最為突出，典型例子是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)，它以稻、麥、玉米、大豆等一年生草本農(nóng)作物代替天然植被，這種人工栽培的植物群落結(jié)構(gòu)單一，必須在大量額外的物質(zhì)、能量輸入和人類精心的護(hù)理下才能獲得高產(chǎn)。因此，人類通過耕耘改變土壤的結(jié)構(gòu)、保水性、通氣性;通過灌溉改變土壤的水分、溫度狀況;通過農(nóng)作物的收獲將本應(yīng)歸還土壤的部分有機(jī)質(zhì)剝奪，改變土壤的養(yǎng)分循環(huán)狀況;再通過施用化肥和有機(jī)肥補(bǔ)充養(yǎng)分的損失，從而改變土壤的營養(yǎng)元素組成、數(shù)量和微生物活動(dòng)等。最終將自然土壤改造成為各種耕作土壤。人類活動(dòng)對(duì)土壤的積極影響是培育出一些肥沃、高產(chǎn)的耕作土壤，如水稻土等;同時(shí)由于違反自然成土過程的規(guī)律，人類活動(dòng)也造成了土壤退化如肥力下降、水土流失、鹽漬化、沼澤化、荒漠化和土壤污染等消極影響。

成土因素學(xué)說的基本觀點(diǎn)可概括為：

①土壤是一種獨(dú)立的自然體，它是在各種成土因素非常復(fù)雜的相互作用下形成的。

②對(duì)于土壤的形成來說，各種成土因素具有同等重要性和相互不可替代性。其中生物起著主導(dǎo)作用。土壤是一定時(shí)期內(nèi)，在一定的氣候和地形條件下，活有機(jī)體作用于成土母質(zhì)而形成的。

特征及改良

①塊狀結(jié)構(gòu)體

近似立方體型，長、寬、高大體相等，走私一般大于3cm，1-3cm之內(nèi)的稱作核狀結(jié)構(gòu)體，外形不規(guī)則，多在粘重而乏有機(jī)質(zhì)的土中生成，熟化程度低的死黃土常見此結(jié)構(gòu)，由于相互支撐，會(huì)增大孔隙，造成水分快速蒸發(fā)跑墑，多有壓苗作用，不利植物生長繁育。

改良方法：可在墑情合適時(shí)耙耱，冬季凍土后，輾壓，以提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，也可摻河沙或爐渣灰來改良。

②片狀結(jié)構(gòu)體

水平面排列，水平軸比垂直軸長，界面呈水平薄片狀;農(nóng)田犁耕層、森林的灰化層、園林壓實(shí)的土壤均屬此類。不利于通氣透水，造成土壤干旱，水土流失。

改良方法：松土施用有機(jī)肥，公園街道綠地行人常經(jīng)過的地方，可進(jìn)行透氣鋪裝、種植地被植物或進(jìn)行必要的圍欄保護(hù)，結(jié)皮和板結(jié)的可采取適墑深翻，增施有機(jī)肥解決。

③柱狀棱狀結(jié)構(gòu)體

沿垂直軸排列，垂直軸大于水平軸，土體直立，結(jié)構(gòu)體大小不一，堅(jiān)實(shí)硬，內(nèi)部無效孔隙占優(yōu)勢(shì)，植物的根系難以介入、通氣不良、結(jié)構(gòu)體之間有形成的大裂隙，既漏水又漏肥。

改良方法：通過深翻施肥和深翻種植綠肥。

④團(tuán)粒結(jié)構(gòu)體

這是最適宜植物生長的結(jié)構(gòu)體土壤類型，它在一定程度上標(biāo)志著土壤肥力的水平和利用價(jià)值。其能協(xié)調(diào)土壤水分和空氣的矛盾;能協(xié)調(diào)土壤養(yǎng)分的消耗和累積的矛盾;能調(diào)節(jié)土壤溫度，并改善土壤的溫度狀況;能改良土壤的可耕性，改善植物根系的生長伸長條件。

耕層

土壤耕層是對(duì)于耕作的土壤來說的，對(duì)于仍處于自然形態(tài)的土壤來說是沒有這個(gè)概念的。土壤耕層的形成是由于人類的農(nóng)業(yè)種植活動(dòng)擾亂了土壤的自然狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)，是土壤表層大約0～20cm。土壤耕層以下的層次稱為耕底層。對(duì)于土壤耕層到底有多厚是如何劃分的，西北農(nóng)林科技大學(xué)土壤學(xué)專家王益權(quán)教授認(rèn)為區(qū)分土壤耕層主要是有兩個(gè)出發(fā)點(diǎn)：一是土壤的肥力，也就是土壤主要的養(yǎng)分有機(jī)質(zhì)的集中層;二是土壤的根系的長度，耕作層自然要與植物根系所對(duì)應(yīng)。根據(jù)這兩點(diǎn)各個(gè)地方的耕層是不一致的，但是為了研究方便我們一般來說把從土表面0～20cm這個(gè)垂直厚度作為土壤的耕層厚度。土壤耕層一方面富集了土壤主要的肥力，另一方面也是土壤根系的主要集中部分。具體研究時(shí)可以根據(jù)實(shí)際情況確定土壤的耕層厚度。因?yàn)橛械闹参锵顸S瓜和草莓的根系比較淺，闊葉喬木的根系也比較淺，而禾谷類的根系就比較深。土壤刨面試驗(yàn)表明在中國農(nóng)業(yè)的發(fā)祥地楊凌，八米以下仍然可見小麥的根系。

中國概況

氮：中國土壤耕層中的全氮含量大概變動(dòng)在0.05%～0.25%。其中東北地區(qū)的黑土是中國土壤平均含氮量最高的土壤，一般為0.15%～0.35%。而西北黃土高原和華北平原的土壤含氮量較低，一般為0.05%～0.1%。華中華南地區(qū)，土壤全氮含量有較大的變幅，一般為0.04%～0.18%。在條件基本相近的情況下，水田的含氮量往往高于旱地土壤。中國絕大部分土壤施用氮肥都有一定的增產(chǎn)效果。

磷：磷是農(nóng)業(yè)上僅次于氮的一個(gè)重要土壤養(yǎng)分。土壤中大部分磷都是無機(jī)狀態(tài)(50%～70%)，只有30%～50%是以有機(jī)磷形態(tài)存在的。

中國北方土壤中的無機(jī)磷主要是磷酸鈣鹽，而南方主要是磷酸鐵、鋁鹽類。其中有相當(dāng)大的部分是被氧化鐵膠膜包裹起來的磷酸鐵鋁，稱為閉蓄態(tài)磷。

中國土壤全磷含量變動(dòng)在0.02%～0.11%，其中北方土壤的全磷含量，一般比南方土壤高，中國土壤的全磷含量大體上從南向北有增加的趨勢(shì)。如東北地區(qū)的黑土、白漿土全磷含量一般為0.06%～0.15%，而中國南方的紅壤和磚紅壤全磷含量一般為0.01%～0.03%。

土壤全磷含量的高低，通常不能直接表明土壤供應(yīng)磷素能力的高低，它是一個(gè)潛在的肥力指標(biāo)，但是當(dāng)土壤全磷含量低于0.03%時(shí)，土壤往往缺磷。’在土壤全磷中，只有很少一部分是對(duì)當(dāng)季作物有效的，稱為土壤有效性磷。

隨著產(chǎn)量的提高，中國土壤缺磷面積不斷擴(kuò)大，原來那些對(duì)磷肥效果不明顯的地區(qū)表現(xiàn)了嚴(yán)重的缺磷現(xiàn)象，如廣大的黃淮海平原，西北黃土高原以至新疆等地都大面積缺磷。而原來缺磷的地區(qū)，由于長期施磷，磷肥效果下降，這主要是指華中、華南某些缺磷水稻土。在華中華南中高產(chǎn)水稻土上，隨著有機(jī)肥的施入，磷已可滿足作物需要，而大面積的酸性旱地土壤以及部分低產(chǎn)水田，缺磷仍然是相當(dāng)嚴(yán)重的。

鉀：土壤中鉀全部以無機(jī)形態(tài)存在，而且其數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于氮磷。中國土壤的全鉀含量也大體上是南方較低，北方較高。南方的磚紅壤，土壤全鉀含量平均只有0.4%左右，華中、華東的紅壤則平均為0.9%，而中國北方包括華北平原、西北黃土高原以至東北黑土地區(qū)，土壤全鉀量一般都在1.7%左右。因此，缺鉀主要在南方，北方已開始出現(xiàn)缺鉀現(xiàn)象。

土壤中的微量元素大部分是以硅酸鹽、氧化物、硫化物、碳酸鹽等無機(jī)鹽形態(tài)存在。在土壤溶液中可有一部分微量元素以有機(jī)絡(luò)合態(tài)存在。通常把水溶液或交換態(tài)的微量元素看作是對(duì)作物有效的。土壤中微量元素供應(yīng)不足的一個(gè)原因是土壤本身含量過低，另一種原因是含量并不低，甚至很高但是由于土壤條件(主要是土壤酸堿度和氧化還原條件)造成有效性降低而供應(yīng)不足。在前一種條件下，需要靠補(bǔ)施微量元素肥料，后一種情況下，有時(shí)只需改變土壤條件，增加土壤微量元素的有效性，就可增加供應(yīng)水平。

施肥影響

增加土壤養(yǎng)分無論施用有機(jī)肥料或無機(jī)肥料都能增加土壤養(yǎng)分。無機(jī)肥料大多易于溶解，施用后除部分為土壤吸收保蓄外，作物可以立即吸收。而有機(jī)肥料，除少量養(yǎng)分可供作物直接吸收外，大多數(shù)須經(jīng)微生物分解，作物方能利用。在分解過程中，會(huì)產(chǎn)生二氧化碳以及各種有機(jī)酸和無機(jī)酸。二氧化碳除被植物吸收外，溶解在土壤水分中形成的碳酸和其它各種有機(jī)酸、無機(jī)酸都有促進(jìn)土壤中某些難溶性礦質(zhì)養(yǎng)分溶解的作用，從而增加土壤中有效養(yǎng)分的含量。有些肥料(如石灰、石膏)除直接增加土壤養(yǎng)分，還能通過調(diào)節(jié)土壤反應(yīng)，提高土壤中有效養(yǎng)分的含量。

改善土壤結(jié)構(gòu)施用有機(jī)肥料和含鈣質(zhì)多的肥料，除了能增加土壤養(yǎng)分外，還能促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成。因?yàn)橛袡C(jī)肥料在土中微生物的作用下，進(jìn)行礦化作用增加土中有效養(yǎng)分，同時(shí)，增加土壤腐殖質(zhì)含量。腐殖質(zhì)在土中遇到鈣離子就會(huì)和土粒凝聚在一起形成水穩(wěn)定性團(tuán)粒結(jié)構(gòu)。改善粘土的堅(jiān)實(shí)板結(jié)以及沙土的跑水漏肥等不良性狀，提高土壤肥力。

改善土壤的水熱狀況一般有機(jī)質(zhì)都有吸水和保水的能力，特別象腐殖質(zhì)這一類親水膠體，保水能力更強(qiáng)。土壤中的腐殖質(zhì)和粘土粒結(jié)合形成團(tuán)粒，在團(tuán)粒內(nèi)部有許多毛管孔隙，也能保存很多的水分，能被植物利用。由于腐殖質(zhì)是綜黑色的物質(zhì)，土壤中腐殖質(zhì)含量多，土壤顏色較深，可增加吸收日光熱能，有利于提高土溫。同時(shí)陽光可以殺滅土壤里的有害菌，保留其腐化物的營養(yǎng)成分，保水能力也強(qiáng)，有利于作物生長。

增加生理活性物質(zhì)增施有機(jī)肥能促進(jìn)微生物的活動(dòng)。由于微生物活動(dòng)的結(jié)果，除了增加土壤中的礦物質(zhì)營養(yǎng)和腐殖質(zhì)以外，通過合理的陽光照射，還能產(chǎn)生多種維生素、抗生素、生長素等，具有促進(jìn)根系發(fā)育，刺激作物生長，增強(qiáng)抗病能力。