图一土壤物质构成示意图
061.土壤里的物质有哪三部分构成?
答：土壤里的物质可以概括为三个部分:固体部分、液体部分和气体部分。
土壤矿物质是岩石经过风化作用形成的不同大小的矿物颗粒(砂粒、土粒和胶粒)。土壤矿物质种类很多，化学组成复杂，它直接影响土壤的物理、化学性质，是作物养分的重要来源之一。
土壤由矿物质和腐殖质组成的固体土粒是土壤的主体，约占土壤体积的50%，固体颗粒间的孔隙由气体和水分占据。
土壤气体中绝大部分是由大气层进入的氧气、氮气等，小部分为土壤内的生命活动产生的二氧化碳和水汽等。土壤中的水分主要由地表进入土中，其中包括许多溶解物质。
土壤中还有各种动物、植物和微生物。
062.为什么说有机质含量的多少是衡量土壤肥力高低的重要标志?
答：有机质含量的多少是衡量土壤肥力高低的一个重要标志，它和矿物质紧密地结合在一起。在一般耕地耕层中有机质含量只占土壤干重的0.5%-2.5%，耕层以下更少，但它的作用却很大，群众常把含有机质较多的土壤称为“油土”。土壤有机质按其分解程度分为新鲜有机质、半分解有机质和腐殖质。腐殖质是指新鲜有机质经过酶的转化所形成的灰黑土色胶体物质，通过阳光杀灭了致病的有害菌病毒寄生虫后，保留其营养物质的土壤，一般占土壤有机质总量的85%-90%以上。
图二健康土壤地下地上关系
063.土壤中的腐殖质的作用主要有哪几点?
答：(一)作物养分的主要来源：腐殖质既含有氮、磷、钾、硫、钙等大量元素，还有微量元素，经微生物分解可以释放出来供作物吸收利用。
(二)增强土壤的吸水、保肥能力：腐殖质是一种有机胶体，吸水保肥能力很强，一般粘粒的吸水率为50%-60%，而腐殖质的吸水率高达400%-600%;保肥能力是粘粒的6-10倍。
(三)改良土壤物理性质：腐殖质是形成团粒结构的良好胶结剂，可以提高粘重土壤的疏松度和通气性，改变砂土的松散状态。同时，由于它的颜色较深，有利吸收阳光，提高土壤温度。
图三健康土壤地下地上关系
(四)促进土壤植物的生长：腐殖质为植物生长提供了丰富的养分和能量，土壤酸碱适宜，因而有利植物生长，促进土壤养分的转化。
(五)作物生长发育：腐殖质在分解过程中产生的腐殖酸、有机酸、维生素及一些激素，对作物生育有良好的促进作用，可以增强呼吸和对养分的吸收，促进细胞分裂，从而加速根系和地上部分的生长。土壤有机质主要来源于施用的有机肥料和残留的根茬。许多社队采用柴草垫圈、秸秆还田、割青沤肥、草田轮作、粮肥间套、扩种绿肥等措施，提高土壤有机质含量，使土壤越种越肥，产量越来越高，应当因地制宜加以推广。
064.土壤中有哪些微生物?营养来源是什么?作用是什么?
图四土壤中的微生物
答：土壤中的微生物：土壤微生物的种类很多，只有抑制有害菌，利用这些菌产生的植物需要的一些养料。如进行有效的阳光照射后，细菌、真菌、放线菌、原生动物被有效的杀灭，腐体可作养料。土壤微生物的数量很大，1克土壤中就有几亿到几百亿个。1亩地耕层土壤中，微生物的重量有几百斤到上千斤。土壤越肥沃，微生物的利用率也越高。
作物营养来源：植物茎叶中含有果胶酶、纤维素酶、过氧化氢酶、琥珀酸硫激酶、琥珀酸脱氢酶、延胡索酸酶、苹果酸脱氢酶等，把植物的茎叶作为肥料，是作物生长的必要营养的来源。
微生物在土壤中的主要作用如下：
(一)分解有机质：作物的残根败叶和施入土壤中的有机肥料，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;并且形成腐殖质，改善土壤的理化性质。
(二)分解矿物质：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。
(三)固定氮素：氮气在空气的组成中占4/5，数量很大，但植物不能直接利用。土壤中有一类叫做固氮菌的微生物，能利用空气中的氮素作食物，在它们死亡和分解后，这些氮素就能被作物吸收利用。固氮菌分两种，一种是生长在豆科植物根瘤内的，叫根瘤菌，种豆能够肥田，就是因为根瘤菌的固氮作用增加了土壤里的氮素;另一类单独生活在土壤里就能固定氮气，叫自生固氮菌。
图五土壤有益菌的作用
有害微生物：在土壤中会产生有害的作用。例如反硝化细菌，能把硝酸盐还原成氮气，放到空气里去，使土壤中的氮素受到损失。实行深耕、增施有机肥料、给过酸的土壤施石灰、合理灌溉和排水等措施，可促进土壤中有益微生物的繁殖，发挥微生物提高土壤肥力的作用。
图六土壤有益菌群种类
065.土壤分为哪三类?性质如何?
答：土壤可以分为砂质土、黏质土、壤土三类。
砂质土的性质：含沙量多，颗粒粗糙，渗水速度快，保水性能差，通气性能好。
黏质土的性质：含沙量少，颗粒细腻，渗水速度慢，保水性能好，通气性能差。
壤土的性质：含沙量一般，颗粒一般，渗水速度一般，保水性能一般，通气性能一般。
图七使用褐藻门碳氢核肥可以迅速恢复土壤的各种有益菌群
066.土壤成因的基本观点是什么?五大关键成土因素是什么?
答：成土因素学说的基本观点可概括为：
①土壤是一种独立的自然体，它是在各种成土因素非常复杂的相互作用下形成的。②对于土壤的形成来说，各种成土因素具有同等重要性和相互不可替代性。其中生物起着主导作用。土壤是一定时期内，在一定的气候和地形条件下，活有机体作用于成土母质而形成的。土壤并非生来就具有肥力特征，能够生长绿色植物的。
跟生物发育一样，土壤发育也有一系列的过程。其中，母质、气候、生物、地形、时间是土壤形成的五大关键成土因素。
067.什么是土壤母质?怎么理解土壤成因的母质因素?
答：风化作用使岩石破碎，理化性质改变，形成结构疏松的风化壳，其上部可称为土壤母质。如果风化壳保留在原地，形成残积物，便称为残积母质。如果在重力、流水、风力、冰川等作用下风化物质被迁移形成崩积物、冲积物、海积物、湖积物、冰碛物和风积物等，则称为运积母质。
图八用碳氢核肥拌种的西瓜苗可以激活种子周围土壤活性，提高出苗率和幼苗期免疫力。
图九用碳氢核肥浸种的水稻可以激活种子周围土壤活性，提高出苗率和幼苗期免疫力。
成土母质是土壤形成的物质基础和植物矿质养分元素(氮除外)的最初来源。
母质代表土壤的初始状态，它在气候与生物的作用下，经过上千年的时间，才逐渐转变成可生长植物的土壤。母质对土壤的物理性状和化学组成均产生重要的作用，这种作用在土壤形成的初期阶段最为显著。随着成土过程进行得愈久，母质与土壤间性质的差别也愈大，尽管如此，土壤中总会保存有母质的某些特征。
图十土壤形成的六大要素
成土母质的类型与土壤质地关系密切
不同造岩矿物的抗风化能力差别显著，其由大到小的顺序大致为：石英→白云母→钾长石→黑云母→钠长石→角闪石→辉石→钙长石→橄榄石。因此，发育在基性岩母质上的土壤质地一般较细，含粉砂和粘粒较多，含砂粒较少。发育在石英含量较高的酸性岩母质上的土壤质地一般较粗，即含砂粒较多而含粉砂和粘粒较少。此外，发育在残积物和坡积物上的土壤含石块较多，而在洪积物和冲积物上发育的土壤具有明显的质地分层特征。
土壤的矿物组成和化学组成深受成土母质的影
不同岩石的矿物组成有明显的差别，使其上发育的土壤的矿物组成也就不同。发育在基性岩母质上的土壤，含角闪石、辉石、黑云母等深色矿物较多;发育在酸性岩母质上的土壤，含石英、正长石和白云母等浅色矿物较多;其他如冰碛物和黄土母质上发育的土壤，含水云母和绿泥石等粘土矿物较多，河流冲积物上发育的土壤亦富含水云母，湖积物上发育的土壤中多蒙脱石和水云母等粘土矿物。从化学组成方面看，基性岩母质上的土壤一般铁、锰、镁、钙含量高于酸性岩母质上的土壤，而硅、钠、钾含量则低于酸性岩母质上的土壤，石灰岩母质上的土壤，钙的含量最高。
图十一土壤有效营养储存示意图
068.怎么理解土壤成因的气候因素?
答：气候对于土壤形成的影响，表现为直接影响和间接影响两个方面。
直接影响：指通过土壤与大气之间经常进行的水分和热量交换，对土壤水、热状况和土壤中物理、化学过程的性质与强度的影响。通常温度每增加10℃，化学反应速度平均增加1～2倍;温度从0℃增加到50℃，化合物的解离度增加7倍。在寒冷的气候条件下，一年中土壤冻结达几个月之久，微生物分解作用非常缓慢，使有机质积累起来;而在常年温暖湿润的气候条件下，微生物活动旺盛，全年都能分解有机质，使有机质含量趋于减少。
间接影响：气候还可以通过影响岩石风化过程以及植被类型等间接地影响土壤的形成和发育。一个显著的例子是，从干燥的荒漠地带或低温的苔原地带到高温多雨的热带雨林地带，随着温度、降水、蒸发以及不同植被生产力的变化，有机残体归还逐渐增多，化学与生物风化逐渐增强，风化壳逐渐加厚。
图十二土壤结构肥力示意图
069.怎么理解土壤成因的生物因素?
答：生物是土壤有机物质的来源和土壤形成过程中最活跃的因素。土壤的本质特征——肥力的产生与生物的作用是密切相关的。
植物因素：岩石表面在适宜的日照和湿度条件下滋生出苔薛类生物，它们依靠雨水中溶解的微量岩石矿物质得以生长，同时产生大量分泌物对岩石进行化学、生物风化;随着苔藓类的大量繁殖，生物与岩石之间的相互作用日益加强，岩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渐发展起来，形成土体的明显分化。在生物因素中，植物起着最为重要的作用。绿色植物有选择地吸收母质、水体和大气中的养分元素，并通过光合作用制造有机质，然后以枯枝落叶和残体的形式将有机养分归还给地表。
不同植被类型的养分归还量与归还形式的差异是导致土壤有机质含量高低的根本原因。例如，森林土壤的有机质含量一般低于草地，这是因为草类根系茂密且集中在近地表的土壤中，向下则根系的集中程度递减，从而为土壤表层提供了大量的有机质，而树木的根系分布很深，直接提供给土壤表层的有机质不多，主要是以落叶的形式将有机质归还到地表。
动物因素：动物除以排泄物、分泌物和残体的形式为土壤提供有机质，并通过啃食和搬运促进有机残体的转化外，有些动物如蚯蚓、白蚁还可通过对土体的搅动，改变土壤结构、孔隙度和土层排列等。
微生物因素：微生物在成土过程中的主要功能是有机残体的分解、转化和腐殖质的合成。
图十三中国五种地形对土壤形成的贡献各有不同
070.怎么理解土壤成因的地形因素?
答：地形对土壤形成的影响主要是通过引起物质、能量的再分配而间接地作用于土壤的。
陡峭与平坦地形的影响：在山区，由于温度、降水和湿度随着地势升高的垂直变化，形成不同的气候和植被带，导致土壤的组成成分和理化性质均发生显著的垂直地带分化。对美国西南部山区土壤特性的考察发现，土壤有机质含量、总孔隙度和持水量均随海拔高度的升高而增加，而pH值随海拔高度的升高而降低。
坡度和坡向的影响：坡度和坡向也可改变水、热条件和植被状况，从而影响土壤的发育。
在陡峭的山坡上，由于重力作用和地表径流的侵蚀力往往加速疏松地表物质的迁移，所以很难发育成深厚的土壤。而在平坦的地形部位，地表疏松物质的侵蚀速率较慢，使成土母质得以在较稳定的气候、生物条件下逐渐发育成深厚的土壤。
阳坡和阴坡的影响：阳坡由于接受太阳辐射能多于阴坡，温度状况比阴坡好，但水分状况比阴坡差，植被的覆盖度一般是阳坡低于阴坡，从而导致土壤中物理、化学和生物过程的差异。
图十四中国五种地形构成比例
科技部《碳氢核肥制备关键技术与产业化应用》国家科技成果评价委员会
碳氢科学碳氢农业碳氢核肥系列科普知识1200问编辑委员会顾问
赵永志：农业部耕地质量建设与管理专家指导组专家
北京市土壤肥料工作站站长/研究员
赵同科：北京市农林科学研究院研究员
张能玲：中国科学院微生物研究所教授
贺纪正：中国科学院生态环境研究中心研究员
曹卫东：中国农业科学院资源区划所研究员
李栋：中国农业大学工学院教授/博导
汪立君：中国农业大学食品学院教授/博导
田有国：农业部农业科技推广服务中心研究员/处长
方雯霞：中国检验检疫科学研究院高级农艺师
李临西：科技部火炬计划中心研究员
周卫：中国植物营养与肥料学会研究员
季恒宽：科技部中国高科技产业化研究会高级工程师
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