书城科普读物青少年身边的环保丛书:环保与人类生活
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第28章 土壤的构成

土壤由固体、液体、气体物质组成土壤是由固体、液体和气体3类物质组成的。固体物质包括土壤矿物质、有机质和微生物等。液体物质主要指土壤水分。气体是存在于土壤孔隙中的空气。土壤中这三类物质构成了一个矛盾的统一体,它们互相联系,互相制约,为作物提供必需的生活条件,是土壤肥力的物质基础。

土壤的退化矿物质

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(沙粒、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。

有机质

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微生物分解转化所形成的黑色胶体物质,一般占土壤有机质总量的85%~90%以上。

腐殖质的作用主要有以下几点:

1.是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。

2.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,一般黏粒的吸水率为50%~60%,而腐殖质的吸水率高达400%~600%;保肥能力是黏粒的6~10倍。

3.改良土壤物理性质,腐殖质是形成团粒结构的良好胶结剂,可以提高黏重土壤的疏松度和通气性,改变沙土的松散状态。同时,由于它的颜色较深,有利于吸收阳光,提高土壤温度。

4.促进土壤微生物的活动,腐殖质为微生物活动提供了丰富的养分和能量,又能调节土壤酸碱反应,因而有利于微生物活动,促进土壤养分的转化。

5.刺激作物生长发育,有机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。许多农民采用柴草垫圈、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。

微生物

土壤微生物的种类很多,有细菌、真菌、放线菌、藻类和原生动物等。土壤微生物的数量也很大,1克土壤中就有几亿到几百亿个。1亩地耕层土壤中,微生物的重量有几百千克到上千千克。土壤越肥沃,微生物越多。

微生物在土壤中的主要作用如下:

1.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。

2.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,以供作物吸收利用。

3.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:(1)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;(2)单独生活在土壤里就能固定氮气的,叫自生固氮菌。另外,有些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。

土壤水分

土壤是一个疏松多孔体,其中布满着大大小小蜂窝状的孔隙。直径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,同时,还能溶解和输送土壤养分。毛管水可以上下左右移动,但移动的快慢决定于土壤的松紧程度。松紧适宜,移动速度最快;过松过紧,移动速度都较慢。降水或灌溉后,随着地面蒸发,下层水分沿着毛管迅速向地表上升,这时应在分墒后及时采取中耕、耙、耱等措施,使地表形成一个疏松的隔离层,切断上下层毛管的联系,防止跑墒。“锄头有水”的科学道理就在这里。土壤含水量降至黄墒以下时,毛管水运行基本停止,土壤水分主要以气化方式向大气扩散丢失。这时进行镇压(碾地),使地表形成略为紧实的土层,一方面可以接通已断的毛细管,使底墒借毛管作用上升;另一方面可减少大孔隙,防止水汽扩散损失,所以群众说“碾子提墒,碾子藏墒”。镇压后耱地,使耕层上再形成一个平整而略松的薄层,保墒效果更好。土壤空气对作物种子发芽、根系发育、微生物活动及养分转化都有极大的影响。生产上应采用深耕松土、破除板结、排水、晒田(指稻田)等措施,以改善土壤通气状况,促进作物生长发育。