土壤对我们来说是最为熟悉的物质，我们脚下走的路，植物生长的土地以及生活用水的来源都和土壤有着密切的关系。土壤不仅是我们人类生活的基础，而且也是地球上最主要的一种物质。没有土壤的存在就不会有植物的生长，也就没有人类生活物质的来源。
既然土壤对我们如此的重要，那么你对土壤都有哪些了解呢？你知道土壤是如何形成的吗？你又了解它的结构是怎么样的？如果你还在为这些问题而迷惑不解，那么就让本书带你去了解关于土壤的一些基本知识吧！
第一节漫漫长路——土壤的形成
原始的地球上是不是就存在土壤呢？那些黑黑黄黄的物质究竟是怎么来的呢？其实，土壤的质变和形成需要经历很长的时间，与外界各类条件，如气候、地质运动、温度等密切相关。
为此，一些科学家对此进行了很多研究，关于土壤的形成也众说纷纭。其中，俄国着名科学家道库哈耶夫建立的土壤的形成因素学说最具权威性，后来其他土壤研究学者以此为基础进行了更深入的研究和拓展。
道库哈耶夫认为土壤的性质是由气候、生物、地形、母质和时间等综合成土因素所决定的。土壤是地球陆地表面具有一定肥力且能够生长植物的疏松表层（包括海、湖浅水区）。它是地球岩石圈上的附着物，外力（风力、人力、水力等）可以搬动土壤。
1．土壤形成的母质因素
风化作用使岩石破碎，其理化性质改变，形成结构疏松的风化物质覆盖地表，这便是我们通常所说的土壤母质。如果风化壳保留在原地，形成残积物，便是残积母质；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。土壤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。所以土壤的原始性质取决于母质，且有些特性是经久永固的。冲积物是指河流沉积作用形成的堆积物，它是组成冲积平原的主要堆积物。冲积物具有良好的分选性，随着搬运能力的减弱，一般是粗的、比重大的先沉积，细的、比重小的后沉积。
冰碛物是指冰川搬运和堆积的石块和碎屑物质。冰碛物主要通过刨蚀和挖蚀从冰床上获得物质，也可以通过雪崩、冰崩及山坡上的块体运动等带来大量碎屑物质。可据其所置位置分类：表碛、内碛、底碛、侧碛、中碛等等。冰碛物的主要特征是碎屑颗粒大小不一，泥、砾混杂，没有层理；砾石磨圆度不好，形状各异。
2．土壤与母质的“种种情结”
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着。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。
首先，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着，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，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；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。
其次，土壤的矿物组成和化学成分深受成土母质的影响。不同岩石的矿物和组成元素差别很大，使其发育成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黏土矿物较多，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黏土矿物。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。碳岩的主要成分是碳酸。
3．土壤形成的气候因素
气候对于土壤形成具有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。
温度和气候的变化会影响土壤中微生物的活动和繁衍，而微生物又决定土壤中有机物的含量。比如在寒冷的气候条件下，一年中土壤冻结长达几个月之久，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。
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。一个显着的例子就是，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。
4．土壤形成的生物因素
生物是土壤有机物质的制造者和土壤形成过程中最活跃的因素。
土壤的本质特征表现在肥力的产生和生物的作用。
岩石表面在适宜的光照和湿度条件下滋生出苔藓类生物，它们吸取雨水中溶解的微量岩石矿物质得以生长，同时产生大量代谢物质对岩石进行生物风化；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，经过长期风蚀与风化后，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，原因是草类根系茂密且集中在近地表附近，树木根系分布较深，只能以落叶的形式归还有机质。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。
5．土壤形成的地形因素
地形对土壤形成的影响主要是通过引起物质、能量的再分配间接地作用于土壤的。在山区，由于温度、降水和湿度随着地势升高而呈现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着的垂直地带分化。对某些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，而土壤的酸碱度值随海拔高度的升高而降低。
此外，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，往往使疏松地表物质发生迁移，难以形成深厚的土壤；坦荡的平地，地表疏松物质的侵蚀速率较慢，土壤母质能够在稳定自然环境下发育成深厚的沃土。
当然，阳光的影响力也比较大。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。
6．土壤形成的时间因素
在上述各种成土因素中，土壤母质和地形是比较稳定的影响因素，气候和生物则是比较活跃的影响因素，它们在土壤形成中的作用会随着时间和环境的改变而不断变化。因此，土壤是由土不断发生质变的自然实体，且它的形成过程相当缓慢。极易受自然环境及坚硬岩石上的残积母质的影响，例如在沙丘土中典型灰壤的发育需要1000～1500年。但在变化比较缓和的环境条件中，以及利于成土过程进行的疏松成土母质上，土壤剖面的发育要快得多。
土壤发育时间的长短称为土壤年龄。从土壤开始形成时起，直到目前为止的年数，称为土壤的绝对年龄。例如，北半球现存的土壤大多是在第四纪冰川退却后形成和发育的。高纬度地区冰碛物上的土壤绝对年龄一般不超过一万年，低纬度未受冰川作用地区的土壤绝对年龄可能达到数十万年至百万年以上，其起源可追溯到第三纪。
土壤的相对年龄是由土壤的发育阶段和发育程度所决定的。在适宜的条件下，成土母质首先在生物的作用下进入幼年土壤发育阶段，特点是土体很薄，有机质在表土积累，化学-生物风化作用与淋溶作用比较弱，剖面开始分化，土壤的性质在很大程度上还保留着母质的特征。随着不同分化层的形成和发育，土壤逐渐成熟。成熟阶段的特征是：有机质积累旺盛，易风化的矿物质强烈分解，在淀积层中黏粒大量积聚，土壤肥力和自然生产力均达到最高水平。
