土壤是地球生物圈的重要組成部分，是農(nóng)業(yè)和自然生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。正是由于其特殊性質(zhì)——肥力，才使得綠色植物能健康生長。土壤肥力雖與土壤物質(zhì)組成有聯(lián)系，但主要受土壤性狀的影響。所以土壤是否健，需要考量的指標(biāo)是多方面的。
簡單來說，土壤肥力就是“土壤運(yùn)行能力”，你也可以理解為土壤活力。雖然每個人或是每種作物對“健康的土壤”的理解是不同的，但通過測定土壤中的物理、化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)等分析性指標(biāo)，適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到適應(yīng)作物健康生長的需求。
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物理指標(biāo)
土壤物理狀況對作物生長和環(huán)境質(zhì)量有直接或間接的影響。土壤團(tuán)聚性會影響到土壤侵蝕，水分運(yùn)動和植物根系生長；土壤孔隙提供了空氣交換、水分運(yùn)動和養(yǎng)分傳輸?shù)耐ǖ?，也直接影響著植物根系的生長。
圍繞著土壤中固、液、氣三相的分配，各種土壤物理屬性是相互聯(lián)系和制約的。團(tuán)聚性好的土壤一般具有較好的孔隙分布，土壤團(tuán)聚體間的大孔隙和團(tuán)聚體內(nèi)的小孔隙相互補(bǔ)充，使土壤具有較好的持水性、導(dǎo)水性和通氣性。土壤結(jié)構(gòu)差、團(tuán)聚性差、容重大，則容易帶來固結(jié)、結(jié)皮、滯水等問題，進(jìn)而導(dǎo)致根系發(fā)育不良，養(yǎng)分傳輸受限，污染物質(zhì)難以降解，具有較差的土壤生產(chǎn)和環(huán)境質(zhì)量。
化學(xué)指標(biāo)
各種養(yǎng)分和污染物在土壤中的存在形式和濃度，直接影響作物生長。一些基本化學(xué)性質(zhì)如陽離子交換量(CEC)、pH值和電導(dǎo)率(EC)影響著這些養(yǎng)分和污染物在土壤中的轉(zhuǎn)化、存在狀態(tài)和有效性。
CEC 指土壤膠體所能吸附各種陽離子的總量，是限制土壤化學(xué)物質(zhì)存在狀態(tài)的閾值。
pH 指土壤酸堿度，是限制土壤生物和化學(xué)活性的閾值。
EC 用來衡量可溶性離子濃度，是限制植物和微生物活性的閾值。
生物指標(biāo)
土壤支持不同種群的生物，從病毒到大型哺乳動物，這些生物和作物與其他系統(tǒng)成分相互作用。許多土壤生物可以改善土壤質(zhì)量狀況，但是也有一些生物如線蟲，病原細(xì)菌或真菌會降低作物生產(chǎn)力。
蘇聯(lián)土壤學(xué)家威廉斯指出：“土壤是地球陸地上能夠生長綠色植物的疏松表層。”這個定義正確地表示了土壤的基本功能和特性。土壤之所以能生長綠色植物，是由于它具有一種獨特的性質(zhì)——肥力。土壤這種特殊本質(zhì)，就是土壤區(qū)別于其它任何事物的依據(jù)。土壤肥力雖與土壤物質(zhì)組成有聯(lián)系，但主要受土壤性狀的影響。
土壤的主要性狀
土壤質(zhì)地：土壤的泥砂比例稱為土壤質(zhì)地。直徑小于0.01毫米的土粒稱泥；直徑為1-0.01毫米的土粒稱砂；直徑大于1毫米的土粒稱礫石。根據(jù)土壤質(zhì)地不同將土壤分為砂質(zhì)土、粘質(zhì)土和壤質(zhì)土。
①砂土：這類土壤含砂粒在80%以上，土粒間大孔隙多，土壤容積比重在1.4-1.7克/立方厘米之間，因此，土壤晝夜溫差大，通透性好，有機(jī)質(zhì)礦質(zhì)化快，易耕作，但保水保肥能力差，遇水易板結(jié)，肥力一般較低。種植作物要增施有機(jī)肥和少量多次地勤追化肥。
②黏土：這種土壤含泥粒在60%以上，土壤比重在2.6-2.7克/立方厘米之間。土壤硬度大，粘著性、粘結(jié)性和可塑性都強(qiáng)，故適耕性差。土壤保水保肥力強(qiáng)，潛在肥力較高。但土緊難耕，土溫低，肥效不易發(fā)揮。因此，水田要注意管水，提高泥溫，多施腐熟性有機(jī)肥和熱性化肥。
③壤土：這種土壤泥砂比例適中，一般砂粘占40%-55%，粘（泥）粒占45%-60%。土壤容重1.1-1.4克/立方厘米之間。質(zhì)地輕松，通氣透水，保水保肥力強(qiáng)，耕作爽犁。因此，它是水、肥、氣、熱協(xié)調(diào)的優(yōu)質(zhì)土壤。
土壤結(jié)構(gòu)
土壤形成團(tuán)聚體的性能，稱為土壤的結(jié)構(gòu)性。凡土粒膠結(jié)成直徑為1-10毫米的團(tuán)粒狀土壤結(jié)構(gòu)，稱為團(tuán)粒結(jié)構(gòu)。這是土壤結(jié)構(gòu)中最好的一種。
其形成條件有兩個：
一是膠結(jié)物質(zhì)。土壤中的膠結(jié)物質(zhì)最主要是粘粒，新形成的腐殖質(zhì)和微生物的菌絲及分泌物。這些物質(zhì)與鈣膠結(jié)在一起，就形成了具有多孔性和養(yǎng)分豐富、不易被水泡散的水穩(wěn)性團(tuán)粒狀土壤結(jié)構(gòu)。因此，增施鈣質(zhì)肥料（石灰、石膏）有利團(tuán)粒結(jié)構(gòu)形成。
二是外力擠壓作用。凡是作物根系穿插、干濕交替、凍融交替和耕作都對粘聚起來的土粒產(chǎn)生一定的外力擠壓作用，使之散碎成一定大小的團(tuán)粒。深耕、免耕、滴灌、水旱輪作，都有利土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成。
團(tuán)粒結(jié)構(gòu)優(yōu)越性的具體表現(xiàn)：
其一，能協(xié)調(diào)土壤水分和空氣的矛盾。由于團(tuán)粒間存在大孔隙，團(tuán)粒內(nèi)又有毛細(xì)管孔隙，這就有利于水分、養(yǎng)分、空氣三者間的同時存在。從而土壤水、肥、氣、熱狀況協(xié)調(diào)。
其二，具有良好的養(yǎng)分狀況。隨著水、氣矛盾的解決，也解決了水分與養(yǎng)分的矛盾。因團(tuán)粒表面常為好氣分解，團(tuán)粒內(nèi)部又為嫌氣分解，前者有利于土壤養(yǎng)分釋放給作物吸收，后者有利土壤腐殖質(zhì)累積，養(yǎng)分保蓄。矛盾協(xié)調(diào)后的水分與養(yǎng)分就能同時而不斷地供給作物需要。
其三，使土壤松軟適度。具有團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的土壤，疏松多孔，犁耕阻力小，耕作省力，耕翻質(zhì)量好；土壤細(xì)碎而均勻，既不緊硬，又不起漿浮泥；干燥不開大坼，泡田滲漏損失也小。
土壤吸收性能
土壤有吸收固體、液體和氣體的能力。其吸收方式分為五種。
①機(jī)械吸收作用：這是指土壤將大于土壤孔隙而懸浮于溶液中（如骨粉、餅肥、磷礦粉及糞便殘渣等）的微細(xì)顆粒機(jī)械地阻留下來，使之不隨土壤中滲水而流走的一種作用。由于土壤顆粒愈小，排列愈緊密，土壤孔隙愈細(xì)，因此機(jī)械吸收作用就越強(qiáng)，則土壤保肥性能就好。這種作用對新改稻田、新水庫、塘壩有利增強(qiáng)保水蓄水的功能。
②物理吸收作用：它是指土壤膠體依靠其表面能將分子態(tài)養(yǎng)分吸附在表面上，而膠體與被吸附物不起任何化學(xué)反應(yīng)的一種作用。這種作用，由于對分子態(tài)養(yǎng)分有保持能力，因此，土壤中的氨氣、尿素、氨基酸等分子態(tài)氮就會減少揮發(fā)損失。平常在施用易揮發(fā)的銨態(tài)氮肥時要求復(fù)好土就是這個道理。
③化學(xué)吸收作用：這是指土壤中可溶性養(yǎng)分（如某些離子與帶不同電荷的離子發(fā)生化學(xué)作用），由純化學(xué)作用產(chǎn)生不溶性沉淀而固定在土壤內(nèi)的作用。這種作用，雖然有減少可溶性養(yǎng)分的流失，但被固定下來的養(yǎng)分就難以再被作物吸收利用，故降低了養(yǎng)分的利用率。因此，把磷肥集中施或與有機(jī)肥混和施，制成顆粒球肥施和根外噴施，就是避免化學(xué)吸收作用的發(fā)生，減少土壤對磷酸的固定。
④代換吸收作用：這又叫物理化學(xué)吸收作用。它是指土壤膠體表面吸著許多與它帶相反電荷離子的同時，其表面上又有等當(dāng)量的同電荷的其它離子被代換出來的作用。其實質(zhì)是一種離子（陽離子或陰離子）代換過程，是土壤膠體所吸收的離子和土壤溶液中的離子在相互代換。所以這種作用是可逆的，即膠體所吸收的離子，又能重新被其它離子代換到溶液中去。從而，這種作用在調(diào)節(jié)土壤中可溶性養(yǎng)分的保蓄和供應(yīng)，具有重要意義。
⑤生物吸收作用：這是指生活在土壤中的微生物及作物根系和動物等，吸收養(yǎng)分構(gòu)成有機(jī)體而保留在土壤中的一種性能。由于生物是根據(jù)自身需要，從土壤溶液中選擇吸收各種可溶性養(yǎng)分，形成有機(jī)體。當(dāng)它們死亡后，有機(jī)殘體又逐漸分解，把營養(yǎng)物質(zhì)釋放出來，供作物吸收利用。所以生物吸收作用，能保持養(yǎng)分，積累養(yǎng)分，提高土壤肥力。
土壤酸堿度
土壤酸堿度是指土壤溶液中存在的H+和OHˉ的量。通常用PH值表示。pH=7時是中性反應(yīng)，這時溶液中H+和OHˉ數(shù)量相等；pH小于7表示是酸性反應(yīng)，這時H+多于OHˉ；H大于7表示是堿性反應(yīng)，這時H+少于OHˉ。
土壤酸堿度按其pH值的大小分為七級：
pH
pH4.5-5.5酸性
pH5.5-6.5微酸性
pH6.5-7.5中性或近于中性
pH7.5-8.5微堿性
pH8.5-9.5堿性
pH>9.5強(qiáng)堿性
作物最適宜的土壤指標(biāo)參考范圍
CEC保肥能力參數(shù)與其他指標(biāo)的關(guān)系
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作物最適宜的EC范圍
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作物最適宜的pH值范圍
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不同土壤最佳的田間持水量
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土壤有機(jī)質(zhì)含量分級
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土壤由固體、空氣和水分組成，固體部分最主要來自其發(fā)育的巖石母體的原生和次生礦物顆粒以及來自于生物（動植物和微生物）活體和殘體留下的有機(jī)質(zhì)。
理想的土壤中，固體占50%，空氣和水分各占25%。固體中礦物部分占45%，余下5%的有機(jī)質(zhì)中，各種活動的生物有機(jī)質(zhì)占10%，根系有機(jī)質(zhì)占10%，已經(jīng)轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的高分子的“死的”有機(jī)質(zhì)占80%左右。
在這些組分中，能夠影響土壤健康、人類能調(diào)節(jié)的土壤部分是有機(jī)質(zhì)，有機(jī)質(zhì)是土壤活力的核心。
有機(jī)質(zhì)是土壤活力的核心
有機(jī)質(zhì)本身就是養(yǎng)分的儲藏庫，同時深刻地影響著土壤的物理、化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)。假設(shè)某一土壤表土有機(jī)質(zhì)含量4%，有機(jī)質(zhì)氮含量5%，一季作物中有機(jī)質(zhì)分解率2%，則土壤有機(jī)質(zhì)供應(yīng)之氮可達(dá)80kg/公頃，此供應(yīng)量幾乎可滿足大部分作物之需求量，據(jù)估算，1%的土壤有機(jī)質(zhì)相當(dāng)于含有18公斤養(yǎng)分/畝。同時，土壤有機(jī)質(zhì)是衡量土壤保肥能力的陽離子交換量（CEC）的主要貢獻(xiàn)者，高達(dá)50%-100%。因此有研究表明，土壤中的有機(jī)質(zhì)從2%降低到1.5%，土壤的保肥能力將下降14%。此外，土壤有機(jī)質(zhì)深刻影響水分的存儲。一英畝大、一英寸厚、含2%有機(jī)質(zhì)的土壤儲水量可達(dá)12.1萬升，含量5%和8%的土壤分別可儲水30.3萬和48.5萬升。研究表明，土壤有機(jī)質(zhì)從1%升到3%，土壤的保水能力增加6倍。當(dāng)然，土壤有機(jī)質(zhì)也深刻影響著土壤的質(zhì)地和結(jié)構(gòu)。豐富的有機(jī)質(zhì)下，土壤可以形成穩(wěn)定的大量有機(jī)無機(jī)復(fù)合體，具有良好的土壤結(jié)構(gòu)，不僅抗土壤侵蝕，也為根系提供理想的水分和空氣條件。最主要的是，土壤有機(jī)質(zhì)是土壤中各種大大小小生物的碳源和能源。豐富的有機(jī)質(zhì)下，土壤中自然形成龐大的食物網(wǎng)，構(gòu)建健康的生態(tài)系統(tǒng)，這個龐大的生態(tài)系統(tǒng)是土壤活力的來源，從養(yǎng)分轉(zhuǎn)化直到病蟲害控制，都起著極為重要的作用。
有研究表明，一個理想的土壤生態(tài)系統(tǒng)中，每平方米的土壤含脊椎動物1只、蝸牛和蛞蝓100只、鍋蟲和蚯蚓3000只……線蟲500萬只、原生動物100億只、細(xì)菌和放線菌10萬億個。這些動物組成一個食物網(wǎng)金字塔，這些生物一年中生物量總和達(dá)400-470公斤/畝。 |
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