土壤由巖石風化而成的礦物質、動植物和微生物殘體腐解產生的有機質、土壤生物(固相物質)以及水分(液相物質)、空氣(氣相物質),氧化的腐殖質等組成。固體物質包括土壤礦物質、有機質和微生物通過光照抑菌滅菌后得到的養料等。液體物質主要指土壤水分。氣體是存在于土壤孔隙中的空氣。土壤中這三類物質構成了一個矛盾的統一體。它們互相聯系,互相制約,為作物提供必需的生活條件,是土壤肥力的物質基礎。
基本觀點
成土因素學說的基本觀點可概括為:
①土壤是一種獨立的自然體,它是在各種成土因素非常復雜的相互作用下形成的。
②對于土壤的形成來說,各種成土因素具有同等重要性和相互不可替代性。其中生物起著主導作用。土壤是一定時期內,在一定的氣候和地形條件下,活有機體作用于成土母質而形成的。
母質因素
(1)土壤形成的母質因素
風化作用使巖石破碎,理化性質改變,形成結構疏松的風化殼,其上部可稱為土壤母質。如果風化殼保留在原地,形成殘積物,便稱為殘積母質;如果在重力、流水、風力、冰川等作用下風化物質被遷移形成崩積物、沖積物、海積物、湖積物、冰磧物和風積物等,則稱為運積母質。成土母質是土壤形成的物質基礎和植物礦質養分元素(氮除外)的最初來源。母質代表土壤的初始狀態,它在氣候與生物的作用下,經過上千年的時間,才逐漸轉變成可生長植物的土壤。母質對土壤的物理性狀和化學組成均產生重要的作用,這種作用在土壤形成的初期階段最為顯著。隨著成土過程進行得愈久,母質與土壤間性質的差別也愈大,盡管如此,土壤中總會保存有母質的某些特征。
首先,成土母質的類型與土壤質地關系密切。不同造巖礦物的抗風化能力差別顯著,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,發育在基性巖母質上的土壤質地一般較細,含粉砂和粘粒較多,含砂粒較少;發育在石英含量較高的酸性巖母質上的土壤質地一般較粗,即含砂粒較多而含粉砂和粘粒較少。此外,發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育的土壤具有明顯的質地分層特征。
其次,土壤的礦物組成和化學組成深受成土母質的影響。不同巖石的礦物組成有明顯的差別,使其上發育的土壤的礦物組成也就不同。發育在基性巖母質上的土壤,含角閃石、輝石、黑云母等深色礦物較多;發育在酸性巖母質上的土壤,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上發育的土壤,含水云母和綠泥石等粘土礦物較多,河流沖積物上發育的土壤亦富含水云母,湖積物上發育的土壤中多蒙脫石和水云母等粘土礦物。從化學組成方面看,基性巖母質上的土壤一般鐵、錳、鎂、鈣含量高于酸性巖母質上的土壤,而硅、鈉、鉀含量則低于酸性巖母質上的土壤,石灰巖母質上的土壤,鈣的含量*高。
氣候因素
(2)土壤形成的氣候因素
氣候對于土壤形成的影響,表現為直接影響和間接影響兩個方面。直接影響指通過土壤與大氣之間經常進行的水分和熱量交換,對土壤水、熱狀況和土壤中物理、化學過程的性質與強度的影響。通常溫度每增加10℃,化學反應速度平均增加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,一年中土壤凍結達幾個月之久,微生物分解作用非常緩慢,使有機質積累起來;而在常年溫暖濕潤的氣候條件下,微生物活動旺盛,全年都能分解有機質,使有機質含量趨于減少。
氣候還可以通過影響巖石風化過程以及植被類型等間接地影響土壤的形成和發育。一個顯著的例子是,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、蒸發以及不同植被生產力的變化,有機殘體歸還逐漸增多,化學與生物風化逐漸增強,風化殼逐漸加厚。
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