土壤組成
土壤組成
眾所周知，地球的表面是巖石圈。地球表層的巖石經(jīng)過(guò)風(fēng)化作用，逐漸破壞成疏松的、大小不等的礦物顆粒（稱母質(zhì)）。土壤是在母質(zhì)、生物、氣候、地形、時(shí)間等多種成土因素綜合作用下形成和演變而成的。
土壤的組成相當(dāng)復(fù)雜，總體說(shuō)來(lái)，是由礦物質(zhì)、動(dòng)植物殘?bào)w腐解產(chǎn)生的有機(jī)物質(zhì)、水分和空氣等固、液、氣三相組成的。
（一）土壤礦物質(zhì)
1.土壤礦物質(zhì)的礦物組成
土壤礦物質(zhì)是組成土壤的基本物質(zhì)，約占土壤固體部分總重量的90％以上，有土壤骨骼之稱。土壤礦物質(zhì)的組成和性質(zhì)直接影響土壤的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)。土壤礦物質(zhì)是植物營(yíng)養(yǎng)元素的重要供給源，按其成因可分為原生礦物質(zhì)和次生礦物質(zhì)。
（1）原生礦物質(zhì)：它是各種巖石經(jīng)受不同程度的物理風(fēng)化，仍**在土壤中的一類礦物，其原來(lái)的化學(xué)組成沒(méi)有改變。土壤中*重要的原生礦物有硅酸鹽類礦物、氟化物類礦物、硫化物類礦物和磷酸鹽類礦物。由其組成知、原生礦物質(zhì)既是構(gòu)成土壤的骨骼，又是植物營(yíng)養(yǎng)源。
（2）次生礦物質(zhì)：次生礦物質(zhì)大多是由原生礦物質(zhì)經(jīng)風(fēng)化后形成的新礦物。它包括各種簡(jiǎn)單鹽類，如碳酸鹽、硫酸鹽、氯化物等。次生粘土礦物大多為各種鋁硅酸鹽和鐵硅酸鹽，如高嶺土、蒙脫土、多水高嶺土和伊利石等。土壤中很多重要的物理、化學(xué)性質(zhì)和物理、化學(xué)過(guò)程都與所含粘土礦物質(zhì)的種類和數(shù)量有關(guān)。次生礦物中的簡(jiǎn)單鹽類呈水溶性，易被淋失。
2.土壤礦物質(zhì)的化學(xué)組成
土壤礦物質(zhì)元素的相對(duì)含量與地球表面巖石圈元素的平均含量及其化學(xué)組成相似。巖石圈和土壤中的某些元素及其化合物含量見(jiàn)表5－1。土壤中氧、硅、鋁、鐵、鈣、鈉、鉀、鎂八大元素含量約占96％以上，其余諸元素含量甚微，低于十萬(wàn)分之幾甚至百萬(wàn)分之幾，統(tǒng)稱為微量元素。
3.土壤機(jī)械組成
土壤是由不同粒級(jí)的土壤顆粒組成的。土壤粒徑的大小影響著土壤對(duì)污染物的吸附和解吸能力。例如，大多數(shù)農(nóng)藥在粘土中累積量大于砂土，而且在粘土中結(jié)合緊密不易解吸。
表5-1 巖石圈和土壤的主要化學(xué)組成（重量%）
注①：巖石圈、土壤中氧化物含量摘自嚴(yán)健漢等編，環(huán)境土壤學(xué)，P41。
土壤機(jī)械組成的分類是以土壤中各粒級(jí)含量的相對(duì)百分比作為標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)際制采用三級(jí)分類法，即根據(jù)砂粒（0.02—2mm）、粉砂粒（0.002—0.O2mm）和粘粒（＜0.002mm）在土壤中的相對(duì)含量，將土壤分成砂土、壤土、粘壤土、粘土四大類和十二級(jí)，見(jiàn)表5－2。近年來(lái)，我國(guó)土壤科學(xué)工作者擬定出我國(guó)土壤質(zhì)地的分類標(biāo)準(zhǔn)，將土壤質(zhì)地分為三組十一種，見(jiàn)表5－3。
表5－2 國(guó)際制土壤質(zhì)地分類
表5－3 我國(guó)土壤質(zhì)地分類
（二）土壤有機(jī)質(zhì)
土壤有機(jī)質(zhì)也是土壤形成的重要基礎(chǔ)，它與土壤礦物質(zhì)共同構(gòu)成土壤的固相部分。土壤有機(jī)質(zhì)絕大部分集中于土壤表層。在表層（0—15或0—20cm）土壤有機(jī)質(zhì)一般只占土壤干重量的0.5—3％，我國(guó)大多數(shù)土壤中有機(jī)質(zhì)含量在1—5％之間。土壤有機(jī)質(zhì)主要來(lái)自各種植物的莖稈、根茬、落葉、土壤中的動(dòng)物殘骸以及施入土壤的有機(jī)肥料等。這些有機(jī)物質(zhì)在物理、化學(xué)、生物等因素的作用下，形成一種新的性質(zhì)相當(dāng)穩(wěn)定而復(fù)雜的有機(jī)化合物，稱為土壤有機(jī)質(zhì)，它主要以腐殖質(zhì)為主。腐殖質(zhì)可以認(rèn)為是由兩種主要類型的物質(zhì)（或基團(tuán)）組成的。**類屬未完全分解的植物和動(dòng)物殘骸，包括含氮和不含氮的有機(jī)物；**類為腐殖質(zhì)。腐殖質(zhì)是具有多種功能團(tuán)、芳香族結(jié)構(gòu)及酸性的高分子化合物，其呈黑色或暗棕色膠體狀，主要含有胡敏酸和富里酸。胡敏酸是兩性有機(jī)膠體，通常情況帶負(fù)電荷，在土壤中可吸附重金屬如Mn2+、Cd2+、Hg2+、Fe3+、Al3+等離子。
土壤有機(jī)質(zhì)能改善土壤的物理、化學(xué)和生物學(xué)性狀。腐殖質(zhì)作為土壤有機(jī)膠體來(lái)說(shuō)，具有吸收性能、土壤緩沖性能以及與土壤重金屬的絡(luò)合性能等，這些性能對(duì)土壤結(jié)構(gòu)、土壤性質(zhì)和土壤質(zhì)量都有重大影響。如腐殖質(zhì)對(duì)重金屬的吸附、絡(luò)合、離子交換等作用，可使土壤中某些重金屬沉積。據(jù)報(bào)導(dǎo)，腐殖質(zhì)能強(qiáng)烈地吸附土壤中Hg2+、Cu2+、Pb2+、Sn2+等離子。又如，腐殖質(zhì)對(duì)有機(jī)磷和有機(jī)氯等農(nóng)藥有極強(qiáng)的吸附作用。剖析土壤對(duì)農(nóng)藥的吸附作用得知，它可降低農(nóng)藥的蒸發(fā)量，減少農(nóng)藥被水淋洗滲入地下量，從而減少了對(duì)大氣和水源的污染。另外，在一定條件下，土壤還具有凈化**作用。但這種凈化作用是極不穩(wěn)定的。
（三）土壤水和空氣
1.土壤水
土壤水是土壤中各種形態(tài)水分的總稱，為土壤的重要組成部分。它對(duì)土壤中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化過(guò)程和土壤形成過(guò)程起著決定作用。土壤水非指純水而言，而實(shí)際是含有復(fù)雜溶質(zhì)的稀溶液，因此，通常將土壤水及其所含溶質(zhì)稱為土壤溶液。土壤溶液是植物生長(zhǎng)所需水分和養(yǎng)分的主要供給源。
土壤水的來(lái)源有大氣降水、降雪和地表徑流，若地下水位接近地表面（約2—3m），則地下水亦是土壤水來(lái)源之一。在研究土壤污染問(wèn)題時(shí)，必須十分關(guān)注廢水、污水灌溉農(nóng)田的利弊問(wèn)題。合理污灌能提供水源、肥源、促進(jìn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收，并可減少地表水體的污染負(fù)荷和污水處理負(fù)荷。但是，不當(dāng)?shù)奈鬯喔瓤蓪?dǎo)致土壤-作物系統(tǒng)的污染，危害人體健康。眾所周知，日本富山縣神通川流域引含鎘廢水污灌，使土壤、作物受到嚴(yán)重的鎘污染，造成舉世聞名的“骨痛病”事件。我國(guó)某些地區(qū)引用未經(jīng)處理的廢水或污水灌溉，造成土壤質(zhì)量惡化，使作物減產(chǎn)和急性中毒事件也屢有發(fā)生。因此，必須加強(qiáng)對(duì)污水灌溉方式和灌溉量的科學(xué)指導(dǎo)和嚴(yán)格管理，達(dá)到化害為利的目的。
2.土壤空氣土壤空氣是存在于土壤中氣體的總稱。它是土壤的重要組成之一。土壤空氣存在于未被土壤水分占據(jù)的土壤空隙中。土壤空氣組成與土壤本身特性相關(guān)，也與季節(jié)、土壤水分、土壤深度等條件相關(guān)，如在排水良好的土壤中，土壤空氣主要來(lái)源于大氣，其組分與大氣基本相同，以氮、氧和二氧化碳為主，而在排水**的土壤中氧含量下降，二氧化碳含量增加。土壤空氣含氧量比大氣少，而二氧化碳含量高于大氣。土壤空氣中還含有經(jīng)土壤生物化學(xué)作用所產(chǎn)生的特殊氣體如甲烷、硫化氫、氫氣、氮氧化物等。此外，土壤空氣中也經(jīng)常含有大氣中的污染物質(zhì)。
