《土壤微生物生态工程》— 土壤的组成（26）

土壤是一个由固体、液体和气体三相组成的极其复杂的多相疏松多孔体系。

1．土壤固相

土壤固相包括土壤矿物质和土壤有机质。其中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，约占土壤固体总重量的90%以上，以O、Si、A1、Fe元素为主。土壤矿物质来源于地壳岩石（母岩）和母质，对土壤的性质、结构和功能影响很大，包括原生矿物和次生矿物两大类。原生矿物以硅酸盐和铝硅酸盐为主，氧化硅和硅酸盐矿物占绝对优势。常见矿物有石英、长石、云母、辉石、角闪石等。次生矿物以黏土矿物为主，主要是结晶层状硅酸盐矿物。土壤很多重要的物理、化学性质，如吸收性、膨胀收缩性、黏着性等都和土壤所含的黏土矿物特别是次生铝硅酸盐的种类和数量有关。

土壤有机质约占固体总重量的1%～10%，一般在可耕性土壤中约占5%，且绝大部分在土壤表层。土壤有机质是土壤中各种含碳有机化合物的总称，是土壤有机质腐殖化过程的产物。土壤有机质可分为两大类，一类是组成有机体的各种有机化合物，称为非腐殖物质，如蛋白质、糖类、树脂、有机酸等；另一类是称为腐殖质的有机化合物，它不属于有机化学中现有的任何一类，它包括腐殖酸、富里酸和腐黑物等。

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85%～90%似上。腐殖质的作用主要有以下几点。

①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，经土壤微生物分解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%。

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，改变砂土的松散状态。同时它的颜色较深，有利吸收阳光，提高土壤温度，促进土壤微生物生长。

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，有利微生物活动，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。由于腐殖质分子大，功能团多，解离后带负电量大，对土壤保肥供肥能力有深刻的影响。

2．土壤液相

土壤液相是指土壤中水分及其水溶物。土壤水分主要来自大气降水和灌溉。地下水是上层土壤水分的重要来源。士壤水分并非纯水，不仅含有Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Cl-等离子以及有机物，还含有有机、无机污染物。土壤水实际上包括土壤中各种成分和污染物。因此土壤水分既是植物养分的主要来源，也是进入土壤的各种污染物向其他环境圈层（如水圈、生物圈等）迁移的媒介。

3．土壤气相

土壤气相是指土壤孔隙所存在的多种气体的混合物。土壤空气存在于未被水分占据的土壤孔隙中。这些气体主要来源于大气，其次是产生于土壤中的生物化学和化学过程。其主要成分是N2、O2和CO2，组成接近于大气的正常组成，但又有着明显的差异，表现在O2和CO2的含量上，土壤空气中O2的含量较少，而CO2的含量较多，且随深度有明显的变化。土壤空气的水汽含量一般总比大气高得多，并常含有少量还原性气体，如甲烷、硫化氢、氢气。在某些情况下还可能产生磷化氢及二硫化碳等气体。如果是被污染的土壤，其空气中还可能存在污染物。