土壤作為陸地表面的一層疏松物質(zhì)，由巖石風(fēng)化而成的礦物質(zhì)、動植物、微生物殘體腐解產(chǎn)生的有機質(zhì)、 土壤生物以及水分、空氣、氧化的腐殖質(zhì)等組成，土壤不僅具有豐富的肥力，還是植物生長的搖籃。
一、土壤分類
土壤分類指按照土壤共性和相互聯(lián)系，劃分出土壤類型的完整體系，擬出土壤分類系統(tǒng)。主要目的是能夠反映土壤在發(fā)生學(xué)和地理分布的規(guī)律性，揭示各種土壤本身的屬性，為土壤區(qū)劃、土壤調(diào)查制圖提供基礎(chǔ)資料。
我國現(xiàn)行的分類系統(tǒng)是在1984年全國土壤分類會議討論基礎(chǔ)之上，由全國土壤分類修改小組修訂而成，1992年又進(jìn)行了修訂，采用7級分類制，即土綱、亞綱、土類、亞類、土屬、土種和亞種。全國土壤共分12個土綱（即鐵鋁土、淋溶土、半淋溶土、鈣層土、干旱土、漠土、初育土、半水成土、水成土、人為土、鹽堿土和高山土），30個亞綱，61個土類，231個亞類。
二、土壤成分
土壤的成分比較復(fù)雜，一般由礦物質(zhì)、有機質(zhì)、土壤生物、水分和空氣組成。礦物質(zhì)直接或間接來自巖石風(fēng)化物，是土壤的“骨骼”。有機質(zhì)包括動物和植物的殘體，以及其經(jīng)過微生物作用形成的腐殖質(zhì)。有機質(zhì)比重遠(yuǎn)低于礦物質(zhì)，但對土壤肥力影響很大，是衡量土壤肥力高低的重要指標(biāo)。腐殖質(zhì)的作用主要有：作物養(yǎng)分的主要來源、增強土壤吸肥保水能力、改良土壤物理性質(zhì)和促進(jìn)土壤植物的生長。水分和空氣貯存在土壤固體顆粒之間的孔隙中，兩者的比例并不固定，常會隨著外界氣溫、濕度、降水等條件的變化而此消彼長。土壤孔隙也是細(xì)菌、真菌等土壤微生物和蚯蚓、線蟲類等土壤動物的生存空間。土壤中的微生物雖小，肉眼無法看到，但其數(shù)量十分驚人，而且作用很大，如分解有機質(zhì)釋放出營養(yǎng)元素，供植物利用。
三、土壤形成過程
土壤是由裸露于地表的巖石，在較長的時間中，經(jīng)過極其復(fù)雜的風(fēng)化過程和成土過程而形成的。風(fēng)化作用是指地殼表面或近地球表面的巖石在空氣、水、溫度和生物活動的影響下發(fā)生破碎和分解的過程。可分成物理風(fēng)化、化學(xué)風(fēng)化和生物風(fēng)化。巖石經(jīng)風(fēng)化作用后形成疏松的、粗細(xì)不同的礦物碎屑，即為成土母質(zhì)，同時，植物與微生物在母質(zhì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行有機質(zhì)的合成與分解，并參與礦物的風(fēng)化作用，最終形成了能滿足植物對空氣、水分、養(yǎng)料需要的良好環(huán)境，成為成熟土壤。
四、土壤質(zhì)地
土壤質(zhì)地一般分為砂土、壤土和黏土三大類。土壤質(zhì)地是根據(jù)土壤機械組成的一定范圍劃分的土壤類型。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/厘米3之間，因此，土壤晝夜溫差大，通透性好，有機質(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肥和少量多次地勤追化肥。
②粘土：這種土壤含泥粒在60%以上，土壤比重在2.6—2.7克/厘米3之間。土壤硬度大，粘著性、粘結(jié)性和可塑性都強，故適耕性差。土壤保水保肥力強，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/厘米3之間。質(zhì)地輕松，通氣透水，保水保肥力強。因此，它是水、肥、氣、熱協(xié)調(diào)的優(yōu)質(zhì)土壤。
土壤質(zhì)地直接影響土壤蓄水性、通氣性和保肥性。
砂質(zhì)土含砂粒多，黏粒少，粒間多為大孔隙，土壤通透性良好，透水排水快，但缺乏毛管孔隙，土壤持水量小，蓄水保水抗旱能力差。砂質(zhì)土主要礦物為石英，缺乏養(yǎng)分元素和膠體，土壤保蓄養(yǎng)分能力低，養(yǎng)分易流失，因而表現(xiàn)為養(yǎng)分貧乏，保肥耐肥性差，施肥時肥效來得快且猛，但不持久。砂質(zhì)土水少氣多，土溫變幅大。晝夜溫差大，早春土溫上升快，稱熱性土。
黏質(zhì)土含砂粒少，黏粒多，毛管孔隙特別發(fā)達(dá)，大孔隙少，透水通氣性差，排水不良，不耐澇。土壤持水量大，但水分損失快，保水抗旱能力差。這類土壤含礦質(zhì)養(yǎng)分較豐富，但通氣性差，有機質(zhì)分解緩慢，腐殖質(zhì)累積較多;土壤保肥能力強，養(yǎng)分不易淋失，肥效慢、穩(wěn)而持久。
黏質(zhì)土土溫變幅小，早春土溫上升慢，有冷性土之稱。土壤脹縮性強，干時田面開大裂、深裂，易扯傷根系。壤質(zhì)土由于所含砂粒、黏粒比例較適宜，它兼有砂土類和黏土類土壤的肥力優(yōu)點，既有砂質(zhì)土的良好通透性和耕性，發(fā)小苗等優(yōu)點，又有黏土對水分、養(yǎng)分的保蓄性，肥效穩(wěn)而長等優(yōu)點，適種范圍廣，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)較為理想的土壤質(zhì)地。
五、土壤顏色
土壤顏色是土壤最明顯的特征。土壤顏色通常與土壤的礦物質(zhì)成分、有機質(zhì)含量、排水條件等密切相關(guān)。
類別
分布
成因
黑色土壤
我國東北到內(nèi)蒙古東部
冬季寒冷，有機質(zhì)分解慢，積累較多
紅色土壤
南部地區(qū)
高溫多雨，礦物質(zhì)淋溶作用強，氧化鐵含量較高
青色土壤
東部地區(qū)長期積水之地
土壤中的鐵多以氧化亞鐵的形式存在，土壤呈青灰色，如水稻土
白色土壤
西部地區(qū)
氣候干旱，鹽堿比較高，有機質(zhì)少，水分較少
黃色土壤
黃土高原
在黃土的基礎(chǔ)上發(fā)育而成
土壤腐殖質(zhì)一般粘附在土粒的表面，它的多少主要是調(diào)節(jié)土壤顏色的深淺，黑色的土壤一般是腐殖質(zhì)含量較高的，因為腐殖質(zhì)呈黑色和棕色，“黑土地油汪汪，不上肥也長糧”的農(nóng)諺就是這么來的；而腐殖質(zhì)含量少時，土壤則呈現(xiàn)灰色或灰白色，如新疆灰漠土。
礦物質(zhì)讓土壤有了除黑以外的其他顏色。氧化鐵在土壤中的含量高時，土色發(fā)紅，或者呈棕紅色。氧化鐵在土壤里經(jīng)常發(fā)生變化。當(dāng)它與水作用時，能轉(zhuǎn)變?yōu)辄S色的水化氧化鐵，低洼潮濕的環(huán)境是這一變化的適宜條件。因而在這種地方，土壤常顯黃色。通風(fēng)不良，氧氣缺乏時，土壤中的氧化鐵又變成了氧化亞鐵。當(dāng)土壤中的氧化亞鐵較多時，土壤就呈現(xiàn)出灰藍(lán)色。
而白色，常常是與土壤里的鹽分變化緊密相連。如碳酸鈣、碳酸鈉、氯化鈉、硫酸鈉等鹽類，以及高嶺土、氫氧化鋁等物質(zhì)在土壤中呈粉末狀存在時，都可能讓土壤呈現(xiàn)偏白的顏色。
紫色土則是由紫色砂巖和頁巖風(fēng)化物發(fā)育形成，在四川地區(qū)分布較多，富含鈣、磷、鉀等營養(yǎng)元素，其土色的決定因子主要為其中含有的結(jié)晶性氧化鐵和錳化合物。
土壤顏色也是可以改變的，例如呈灰色、灰白色、暗棕色、紅棕色等的土壤，大多是原來的白土、紅壤、黃壤，在人們耕作、施用有機肥作用下，土壤中腐殖質(zhì)有所增加，土壤逐步向黑色過渡的顏色。
六、土壤微生物
土壤中的微生物種類較多，有細(xì)菌、真菌、放線菌、藻類和原生動物等。數(shù)量也極為龐大，一克土壤中就有幾億到幾百億個。大部分土壤微生物對作物生長發(fā)育是有益的，它們對土壤的形成發(fā)育、物質(zhì)循環(huán)和肥力演變等均有重大影響，當(dāng)然也有那么些不被人喜歡的致病微生物。
首先，土壤微生物可以形成土壤結(jié)構(gòu)。土壤并不是單純的土壤顆粒和化肥的簡單結(jié)合，作為土壤的活躍組成部分, 土壤微生物在自己的生活過程中，通過代謝活動的氧氣和二氧化碳的交換，以及分泌的有機酸等有助于土壤粒子形成大的團粒結(jié)構(gòu)，最終形成真正意義上的土壤。土壤微生物的區(qū)系組成、生物量及其生命活動對土壤的形成和發(fā)育有密切關(guān)系。
其次，土壤微生物最顯著的成效就是分解有機質(zhì)， 比如作物的殘根敗葉和施入土壤中的有機肥料等，只有經(jīng)過土壤微生物的作用，才能腐爛分解，釋放出營養(yǎng)元素，供作物利用，并形成腐殖質(zhì)，改善土壤的結(jié)構(gòu)和耕性。
然后，土壤微生物還可以分解礦物質(zhì)，土壤微生物的代謝產(chǎn)物能促進(jìn)土壤中難溶性物質(zhì)的溶解。例如磷細(xì)菌能分解出磷礦石中的磷，鉀細(xì)菌能分解出鉀礦石中的鉀，以利作物吸收利用，提高土壤肥力。另外，尿素的分解利用也離不開土壤微生物。這些土壤微生物就好比土壤中的肥料加工廠，將土壤中的礦質(zhì)肥料加工成作物可以吸收利用的形態(tài)。
另外，土壤微生物還有固氮作用，氮氣占空氣組成的4/5，但植物不能直接利用，某些微生物可借助其固氮作用將空氣中的氮氣轉(zhuǎn)化為植物能夠利用的固定態(tài)氮化物。
在植物根系周圍生活的土壤微生物還可以調(diào)節(jié)植物生長，植物共生的微生物如根瘤菌、菌根和真菌等能為植物直接提供氮素、磷素和其他礦質(zhì)元素的營養(yǎng)以及有機酸、氨基酸、維生素、生長素等各種有機營養(yǎng)，促進(jìn)植物的生長。
七、土壤肥力
土壤肥力就是指土壤能夠滿足作物生長發(fā)育所必需的水分、養(yǎng)分、空氣、熱量的能力而稱之。土壤肥力分為自然肥力和人為肥力；潛在肥力和有效肥力。所謂自然肥力，是指自然土壤在未開墾利用之前所具有的肥力；人為肥力是指人們對土壤進(jìn)行耕種、施肥、灌溉等農(nóng)業(yè)技術(shù)措施而創(chuàng)造出來新的肥力。
1.土壤肥力因素
土壤水分、養(yǎng)分、空氣和溫度，稱為土壤肥力四大因素。土壤肥力的高低，不只是受每個肥力因素數(shù)量適當(dāng)與否的影響，而主要取決于水、肥、氣、熱之間在一定條件下協(xié)調(diào)程度的左右。因此，必須研究掌握土壤各個肥力因素狀況和它們的相互關(guān)系。
2.土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化
作物需要的養(yǎng)分絕大部份來自土壤，但是，土壤里的養(yǎng)分絕大部份存在于難溶性的礦物質(zhì)中和有機質(zhì)中，為遲效性，作物難以吸收利用。而能被當(dāng)季作物吸收利用的離子態(tài)速效養(yǎng)分，只占土重0.005~0.1%，存在于水溶液中和被吸附在土壤膠體表面上。不過，這種遲效養(yǎng)分和速效養(yǎng)分在一定條件下能夠相互轉(zhuǎn)化。
①有機碳化合物的轉(zhuǎn)化
土壤中的纖維素、淀粉、雙糖、單糖以及脂肪等有機物，都不含氮。它們在土壤中轉(zhuǎn)化有兩種情況：一是通氣良好時，受好氣性細(xì)菌和真菌作用，迅速分解，最后產(chǎn)生CO2和H2O，并放出大量的熱。這種熱是土壤生物化學(xué)作用的原動力和土壤微生物生命活動所需能量的來源。CO2是作物進(jìn)行光合作用的重要原料。二是通氣不良時，受嫌氣性細(xì)菌作用，緩慢分解，只是放出少量的熱和CO2，而累積大量的有機酸（乙酸、丁酸）、甲烷、氫等還原性物質(zhì)，障礙作物生長發(fā)育。如水稻“翻秋”或“溶蔸”現(xiàn)象，就是丁酸所害。因此，水田翻壓綠肥，結(jié)合施石灰，就是為了中和有機酸，消除稻田毒害。
②土壤中氮素的轉(zhuǎn)化
土壤中有機態(tài)氮占99%以上，無機態(tài)氮不足1%;水田的全氮含量約為0.1—0.2%，無機態(tài)氮更少。作物從土壤中吸收的氮素，絕大部份由有機氮轉(zhuǎn)化而來。其轉(zhuǎn)化形成主要有四種：
A、氨化作用：土壤中含氮的有機物，如蛋白質(zhì)、尿素和殼糖（幾丁質(zhì)）等在氨化細(xì)菌作用下，逐漸分解釋放出氨，稱之氨化作用。不論通氣好壞，此過程都能進(jìn)行。氨與土壤中的酸根結(jié)合成銨鹽，為作物吸收利用，或被土壤膠體吸附保存。
B、硝化作用：氨或銨鹽在通氣良好的條件下，經(jīng)亞硝酸細(xì)菌、硝酸細(xì)菌等的作用，轉(zhuǎn)化成硝酸的過程，稱為硝化作用。由于這種作用是在通氣良好的情況下進(jìn)行，所以NO3-N存在于旱土中，而水田中很少見。NO3-N是作物良好的有效態(tài)養(yǎng)分，但不能被土壤膠體吸附，易于隨水流失，故深耕松土，保持土壤濕潤，有利硝化作用和防止土壤中氨的散失。
C、反硝化作用：當(dāng)土壤通氣不良，并含有大量新鮮有機質(zhì)和硝酸鹽的土壤中，在反硝化細(xì)菌的作用下，將硝酸鹽還原成作物不能利用的氮氣而損失，這個過程稱為反硝化作用。這種作用對作物吸收養(yǎng)分和生長帶來不利，務(wù)必加以阻止。稻田采用淺水間灌，露田通氣和施用銨態(tài)氮肥，旱土雨后中耕松土，均可防止反硝化作用的發(fā)生。
D、生物奪氮作用：土壤中的無機態(tài)氮（如銨鹽、硝酸鹽）部份被微生物、雜草、土壤動物吸收利用，合成生物機體，使土壤有效態(tài)氮減少，稱生物奪氮作用。尤以微生物奪氮最突出，當(dāng)土壤中施用大量新鮮的、含纖維素多的有機肥和其它環(huán)境條件又適宜，微生物就大量活動與繁殖，消耗掉土壤中有效氮素，從而導(dǎo)致作物氮素養(yǎng)分缺乏或嚴(yán)重不足。因此，凡秸稈還田或施用大量未腐熟的含纖維多的有機肥料，必須配合施用適當(dāng)?shù)乃傩У?，以補充土壤有效氮素，供作物吸收。
但是生物奪氮作用是暫時的，直到有機肥分解就會停止，同時，微生物死亡后，氮素仍就歸還給土壤，讓作物吸收利用。所以這與反硝化作用造成的氮素?fù)p失是完全不同的。
③土壤中磷素的轉(zhuǎn)化
一般土壤中磷酸總量（以P2O5計算）約在0.05~0.2%之間。紅黃壤僅為0.06%左右，就按此計算，這些磷也夠供作物若干年豐收所需要。但是，土壤中能為作物很好吸收利用的水溶性磷（如Na、K、NH4等磷酸鹽及磷酸一鈣）和弱酸溶性磷（如磷酸二鈣）很少；而多數(shù)為難溶性磷（磷酸二鈣）和極難溶性磷（如磷酸鐵、磷酸鋁）以及有機態(tài)磷。它們需經(jīng)各種轉(zhuǎn)化，才能被作物吸收利用。
土壤無機磷的轉(zhuǎn)化，主要受土壤反應(yīng)的影響。在強酸性土壤中，磷與鐵、鋁離子化合生成難溶性的磷酸鐵、磷酸鋁沉淀而被土壤固定；在石灰性土壤中，磷則成為磷酸三鈣被土壤固定。只有當(dāng)土壤反應(yīng)處于中性或接近中性（PH值為6.5~7.5）的條件，磷的有效性才提高。
土壤有機磷的轉(zhuǎn)化。土壤中，有機磷化合物主要有核蛋白、核酸、卵磷脂、植素以及植物體內(nèi)其他含磷化合物。它們是在土壤微生物的作用下，進(jìn)行水解釋放出磷酸。這種磷酸和水解性磷一樣，在土壤中再進(jìn)行著各種轉(zhuǎn)化，變成有效磷酸鹽供作物吸收利用。
④土壤中鉀素的轉(zhuǎn)化
土壤中鉀的含量與成土母質(zhì)、土壤質(zhì)地和有機肥料的施用關(guān)系極大。土壤中的鉀，根據(jù)對作物有效性的高低，分為四大類：一是水溶性鉀。如KNO3、KCl、KHCO3等，可以被作物直接吸收，但土壤中的含量卻極少；二是代換性鉀。系土壤膠體上吸附的鉀，作物亦可以直接利用，但土壤中含量也少，僅占土壤全鉀量的0.1~0.5%。通常說的有效鉀，是指水溶性鉀與代換性鉀的總和。但它只占土壤總鉀量的1~2%；三是微生物活體鉀。這類鉀存在微生物活體內(nèi)，但在微生物死亡分解后，可被作物吸收利用；四是礦物鉀。系指礦石（鉀云母、正長石）中含的鉀，是礦物在鉀細(xì)菌和各種酸的作用下，釋放出的水溶性鉀。這類鉀在土壤中含量最多，占土壤含鉀總量98%以上。不過，土壤中的鉀和氮、磷一樣，并不能滿足作物生活的需要，亦須依靠施肥來補充。
土壤中各種類型的鉀，在一定的條件下，也可相互轉(zhuǎn)化。難溶性含鉀礦物，在各種酸類或鉀細(xì)菌的作用下，可以釋放出水溶性鉀。但在含粘粒多的土壤中，由于粘土具有濕脹干縮的特性，在土壤干濕交替頻繁中，土壤中的水溶性鉀或代換性鉀被粘土礦物固定起來，成為一種不能移動的鉀，使作物根系無法吸收。
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