腳下的土壤

本刊綜合

我們仰望星空、眺望大海，也曾關(guān)注身邊的大樹和花花草草，卻總是對(duì)腳下的土壤熟視無睹。有時(shí)候，我們與它親密接觸，還可能嫌棄它弄臟了自己的衣服。對(duì)此，土壤從來不回應(yīng)什么，它總是默默地付出，為大家貢獻(xiàn)自己的所有。

萬物土中生，有土心不慌。自2013年開始，每年的12月5日被定為世界土壤日，土壤成為人們關(guān)注的對(duì)象。2022年6月24日，《中華人民共和國(guó)黑土地保護(hù)法》通過，并于2022年8月1日起施行。土壤對(duì)于人類生存、萬物生長(zhǎng)具有重要的作用，我們理應(yīng)重視它，愛護(hù)它。

土壤經(jīng)歷漫長(zhǎng)的歲月才成為我們熟悉的模樣。它類型多樣、色彩豐富，“身體”里大有乾坤，同所有的生物一樣，也有生老病死。

土壤或許神秘，我們了解它后，就會(huì)發(fā)現(xiàn)它迷人、包容，可以擁有無限活力。

土壤是什么

土壤是一種自然體，由各種風(fēng)化作用和生物的活動(dòng)產(chǎn)生的礦物和有機(jī)物等混合而成，主要成分是礦物質(zhì)，可分成數(shù)層不同厚度的土層。

疏松的土壤微粒組合起來會(huì)形成充滿間隙的土壤，而這些孔隙中有溶解溶液（液體）和空氣（氣體）。因此，土壤通常被視作有3種狀態(tài)。

現(xiàn)在地球上大多數(shù)土壤生成的時(shí)間晚于更新世，只有少部分土壤成分生成的年代早于第三紀(jì)（古近紀(jì)和新近紀(jì)）。

知識(shí)小卡片：

世界土壤日的設(shè)立

2002年，國(guó)際土壤科學(xué)聯(lián)合會(huì)提議將每年的12月5日作為世界土壤日，以彰顯土壤作為自然體系中的一個(gè)重要組成部分、人類福祉的一個(gè)主要貢獻(xiàn)者所發(fā)揮的重要作用。

2013年10月，第68屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)宣布12月5日為世界土壤日，并確定2015年為國(guó)際土壤年。

2014年12月5日是首個(gè)世界土壤日。每年的世界土壤日，都有一個(gè)活動(dòng)主題。

土壤的個(gè)性

土壤并不像它看起來的那么簡(jiǎn)單。它結(jié)構(gòu)復(fù)雜，還挺有個(gè)性的。

不斷“打怪升級(jí)”

土壤是由巖石“升級(jí)”而成的，這離不開氣候、微生物、地形等的“幫忙”。

巖石在風(fēng)吹、日曬和雨淋等作用下，發(fā)生一系列物理、化學(xué)變化，日積月累，最終被侵蝕成碎屑，形成土壤的最原始部分——成土母質(zhì)。之后，它們被微生物慢慢分解，變?yōu)榉勰睿@些粉末經(jīng)過多年的堆積就變成了最初的土壤。這是一個(gè)非常緩慢的過程。

你腳下的土壤的歲數(shù)比你爺爺奶奶的歲數(shù)還要大哦，因?yàn)橐恍┩寥佬枰獛浊甑臅r(shí)間才能形成?？茖W(xué)家們?cè)?jīng)在非洲的沙漠中找到約有5500萬年歷史的土壤化石。

土壤有“味道”

土壤具有酸堿性。當(dāng)土壤中氫離子的濃度大于氫氧離子的濃度時(shí)，土壤呈酸性；當(dāng)土壤中氫氧離子的濃度大于氫離子的濃度時(shí)，土壤呈堿性；兩者相等時(shí)土壤則為中性。

如何判斷土壤的酸堿性呢？

我們可以看土源、看土色、看地表植物、看質(zhì)地、憑手感、看澆水后的情形，或者用pH試紙測(cè)定土壤的酸堿性，具體情況見表1。

在水中冒氣泡

土壤可能非常喜歡水。我們將一小塊土壤放入裝有清水的燒杯里，土壤會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的反應(yīng)——外表冒氣泡。

為什么會(huì)這樣呢？原來土壤有一定的吸水性。土壤中有孔隙，當(dāng)杯中的水將孔隙中的空氣擠出來，土壤表面就會(huì)冒氣泡。

如同分層的蛋糕

土壤剖面大致可以分為三層。

最上層是表土層，又叫淋溶層。這一層是生物活動(dòng)最頻繁的土層，有機(jī)質(zhì)豐富，植物根系最密集。耕作土壤的表土層可分為上表土層和下表土層，上表土層又稱耕作層，熟化程度較高。

第二層是心土層，又叫淀積層，通常指表土層底部至50厘米左右深度的土層，包含大量從表土層淋溶下來的物質(zhì)。心土層是起保水保肥作用的重要土層。

第三層是底土層，又叫母質(zhì)層，有時(shí)這一層為潛育層（如沼澤土、草甸土的潛育層）。底土層幾乎不受耕作影響，根系極少。在耕作土壤中，如果底土層質(zhì)地黏重、緊實(shí)，可起到一定的保水保肥作用；如果質(zhì)地較輕、結(jié)構(gòu)松散，則易漏水、漏肥。

需要指出的是，這只是三個(gè)粗略的土壤層次，實(shí)際上，土壤剖面的層次更豐富。比如，由于人類長(zhǎng)期耕作而形成的有利于作物生長(zhǎng)的耕作層和保水保肥的犁底層。

科技名詞學(xué)一學(xué)

土壤剖面

土壤剖面是指從地面向下挖掘所裸露的一段垂直切面，深度一般在兩米以內(nèi)。它是土壤垂直斷面中土層序列的總和，通常由人工挖掘而成，供人們觀察和研究土壤形態(tài)特征用。

不同類型的土壤具有不同形態(tài)的土壤剖面。土壤剖面可以表示土壤的外部特征。

五色土

世界上的土壤有各種各樣的顏色。在中國(guó)，主要有五種顏色的土壤：黑土、黃土、紅土、青土和白土，它們又被稱為“五色土”。

土壤呈現(xiàn)不同的顏色，與土壤中礦物質(zhì)含量的多少有很大關(guān)系。

黑土

黑土主要分布在我國(guó)東北地區(qū)。由于氣候的影響，東北地區(qū)夏季高溫多雨，草本植物生長(zhǎng)茂盛，地上和地下積累了大量的有機(jī)物。在漫長(zhǎng)且寒冷的冬季，土壤中的微生物活動(dòng)較弱，有機(jī)物分解的速度變慢，時(shí)間一長(zhǎng)，土壤就會(huì)呈現(xiàn)黑色。黑土是肥力最高、最適宜農(nóng)耕的土地，被稱為“耕地中的大熊貓”。

與其他土壤相比，黑土具有水穩(wěn)性團(tuán)粒結(jié)構(gòu)比重大、腐殖質(zhì)含量高、結(jié)構(gòu)疏松、容重低、持水能力強(qiáng)、通透性良好、微生物活性強(qiáng)等特點(diǎn)。

我國(guó)東北黑土區(qū)是我國(guó)糧食安全的“壓艙石”，承擔(dān)我國(guó)商品糧供給的重任。

科技名詞學(xué)一學(xué)

土壤肥力

土壤肥力是指土壤具有的供給植物生長(zhǎng)所需的水、肥、氣、熱的能力。氮磷鉀含量、濕度、溫度、孔隙度、酸堿度、含鹽量、微生物的種類和活性……土壤肥力是這些物理、化學(xué)和生物性質(zhì)的綜合反映。

黃土

黃土主要分布在黃土高原。黃土是在風(fēng)力搬運(yùn)作用下，在干旱、半干旱環(huán)境下堆積的風(fēng)成堆積物。由于長(zhǎng)距離的搬運(yùn)和分選，它的物質(zhì)組成具有高度的均一性。因?yàn)橛袡C(jī)質(zhì)含量不高，在石英、長(zhǎng)石和碳酸鈣等礦物的相互作用下，黃土一般為黃色。

紅土

紅土主要分布在我國(guó)南方。南方氣溫高，空氣潮濕，風(fēng)化作用強(qiáng)烈，土壤中的礦物質(zhì)能很快分解，易溶于水的礦物質(zhì)幾乎全部流失，只剩下氧化鐵、氧化鋁等礦物質(zhì)殘留在土壤上層。就像鐵會(huì)生銹一樣，土壤中那些含鐵的物質(zhì)也會(huì)氧化生銹，又由于受氧化鋁的影響，土壤呈現(xiàn)磚紅色，即紅色略帶灰色。

青土

青土也主要分布在我國(guó)南方。按照地理學(xué)的劃分，青土可以看作是水稻土。

水稻田在排水不暢的情況下，由于土壤缺氧，紅色土壤中的氧化鐵常常被還原成淺綠色的氧化亞鐵，于是土壤變成了青色。

白土

白土主要分布在我國(guó)西北地區(qū)。白土其實(shí)是鹽堿地，在西北沙漠、荒漠和戈壁區(qū)，氣候干旱炎熱，地面蒸發(fā)作用強(qiáng)烈，含有鹽分的地下水上升到地表層，當(dāng)水分蒸發(fā)后，鹽分便留在了土壤表層。經(jīng)過長(zhǎng)年累月的積累，鹽分越來越多，最后土壤呈現(xiàn)白色。

特殊的紫色土

在四川盆地還有一種特殊的土壤，叫紫色土。

紫色土的紫色不會(huì)褪色，土里富含鈣質(zhì)和磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)元素。在四川盆地的丘陵地區(qū)，這種土屬于較肥沃的土壤，比較適合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

土壤生物多樣性

毫不夸張地說，土壤中有個(gè)龐大的生物群落，成員包括蚯蚓、彈尾蟲、

線蟲等，還有大量的微生物。這些生物參與物質(zhì)循環(huán)，讓土壤充滿活力。

你知道嗎？沒有土壤生物，植物就無法生長(zhǎng)，人類也無法生存。

種類繁多

在生態(tài)學(xué)研究中，人們常根據(jù)體寬將土壤動(dòng)物劃分為這幾類：小型土壤動(dòng)物，如原生動(dòng)物和線蟲；中型土壤動(dòng)物，如跳蟲和螨蟲；大型土壤動(dòng)物，如蚯蚓和白蟻；巨型土壤動(dòng)物，如鼴鼠等。其中蚯蚓是對(duì)土壤結(jié)構(gòu)和土壤肥力產(chǎn)生重要影響的大型土壤動(dòng)物，被稱為“生態(tài)系統(tǒng)工程師”。而微生物包括細(xì)菌、真菌和病毒等。據(jù)估計(jì)，一茶匙土壤中含有大約 500 億個(gè)微生物。

作用不相同

每個(gè)類群在土壤生態(tài)系統(tǒng)中的作用各不相同。

土壤微生物和小型土壤動(dòng)物可將有機(jī)化合物和無機(jī)化合物轉(zhuǎn)化為其他生物易獲取的形式。

中型土壤動(dòng)物的活動(dòng)可提高土壤能量和營(yíng)養(yǎng)的可用性。

大型土壤動(dòng)物和巨型土壤動(dòng)物會(huì)改變土壤的孔隙度、水和氣體的輸送，并將土壤顆粒結(jié)合在一起，從而減少土壤被侵蝕。

土壤也會(huì)“生病”

通常我們認(rèn)為，土壤是沒有生命的。其實(shí)不然，土壤如同地球上的生物一樣也會(huì)“生病”。

如果土壤生態(tài)系統(tǒng)的平衡被打破，土壤就會(huì)生病甚至失去生命力走向消亡。

土壤鹽堿化

土壤鹽堿化是鹽分在土壤中積聚導(dǎo)致土壤基本特性惡化和質(zhì)量下降的過程。鹽堿土含有大量的鹽堿成分，而且土壤板結(jié)、透水性差，鹽分不易下滲排出。

從外觀看，這種土帶有白色，嘗一嘗，味道應(yīng)該是咸的。

“病因”：

1.自然因素

干旱的氣候（降水稀少，水分蒸發(fā)強(qiáng)烈），含鹽的土壤母質(zhì)和地層，平坦低洼的地形，滯緩的地下水流，等等。

2.人為因素

不合理的施肥方式，比如過量施用化肥；長(zhǎng)期采用大水漫灌的灌溉方式，或在低洼地區(qū)只灌不排。

治理措施：

減少土表蒸發(fā)，控制地下水位，改良土壤結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)土壤肥力，改善土壤環(huán)境。

利用生態(tài)排鹽控鹽技術(shù)，調(diào)控水鹽肥，應(yīng)用暗管明溝排水、滴灌等方式和養(yǎng)分增效技術(shù)等。

大力種植耐鹽植物，提高植被覆蓋率，有效改善土壤理化性質(zhì)。

黑土不再那么黑

黑土流失嚴(yán)重，土壤中積累多年的腐殖質(zhì)分解加速，黑土肥力下降。部分地區(qū)出現(xiàn)“破皮黃”，露出底層黃土。

土壤被污染

“病因”：長(zhǎng)期高強(qiáng)度種植作物，外源化肥養(yǎng)分非均衡輸入，水蝕、風(fēng)蝕和凍融侵蝕作用。

治理措施：“少打擾”——盡量少的土壤擾動(dòng)；“給吃飽”——合理利用秸稈資源，保證盡量多的植物殘?bào)w覆蓋，并進(jìn)行秸稈、有機(jī)肥“深混還田”，提高黑土的肥力。

“病因”：被污水灌溉，人類將固體廢棄物掩埋，不合理施用農(nóng)藥和肥料等。

治理措施：通過物理、化學(xué)和生物修復(fù)及聯(lián)合修復(fù)方法降低土壤中污染物的濃度，固定土壤污染物，將土壤污染物轉(zhuǎn)化為低毒或無毒物質(zhì)，阻斷土壤污染物在生態(tài)系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)移途徑。

雖然土壤看上去顏值不高，但是我們的生活一刻也離不開它。它是十分重要的自然資源，是自然界的生物寶庫(kù)，與人類社會(huì)的發(fā)展息息相關(guān)。它珍貴，卻又脆弱。如今，它的“健康狀況”不容樂觀。

如何治理“生病”的土壤，實(shí)現(xiàn)土壤的可持續(xù)利用？這是全人類都應(yīng)該思考和解決的問題。作為學(xué)生，我們應(yīng)該在觀念上重視土壤，在行動(dòng)上保護(hù)土壤，從身邊的小事做起，比如進(jìn)行垃圾分類、栽種植物等，像愛惜自己的身體一樣愛護(hù)土壤。

（欄目編輯：陽(yáng)丹彥）