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土壤的秘密

2013-11-07 20:35:41

土壤的秘密

刘艳

 

看看自己的脚下,土壤是多么平凡的东西,似乎在任何地方都可以看到。如果我们的地球表面没有土壤覆盖的话,人类将遭毁灭。没有土壤,植物无法生长,人类以及其他动物就无法得到食物。土壤到底是由什么东西组成的?将这些不起眼的东西放大数十上百倍你就会发现,它们的主要部分是细小的碎石块。此外,空气、水、微小生物也是土壤的重要组成部分,当然,别忘了最重要的部分——腐殖质。

 

土壤是如何形成的?

土壤是如何形成的? 最初,地壳由大块坚硬的固态岩石组成。后来,这些岩石的外层缓慢地碎裂成越来越小的碎片,最终形成了石头、卵石和沙砾。它们在空气中,经常处于适宜的湿气里,受到适宜的太阳能的作用,起初苔藓类生物滋生进来,苔藓能分解岩石,当苔藓死后,躯体变为粉末状,这种粉末中包含它们从岩石中吸收的矿物质,经过多年堆积,变成了最初的土壤。

那么构成土壤的这些岩石颗粒究竟有多小呢?事实上,土壤中主要有3种岩石小颗粒:介于0.075毫米和2毫米之间的砂粒,直径介于0.005毫米到0.075毫米之间的粉砂和直径小于0.005毫米的黏粒。人能分辨的最小尺寸是0.075毫米,也就是说人只能看到单个的砂粒。而最小的黏粒因为太小了,之间会有很强的分子力,以至于紧密地黏在一起。

 

地球土壤与月球火星土壤区别

土壤形成时间很长,但并不是地球所独有,月球和火星上也有土壤——如果把土壤简单地定义成微小的矿物颗粒的话。月壤中矿物颗粒的来源主要是因撞击而破碎的月岩和陨石,它们是构成月壤的主要成份。月岩由于热胀冷缩的长期作用自身发生崩解,以及月球上火山爆发的火山灰和岩石碎屑也是月壤的来源之一。而火星土壤的形成还要加上大气流动的风化作用。但是,如果你能抓起一把月球或者火星上的土壤来看,会发现它们和地球的土壤基本不是一种东西。那种土壤特有的褐色在哪里?土壤好闻的(或者难闻的)腥气在哪里?土壤黏黏的质感在哪里?比较月球和火星的土壤,你才会真正注意到地球土壤的精华——腐殖质。

月球虽然和地球几乎同时出现于宇宙,距今已几十亿年了,但仍旧停留在原始的岩石状态,而没有我们在地球上所看到的土壤。这是由于月球上既无空气也无水分,因而也没有生物。因此,要形成土壤,生物是不可缺少的。由于参与了生物活动,土壤实际上继续不断地变化着,今后也将变化,它是活动的物质。特别对于耕作土壤,一方面由于作物的根引起化学变化,一方面由于施用有机物和化学肥料,而引起惊人的变化。当仔细观察土壤时,就可以发现土壤有千差万别的姿态。

 

腐殖质是植物的粮食

腐殖质是生物改造地球环境,同时又受益于这种被改造的环境的一个典型例子。腐殖质的主要组成元素为碳、氢、氧、氮、硫、磷等,如果你是植物的话,一定会觉得这些字眼听上去很可口。腐殖质正是植物能“吃进口”的“菜”,腐殖质里包含两种能够溶于水的大分子酸性物质“胡敏酸”和“富里酸”。植物可以通过吸水把它们吸进去,就像我们喝粥一样。同时,腐殖质又是一种胶体状,它能让土壤更有黏性,从而增强土壤的吸水、保肥能力;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,由于它的颜色较深,有利于吸收阳光,提高土壤温度。腐殖质需要很多条件才能形成,好的土地可谓“可遇不可求”。

把石头磨成土需要极大的耐心,而腐殖质的形成也需要时间。如果现在把某地表层1平方厘米的土壤完全移除,代替它们的土壤需要1百年才能重新形成。现在我们知道,土壤的那些颗粒形成很不容易,而腐殖质更是弥足珍贵。也就是说,土壤是一种很有用、同时又很有限的东西,对于这类东西,我们有个专门的词来指代它——“资源”。而现在,这种资源正在快速消耗,并处在危险的边缘。

 

五色土的奥秘

幅员辽阔的国土面积,丰富多样的自然条件,使我国拥有了从寒温带到热带所有的土壤类型,是世界上土壤类型最丰富的国家。受气候、海洋、植被等多种因素的影响,我国形成了东方青土、南方红土、西方白土、北方黑土、中央黄土的土壤分布格局。但是为什么我国的土壤会形成这样的颜色分布呢?

土壤是经过千万年漫长的岁月逐渐形成的,而气候、岩石、地形、植被、人为活动等诸多因素都会影响到土壤的形成。我国南方高温多雨,土壤的淋湿作用较强,这样就使得土壤中铁铝氧化物相对富集,这种铁铝氧化物呈红色,所以南方的土壤看起来是红色的,人们称它为红壤。红壤中有机质含量小、酸性强,并不适于农作物的生长,但是人们年复一年的精耕细作,逐渐把红壤改造成了高产肥沃的优质土壤。

黑土主要分布在我国东北部地区。因为这里气候寒冷,开发较晚,草类春生秋亡,年复一年,在土壤中形成了一个厚厚的腐殖质层,使得土壤看来油黑油黑的,所以称为黑土。黑土土层深厚,土壤肥力很高,非常适于农作物的生长,因此有“土中之王”的美誉。黑土富集的东北地区是我国重要的商品粮生产基地。

五色土中央的黄土,代表的是我国中部以黄土高原为中心的黄土覆盖区,这里孕育了中华民族的母亲河。黄河提供了灌溉的便利,因此这里成为了中华民族最早生息繁衍的地方。对于黄土的形成,有“风成说”的理论,也就是说黄土是被风吹来的。每当冬春季节,强劲的西北风就把荒漠地区的沙尘向东南地区吹扬,遇到风力减弱或高山阻挡,这些沙尘就纷纷沉降,经过几百万年逐渐堆积,就形成了中部的黄土。这里是华夏民族的发祥地。

我国地处北半球,欧亚大陆的东部,面向太平洋。东部的青土和西部的白土便是由于东、西部距离海的远近不同而造成的。东部临近海洋,降水较多,因为土壤中的水分含量高,所以土表呈青暗色,也就被称作为青土。向西北去,气候逐渐干旱,植被形成了荒漠。由于蒸发强烈,土壤中的盐分向表层积聚,也就是所谓的土壤盐碱化。白土就是这种灰白的荒漠土和盐碱土。白土极不适于作物生长,因此开发和改造西部土壤一直被列为国家的重点建设项目。

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