土壤是由固體、液體和氣體三類物質(zhì)組成的.固體物質(zhì)包括土壤礦物質(zhì)、有機質(zhì)和微生物等.液體物質(zhì)主要指土壤水分.氣體是存在于土壤孔隙中的空氣.土壤中這三類物質(zhì)構(gòu)成了一個矛盾的統(tǒng)一體.它們互相聯(lián)系,互相制約,為作物提供必需的生活條件,是土壤肥力的物質(zhì)基礎(chǔ).
一、礦物質(zhì)
土壤礦物質(zhì)是巖石經(jīng)過風(fēng)化作用形成的不同大小的礦物顆粒(砂粒、土粒和膠粒).土壤礦物質(zhì)種類很多,化學(xué)組成復(fù)雜,它直接影響土壤的物理、化學(xué)性質(zhì),是作物養(yǎng)分的重要來源.
二、有機質(zhì)
有機質(zhì)含量的多少是衡量土壤肥力高低的一個重要標(biāo)志,它和礦物質(zhì)緊密地結(jié)合在一起.在一般耕地耕層中有機質(zhì)含量只占土壤干重的0．5-2．5％,耕層以下更少,但它的作用卻很大,群眾常把含有機質(zhì)較多的土壤稱為“油土”. 土壤有機質(zhì)按其分解程度分為新鮮有機質(zhì)、半分解有機質(zhì)和腐殖質(zhì).腐殖質(zhì)是指新鮮有機質(zhì)經(jīng)過微生物分解轉(zhuǎn)化所形成的黑色膠體物質(zhì),一般占土壤有機質(zhì)總量的85—90％以上.
腐殖質(zhì)的作用主要有以下幾點：
(一) 作物養(yǎng)分的主要來源 腐殖質(zhì)既含有氮、磷、 鉀、疏、鈣等大量元素,還有微量元素,經(jīng)微生物分解可以釋放出來供作物吸收利用.
(二)增強土壤的吸水、保肥能力 腐殖質(zhì)是一種有機膠體,吸水保肥能力很強,一般粘粒的吸水率為50—60％,而腐殖質(zhì)的吸水率高達(dá)400-600％；保肥能力是粘粒的6一10倍,
(三)改良土壤物理性質(zhì) 腐殖質(zhì)是形成團粒結(jié)構(gòu)的良好膠結(jié)劑,可以提高粘重土壤的疏松度和通氣性,改變砂土的松散狀態(tài).同時,由于它的顏色較深,有利吸收陽光,提高土壤溫度.
(四)促進土壤微生物的活動 腐殖質(zhì)為微生物活動提供了豐富的養(yǎng)分和能量,又能調(diào)節(jié)土壤酸堿反應(yīng),因而有利微生物活動,促進土壤養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化.
(五)刺激作物生長發(fā)育 有機質(zhì)在分解過程中產(chǎn)生的腐殖酸、有機酸、維生素及一些激素,對作物生育有良好的促進作用,可以增強呼吸和對養(yǎng)分的吸收,促進細(xì)胞分裂,從而加速根系和地上部分的生長. 土壤有機質(zhì)主要來源于施用的有機肥料和殘留的根茬. 許多社隊采用柴草墊圈、秸稈還田、割青漚肥、草田輪作、糧肥間套、擴種綠肥等措施,提高土壤有機質(zhì)含量,使土壤越種越肥,產(chǎn)量越來越高,應(yīng)當(dāng)因地制宜加以推廣.
三、微生物
土壤微生物的種類很多,有細(xì)菌、真菌、放線菌、藻類 和原生動物等.土壤微生物的數(shù)量也很大,l克土壤中就有幾億到幾百億個.l畝地耕層土壤中,微生物的重量有幾百斤到上千斤.土壤越肥沃,微生物越多.
微生物在土壤中的主要作用如下：
(一)分解有機質(zhì) 作物的殘根敗葉和施入土壤中的有機肥料,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；并且形成腐殖質(zhì),改善土壤的理化性質(zhì).
(二)分解礦物質(zhì) 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.
(三)固定氮素 氮氣在空氣的組成中占4／5,數(shù)量很大,但植物不能直接利用.土壤中有一類叫做固氮菌的微生物,能利用空氣中的氮素作食物,在它們死亡和分解后,這些氮素就能被作物吸收利用.固氮菌分兩種,一種是生長在豆科植物根瘤內(nèi)的,叫根瘤菌,種豆能夠肥田,就是因為根瘤菌的固氮作用增加了土壤里的氮素；另一類單獨生活在土壤里就能固定氮氣,叫自生固氮菌.另外,有些微生物在土壤中會產(chǎn)生有害的作用.例如反硝化細(xì)菌,能把硝酸鹽還原成氮氣,放到空氣里去,使土壤中的氮素受到損失. 實行深耕、增施有機肥料、給過酸的土壤施石灰、合理灌溉和排水等措施,可促進土壤中有益微生物的繁殖,發(fā)揮微生物提高土壤肥力的作用.
四、土壤水分
土壤是一個疏松多孔體,其中布滿著大大小小蜂窩狀的孔隙.直徑0．001-0．1毫米的土壤孔隙叫毛管孔隙.存在于土壤毛管孔隙中的水分能被作物直接吸收利用,同時,還能溶解和輸送土壤養(yǎng)分.毛管水可以上下左右移動,但移動的快慢決定于土壤的松緊程度.松緊適宜,移動速度最快,過松過緊,移動速度都較慢. 降水或灌溉后,隨著地面蒸發(fā),下層水分沿著毛管迅速向地表上升,應(yīng)在分墑后及時采取中耕、耙、耱等措施,使地表形成一個疏松的隔離層,切斷上下層毛管的聯(lián)系,防止跑墑.“鋤頭有水”的科學(xué)道理就在這里.土壤含水量降至黃墑以下時,毛管水運行基本停止,土 壤水分主要以氣化方式向大氣擴散丟失.這時進行鎮(zhèn)壓(碾地),使地表形成略為緊實的土層,一方面可以接通已斷的毛細(xì)管,使底墑借毛管作用上升；另一方面可減少大孔隙,防止水汽擴散損失,所以群眾說“碾子提墑,碾子藏墑”.鎮(zhèn)壓后耱地,使耕層上再形成一個平整而略松的薄層,保墑效果更好. 五、土壤空氣 土壤空氣對作物種子發(fā)芽、根系發(fā)育、微生物活動及養(yǎng)分轉(zhuǎn)化都有極大的影響.生產(chǎn)上應(yīng)采用深耕松土、破除扳結(jié)、排水、曬田(指稻田)等措施,以改善土壤通氣狀況,促進作物生長發(fā)育.
在19世紀(jì)末,俄國土壤學(xué)家道庫恰耶夫（V．V．Dokuchaisv）從土壤發(fā)生學(xué)的觀點,認(rèn)為土壤的性質(zhì)是氣候、生物、地形、母質(zhì)和時間等成土因素綜合作用的結(jié)果. 土壤是發(fā)育于地球陸地表面具有一定肥力且能夠生長植物的疏松表層（包括海、湖淺水區(qū)）.它是地球表面上的附著物,人力可以搬動土壤.