8.2.2 土壤组成
土壤是由固体、液体和气体三相物质组成的疏松多孔体。固相物质包括岩石风化后的产物，即土壤矿物质、土壤中植物和动物的残体及其分解转化产物，以及生活在土壤中的微生物和土壤动物。液体是指土壤中的水分，其中溶解有离子、分子及胶体状态的各种有机物和无机物。它主要来自大气降水，这些水以薄膜状存在于固相颗粒的周围和较小的孔隙中。气体是土壤中的空气，典型土壤约有35%的体积是充满空气的孔隙。土壤中的气体与大气成分基本相似，但CO2比大气多，而O2比大气少，水汽经常处于饱和状态（图8-5）。
按容积计，在较理想的土壤中矿物质占38%～45%，有机质占5%～12%，孔隙约占50%。按质量计，矿物质占固相部分的90%～95%，有机质占1%～10%。从土壤物质组成总体看来，大多是以矿物质为主的物质体系。
一、土壤矿物质
土壤矿物占土壤固相质量的90%以上，是土壤固相的主体物质，对土壤的性质、结构和功能有很大影响，按其成因类型可分为原生矿物和次生矿物。
1.原生矿物
原生矿物是指直接来源于岩石，受到不同程度的物理风化作用的碎屑。其化学成分和晶格构造未改变，包括硅酸盐和铝硅酸盐类、氧化物类、硫化物和磷酸盐类，以及某些特别稳定的原生矿物。
图8-5 土壤中固、液、气相结构图
2.次生矿物
次生矿物是在母质或土壤形成过程中，经化学分解、破坏（包括水合、氧化和碳酸化等作用），或风化产物重新合成而新生成的矿物。土体中次生矿物种类繁多，包括各种简单盐类、铁铝氧化物和次生铝硅酸盐类等。其中，铁铝氧化物和次生铝硅酸盐类是构成土壤黏粒的主要成分，是矿物质中最活跃的成分。
二、土壤有机质
土壤有机质是土壤中各种含碳有机物的总称。它与矿物质一起构成土壤的固相部分。耕作土壤中有机质一般只占固相总质量的5%以下，土壤有机质含量差异很大，农田旱地为14 g/kg左右，水田为20 g/kg左右。
土壤有机质由动植物残体（6%～20%）、微生物体（1.5%～4%）、土壤腐殖质（80%以上）组成。它的主要组成元素是C、O、H、N，含量分别为52%～58%、34%～39%、3.3%～4.8%、3.7%～4.1%，其次为P、S，碳氮比为10%～15%，土壤有机质还含有各种微量元素。
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特殊有机物，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，吸水保肥能力很强，是黏粒的6～10倍。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，因而有利于微生物活动，促进土壤养分的转化。(https://www.daowen.com)
三、土壤溶液
土壤水分是土壤的重要组成部分之一，主要来自大气降水和灌溉。水在土壤中受到各种力（如重力、土粒表面分子引力、毛管力等）的作用，因而表现出不同的物理状态，这决定了土壤水分的保持、运动及对植物的有效性。
土壤溶液是土壤中水分及其所含溶质的总称，溶液中的组成物质包括不纯净的降水及土壤中溶解性气体，各种单糖、多糖、蛋白质及其衍生物等有机物，钙、镁、钠等无机盐，各种黏粒矿物质和铁、铝氧化物等无机胶体，铁、铝有机配合物等。土壤溶液是一种多相分散系的混合液，具有酸碱反应、氧化还原作用和缓冲作用。
四、土壤空气
土壤空气指的是CO2、O2和CH4等气体。土壤空气和水分共存于土壤的空隙中，主要从大气中渗透而来，其次是内部进行的生物化学过程产生的一些气体。土壤空气的数量和组成不是固定不变的，土壤空隙的状况和含水量的变化是土壤空气数量发生变化的主要原因。
五、土壤生物
土壤生物是栖居在土壤（包括地表枯落物层）中的生物体的总称，主要包括土壤动物、高等植物（根系）和微生物。
1.土壤植物
土壤植物主要为高等植物的根系。虽然这些高等植物根系只占土壤体积的1%，但其呼吸作用却占土壤的1/4～1/3。根据尺寸大小，根系可被认为是中型或微型生物。植物根系的活动能明显影响土壤的化学和物理性质；同时，植物根系与其他生物之间也常常存在竞争或协同关系。
2.土壤动物
土壤动物指长期或一生中大部分时间生活在土壤或地表枯落物层中而且对土壤有一定影响的动物。按自身大小，可分为微型土壤动物（如原生动物和线虫等）、中型土壤动物（如螨等）、大型土壤动物（蚯蚓、蚂蚁等）。虽然土壤动物数量较少，但它们直接或间接地参与土壤中物质和能量的转化，在促进土壤养分循环方面起着重要作用，是土壤生态系统中不可分割的组成部分。
3.土壤微生物
土壤微生物是指生活于土壤中的形体微小、构造简单的单细胞或多细胞生物类群，主要包括原核微生物（古菌、细菌、放线菌、蓝细菌、黏细菌），真核微生物（真菌、藻类和原生动物）以及无细胞结构的分子生物。其中，土壤细菌占土壤微生物总数的70%～90%。
土壤微生物种类和数目随土层深度、氢离子浓度、温度、湿度和季节而有明显变化。比如：藻类在地表面或靠近地表面的土层进行光合作用；好氧性细菌多分布在上层土壤中，厌氧性细菌则多分布在下层土壤中；细菌多分布在中性至弱碱性土壤中，而真菌多分布在酸性土壤中。微生物活动对土壤碳素和氮素循环以及营养盐分的循环有重要意义。同时，微生物是污染的“清洁工”，参与污染物的转化，在土壤自净过程及减轻污染物危害方面起着重要作用。
