微精选

前言
《土壤学简论》第六版以通俗易懂的方式阐释土壤科学。无论是学生、专业人士还是非专业人士，都能通过本书准确掌握土壤科学诸多方面的实用知识，并能够将这些知识应用于实际工作中。事实证明，这本书是一本成功的教科书，非常适合作为大学自然科学和地球科学专业学生的指定阅读材料。高中或高中以上水平的农业科学课程也可以将此版本作为参考资料。土壤科学长期以来主要围绕农业生产展开。农业仍然是粮食和纤维生产的前沿领域，并且比以往任何时候都更加关注土壤及其特性。

任何与土壤打交道的人都能从了解土壤及其特性中受益。园艺师、林业工作者、景观设计师以及类似的专业人士可以从对土壤的深入理解中获益。家庭园艺爱好者同样能从中受益。建造房屋和其他建筑的人需要了解，土壤的物理和化学特性会影响地基问题。工程师在修建道路、桥梁、大坝、堤坝和类似建筑时，也需要同样了解土壤特性。环保人士及相关领域的从业者会发现，土壤的实用知识非常有用。

土壤的用途远不止于农业生产。任何以某种方式与土地打交道的人，都需要知道如何充分利用土壤调查报告中的信息。人们对土壤知识的需求始终存在。如果您的职业涉及土壤的使用，请阅读并理解《土壤学简论》第六版中的内容，并在书架上方便的位置存放一本参考版。

第六版对多个章节进行了扩展和更新，纳入了新的内容呈现方式，以提供上述专业人士所需的信息。新增了关于保护性农业（CA）的章节，介绍了支持和加强粮食生产与环境资源的农业管理实践的演变。书中的插图和照片直观展示了正文所述的原理，有助于增强理解。

伊什博士、 Sauer 博士和 Odoi 博士是经验丰富的大学土壤学教授，从事土壤教学和研究工作。通过在田间、课堂和实验室的实践经验，他们对应用土壤科学的重要性有了基础且实际的认识。本书体现了他们多年的经验，以及希望提供土壤实用知识的愿望，无论土壤是作为植物生长的介质、建筑物地基的基础，还是用于其他任何用途，书中都阐述了土壤特性如何影响土壤最佳利用方式的决策。

本书已成功用作农业行业认证项目的参考资料，例如美国农学会发起的注册作物顾问项目。我们再次采用了玛丽・C・布拉茨（Mary C. Bratz）在早期版本中绘制的许多线条插图，这些插图在传达土壤科学的核心概念和过程方面仍然非常实用。

第一章土壤导论
土壤是一种自然资源，人类在诸多方面都依赖于它。自 20 世纪 30 年代土壤保护运动兴起以来，人们对土壤保护的关注度与日俱增。过去几十年间，环境意识的提升和对环境问题的担忧，使人们将目光聚焦于保护土壤 —— 这一生态系统的基本组成部分。然而，公众对土壤的复杂性却知之甚少。

细心的观察者可能会注意到，在路边或挖掘现场裸露的土壤，其外观在不同地点并不相同（图 1.1）。有时，这些差异在农民耕作的几英寸表层土壤中就显而易见，但通过观察土壤顶部 3 或 4 英尺（0.9 或 1.2 米）的横截面，通常可以看到更大的变化。植物生长的质量和数量取决于土壤层的特性。

图 1.1 路边裸露的土壤可揭示其复杂性
如果在特性不良的土壤上修建道路和建筑，它们可能会出现问题。为满足特定工程用途，必须特别注意克服土壤的局限性。人类粪便和牲畜粪便的妥善处理日益受到关注，尤其是在将土壤用作处理场所的地方。

农作物产量低下和树木生长不良可能是由于作物与土壤不匹配造成的。这种不匹配可能是因为土地所有者没有检查土壤层或了解其局限性。土壤科学家研究土壤合理管理和植物生长所需的因素。

什么是土壤
土壤的传统含义是陆地植物生长的自然介质。美国土壤科学学会发布了两种定义。一种是 “地球表面未固结的矿物质或有机物质，是陆地植物生长的自然介质”。

该学会更全面的定义是 “地球表面未固结的矿物质或有机物质，受到气候（包括水和温度效应）和宏观及微生物等遗传和环境因素的影响，并表现出这些因素的作用，这些因素在一段时间内通过地形对母质起作用”。这些遗传和环境因素的影响将在第二章土壤形成中讨论。

土壤在许多物理、化学、生物和形态特性方面与其来源物质不同。这些特性的差异将在后续章节中讨论。无论土壤用于作物生产、城市建设，还是用于道路、水坝、废物处理等其他用途，它们对土壤管理决策的影响都很重要。

大多数土壤由破碎和化学风化的岩石组成，包括砂、粉砂和粘粒，通常还含有腐殖质，即部分分解的有机物质。土壤在地球表面非常多样，且差异很大。如果了解土壤的特性，就可以对其进行合理管理，并很好地满足使用目的。

土壤的性质和用途
土壤是种植粮食和纤维作物的介质。幸运的是，在地球大部分陆地区域，土壤都覆盖在基岩上，且有相当的深度。如果没有土壤，大陆将成为贫瘠岩石的荒地。在土壤中，种子发芽，植物从土壤中获取水分和养分而生长。农田和森林的作物生产粮食和纤维。

土壤为植物根系提供机械支撑，使高大的树木能够抵御强风数十年。土壤还为房屋、建筑物、人行道、街道和公路等结构提供物理支撑。有时，土壤的特性不佳，建筑物和路面会因下面土壤的不稳定性而开裂。废弃的道路可能会被蚂蚁、蚯蚓和其他生物搬运上来的土壤掩埋。

在热带地区，数百万人舒适地居住在主要由当地挖掘的土壤建造的地方。这种土屋在西非很常见（图 1.2）。一个大家庭的复合土屋可能是相当令人印象深刻的建筑。美国西南部的土坯房和草原上的拓荒草皮房是土屋的其他例子。现代覆土住宅受到业主和建筑商的自豪展示。为了最大限度地隔热，房屋通常有一个土堤，覆盖除了面向太阳的一侧之外的所有部分。

图 1.2 土屋在西非很常见
土壤参与水文循环中的多个过程。雨水、露水、雾、灌溉水或融雪水可能渗入土壤，或蒸发，或从土壤表面径流进入区域排水系统，流入湖泊或溪流。渗入土壤的水可能蒸发或被植物利用。它可能被植物用来形成化合物，也可能从叶子蒸腾回大气中。如果水超过土壤的持水量，它可能向下渗透成为地下水的一部分，并最终成为溪流、河流和泉水的一部分。

废水流经土壤时，许多有机和无机污染物会被吸附，从而部分净化地下水。如果向土壤中添加水溶性很强的潜在污染物，它们可能会被土壤水带入地下水，对我们造成危害。土壤是一个空气储存设施。植物根系和生活在土壤中的数十亿其他生物需要氧气。土壤中的孔隙系统提供了空气通道，空气通过气压变化、湍流风、雨水的冲洗作用和扩散进入和排出土壤。有些植物，如水稻，有能力将氧气导入渍水土壤。土壤空气中含有大量二氧化碳。

土壤甚至可以作为人类的矿物质补充剂。例如，在一些贫困的非洲国家，人们将某些含钙量高的土壤用作特殊的食物补充剂。具体来说，孕妇及其婴儿受益于母亲摄入白蚁丘中富含钙的土壤。通过利用这种自然资源，这些妇女体内可能有足够的钙。

土壤接受来自它的东西。当植物死亡后，导致它们分解的生物很快就会活跃起来，植物最终会成为土壤的一部分。即使是森林地面上的巨大原木也会很快消失（图 1.3）。野生的动物和其他生命形式死亡后也会回归土壤。社会产生大量各种大小、形状和类型的废物，这些废物通常被埋在垃圾填埋场，如果是有机废物，就会分解。

图 1.3 生物迟早会再次成为土壤的一部分
土壤是美丽的，它是一种美学资源。人们可能会喜欢自己家乡的土壤，无论它是黑色和棕色的，还是红色和黄色的。我们脚下有各种颜色的土壤。

人们对土壤和植被随季节的变化非常感兴趣。有些土壤在旱季形成宽大的裂缝，雨季来临时会膨胀。霜冻作用可能会在冬天形成小冰柱，抬起地面。新鲜翻耕的土壤的气味对农民和园丁来说似乎很好闻，因为他们在种植作物时对丰收抱有很高的期望。有些人非常热爱自己家乡的土壤，即使在今天，他们回家时仍然会进行古老的跪下来亲吻土地的仪式。

一英亩有多大？一公顷呢？
美国的土地测量使用英制系统，而世界上大多数其他国家使用公制系统。英制系统中土地的主要单位是英亩，公制系统中使用公顷。1 英亩等于 0.4047 公顷，因此，1 英亩大约只有 1 公顷的 40%。1 英亩等于 43,560 平方英尺，而 1 公顷等于 107,628 平方英尺。

在美国，土壤改良剂通常以每英亩磅（或吨）为单位施用。在世界其他地区，通常以每公顷千克（或公吨）的公制单位施用。每英亩磅数与每公顷千克数大致对应。

每英亩吨数与每公顷公吨数大致对应。土壤侵蚀量以每英亩吨数计算。

将一块宅基地的大小与一英亩进行比较，可以了解一英亩的大小。大多数宅基地的面积约为 10,000 平方英尺（约四分之一英亩），而一英亩有 43,560 平方英尺。有关这些测量单位的图示见图 1.4。

图 1.4 一英亩边长为 208.7 英尺；一公顷边长为 328 英尺