【地理探究】土里有什么？土壤为什么会肥沃？中学地理肥沃的土壤有哪些？
健康的土壤结构
土壤由固相、气相、液相组成。其中，固相是土壤的土粒部分，主要由土壤矿物质和有机质组成，约占土壤容积的50%；土粒之间为土壤孔隙，充满了土壤空气（气相）和土壤水（液相）。
土壤矿物质来自岩石的风化，是土壤的“骨胳”，约占固体重量的95%以上。包括原生矿物和次生矿物，土壤矿物质可提供氮素以外植物所需的各种养分元素（磷钾钙镁硫，微量元素等）。
土壤有机质是指土壤中含碳的各种有机物质，包括动植物残微生物体及其分解合成的有机物质。土壤有机质尽管只占土壤总量很小的一部分，但它是土壤固相的重要组成部分，在促进土壤形成、土壤肥力、土壤环境保护和农林业可持续发展等方面均有着重要的作用和意义。
土壤空气是土壤的重要组成部分，主要成分是来自大气的氧气和氮气，以及土壤中植物根微生物呼吸产生的二氧化碳。土壤空气影响植物根系的发育、种子的萌发、植物的抗病性。
土壤水是存在于土壤孔隙或吸附在土壤颗粒上的水，其主要来源是降雨、人工灌溉，或毛细管力吸引上升的地下水。它是农田作物与环境间进行物质交换的媒介；通过影响土壤温度和通气状况，对作物产量和品质起重要作用；土壤水与地表水、地下大气水、植物水构成自然界水分循环体系，并且是水分转换系统的中心环节。
土壤剖面
除了以上五种自然成土外，人为成土也是影响成土因素的重要原因。人类根据自己的需求，改变土壤的固有的性质和特点，包括耕垦、施肥和灌溉（常见的人工土包括水稻土和灌溉土）以及对土壤的污染等。
为什么作物连年种植产量低下品质越来越差？为什么土壤酸化板结严重，死棵烂苗矮化病害越来越多？土壤到底怎么了？
土壤是植物生长、繁育的基础，作物的产量、质量都与土壤有着密切的关系，肥沃的土壤才能满足作物的需求。
那么，肥沃的土壤都有什么结构特点呢？
团粒结构是世界公认的最佳的土壤结构，因为团粒结构有着最佳的水、气、热、肥等因素的协调能力。 团粒结构最理想的粒径在0.5-10毫米之间，大小孔隙均匀，结构稳定。
土壤是一个疏松多孔的体系。它是由固体、液体和气体三相物质所构成。
固体部分包括矿物质和有机质两部分。
液体部分是指土壤的水分，它保存和运动在土壤的孔隙之间，是土壤中最活跃的部分。
气体部分是指土壤的空气，它充满在那些没有被水分占据的孔隙中。
团粒结构有着良好的协调水分和空气的能力。具有团粒结构的土壤，由于团粒间大孔隙增加，大大地改善了土壤透气能力，容易接纳降雨和灌溉水。水分由大孔隙渗入土壤，逐步进到团粒内部的毛管孔隙中，使团粒内部充满水分，多余的水分继续渗湿下面的土层，减少了地表径流和冲刷侵蚀。
大孔隙中的水分渗完以后，空气就能补充进去。团粒间空气充足，团粒内部贮存了水分，这样就解决了水分和空气的矛盾，适于作物生长的需要。
雨后或灌溉后，团粒结构的表层土壤水分也会蒸发，表层团粒干燥以后，与下层团粒切断了联系，形成了一个隔离层，使下层水分不能借毛细管作用往上输送而蒸发，水分得以保存。 团粒结构使土壤变成了一个“小水库”。
团粒结构既能够贮存养分，又能够或快速或长效地释放养分，可以很好地协调土壤养分的消耗和积累之间的矛盾。
具有团粒结构的土壤，团粒间大孔隙供氧充足，好气性微生物活动旺盛，因此团粒表面有机质、矿质养分等分解快而养分供应充足，可供植物利用。团粒内部小孔隙则相对缺乏空气，微生物活动缓慢，一些厌氧微生物进行嫌气分解，有机质分解缓慢而养分得以保存。团粒结构外部分解得越快，内部空气就越少，分解也就越慢。所以团粒结构的土壤是由团粒外层向内层逐渐分解释放养分，这样一方面既源源不断地向植物供应养分，另一方面，可以使团粒内部的养分积存起来。
团粒结构内部水分保持得好，干湿度变化稳定，那么土壤的温度变化就越小，特别是在寒冷的冬季，土壤温度变化小不仅可以降低对根系的影响，同时对整个棚室提供了稳定的夜温，有利于植物生长。
团粒结构是土壤酸碱的平衡剂
团粒结构中包含一定量的有机弱酸，它们可以起到对酸碱度的良好平衡。酸性土壤，氢离子浓度大，铁铝氧化物多，这些有机弱酸可以与铁、铝离子结合，释放出氢氧离子与土壤溶液中的氢离子起中和反应，从而降低了土壤酸度。对于碱性土壤，这些弱酸可以与过量的碳酸钠、钙、镁盐等发生反应，降低土壤的碱性。
总而言之，具有团粒结构的土壤有着水气、养分供应与积累协调、耕性良好、根系生长良好的特性。团粒结构是农业丰产稳产的重要保障，是土壤最理想的结构，是土壤肥沃的重要标志。
黑土
温带半湿润气候、草原化草甸植被下发育的土壤，是温带森林土壤向草原土壤过渡的一种草原土壤类型，目前我国土壤分类系统，将黑土列入半水成土纲中。我国黑土分布在吉林省和黑龙江省中东部广大平原上。美国黑土分布在中部偏北的湿草原带，故称湿草原土。
我国黑土地处温带半湿润地区。四季分明，雨热同季为其气候特征。土壤母质粘重，并有季节冻土层。夏秋多雨，土壤常形成上层滞水，草甸草本植物繁茂，地上和地下均有大量有机残体进入土壤。漫长的冬季，微生物活动受到抑制，有机质分解缓慢，并转化成大量腐殖质累积于土体上部，形成深厚的黑色腐殖质层。土体内盐基遭到淋溶，碳酸盐也移出土体，土壤呈中性至微酸性。季节性上层滞水引起土壤中铁锰还原，并在旱季氧化，形成铁锰结核，特别是亚表层表现更明显。所以，黑土是由强烈的腐殖质累积和滞水潴积过程形成，是一种特殊的草甸化过程。自然状态下，黑土腐殖质层可厚达1米，养分含量丰富，肥力水平高。黑土开垦后，腐殖质含量下降，因母质粘重，土壤侵蚀明显，这是黑土利用中需引起注意的问题。黑土是我国最肥沃的土壤之一，黑土分布区是重要的粮食基地。适种性广，尤适大豆、玉米、谷子、小麦等生长。 谭老师地理工作室综合整理
黑土地在世界上仅有三大块，除了东北黑土地外，还有两块分布在乌克兰大平原和美国密西西比河流域，它们在开发过程中也曾经受到过水土流失的严峻考验。
乌克兰大平原的面积约为190万平方公里，美国密西西比河流域的面积约为120万平方公里，它们和东北黑土地一样，都分布在四季分明的寒温带，由于植被茂盛，冬季寒冷，大量枯枝落叶难以腐化、分解，谭老师地理工作室综合整理历经千百年形成了厚厚的腐殖质，也就是肥沃的黑土层。黑土有机质含量大约是黄土的十倍，是肥力最高、最适宜农耕的土地，因此世界三大黑土区先后被开发成重要的粮食基地。
与东北黑土地有所不同，乌克兰大平原和美国密西西比河流域的地势平坦，坡地较少，土壤主要受到风的侵蚀，在20世纪二、三十年代，由于过度毁草开荒、破坏地表植被，水土流失严重，这两个地区相继发生破坏性极强的“黑风暴”。1928年，“黑风暴”几乎席卷了乌克兰整个地区，一些地方的土层被毁坏了5至12厘米，最严重的达20多厘米。在美国，1934年的一场“黑风暴”就卷走三亿立方米黑土，当年小麦减产51亿公斤，举国震惊。为保护黑土地免受侵害，国外两大黑土区都投入了大量人力、物力和财力，围绕合理规划土地和建立科学耕作制度等开展研究，大举营造农田防护林，采取保土轮作、套种、少耕、免耕等办法，充分发挥耕作措施与林业措施相结合的群体防护作用，经过40年的治理，已见成效。
我国黑土区的开发比国外两大黑土区晚，大规模开荒垦殖始于20世纪五、六十年代，近二十年来，我国已逐步加大了对黑土地水土流失治理的力度。
紫色土
四川盆地中国四大盆地之一，位于亚洲大陆中南部，中国腹心地带和中国大西部东缘中段，总面积约26万平方公里。占四川省面积的46%。这里的紫红色砂岩和页岩极易风化发育成紫色土，紫土含有丰富的钙、磷、钾等营养元素，是中国最肥沃的自然土壤。四川盆地是中国紫色土分布最集中的地方，向有“紫色盆地”的美称。
原来土壤里腐殖质含量的多少和矿物质组成的差异，会让土壤呈现不同的颜色。土壤腐殖质由动植物残体演变而成，一般粘附在土粒的表面，它的多少主要是调节土壤颜色的深浅。黑色的土壤一般是腐殖质含量较高的，因为腐殖质呈黑色和棕色；腐殖质含量少时，土壤则呈现灰色或灰白色，如新疆灰漠土。从灰到黑，颜色随腐殖质含量的升高呈梯度变化。
矿物质有更神奇的效果，是它让土壤有了除黑以外的其他颜色。比如，氧化铁就是土壤矿物质中的调色高手，当它在土壤中的含量高时，土色发红，或者呈棕红色。氧化铁又是一种善变的物质，在土壤里经常发生变化。当它与水作用时，能转变为黄色的水化氧化铁，低洼潮湿的环境是这一变化的适宜条件。因而在这种地方，土壤常显黄色。通风不良、氧气缺乏时，土壤中的氧化铁又变成了氧化亚铁。当土壤中的氧化亚铁较多时，土壤就呈现出灰蓝色。白色则常常与土壤里的盐分变化紧密相连。如碳酸钙、碳酸钠、氯化钠等盐类，以及高岭土、氢氧化铝等物质在土壤中呈粉末状存在时，都可能让土壤呈现偏白的颜色。
紫色土则是由紫色砂岩和页岩风化物发育形成，在四川地区分布较多，富含钙、磷、钾等营养元素，其土色的决定因子主要为其中含有的结晶性氧化铁和锰化合物。
水稻土
水稻土是指在长期淹水种稻条件下，受到人为活动和自然成土因素的双重作用，而产生水耕熟化和氧化与还原交替，以及物质的淋溶、淀积，形成特有剖面特征的土壤。这种土壤由于长期处于水淹的缺氧状态，土壤中的氧化铁被还原成易溶于水的氧化亚铁，并随水在土壤中移动，当土壤排水后或受稻根的影响（水稻有通气组织为根部提供氧气），氧化亚铁又被氧化成氧化铁沉淀，形成锈斑、锈线，土壤下层较为粘重。
水稻土的形成过程包括周期性的氧化还原交替作用、有机质的合成与分解、盐基淋溶和复盐基作用等。
火山灰土
火山灰土 为在第四纪火山活动区由火山灰母质形成的各种土壤。分布在世界各地近代火山活动较频繁的地区，在中国的分布面积很小。有些发育程度较深的火山灰土剖面出现明显分化，肥力较高。这种土壤的特点是土壤质地较粗，孔隙度高，受侵蚀危害较大，并含有大量火山起源矿物。火山灰土：零星分布于死火山口附近，以火山喷发沉积物为母质，火山灰土的性质深受母质影响，其中含有大量火山灰，火山灰渣以及其他火山碎屑物；疏松多孔，容量很小
印尼有大量肥沃的火山土田，相当于天然化肥田。
热带最肥沃的印尼爪哇岛，是全球火山最多的岛,而且是基性火山土,占印尼面积6.8%,水稻总产量却占全印尼57%,稻米单产近350公斤/亩产,比泰国平均单产高1倍. 东南亚水稻总产量印尼第一，越南第二，泰国第三。
东南亚是全球热带地区人口最稠密的地区,因为爪哇-巴厘-苏拉威西岛,吕宋中央平原是基性火山灰土,这几个岛是南洋地区水稻单产最高的地区，苏拉威西岛虽然平原极少但水稻总产能排印尼第三，总产量接近平原面积广布的苏门答腊，苏门答腊-加里曼丹岛为酸性火山灰土,土质虽比爪哇的基性火山灰土差很多,但在热带地区土质还是属上等土质,非州人口最稠密的卢旺达布隆迪也是火山密集,中美州萨尔瓦多-危地马拉.人口也集中在火山高原山区。这些活火山区土质相当肥沃。