體驗地質趣

土裡土氣　大有學問

岩石受風化作用而裂解成碎屑。

　土壤如果肥沃，植物就長得好。但要使土壤保持「肥」力，不能一味添加化學肥料，這樣會適得其反。今天我們就來認識土壤，運用最自然的方法維持土壤「健康」！

岩石裡的鐵質氧化，形成紅褐色的土壤。

岩石風化形成土壤

　土壤的前身是岩石。岩石會因為各種自然作用變脆弱，進而崩解，這就是風化現象。

　風化作用無所不在。高山晝夜溫差大，夜晚溫度若降到攝氏零度以下，岩石縫隙裡的水就會結冰，體積膨脹而擠壓周圍岩石；白天氣溫回升，冰融化了，這股力量就會消失。

　想想看，「撐開、放鬆」的作用反覆持續，岩石的結構當然會被破壞，最終裂成顆粒細小的泥土、粉沙。這種由大變小，逐漸「粉身碎骨」的現象稱為「物理」風化作用。

　此外，風吹日晒雨淋，常促使岩石裡的礦物發生化學變化，像鐵質容易氧化成質地鬆脆、紅褐色的鐵鏽。而長石（一種矽酸鹽礦物）與水反應，也漸漸變成黏土礦物，這種「改頭換面」，本質發生變化的現象稱為「化學」風化作用。

　「物理」和「化學」風化作用會相互影響，當大塊岩石裂解成小顆碎屑，接觸空氣和水的面積增加，更加速礦物質分解。岩石風化後形成的泥土、粉砂等，可能留在原地，也可能被流水搬運到遠方。這些鬆散堆積在地表淺層的細小物質，就是土壤的主體。

愈接近地表，土壤愈細緻，也含有較多有機質。

蓬鬆含養分才健康

　大家是否留意，土壤裡還埋藏了枯枝落葉和動物遺骸、排泄物。這些生物成分經由微生物分解，會逐漸形成深色的有機質。由岩石風化形成的礦物質和生物分解而來的有機質，就是土壤肥沃的關鍵。

　泥土、粉砂和有機質等加在一起，大約只占了一半體積，另外二分之一都是空隙，優點是容易透氣和儲水。水會沿著細小的孔隙滲透和儲存，使土壤裡的黏性物質更容易黏在一起，形成一顆顆團粒。團粒之間的空隙大，讓空氣流通性更好，不僅有利於小動物生存，植物的根也容易生長。

　像這樣富含礦物質、有機質，布滿團粒，蓬鬆堆積的土壤，稱得上是「健康」的沃土。肥沃土壤是培育植物的溫床，植物的根會牢牢抓住土壤，茂密的枝葉也能遮風擋雨，避免表土被沖刷。埋入土裡的枯枝落葉，經過蚯蚓、細菌等的分解，又成為土壤養分，生物與大地之間良性循環，讓看不見的土壤世界生意盎然。

樹根牢牢抓住土壤，避免地層遭沖蝕。

永續利用造福萬物

　可是，在真實環境中，土壤狀況並不這麼理想。如果砍伐樹木移去植被，光禿禿的土地就容易受到雨水沖刷，連同礦物質和有機質都流失。此外，長期開墾田地種植農作物，土壤裡的養分耗盡，構造也變得緊密，缺乏孔隙透水通氣。如果為了補充「肥」力，大量使用化學肥料，反而會讓土壤酸化，更不利農作物生長。

　為了回復土壤的健康，除了要遍植「深根」性的林木，也要讓土地休耕，並以有機肥料取代化學肥料。

　當我們把土壤照顧好了，是不是也有益地球萬物健康了呢？

休耕期間，農民種植油菜為土壤施肥。