2.5 土壤对园林植物生长发育的影响
植物生长发育的必需生活因子中，最重要的养分和水分都是通过根系从土壤中吸取获得的。因此，土壤是园林植物栽培的基础，植物生长的好坏很大程度上取决于土壤条件。良好的土壤条件应该是让园林植物能“吃得饱”（养分供应充分）、“喝得足”（水分供应充分）、“住得好”（根系空气流通、温度适宜）、“站得稳”（根系充分伸展，机械支撑牢固）。
土壤对园林植物生长发育的作用是由土壤多方面的因素综合决定的，影响植物生长的土壤因子主要包括土壤的物理学特性、土壤化学特性以及土壤生物学特性等方面。
2.5.1 土壤物理特性与园林植物生长
土壤是由固、液、气三相构成的分散系。众多的土壤颗粒和有机物质堆聚成一个多孔的松散体，称为土壤基质，水、空气、土壤生物和根系都在这个基质内部的孔隙中移动和生活。所以，土壤基质内大小土壤颗粒的组成和排列方式如何，对土壤水、肥、气、热状况以及土壤生物有着重要的影响和制约作用。
2.5.1.1 土壤容重、孔隙度和气体、水分特征
土壤中固、液、气三相的容积比，可粗略地反映土壤持水、透水和通气的情况。三相组成与容重、孔隙度等土壤参数一起，可评价园林植物栽培上土壤的松紧程度和宜耕状况。
1）土壤容重
土壤容重是指田间自然状态下单位容积原状土体（包括土壤颗粒和空隙）的质量（干重，g/cm3），是土壤的基本性状之一，与土壤耕作和植物栽培关系密切。容重的大小受土壤密度和孔隙度两方面的影响，而后者的影响更大。疏松多孔的土壤容重小；反之则大。土壤容重多介于1.0～1.5g/cm3的范围内。
容重对植物的生长有很大作用，疏松多孔的土壤通常有利于植物根系的穿插和伸展。当容重大于1.6～1.7g/cm3时，就会导致植物发根和扎根困难，严重妨碍根系的正常生长。
2）土壤的三相组成和孔隙度
土壤固、液、气三相的容积分别占土体容积的百分率，称为固相率、液相率和气相率。对大多数陆地植物来说，适宜的土壤三相组成为：固相率50%左右，液相率25%～30%，气相率15%～25%。如果气相率低于8%～5%，会妨碍土壤通气、抑制植物根系和好气微生物的活动。
土壤中各种形状的粗细土壤颗粒集合和排列成土壤固相骨架，骨架内部有大小和形状不同的孔隙，构成复杂的孔隙系统。全部孔隙容积与土体容积的百分率，称为土壤总孔隙度。水分和空气并存并充满于土壤孔隙系统中，所以总孔隙度等于液相率和气相率之和。另外，土壤总孔隙度还可以通过土壤密度和土壤容重进行计算：
总孔隙度（%）＝（1－容重/密度）×100
土壤孔隙度决定着土壤的水分和空气状况，并对土壤热量交换有一定的影响，是土壤的一个重要属性。土壤孔隙度的大小取决于土壤的质地、结构和有机质的含量。不同土壤的孔隙度差别很大。一般来说，相对松软的土壤总孔隙率较大，土壤物理性质良好；紧密而坚硬的土壤总孔隙率较小，物理性质不良。但是，单凭土壤总孔隙度一项，并不能完全说明土壤的通透性。与总孔隙度相比，土壤孔隙的粗细和性质更为重要。例如，总孔隙度仅为35%的砂土，很容易透气透水，而总孔隙度为50%的黏土，其通透性却很差。这是因为土壤孔隙有大有小，大孔隙容易透气透水，而小孔隙反之。
土壤孔隙根据其大小和性能分为毛管孔隙和非毛管孔隙两种，两者之间的界限值通常在10～60μm之间。毛管孔隙具有明显的毛管作用，使土壤具有储水的性能。非毛管孔隙一般不具有持水能力，但能使土壤具有透水性。一般来说，非毛管孔隙度的大小，取决于土壤团聚体的大小，团聚体越大，非毛管孔隙度也越大。
土壤中毛管孔隙和非毛管孔隙的分配状况，对土壤的水、肥、气、热及耕作性能都有较大的影响。一般来说，当非毛管孔隙度占总孔隙度的20%～40%时，土壤的通气性、透水性和持水能力比较协调，有利于根系的伸展和植物的生长。
3）土壤通气性
土壤通气性与土壤中非毛管孔隙的比例和含水率相关。非毛管孔隙的比例越高，土壤的通气性越好；土壤含水率越高，通气性则下降。
土壤空气中含有氧气、二氧化碳、氮气等多种成分。氧气是土壤空气中最重要的成分，通常所说的土壤通气性的好坏主要是指氧气含量的高低。植物根系和土壤微生物都需要利用氧气进行呼吸。若土壤通气不良，会减缓土壤与大气之间的气体交换，导致土壤空气中氧气含量下降，二氧化碳的含量逐渐升高，从而抑制了植物根系的呼吸和生长。长时间缺氧引起的根系的无氧呼吸容易导致根系的腐烂，导致植物早衰或死亡。有关果树根系方面的研究结果表明，当土壤空气中的氧气含量高于15%时，根系可以正常生长；高于12%时可以正常发出新根；而当土壤中二氧化碳含量增加到37%～55%时会对根系产生抑制作用，导致生长停止。
4）土壤水分的有效性
土壤水分是园林植物生长的主要水分来源，而且所有养分只有溶解于土壤水中才能被植物吸收利用。因此，水分状态是评价土壤肥力的重要指标。另外，土壤水分状态还能调节土壤温度，影响到土壤微生物的活性以及有机物的分解和养分的转化。
土壤水分状态与土壤孔隙度关系密切。土壤中的水分受到重力、土壤颗粒表面分子引力、水分子引力等各种力的作用，按其存在形态大致可分为吸湿水、毛管水和重力水。其中吸湿水是指土壤固相与空气湿度达到平衡时土壤所吸收的水汽分子，由土壤颗粒表面的分子引力作用所引起，不能被植物吸收利用；毛管水是指借助于毛管力，吸持和保存在土壤孔隙系统中的液态水，能够被植物吸收利用；重力水是指当大气降水或灌溉强度超过土壤吸持水分的能力时，由于重力的作用通过大孔隙向下流失的多余的水分，一般都是非常短暂地在非毛管孔隙中滞留后快速流失，实际上能被植物利用的机会很少。
在评价土壤的水分供应和有效性时，通常利用以下有效的水分常数：
（1）凋萎系数。指土壤水分下降到某一数值时，植物因缺水而丧失膨压以致凋萎，即使夜间也不能恢复，这时的土壤含水量称为凋萎系数。凋萎系数主要取决于土壤性质，与植物种类关系不大。从土壤水分形态来看，这部分水分主要指的是吸湿水，是土壤有效水分的下限。
（2）田间持水量。当降雨或灌溉后，多余的重力水完全排除，下渗水流基本停止时土壤所吸持的水量也被称为圃场含水量。主要包括土壤毛管水。田间持水量也是土壤水分性状的一个重要指标，与土壤孔隙状况及有机质含量有关，是土壤有效水分的上限。一般黏质土壤、结构良好、富含有机质的土壤，田间持水量大。
（3）土壤有效含水范围。指土壤凋萎系数与田间持水量之间的水分含量，是土壤物理性状的一个重要指标。在栽培学中可以表征土壤的保水和供水能力。
一般植物根系在田间持水量的60%～80%时活性最强。当土壤含水率降低到一定程度时，植物根系吸水变得困难，水分吸收和蒸腾之间的平衡受到破坏，植物会表现出缺水的症状；当水分进一步降低到凋萎系数以下时，植物将出现永久性萎蔫和死亡。但是，当土壤水分过多时会导致土壤通气性下降、缺氧，并且产生硫化氢、甲烷、亚硝酸盐等有害物质。因此，在园林植物生产时应该特别注意加强土壤水分管理。
2.5.1.2 土壤质地
土壤质地是指土壤中各级土粒含量的相对比例及其所表现出来的土壤沙黏性质，又称为土壤的机械组成。土壤质地主要受土壤母质制约，是土壤比较稳定的一个自然属性，也是影响土壤一系列物理与化学性质的重要因子。土壤质地不同对土壤结构、孔隙状况、保肥、保水、透水性和耕作性等方面均有重要的影响。
土壤质地主要根据土壤固相中砂粒、粉粒和黏粒的相对比例来进行划分，其简易分级和粒径组成及简易识别方法见表2.2。
表2.2 土壤质地分级和简易识别法
（续表）
不同土壤质地具有不同的植物生产性能，主要反映在植物的扎根条件、通气透水性、保水保肥性等各个方面，同时还会影响到土温的高低及变幅，因此在栽培时需要对土壤质地有所了解，以便栽培时能有效确定耕翻、施肥、灌溉等措施。
沙土质地较粗，疏松，黏结性小，透水性强，但保肥保水性差，适宜种植固地能力强的园林植物，可作为培育苗木的苗圃地，便于耕作起苗，但必须增施有机肥。
壤土类质地较好，沙黏比例恰当，透水透气性较好，保水保肥能力强，适合多数园林植物的生长和栽植。
黏土质地黏重，透水透气性差，干燥时易板结，但保水保肥能力强。早春水分含量高时升温慢，对植物生长不利。
2.5.1.3 土壤结构
土壤结构是指土壤颗粒相互排列、胶结在一起而成的团聚体，也称结构体。土壤的许多特性，例如水分运动、热传导、通气性、容重以及孔隙度等都深受土壤结构的影响。许多农业措施，如耕作、种植、灌排和施肥等，对土壤物理性质的影响也多来自于土壤结构。
土壤结构的形成必须具有胶结物质和成型的外力推动作用。
胶结物质主要包括有机胶体物质与无机胶体物质。无机胶体物质主要有黏粒、铁铝氢氧化物以及硅酸凝胶等；有机胶体物质主要是土壤腐殖质、土壤微生物的菌丝体和黏液等，其中腐殖质所起的作用最为重要。腐殖质中的胡敏酸缩合和聚合程度较高，相对分子质量大，与钙离子结合生成不可逆的凝胶。胡敏酸在带相反电荷的有机胶体的作用下，或在冰冻影响下，也会发生不可逆的凝聚。因此，土壤腐殖质是形成水稳性团粒结构的重要胶结剂。
土壤结构的形成，除依靠胶结物质的作用外，还需要外力的推动。外力推动作用主要包括生物作用（根系的穿插、分割和挤压以及土壤动物活动等）、干湿交替作用、冻融交替作用和耕作等。
土壤结构是土壤肥力的调节器。具有结构的土壤，其中一部分土粒紧密排列成团，具有水稳性，遇水不易分散；而团粒之间存在适当比例大小的孔隙。因此，它能体现土壤中水、肥、气、热的状况。
在有团粒结构的土壤中，团粒内部充满着毛管孔隙，而在团粒之间存在着较大的非毛管孔隙。当降雨或灌溉时，水分经过非毛管孔隙顺利地渗入土体，被毛管吸力吸入团粒内部，使其保存不致流失；当水量过多时，多余的水分可以随着非毛管孔隙继续渗入下层，让位给空气。在晴、旱时节，土壤水分靠团粒间毛管向上移动，从而减少水分蒸发。由于水气协调，相应地使热量也能得到较好的调节。
在团粒结构土壤中，水、气、热协调的同时，对土壤养分的调节释放亦有很大的影响。由于团粒结构的表面通气性强，好气微生物活动旺盛，有机物易于分解，使释放出来的养分不断供植物吸收利用；团粒内部水分多空气少，以嫌气微生物活动为主，养分分解缓慢，有利于养分的储存，所以保肥与供肥的情况比较理想。
此外，由于团粒结构土壤中，团粒之间接触点小，黏结性较弱，耕作性能也较好。因此，总体来讲，具有团粒结构的土壤，不仅能够比较好地协调水、肥、热的状况，而且耕作性良好，其团粒结构是土壤肥力高的一种表征。
创造和提高土壤结构的质量是园林植物栽培生产时的重要增产措施。改善土壤结构的途径和措施很多，主要包括增加土壤有机质含量，施用有机肥料，合理耕作和合理轮作、间作、套作，或施加土壤结构改良剂等。
2.5.2 土壤有机质与园林植物生长
土壤有机质是土壤固相的一个重要组成部分。尽管土壤有机质的含量仅占土壤总量的很小一部分，但它对土壤形成、土壤肥力以及园林植物栽培的可持续发展等方面都有着极其重要的作用。土壤有机质含有植物生长所需要的各种最主要的营养元素，也是土壤微生物活动的基质，对土壤物理、化学和生物学性质有着深刻的影响。一般来说，土壤有机质含量的多少，基本上可以反映土壤肥力水平的高低。
土壤有机质的含量在不同土壤中差异很大，含量高的可达20%或30%以上（如泥炭土和一些肥沃的森林土壤等），含量低的不足1%（如荒漠土和风沙土等）。在土壤学中，一般把耕作层中含有机质20%以上的土壤称为有机质土壤，含有机质在20%以下的土壤称为矿质土壤。一般情况下，耕作层土壤有机质含量通常在5%以上。
土壤有机质的含量与土壤肥力水平密切相关。通常在其他条件相同或相近的情况下，在一定含量范围内，有机质的含量与土壤肥力水平呈正相关。
土壤全氮的95%以上都是有机态氮，主要集中在有机质中，占到有机质含量的5%左右，并通过矿质化过程转化为无机氮供植物吸收利用。土壤有机质中有机态磷的含量一般也占土壤全磷的20%～50%以上，通过分解释放后是土壤有效磷的重要供给源。
另外，土壤有机质在分解转化过程中，产生的有机酸对土壤矿物有一定的溶解能力，可以促进矿物风化，有利于某些养分的有效化。比如在钙质土壤中，有机酸可以促进磷灰石的溶解，增加磷和钙的供应。
土壤有机质、尤其是其中的胡敏酸，具有芳香族的多元酚官能团，可以加强植物的呼吸过程，提高细胞膜的渗透性，促进养分迅速进入植物体内。胡敏酸的钠盐对植物根系生长具有促进作用。土壤有机质中还含有维生素、烟酸、激素、抗生素等物质，对植物的生长起到促进作用，同时还能增强植物抗逆性。
有机质在改善土壤物理性质中的作用是多方面的，其中最主要、最直接的作用是改良土壤结构，促进团粒结构的形成，从而增加土壤的疏松性，改善土壤的通气性和透水性。腐殖质是土壤团聚体形成的主要胶结剂，通常可以与矿质土粒相互结合，形成较大的有机-无机复合体，使土壤颗粒之间的黏性大大降低，因此可以改善黏土的耕性和通透性。腐殖质胶体以带负电荷为主，可以吸附土壤中的交换性阳离子（其吸附性是黏土矿物的几倍至几十倍）以避免随水流失，而这些阳离子又能被交换下来供植物吸收利用，其保肥性能非常显著。
同时，土壤腐殖质是亲水胶体，具有巨大的比表面积和亲水基团。据测定，腐殖质的吸水率为500%左右，而黏土矿物仅为50%左右。因此，有机质可提高土壤的有效持水量，这对砂土有着特别重要的意义。另外，腐殖质为棕色或褐色、黑色的物质，可以使土壤颜色变暗，从而增加土壤吸热的能力，提高土壤温度。这一特性对北方早春时节促进种子萌发特别重要。
2.5.3 土壤酸碱性与园林植物生长
土壤溶液并不是纯净的水分，而是含有各种可溶的有机、无机成分的稀薄溶液。因为各种阴阳离子、特别是H＋、OH-、Al3＋等的存在，导致土壤溶液呈现一定的酸碱反应。酸碱反应是土壤的重要化学属性之一，也是重要的土壤肥力指标。土壤的酸碱性常用pH值来表示。
2.5.3.1 土壤酸碱性对园林植物生长的影响
不同园林植物对土壤酸碱性的要求是不同的。有些植物对pH的要求很严格，有些却可以在很宽的pH范围内正常生长，而大多数植物在pH＞9或pH＜2.5的情况下都难以生长。
根据植物对土壤酸碱性的不同要求一般可以将园林植物分为喜酸植物、中性植物、喜钙植物和耐盐碱植物四大类：
喜酸植物：要求土壤pH值在5.6以下，如杜鹃属、山茶属、越橘属、栀子花、兰花、杉木、松树、橡胶树等；
中性植物：要求土壤pH值在5.6～7.5的弱酸性到中性范围之内，多数园林植物属于这一类型；
喜钙植物：要求土壤pH值一般在7以上，且土壤中钙的含量较高。多适生于石灰岩地区，如非洲菊、石竹类、紫花苜蓿、草木樨、南天竹、柏属、椴树、榆树等；
耐盐碱植物：土壤pH值一般在7以上，且土壤中钠盐的含量较高。常见于沿海地区和干旱少雨的内陆地区，如柽柳、紫穗槐、白蜡、沙枣、枸杞等。
土壤pH对园林植物生长的影响一般并不在于pH值本身，而是通过对土壤中营养元素的有效性、毒害成分的有效性以及土壤微生物的活性产生影响，从而对植物生长造成影响。
1）土壤酸碱性与植物营养元素有效性的关系
大多数土壤养分的有效性在pH为6～6.5时最高，偏酸或偏碱会对某些元素的有效性造成不利影响。如氮在pH为6～8时有效性较高，低于6时，细菌对有机物的分解活性降低，氮的矿化速度也随之降低；磷在pH6.5～7.5时有效性较高，酸性条件下磷与铁、铝结合，碱性条件下与钙结合，从而形成不溶性的化合物，降低其有效性。酸性土壤淋溶作用强烈，钾、钙、镁等阳离子容易流失而导致缺乏；pH高于8.5时，土壤钠离子的活性增强，导致钙、镁被取代而形成碳酸盐沉淀，降低其有效性。铁、锰、铜、锌等微量元素在酸性条件下可溶性较高，从而有效性高；而钼在碱性条件下活性高，在酸性土壤中容易缺乏。
2）土壤酸碱性与铝的溶出
土壤中的活性铝包括土壤胶体上吸附的交换性铝和土壤溶液中的铝离子，它是一个重要的生态因子，对植物的生长有重大影响。强酸性土壤中通常活性铝含量高，生活在这类土壤上的植物往往耐铝甚至喜铝（如帚石兰、茶树等）。但对于大部分植物来说，铝是有毒性的，可以抑制根系的生长和养分吸收。如三叶草、紫花苜蓿等，当土壤中富铝时，其生长受到抑制。另有大量研究表明铝中毒是酸性土壤地力衰退的一个重要原因。
2.5.3.2 土壤缓冲性
在自然条件下，土壤pH不因外界环境条件的改变而发生剧烈的变化，而是保持在一定的范围内。土壤这种特殊的抵抗能力称为缓冲性。土壤缓冲性可以使土壤酸度保持在一定的范围内，避免因施肥、根系呼吸、微生物活动、有机质分解和湿度的变化等导致pH强烈变化，为植物和微生物提供一个稳定而有利的环境条件。
土壤存在缓冲性主要包括以下几个方面的原因：
（1）土壤胶体的代换性能。土壤胶体上吸附的盐基离子多，则土壤对酸的缓冲能力强；当吸附的氢离子多时，对碱的缓冲能力强。
（2）土壤中有多种弱酸及其盐类，如碳酸、重碳酸、硅酸和各种有机酸等，可以形成一定的缓冲体系。
（3）土壤中存在着大量两性的有机和无机物质，如氨基酸，其氨基可以中和酸，而羧基则可以中和碱。
（4）黏土矿物的类型、含量及有机物含量。含蒙脱石和伊利石多的土壤，其缓冲性能相对较大；土壤黏粒含量增加，缓冲性增强；有机质多少与土壤缓冲性大小成正相关。一般来说，土壤缓冲性强弱的顺序是腐殖质土＞黏土＞砂土，故增加土壤有机质和黏粒，就可增加土壤的缓冲性。
2.5.4 土壤养分与园林植物生长
园林植物生长所必需的营养元素，除C、H、O主要来自于大气和水之外，其余的养分元素主要靠土壤供应，一般包括大量元素氮、磷、钾、钙、镁、硫和微量元素铁、锰、铜、锌、硼、钼等。这些元素对园林植物的生长有重要的营养作用和生理功能，缺乏则会使植物出现缺素症和生理病害，降低植物的抗性，严重时甚至会影响植物的存活。在实际栽培过程中，大量元素通常可以通过常规施肥来进行补充，而微量元素一般在土壤中相对较为充足。
2.5.4.1 土壤养分的形态
根据各种元素在土壤中存在的化学形态可以将土壤养分分为水溶性养分、交换态养分、矿物态养分和有机态养分四大类。其中水溶态养分主要是指溶解于土壤溶液中的离子态和少量的低分子有机化合物，一般有效性很高，很容易被植物吸收；交换态养分是指被吸附于土壤胶体表面的养分离子，一般认为是水溶态养分的来源之一，植物有效性高；矿物态养分主要存在于土壤矿物中，大多数是难溶性养分，有效性低，仅有少量弱酸溶性的对植物有效；而有机态养分主要是指存在于有机质和微生物中的养分，必须经过转化以后才能被植物吸收利用，其有效性取决于有机质矿质化过程的难易程度。
一般来说，土壤速效性养分仅占土壤养分的极少部分，不足全量的1%。但应该注意的是，速效养分和迟效养分的划分是相对的，两者通常处于动态平衡之中，与土壤的酸碱度、氧化还原作用等有密切关系。
从园林植物栽培的理想角度来说，既要求土壤速效性养分含量高，以及时而有效地供应植物生长需要；同时又希望将不能及时利用掉的养分储存起来，以最大限度地提高土壤养分的利用效率，并降低肥料的施用损失。
2.5.4.2 土壤氮的形态转化与管理
氮对园林植物营养生长非常重要，能促进叶绿素的光合作用，增强蛋白质的合成能力，使植株生长旺盛。如果氮素缺乏，容易导致植株叶子发黄，叶片薄而小，生长势弱；如果氮素供应过量，则容易引起植株茎叶徒长，组织不充实，同时会影响到花芽分化，并延迟开花结实。
土壤氮主要来源于有机物质，因此土壤全氮的含量一般与土壤有机质之间存在显著的相关性。除少数土壤（北方森林土、泥炭土等）以外，我国大部分土壤的全氮含量一般在0.3%以下。
土壤氮可分为无机态和有机态两大类，其中无机态氮包括
，是植物可以直接吸收利用的氮形态，在土壤全氮中所占比例极小，一般在全氮的5%以下。土壤有机态氮是土壤氮素的主要形态，占土壤全氮量的95%以上，主要成分包括土壤腐殖质和核蛋白等之类，约占全氮的90%，分解缓慢，难于被植物利用；另外还包括一部分简单蛋白质类、氨基酸和酰胺类，比较容易矿化，是土壤无机态氮的主要来源。
土壤无机氮中的
在碱性环境条件下容易发生反应生成气态NH3而挥发掉。一般质地黏重、腐殖质含量高、水分含量高、石灰和碱性物质含量少的土壤，氨的挥发少。而
是一种阴离子，易溶于水，难以被土壤胶体吸附，所以容易随渗漏水流失。
土壤有机氮的矿化作用基本上在土壤微生物和酶的作用下完成，主要包括氨基化、氨化和硝化3个步骤。
影响土壤氮的植物有效性的因素主要包括以下几个方面：
（1）有机质含量与全氮量。有机质是土壤全氮的主要来源，有效氮的含量一般随土壤全氮和有机质含量的升高而升高。
（2）土壤质地。黏质土壤一般有机质含量高，但有机质的分解较慢，所生成的有效氮也较少；而砂质土壤通常有机质含量较低，但分解较快，因此产生的有效氮反而较多。
（3）土壤温度。有机质的矿化速率一般随温度的升高而升高。冬季土温较低时，土壤有机质矿化速率较慢，土壤有效氮含量较低。而在春季和初夏，随着土温上升，土壤有机氮的矿化速率迅速上升，土壤有效氮含量显著升高。
（4）土壤湿度。在土壤通气良好而湿度适当的情况下，土壤有机质矿化作用较强，产生的有效氮较多。而当土壤含水率过高时，容易导致有机质嫌气分解，矿化速率降低，同时会引起土壤反硝化作用，导致有效氮的损失。
（5）土壤酸碱度。在中性或微酸性的土壤中，有机氮的矿化最强。对酸性土壤施用石灰，能明显增加有机氮的矿化。
（6）施肥。施肥会促进有机质的分解，有利于有机氮的释放，还能提高土壤氮的利用率。
2.5.4.3 土壤磷的形态转化与管理
磷是核酸的重要组成部分，能促进花芽分化和生殖器官的形成，提高开花结实率；使植株的茎部发育坚韧，不易倒伏；并能促进根系的发育，增强植株抗性。
我国大部分土壤的全磷含量一般在0.01%～0.2%，其形态也主要分为有机磷和无机磷两大类。有机态磷主要包括核酸类和磷脂类，占全磷的比例变异很大，为10%～80%，经过分解后可以被植物吸收利用；无机态磷在土壤中的种类较多，成分非常复杂，一般能被植物直接吸收利用的仅包括游离态和吸附态的PO3-4、HPO2-4和H2PO-4，在土壤中的含量很少，仅为10×10-6以上，而且极易被土壤胶体和矿物质吸附而转化为无效态。土壤全磷与有效磷之间没有必然的联系，全磷含量高，不等于有效磷含量也高。
土壤中的一部分迟效难溶性的无机磷在碳酸和有机酸的作用下，可转化为速效磷。因此在低磷胁迫下，许多植物可以通过根系分泌有机酸使根际土壤酸化，从而提高磷的有效性。另外，土壤迟效性有机磷在微生物的作用下，也可以进行矿化并逐渐释放出磷酸根供植物吸收利用。但在正常情况下，土壤矿物和胶体对可溶性或速效性磷具有很强的固定能力。在石灰性土壤中，速效磷容易和钙形成磷酸三钙；如钙含量很高，可进一步形成磷酸八钙以及磷灰石等难溶性盐；而在酸性土壤中，速效磷容易与氢氧化铁、氢氧化铝等胶体结合形成不溶性的磷酸铁和磷酸铝。
影响土壤磷有效性的最关键原因是土壤的固磷强度，这也是目前我国一般的栽培植物对化学磷肥的利用率不到30%的最重要的原因。如果可以降低土壤的固磷强度的话，即可有效提高土壤磷的有效性。在实践中影响到土壤磷有效性的因子主要包括以下几个方面：
（1）土壤pH。在酸性或碱性条件下，磷都容易被强烈固定；在pH 6～7之间，土壤磷有效性最高。因此可以通过调节土壤pH来提高土壤磷有效性。
（2）土壤有机质。有机质的分解产物可以络合一部分铁、铝等金属离子，使被固定的磷溶解出来。一般土壤有机质含量高，土壤磷有效性也高。
（3）土壤温度。土壤温度升高，微生物活性增大，有机磷分解加快，有效磷的含量提高。
2.5.4.4 土壤钾的形态转化与管理
土壤钾主要来自于母质，所以在淋溶作用不是很强烈的地区，土壤钾的含量一般比氮、磷高。我国多数土壤全钾含量变化在15～20g/kg。一般北方较高，南方多雨地带淋溶强烈，钾含量较低。
根据对植物的有效性，土壤中的钾一般可以分为以下几种形态：
1）土壤中钾的形态
（1）矿物态钾。指存在于土壤矿物中的钾，约占全钾的90%以上，只有在矿物被风化后才有效，基本属于无效态钾。
（2）缓效态钾。指被固定在黏粒矿物晶层中的钾和存在于部分水云母及黑云母中的钾，一般不被作物直接吸收利用，但通过适当的耕作，可以使其释放出来。
（3）速效钾。包括水溶性钾和吸附在胶体表面的交换性钾，仅占土壤全钾的1%～2%。
速效钾与缓效态钾之间一般存在着一定的平衡关系。速效钾丰富的土壤，频繁的干湿交替会促进钾的固定；而在速效钾很缺乏、固定态钾又较多的条件下，频繁的干湿交替则可能促进钾的释放。
2）影响土壤中钾的有效性因素
影响土壤中钾的有效性的因素主要包括以下几个方面：
（1）土壤全钾量。土壤全钾量与有效钾之间没有必然的联系，但在其他性质相似的情况下，全钾量高的土壤，有效钾也会相应较高。
（2）母质。母质是土壤有效钾的重要来源。母质含云母、长石多的，供钾能力较强；风化度高的土壤，钾的淋失严重，有效钾含量低。
（3）质地。沙粒供钾能力微弱，粉粒供钾能力较强，黏粒的含钾量和供钾潜力都较强。因此，质地黏重的土壤的供钾能力较强，而沙土则容易出现缺钾现象。
（4）土壤吸附性和pH。吸附量高的土壤可以保存较多的钾，因此供钾能力较强；酸性土壤有效钾含量比中性和碱性土壤低。
（5）干湿交替。过分干燥影响钾离子向植物根部移动，植物容易缺钾；干燥往往使部分土壤钾被固定；水分过多也会因为水溶性钾的淋失而导致土壤缺钾。
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