46.土壤中的水分--即使有很多种类的土壤都含有农作物所需的各种养 分，但若没有风调雨顺的气候，农作物的生长依然会大受影响。这在美国大部 分地区都是一个十分现实的问题，即使在干旱期进行了充分人工灌溉的土地， 也依然有水分缺失的问题。因此，如何增加土壤保持水分的能力，以及减少水 分的流失，已经成了一个迫在眉睫的问题。
实验52：称取等量的砂砾、粗沙、细沙各100克，分别放进一个4英寸大小 的漏斗，漏斗中垫一层滤纸，然后往漏斗中倒入足量的水，让土壤标本充分吸 收，保持漏斗竖直，直到水全部过滤滴出漏斗。这时再次对三种标本进行称 量，由于是与滤纸一起称量，所以在天平秤的计量盘中也放上一片类似的湿滤 纸以平衡重量。比较称量结果，哪个标本保持水分的能力最强？由于水并不能 穿过样本土壤的颗粒，因此保持水分的能力只会与颗粒的大小有关系。
在任何土壤区域，只要我们挖得足够深，便一定会发现水。井就是这样 的例子。有一些树种和特别的植物，可以把根伸向很深的地下，去靠近地下水 源，因此在其他植物可能不能存活的地方，它们依然能够枝繁叶茂。当湿润土壤中的水分通过瓦沟渗透完毕之后，植物便能将它们的根须向下伸至这类水 源，或者叫地下水。因此它们即使在干旱期也会有很强的生命力，而那些生长 在不能渗透水分的土壤层中的植物就逊色多了，因为那里地下水的分布会相对 混乱。
实验53：在一盘有颜色的水中，放入几支孔径大小不一的细小玻璃管，管 中和盘中的水面，哪个更高？大孔玻璃管和小孔玻璃管中，哪个水面更高？
实验54：取两个4盎司的广口瓶，并排放在一起，给其中一个装半瓶水。 将一根粗布条，或者有条件的话，拿一根灯芯，一端插进瓶子里的水中，另一 端悬吊在空瓶中，这样保持一个小时的时间。看着会发生什么现象？这种让水 上升到一些细玻璃管、灯芯以及小裂缝中的现象，叫做毛细现象。
实验55：将四支灯管的一端蒙一块布，封紧，然后分别放入足量的粗沙、 细沙、粘土以及深褐色亚粘土，然后将它们竖立放置在一个装有水的浅底平板 锅中，令其保持一周的时间，但注意须保证平板锅中一直有水。注意不同时 间，灯管里面水所上升的高度，可专门记录一下一小时后、两天后、一周后， 各管中的水位位置。
在实验49中我们已经得知，土壤的每一个颗粒都被一层很薄的水膜包裹 着，即使土壤整体看上去并没有水分也依然如此。但这层水膜也可能会像实验 54中所显示的那样，通过灯芯的毛细现象而被吸走。岩石就是这样，它就是通 过吸收土壤颗粒的水膜而获取大量水分的。一片土地若被森林覆盖，那里的降 雨则会被苔藓、树叶以及植物的根饱和地吸住，并且树叶也会呵护水分，防止 其过快蒸发。这样一来，土壤中的水分便可以更长时间地滋润周边地区，除非 彻底干枯或者森林消失。也正因如此，山地的土壤可以为大地回馈五倍于自身 重量的水分。
重力总是不断地将土壤中的水分拉向地下深处，因此深层土壤中的水，总 是不断地向下渗透，当遇到不能渗透的土层或岩石层的时候，它们便会以泉水 形式又回到地面，或者以润物细无声的方式悄悄地滋润周围的大地，甚至惠及 离当初它们向下萃集的区域极其遥远的地方，让干涸的土壤变得肥沃湿润，这 便是大地的化育之灵。
但另一方面，经常也有必要阻止大量水的向下渗透，因为在渗透的过程中， 水会溶解并带走植物的养分，进而降低土壤的肥沃程度。因此，降低土壤的疏松 程度，便能减弱水的渗透效应，进而帮助土壤保留可供植物利用的养分。增加腐殖土就是一个办法，同时对渗水性强的土壤进行夯实滚压也能起到类似效果。但 在雨季来临的时候，土壤则必须保持疏松，这样水才能浸入土壤。
蒸发会导致土壤失去大量水分，它们先通过毛细现象被吸附到土地表面， 然后被蒸发掉。在干燥的地区以及干旱季节，农作物生长需要足够的水分，因 此蒸发导致的水分流失是人们需要阻止的现实问题。
实验56：找4个大小相同的锡皮罐，都装满土壤，在罐子周围和底部都戳 出一些小孔。给每一罐土壤都浇上等量的水，给第一个罐子上覆盖一英寸青 草，第二个罐子上覆盖一英寸锯末，然后小心地称出重量。再对第三罐和第四 罐称重，记录下每一罐的重量。将第三个罐子的土壤表面均匀搅动，直到表面 变干，搅动深度大致一英寸左右。然后持续不断搅拌一会儿，并让第四罐土壤 保持原样。每天放学后将四个罐子都称量一下，持续两周，并做好重量减少的 记录。为什么重量会减少呢？青草、锯末以及表面的搅动是怎样导致土壤重量 减少的？请你建议一些让土壤保持水分的办法。
从实验56我们可以看到，在表面覆盖了青草或锯末的土壤，其水分的蒸发 要比什么都没覆盖的土壤来得慢。刨花、粪肥以及其他可以避免让土壤日晒风 吹的物质都可以代替这里的青草，起到同样的效果，这类保护性物质叫做覆盖 物。它们常被用来覆盖树木、藤蔓以及灌木周围的土壤，但若要广泛用于庄稼 的耕种土地，目前还不太现实。
我们还发现，要是土壤表层被持续搅拌，土壤中的水分也会蒸发得很慢， 这是因为水分上升到表面的途径--毛细管被破坏，且阳光和空气又到不了下 层土壤，因为搅拌层将它们隔开了。如果土壤表层被充分搅拌或者被翻动而 耕种农作物，那土壤的颗粒便也被分开了，水分便不能从一个个土壤颗粒上 进行转移，自然就为植物的根须保证了水分供应。因此，在干旱地区，开发耕 地并栽种农作物，恐怕是让土壤保持水分，进而满足植物生长需要的一个最佳 途径。
在美国的一些干旱地区，一直推行着一种叫做旱地耕作的农耕方法。它要 求耕作时深耕土壤，且耕犁前面有一个切削轮毂，叫做镇压器，主要作用是压 紧下层土壤，让空气不能流通到土壤的翻动层，进而带走上层土壤的水分。表 层土壤则须被充分耕作，以形成一层完美的土壤覆盖物。这样一来，就能保证 雨水既不向农作物根须以下的土壤渗漏，又不从土地表面蒸发。这种耕作方法 的目的就在于，可以让土壤的水分能够支持一年生农作物的生长。
在美国大部分地区，庄稼一般两年种一次，也就是说，成熟的庄稼需要两 年水分的持续滋养，而土壤则须在这期间不断地被充分耕作。毋庸置疑，旱地 耕作法保证了土壤至少能提供植物生长所需的水分的最小值。
在降雨量稀少或者常年干旱的地方，灌溉便成了种植庄稼最有效的方式。 撒向大地的水通过远途输送，或者自流井水渠的传送，还有通过打井从地下水 获取的水源。这样就保证了对农业生产所需水量的随时供应。在地势非常平坦 的地方，一般容易发洪水，有时在被丘陵山脊分隔开的大大小小的平原地区也 会发洪水。大量的水就是这样流失掉了。
另一个办法，开挖一条8到10英寸深的犁沟，让水可以从灌溉沟溢出后， 通过犁沟流向土壤。这两种办法，目的都是让水能充分滋润土壤，然后表面土 壤被充分耕作以控制土壤表层的水分蒸发。近些年，政府和一些私人企业投入 了巨资用于农作物的灌溉，通过这样的努力，许多贫瘠的地区数千英亩的土地 变成了千里沃野，成为了农业的主产区。
47.碱性土壤--在一些干旱地区，雨水浸入地下一段时间后，又慢慢被 向上吸入表层土壤进而被蒸发掉。人们发现这些地方有大片大片的土地，即使 提供足够的灌溉，也依然寸草不生。在干燥的季节，这些地区的地面上会大范 围零星地出现白色或棕色的霜痂，如果尝一下的话，白色的像泻盐的味道，棕 色的像天然苏打粉的味道。正是盐类物质形成了这些霜痂，它们溶解在土壤的 水分中，水分蒸发后便留在了土壤的表面上。
在湿润的地区则找不到这类物质，因为它们在水变成水蒸气的过程中被带 走了。因此，对付这类土壤的唯一办法，就是对其反复灌溉并充分排水，把土 壤中的盐分彻底洗干净。在雨量充沛的地方，这个过程已经被大自然完成了。 而在没有太多碱类物质的土地上，对土壤的深度耕作，或者栽种一些在这类土 壤上可以存活的植物，比如甜菜，也能慢慢中和土壤的碱性。
48.土壤与人类--虽然大自然经过漫长的岁月生成了土壤，一代又一代 的植物和动物也让土壤变得越来越肥沃，但如果人类不以敬畏之心对待我们 脚下的土地的话，土地也不会一如既往地化育万物。我们从土壤中获取的物 质，必须通过施肥填补回去，且必须对土壤充分耕作来保证土壤的以下特性：
（1）保持水分；（2）保持疏松柔软以便让植物根须可以自由伸展；（3）为 菌类微生物提供空气、水和腐殖土以让它们能够制造可溶性氮氧化物；（4） 消除野草以免占用农作物空间、消耗农作物所需的养分，甚至让农作物窒息死亡。因此，合理的耕作，可能是比其他任何方式都有效的、多快好省的对土壤 的利用途径。同时，对土壤的精心调理耕作，可以节约大量施肥的成本，农作 物的产量也会大幅提高。
49.土壤的价值--决定土壤的农业价值的因素有很多，因此在一个地方 极有价值的土壤，换到另一个地方则可能一钱不值。比如很轻的砂土，基本上 无人买卖，除非有极好的交通运输条件，否则没人会对它感兴趣；而在另一些 城市，如果那里能轻易获得肥料，且早季蔬菜也十分走俏的话，砂土就变得极 有价值了。
不同类型的土壤都有各自适合栽种的农作物，而且即使一种土壤不适合许 多农作物生长，但只要它非常适合某一种经济作物，那这样的土壤依然很有价 值。比如在佛罗里达州大部分地区，尽管那里的土壤不适宜栽种其他许多农作 物，但却十分适合载橘子树或早季蔬菜，故而同样是不错的土壤。加利福尼亚 州的橘子产区的石质土壤也是如此，其他作物在这里毫无收成，但这里却非常 适合橘子树生长，也因此这里的土壤同样极具价值。
总结--地球表面只有四分之一多一点的面积是陆地，而陆地面积中只有 二十分之一多一点是美国领土。海岸中一些海沟的深度，甚至超过了陆地上最 高山峰的高度，大多数海洋动物都生活在海洋的表层水域，而陆地动物则分布 庞杂，从山地丘陵到平原峡谷，都有它们身影。因此，陆地上的生物多样性体 现得更加丰富多彩。
水是氢与氧的简单化合物，它有许多十分有价值同时也有趣的特性：它不 能被压缩；它是最强大的溶剂；它容易蒸发，然后形成雨水回到我们身边，同 时在巨大压力下它能成为蒸汽动力；它有极大的保存热量的能力。因此，水可 以通过海洋调节大陆的气候变化。
陆地由种类繁多的动物、无机物、植物构成。其总量的五分之四是沉积 岩，它由水中沉积物积累而成。另外还有火成岩，它是由地球内部的熔岩物质 构成的；以及变质岩，它是由前两种岩石变化而来的。
土壤主要来自于腐蚀和风化的岩石，总体可分为原地土与运积土两大类。 原地土是由下面的岩石直接变化而来，运积土则是由水流、冰川、风沙带来的 土壤与岩石物质积累形成的。土壤从形式上也可以粗略地分为砂砾、砂土、粘 土以及壤土。
土壤的肥沃程度与土壤的成分直接相关，同时与其中所含的空气和水，以 及其自身的通风与排水情况不无关系。肥沃的土壤必须含有氮、碳酸钾以及石 灰。植物的根要有空气进行呼吸，还要有水来溶解营养物质，以便让根须可以 吸收。所以，土壤最好不要像粘土那样结块，也别像砂砾那样彻底松散，因为 粘土的吸水性很差，砂砾的渗透性又太强。
为了保持土壤的肥力，必须让土壤保持频繁的耕作翻动，以降低水分的蒸 发与渗漏，同时还必须通过施加粪肥以及其他肥料来为土壤提供养料。在一些 降雨量不足的地方，人们使用灌溉和旱地耕作法来让土地保持水分。不同类型 的土壤都有各自适合栽种的农作物。没有肥沃的土壤，地球上的一切生命都将 会消失殆尽。
思考题
判断一片陆地是否曾经沧海，你会从哪些地方着眼？ 陆地与海洋有哪些不同特征？它们给生活在其中的动植物带来了哪些不同影响？ 你觉得有哪些理由说地球是一个水发动机？ 你周围的岩石属于岩石的哪个大类？ 你见过哪些岩石风化的例子？请描述一下。 你周围的土壤是原地土还是运积土？它们所处的地理位置的差异大吗？肥沃程度差别悬殊吗？
以上的差别你认为是由什么原因形成的？ 让土壤变得肥沃有哪些必要性？ 怎样保持土壤的肥力？
在干旱的地区以及干旱的季节，怎样保持土壤的水分？ 哪些因素决定了土壤的农业价值？
译 注
① 1磅=0.45359237千克，约等于1斤。
② 目前还没有任何观测证据支持作者这一观点。
③ 夸脱与品脱一样，有干量与湿量之分，1美制湿量夸脱=946.352946毫升，1 美制干量夸脱=1101.220 毫升，总体而言，大致与1升相当。