细土粒、碳酸盐、氧化硅、氧化铁及其他物质充填孔隙，使土壤板结紧实的过程。不同自然地带土壤产生的硬结物质和硬结形式均不同。①在湿润地区，土壤淋溶运移作用强烈，使表土中颗粒因带负电荷而分散向下层淋移，至下层遇到带正电荷的盐基离子或氢氧化物相互作用，发生共沉淀作用（coprecipitation）而凝聚沉积，久之，土壤孔隙为粘粒填满，产生紧密结实的、不易透水的粘化层或粘磐（claypan）。②在湿润、半湿润或干旱气候条件，有的土壤可形成坚硬磐层（hardpan）。美国土壤系统分类中称为硬磐（duripan）的是一种被二氧化硅溶液胶结后又脱水而生成的土层，硅质胶结硬磐在水中或盐酸中长期浸泡也不消散。③在湿润、半湿润区的淋溶土中，硬磐由很大的多面体组成，多面体上包有硅质胶膜。半干旱区土壤中的碳酸盐经淋溶淀积于下部土层的土壤孔隙中，胶结土粒并硬化，在水中不消散者，为钙磐（calcipan）或称石化钙积层（petrocalcic horizon）。淮北的砂姜黑土，地下水中多重碳酸钙、镁，土体下部碳酸盐大量聚积，还有部分非晶质二氧化硅，互相胶结形成砂姜，分布厚度20厘米至150厘米不等，分布在2～4米深度范围内。据¹⁴C测定，砂姜形成于1.6万至4万年前。中国西北干旱地区的石膏盐磐棕漠土中，可溶盐和石膏把土体胶结成硬层，工具难以挖掘，形成石膏磐（gypsipan）或称石化石膏层（petrogypsic horizon）。④热带、亚热带的砖红壤在脱硅作用和三二氧化物富集过程中，周期性干旱使含水氧化铁胶结土壤，氧化铁凝胶不可逆的老化，形成坚硬的铁磐、铁质结壳、聚铁网纹体等。在热带湿润区的土壤、寒冷区的灰壤和水成火山灰土中，存在铁质胶结层，美国土壤系统分类中称之为薄铁磐层（placic hori-zon），它是由铁、铁-锰、或铁-有机复合体胶结而成的暗红色至黑色的硬结层，其有机碳含量为1%～10%，厚度一般只有2～10毫米，厚者达20～40毫米，通常出现在地表至50厘米范围的土壤中，水分和植物根不能穿透。