四川农业大学土壤学实习报告

土壤学实习报告1.前言2012年12月18日我土管专业在四川省邛峡市开展了为期一天的土壤学实习。本次实习途径三个站，分别观测了四川具有代表性的三种土壤:黄壤、紫色土和水稻土。时间虽然短暂，但收获却还是很多。我以下的土壤学实习报告就将分别以这三个实习站点为基础，总结、探讨实习当天的情况和存在的问题，也将以理论背景介绍、技术分析、图表对比、拓展延伸等多板块多形式来全面总结土壤学实习中的有关知识，达到老师所要求的理论+技术的目标，对土壤形成和性质与环境条件的一致性有一个新高度的认识。2实习区概况介绍邛峡，位于四川省中部，成都平原西南，总面积1384平方千米。地势西高东低。气候温和，雨量充沛，四季分明，年降水量1117.3毫米，年均气温16.3^，属亚热带季风性湿润气候。3实习站点3.1第一站：黄壤3.1.1黄壤知识背景黄壤是中亚热带湿润地区发育的富含水合氧化铁（针铁矿）的黄色土壤。主要分布于四川、贵州等省，为南方山区的主要土壤类型。黄壤的形成包含富铝化作用和氧化铁的水化作用两个过程。由于高温多雨、岩石风化强烈，在成土过程中难移动的铁、铝在土壤中相对增多，土壤终年处于相对湿度大的环境中，土体中大量氧化铁发生水化作用而形成针铁矿。其主要特征是：酸性，土层经常保持湿润，心土层含有大量针铁矿而呈黄色。黄壤区以旱作粮食作物为主，主要是玉米和薯类；有水源的地方，也种植水稻。黄壤地区是茶、桑的理想产地。3.1.2实习中在邛峡土地坡上，我们观测了此地的黄壤，由于地形较高，外来物质堆积在紫色土层，经过很长的时间，不断黄化、酸化，所以沿途种植的有茶叶。其来源有冰积物和洪积物之说，在公路旁的土坡观察到有三角形，肾形和猴子脸型的卵石，可以作为冰积物来源的佐证。候院士将其命名为老冲积黄壤，有别于蒙顶山发育的砂性黄壤和近代冲积物。观测黄壤时，我们学到一个重要的土壤学野外技术，即怎样选点挖土壤剖面9划分土壤发生层9测定每个土层基本的理化特征。选点：注意光线来源，在条件允许的情况下，选择剖面向光。深度一般南方挖至1米，北方挖至2米，可能时挖至母质层。土壤发生层划分：作为一个发育完全的自然土壤剖面，一般由上至下有四层，分别为枯枝落叶层、淋溶层、淀积层和母质层。而耕作土壤由于有人为因素的作用，我们一般由上至下划分为耕作层、犁底层、心土层和底土层。划分观测土壤发生层时，要关注以下几点：Q颜色（内在性质的外在表现，用土壤比色卡）2.土壤质地（砂土，壤土还是粘土，用手测法）3.酸碱性4.肉眼观察土壤结构体（团粒、块状、片状等）5.紧实度6.根系分布状况7.土壤湿度（降雨量和本身特性决定）8.测量深度（由上至下，0到n,n到m・・）我们小组所选点位剖面有以下结果（见表）3.1.3第一站小贴士：1土壤酸碱性的形成对比各小组的实习结果，黄壤剖面各发生层都显酸性，ph约为4。我们不禁要问，土壤为什们会有不同的酸碱特性呢？其实自然条件下的土壤酸碱性主要受土壤盐基状况所支配，而土壤的盐基状况又取决于淋溶过程和复盐基过程的相对强度。所以土壤酸碱性实际上是由母质、生物、气候和人为作用等多种因子控制的。我国北方大部分地区的土壤为盐基饱和土，并含有一定量的碳酸钙。而南方地区的大部分土壤盐基饱和度一般只有20%~30%。相应的，我国土壤的ph也由北向南呈递减趋势。华北地区碱性土ph可达10.5，而华南地区的强酸性土壤可低至3.6~3.8。2黄壤黄化原因铁、锰、有机质是土壤的三大着色剂，土壤的颜色多与这三种物质有关。在氧气和水的作用下，铁可形成水合氧化铁，如褐铁矿，针铁矿。水和氧化铁少就偏红，多就偏黄。在邛峡地区，降雨较为充沛，铁可以大量形成结晶水，水和氧化铁较多，从而黄化。3新生体常识在挖土壤剖面的时候我们看到有黑色的小块状物，老师告诉我们是铁锰结核，是土壤生长发育而来的粘粒。这种物质是在土壤形成过程中新产生的或聚积的物质，称为新生体，其具有一定的外形和界限。新生体可以按它们的外观分类，也可按它们的化学组成来分类。按外观分，有盐霜，盐斑，结核等；按照化学组成分，新生体可由易溶性盐类组成，如氯化钠，硫酸钠，碳酸钙等，还有由晶质或非晶质的化合物组成，如含水氧化铁的化合物，氧化亚铁的化合物，锰的化合物，二氧化硅和有机物等。新生体是判断土壤性质，土壤组成和发生过程等非常重要的特征。例如，盐结皮和盐霜，表示土壤中有可溶性盐类的存在。锈斑和铁结核是近代或过去，在水影响下产生于干湿交替的特征。3.2第二站：紫色土3.2.1紫色土知识背景紫色土是发育于亚热带地区石灰性紫色砂页岩母质的土壤。全剖面呈均一的紫色或紫红色，层次不明显。主要分布在中国的亚热带地区，以四川盆地为主。四川盆地是全国四大盆地之一。盆地西部有将近10000平方公里的成都平原，盆地东部（华莹山以东）有几条东』匕西南走向的山岭外，大部分为紫色或紫红色砂岩、页岩构成的丘陵，风化形成的土壤便是紫色土，故四川盆地称为紫色盆地。紫色土是在频繁的风化作用和侵蚀作用下形成的，其过程特点是：物理风化强烈、化学风化微弱、石灰开始淋溶。其有机质含量1.0%左右，其发育程度较同地区的红、黄壤迟缓，尚不具脱硅富铝化特征，属化学风化微弱的土壤，呈中性至微碱性反应，pH值为7.5〜8.5，石灰含量随母质而异，盐基饱和度达80〜90%。紫色土矿质养分丰富，在四川盆地的丘陵地区中为较肥沃的土壤，其农业利用价值很高。利用中需防止水土流失和注意蓄水灌溉、增施有机肥料、合理轮作等。3.2.2实习中第二站我们认识了紫色土并简单观测了其理化性质。有了第一站黄壤的经验，我们观测紫色土时就容易一些了。我们先选择了一个有两米左右高差的土坎挖剖面，其上根系很发达，且有黑色土木灰耕作痕迹明显，看不出有什么分层，所以我们重新换了一点受人为因素较小的土壤观测。挖至40cm后，我们看到有土层变化，便开始按照第一站的方法观测其理化性质。结果如下表3.2.3老师小结听取了各班的汇报后，我们发现结果差距较大，且明显感到有困惑，所以老师为我们做了解答。此地有房屋，修建了小蓄水池，种植有猕猴桃的小苗，人为因素影响严重，所以不强调土壤发生层的划分。老师还讲解了一些四川紫色土的分类、蓄水池等农田水力工程的修建、猕猴桃的种植等问题，下文将有较为详细的总结。3.2.4第二站小贴士1紫色土分类紫色土分为酸性紫色土、中性紫色土和石灰性紫色土3个亚类。酸性紫色土分布在长江以南和四川盆地广大低山丘陵区。土壤有机质、全氮含量相对较高，磷、钾稍低。土壤呈酸性，pH小于5.5,盐基饱和度较低。中性紫色土主要分布在四川、云南，土层较酸性紫色土薄，约30至60cm，碳酸钙含量小于30g/kg，pH值约为7.5，肥力水平较高，但有机质、氮、磷稍显不足。石灰性紫色土主要分布在四川盆地及滇中等地，土质疏松，碳酸钙含量大于6%，土壤有机质在10g/kg左右，氮、磷低，锌、硼严重缺乏，土体浅薄，保水抗旱能力差。2蓄水池修建在实习的第二站中我们看到种植猕猴桃的周围有一个未完工的蓄水池。它是为周围作物提供灌溉水源的一项蓄水设施。关于其修建的好不好，我们做了一些思考。可以从选点、结构、材料、大小各方面来说。修建时，我们要根据当地的气候类型、地形条件还有作物种植范围等，确定蓄水池的大小、可灌溉面积。还要根据地表径流和坡度等因素配套修建沉沙池等过滤设施。也可在旁边修建小水池，勾兑粪便，利用有机肥灌溉。像蓄水池等基本农田水利设施、坡改梯等农地整理项目对农作物的增产增收和水土保持等方面都有重要作用，应该不断完善和加强。3猕猴桃种植四川省的西北地区是猕猴桃在全国的五大产区之一，所以其土壤类型等各种自然条件是较适宜猕猴桃的种植的。土壤是栽培猕猴桃的基础。猕猴桃借助根系从土壤中吸收所需的养分和水分进行生长。适宜的土壤PH值以5.5—6.5为宜，但品种不同差异较大。所要求的土壤类型是：有机质含量高、疏松透气、团粒结构好、湿润而不渍水。3.3第三站：水稻土3.3.1水稻土知识背景水稻土是在长期种稻条件下，经人为的水耕熟化和自然成土因素的双重作用，产生水耕熟化和交替的氧化还原，而形成的具有水耕熟化层一犁底层一渗育层〜水耕淀积层〜潜育层的特有的剖面构型的土壤。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。水稻土在我国分布很广，占全国耕地面积的1/5,主要分布在秦岭一淮河线以南的平原、河谷之中，尤以长江中下游平原最为集中，其中以江苏建湖一带为典型土质。水稻土是在人类生产活动中形成的一种特殊土壤，是我国一种重要的土地资源，它以种植水稻为主，也可种植小麦、棉花、油菜等旱作物。3.3.2实习中最后一站我们观测了低产水稻田，检测了其不同深度土层还原性物质的含量（Fe2+,S2-）。检测试剂分别为林斐罗琳和HCL。因为林斐罗琳可将2价铁氧化为3价，显红色，氧化的越多，红色越深。而HCL可以和S2-结合生成有臭鸡蛋气味的H2S。但如果Fe2+,S2-都较多，易生成FeS，很稳定。所以先滴加HCL，在加入适量林斐罗琳试剂。结果如下表3.3.3第三站小贴士1低产水稻土的改良高产水稻土的特点是耕层深厚（15〜18厘米），犁底层不太紧实，淀积层棱块状结构发达，利于通气透水，其下为潜育层或母质层，剖面中无高位障碍层次（如漂洗层、潜育层或砂砾层）；质地适中，耕性良好水分渗漏快慢适度，养分供应协调。但高产水稻土仍须有相应的土壤管理措施才能实现高产。此外，约有1/3的水稻土具有潜育化、土壤板结和污染等障碍因素，耕作困难，有效养分低，保肥性能差，属于低产类型。水稻土的低产特性主要有冷、粘、沙、盐碱、毒和酸等。加以改良，增产潜力大。1冷：低洼地区地下水位高的水稻土如潜育水稻土，冷浸田。在秋季水稻收割后，土壤水分长期饱和甚至积水，这样于次年春季插秧后，土温低，影响水稻苗期生长，不发苗，造成低产。改良方法是开沟排水，增加排水沟密度和沟深，改善排水条件，降低地下水位。2粘和沙：质地过粘和过沙对水分渗漏不利，也不利于耕作管理。质地过粘，如粘粒含量超过30%，水分散的胶体含量高，淹水耕耙后，水稻土表面形成浮泥，浮而不实，栽稻秧后易飘秧，称为起浆性，耕耙后土壤中多僵块，不易散碎，也不利小苗生长，称为僵性。如质地偏沙，粗粉沙含量超过40%时，会出现淀浆性；沙粒超过50%时，出现沉沙性。具有这两类特性的水稻土，耕耙后很快澄清，地表板而硬，插秧除草都困难。改良方法是客土，前者掺入沙土；后者掺入粘质土，如黄土性土壤或黑土等。3盐碱、毒害：盐碱和工业废水的影响，主要是在排水的基础上，加大灌溉量以对盐碱、毒害进行冲洗。4酸度改良：主要是对一些土壤酸度过大的水稻土适量施用石灰。4.重点探讨4.1四川土壤概况4.1.1四川土壤主要形成特点1母质起着突出作用（紫色土）2人为因素在土壤形成中起着特别重要的作用（水稻土）3土壤形成条件多样性，造成土壤形成过程和类型的多样性4东西部土壤明显分异4.1.2四川三大土壤对比（见表）4.2土壤与环境条件的一致性通过一天的实习，了解了以上三种土壤类型，加上实习报告的总结，对老师所说的土壤与环境条件的一致性逐渐有了更清晰的认识。接下来我讲从五大自然成土因素和人为因素的影响来说明我对这个问题的理解。土壤形成因素是指影响或控制土壤形成（方向和强度）的基本环境因素。包括自然成土因素和人为成土因素。前者包括气候、生物、母质、地形和时间（年龄）；后者指人类的耕垦、施肥和灌溉等活动。母质：形成土壤的物质基础，是土壤的前身，对土壤的形成过程和属性均有很大影响。1母质的矿物组成和理化性质直接影响成土过程的速度、性质和方向如在我国亚热带区，石灰岩发育的土壤，因新风化的碎屑及富含碳酸盐的地表水源源不断流入土体，延缓了土壤中盐基的流失，发育成石灰岩土；而酸性盐发育的则为红壤。2母质对土壤理化性质有很大影响如花岗岩形成的土壤，富钾而缺磷；玄武岩形成的土壤，缺钾而富磷；砂岩形成的土壤，盐基养分较贫乏；页岩形成的土壤，盐基养分较丰富。3土壤母质不同，土壤矿物组成往往差别较大如对原生矿物来说，基性岩母质发育的土壤含角闪石、辉石、黑云母等抗风化能力弱的深色矿物较多，而酸性岩发育的土壤则含石英、正长石、白云母等抗风化能力强的浅色矿物较多。4母质层次的不均一性也会影响土壤的发育和形态特征如冲击母质的砂粘间层所发育的土壤容易在砂层之下、粘层之上形成滞水层。总之，成土过程愈久，母质与土壤性质的差别就愈大。但母质的某些性质却仍会顽强地保留在土壤中。如华南地区的砖红壤是风化强度最深、成土时间最长的一类土壤，母质对其性质仍有深刻的影响。气候：气候对土壤形成的影响主要是水分和热量两个因素，其直接影响成土过程中的物理、化学和生物作用的强度和方向。1直接参与母质的风化。水、热状况直接影响矿物质的分解与合成，以及物质积累和淋失。如第一站中的黄壤，由于降雨充沛，淋溶作用强，土壤不断酸化。2控制植物生长和微生物的活动，（温度）影响有机质的积累和分解，决定养分物质循环的