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第十二章初育土壤与岩成土壤
初育土壤与岩成土壤都是由于多种原因,土壤剖
面发育微弱、剖面构型为AC型的土壤,仅石灰(岩)
土的某些情况可以例外。但它们都属于初育土纲。这
些土壤的特点是:
第一,这些初育土壤,相据其母质特点,一般可
分为疏松母质的土质初育土和基岩类的石质初育土,
其土壤剖面构型可以分别为AC型与AR型。
第二,这些土壤,除冲积土外,其肥力都比较低
下,多为低产土壤,因此,它的分布区也是我国农业
生产的低产区。
第三,这些土壤所在地区,除冲积土外,也是生
态条件比较脆弱的地区,如风沙、水土流失、干旱等
的限制因素比较严重,所以,对这些土壤的改造也包
括整个生态环境的改造,它将是我国国土资源改造的
重大而又长远的战略性项目。
第一节冲积土
冲积土广泛分布于平原和山间平原的河谷两岸的
河漫滩上,目前可能被每年汛期洪水或多年一遇的洪
水淹没,因此,尚伴有不同程度的现代地质沉积过程,
常有新的冲积洪积的物质覆盖于表层。如沉积母质时
间短而未开垦者可能有少量的稀疏植被,甚至还有一
定数量的自然的木本植物。但大多数情况,在比较宽
阔的高河漫滩上多已垦殖为林地,或为非永久性的
农田。
冲积土的命名虽由来已久(30、40年代),但与
现在冲积土的含义不尽相同。解放初期,宋达泉
(1950年)命名发育在河流冲积物上的土壤为冲积
土,归属为泛域土纲、幼年土土纲。从50年代中期开
始。冲积土在全国性土壤分类系统中消失,前后曾归
属于原始褐土:
浅色草甸土及潮土。全国第二次土壤普查又重新
确立了冲积土在土壤分类中的位置,作为独立的土类。
冲积土相当于美国土壤分类中的冲积新成土
(Fluvents),相当于联合国土壤分类中的冲积土
(FkuvisoIs)o
一、冲积土的中心概念与边界定义
(一)冲积土的中心概念
冲积土是发育在河流泛滥地或河漫滩地冲积物土
的一种非地带性泛域土。其特点是:
1.它属于河漫滩相沉积,具有明显的河床相沉积
与河漫滩相沉积的二元结构,而且尚没有脱离河流泛
滥的冲积物覆盖的影响,表土层有明显的近期薄层沉
积层理;
2.生物作用极弱,基本无有机质表聚现象;
3.地下潜水埋深变化可周期性影响底土,而具有
潴育化过程。因此,它的剖面可以是A-C-Cg型或(A)
C-Cg型。
(二)冲积土的边界定义
1.它与潮土的区别:潮土具有明显的腐殖质层,
虽然腐殖质含量不高,但明显高于心土层,这在冲积
土剖面中不明显。
2.它与草甸土的区别:草甸土的腐殖质积累过
程更明显。因此,草甸土与冲积土易于区别。
二、冲积土的形成过程、剖面形态、基本性状与
诊断特征
(一)冲积土的形成过程
冲积土的形成过很主要是河流沉积过程和潴育化
过程。前者属于地质沉积过程。
1.河流沉积过程;目前我国各河满冲积平原及三
角洲已基本脱离了河流洪水淹没的影响,不再进行河
流泛滥的沉积过程。河流沉积过程只限于河流堤坝或
沿河高阶地与河床之间的河流泛滥地或河漫滩上。冲
积土则主要分布在河床与河漫滩上(如图12-1所示)。
河流沉积的特点则因地而异。河流缓慢上涨且水
量较小时,水流停留于泛滥地低处,形成静水沉积,
沉积物质地细,沉积层薄,矿质养分丰富,水分干涸
后,表层易收缩干裂成多边形碎块。当洪水暴涨且较
长时间淹没全部河床时,尤其在源短流急的河流泛滥
地上,形成的沉积物质粗,沉积层厚,沉积层理不明
显。总之,沉积物质的粗细、沙粘层的更迭、有机质
的含量、矿质养分的丰缺、游离碳酸盐的有无等,与
河流泛滥水流流速、流量、淹没范围、延续时间、泛
滥地地形、上游地层及土壤类型等沉积因素有关。沉
积物的性质及沉积特点决定了冲积上基本属性特征。
2.潴育化过程:冲积土分布地形部位低,汛期河
水位高时大量补给地下水,抬高地下水位,旱季时地
下水位下降。年度内周期性的升降,剖面中下部氧化
还原作用则交替进行。因而有明显锈色及灰色土斑。
时有软铁子出现。
(二)剖面形态
冲积土的形成特点决定了它的剖面形态特征。
AC或(A)C层,颜色浅浅,黄泛平原粉沙壤质的
冲积土表层,呈浅浅黄或淡黄橙色,亮度27,彩度<6。
可见薄层沉积层理,无明显结构。
c层:沉积层次。氧化还原现象不明显。
Cg:氧化还原层。有多量的绣色斑纹,时有软铁
子。有轻度潜育化特点。
(三)基本性状与诊断特征
1.剖面构型:一般为AC-C-Cg型或(A)C-C-Cg
型。多为沉积层次的组合。
2.有机质表聚不明显:雨季前一年一季的种植或
生长稀疏的自然植被。难以形成腐殖质层。表层有机
质含量与质地有关,一般<6g/kg,沙质冲积土多V
5g/kgo
3.pH值及CaC03:因河水一般富于Ca(HC03)2,故
pH值在微酸性与微碱性之间,以中者居多,土壤中的
CaCOs含量主要取决于河流上游的物质来源与土壤所
在的地理条件,如黄泛平原的冲积土CaCOs含量多在
50~100g/kg左右,淮河流域的冲积土的CaCOs含量就
较少,长江流域的沉积物的CaCOs含量就更少。
三、冲积土的亚类划分及其特征
依据盐基饱和程度、碳酸钙含量及盐化特点等,
将冲积土划分为冲积土、不饱和冲积土、石灰性冲积
土和盐化冲积土四个亚类。剖面形态如图12-2。
(-)饱和冲积土
主要分布在北方地区非钙质岩地层流域范围内。
土壤盐基饱和度N50%,不含游离碳酸钙,呈中性反应,
pH值多变化在6.5~7.0之间。
(二)不饱和冲积土
主要分布在南方非钙质岩地层流域范围内。土壤
盐基饱和度<50%,呈微酸性反应,pH值多V6.0。
(三)石灰性冲积土
主要分布于北方钙质岩地层或黄土分布的流域范
围内。含有游离碳酸钙,多呈中型至微碱性反应,
pH7.5~8.5。黄河三角洲的石灰性冲积土基本性质如表
12-1o
表12-1石灰性冲积土基本性质
有交换
地碱解速效速效
深度CaC03机量颗粒含量(mm)(%)
全氮全磷氮磷钾
PH质emoI
点g/kgg/kgmg/kmg/kmg/k
(cm)g/kgg/k(+)/<
ggg<0,001
gkg0.01
黄
河
角0~187.9253.74.60.210.5221.31.1958.108.1421.73
洲
东18~478.0448.13.70.190.4819.1痕迹926.235.8218.25
部
军47~628.1243.63.20.140.3614.8痕迹895.675.3716.27
马
62~838.2347.32.80.170.4515.4痕迹945.445.6417.43
分
场
南
(四)盐化冲积土
主要分布在我国北方地区,以黄泛平原、黄河三
角洲面积最大。与盐化潮土、潮土或盐土呈复区分布。
土壤盐分化学组成以氯化物和硫酸盐为主,表土层含
盐量多数V5g/kg。
四、冲积土的利用与改良
冲积土尚未脱离河水泛滥影响,地下水位高,
有的尚有盐化、沼泽化威胁。应根据自然条件,社会
经济条件,采取不同的利用改良方式,合理利用这一
良好的土壤资源。
(I)河滩草场者,应建立自然草场轮牧区,维护
生态平衡,保护土壤资源,而且要维护河道沿岸的引
水卫生。
(2)在河漫滩较宽阔的地区。可修堤筑坝,防止
洪水淹没,建立排灌系统,降低地下水位,平整土地,
建立河滩地农业区。
(3)在保证汛期行洪的条件下,加强农业技术措
施,合理配置农、林、牧业,培肥土壤,争取汛期前
的一季好收成。
(4)一般土壤质地较粗的河漫滩,在不影响行洪
的条件下可以选植河滩片林,既可保护河岸,又可改
良生态环境。在北京及河北燕山山区,有利用河谷卵
石滩种稻“挂淤”而改良为良好土壤的实例者不少。
第二三节风沙土与黄绵土
风沙土与黄绵土都是分布于半干旱和干旱地区的
初育土,唯部分滨海风沙土例外。
一、风沙土
风沙土主要分布于我国北部的半干旱和干旱地
区,大致位于北纬36。〜49。之间。处于黑钙土、栗钙
土、棕钙土和漠土地带内,跨黑龙江、辽宁。内蒙、
陕西、宁夏、甘肃、青海、新疆等省(区),构成我国
著名的“三北”风沙区,总面积约63.7万krrL
风沙土景观(上面生长着用来固沙的乔木和灌
木)
此外,还有较大面积的滨海风沙土。
(一)风沙土的中心概念与边界定义
1.风沙土的中心概念:风沙土是干旱与半干旱地
区于沙性母质上形成的仅具有AC层的幼年土,处干土
壤发育的初始阶段,成土过程微弱。通体细沙,植被
易于破坏,随起沙风而移动。
风沙土地区的流动沙丘
2.风沙土的边界定义
(1)与栗钙土、棕钙土和荒漠土壤的区别:风沙
土没有具有以上这些土壤的特征层次,而仅是表层有
微弱的灰黄色结皮或生草层。
(2)风沙土与流动沙丘的区别:流动沙丘均为地
质体的非土壤形成物,地面均系干燥的松散的流动沙
粒,没有植被和AC型土壤剖面构型。
(-)风沙土的形成条件与成立过程
风沙土主要处于温带半干旱、干旱、极端干旱的
草原、荒漠草原及荒漠地带,部分处于海滨。大陆性
气候明显,干旱少雨,年降雨量<400mm,西部有些地
区仅数十毫米。蒸发强烈,干燥度东部为1.5〜4.0,
西部在4以上;气温变化大,年温差和日温差悬殊,
常年多风,风期长,风力大,是风沙土形成的基本动
力。在这种气候条件下,岩石以物理风化为主,风化
产物为沙砾质。为风沙土的形成提供了丰富的沙源。
风沙土地区的自然植被为草原、荒漠草原和荒漠,
以耐旱灌木或半灌木为主,以及耐旱、耐瘠的沙生植
物。植物稀疏低矮,主要有沙柳、柠条、梭梭、沙拐
枣、红柳、胡技子、锦鸡儿、沙蓬、沙蒿、白茨、白
草、沙米等,滨海风沙土的植物主要有模柳、木麻黄
等。
风沙的来源有岩石就地风化的产物,也有河流冲
积物、洪积物、海积物,在海积沙地中的沙粒为海生
动物的壳骼风化粉碎而来。沙性母质在起沙风力的作
用下,沙粒开始移动,形成沙地特有的风沙地貌。
在这种自然环境条件下,风沙土的形成始终贯穿
着风蚀沙化的风蚀过程和植被固沙的生草化过程,这
两者互相对立而往复循环以推动着风沙的形成与变
化,成土过程很不稳定,土壤发育十分微弱,风沙土
的形成大致分为三个阶段。
1.流动风沙土阶段:风沙母质含有一定的养分和
水分,为沙生先锋植物的滋生提供了条件,拉因风蚀
和沙压强烈,植物难以定居和发展,生长十分稀疏,
覆盖度小于10%,常受风蚀移动,土壤发育极其微弱,
基本保持母质特征,处于成土过程的最初阶段。
2.半固定风沙土阶段:随着植物的继续滋生和发
展,覆盖度增大,常在10%~30%之间,风蚀减弱,地
面生成薄的结皮或生草层,表层变紧,并被腐殖质染
色,剖面开始分化,表现出一定的成土特征。
3.固定风沙土阶段:植物的进一步发展,覆盖度
继续增大。通常都大于30%,除沙土植物外,还渗入
了一些地带性植物成分,生物成土作用较为明显,±
壤剖面进一步分化,土壤表层更紧,形成较厚的结皮
层或腐殖质染色层,有机质有一定的积累,颜色带灰,
弱团块状结构,细土粒增加,理化性质有所改善,具
备了一定的土壤肥力。固定风沙土的进一步发展,可
形成相应的地带性土壤。
(三)风沙土的剖面形态和基本性质
风沙土剖面(固定沙丘)
1.剖面形态
A层:生草一结皮层或腐殖质染色层,厚度5〜
30cm或更厚,浅黄色(2.5Y7/3)或淡
棕色(7.5YR5/4),片状或弱团块状结构,沙土
或沙壤土。根系较多
C层:沙土,浅黄色(2.5Y7/3),单粒结构。
2.物理、水分性质:由于风力的分选作用,风沙
土的颗粒组成十分均一,细沙粒(625〜605mm)含
量高达80%以上。因植物的固定、尘土的堆积和成土
作用,半固定、固定风沙土的粉粒和粘粒含量逐渐增
加,可达15%左右。随着有机质和粘粒的增加,土壤
结构改善,微因聚体增加,容量减小,孔隙度提高。
风沙土地区降水少,渗透快,蒸发强,土壤含水量低。
流动风沙土的表层为一疏松的干沙层,厚度一般为
5~20cm,荒漠土地区可超过Im,含水量低于1%。干
沙层以下水分比较稳定,含水量为20〜30g/kg。对耐
旱的沙生先锋植物的定居有利,降水多的季节可达
40~60g/kg,亦能满足耐旱的草灌和乔木的生长。半固
定和固定风沙土由于植物吸收与蒸腾,上层土壤水分
含量更低。
3.化学性质:风沙土有机质含量低,一般在1〜
6g/kg之间,长期固定或耕种的风沙土可达5g/kg左
右。腐殖质组成除东部草原地区外。以富里酸为主,
胡敏酸与富里酸比值小于1o土壤钾素或丰富,氮磷
缺乏,阳离子交换量2~5cmol(+)/kg,供肥能力差,
土壤贫瘠。pH值在8〜9之间,呈弱碱至碱性反应。
石灰和盐分含量地域性差异明显,东部草原地区一般
是无石灰性,并有盐分积累,特别是荒漠地区有的已
开始出现论分和石膏聚积层。
风沙土矿物组成中,石英、长石等轻矿物占80%
以上,重矿物含量较少,但种类较多,主要是角闪石、
绿帘石、石榴子石和云母类矿物。
(四)风沙土的分类
根据全国第二次土壤普查的土壤分类系统风沙土
作为初育土纲的一个土类。近似于《美国系统分类》
中的石英沙质新成立土类(Quartisamment)FAO的沙
性土(ArenosoIs)o
风沙土的亚类划分,主要考虑它由移动沙丘向固
定沙丘发展的过程受区域成立条件影响较大,所以分
为草原风沙土、荒漠风沙土与草甸风沙土。前二者有
地带性差异,而草甸风沙土则主要发育在这些不同区
域的受地下潜水影响的地点。
(五)风沙土的利用改良
1.保护植被、种草植树,防风固沙:生物治理是
防风固沙,改善生态环境的根本措施。首先要保护好
现有植被,严禁滥垦滥伐,过度放牧,防止再度沙化,
使植被逐步恢复和发展。大力开展植树种草,流动风
沙土应播种沙蒿等沙生植物,设置草按障;半固定,固
定风沙土应草灌结合,以沙生草本和灌木为主;丘间
沙地可种植沙柳、锦鸡儿、青柳等乔木材种;沙区农
田应营造防风林带。因此要进行总体规划,根据“因地
制宜、因害设防”的原则,实行草灌乔结合,合理设置
林网结构。
流动风沙区种植柠条固沙
风沙土的改良(固沙格网)
风沙土地区的林网
2.因地制宜,发展牧业与农业:沙区的滩地、绿
洲分布较广,水资源丰富,地下水埋藏浅,水质较好,
可发展灌溉农业,建立沙区粮食和副食品基地。有些
地区盛产名贵药材和经济作物如枸杞、沙苑子、红枣、
花生、瓜果等,应开展多种经营,发展沙区经济。风
沙区有大量的旱耕地,干旱缺水,蚀严重,产量很低,
应退耕还收,种植牧草,建立人工草场,发展畜牧业。
风沙土上种植的葡萄园
3.改土培肥,提高地力:针对风沙土土质沙、结
构差、养分低、干旱风蚀等特点,对农田应抓好土壤
改良和培肥地力。广开肥源,增施有机肥料,扩种深
根绿肥,改进轮作倒茬制度;合理施肥,氮磷肥配合,
施肥方法应“少吃多餐”,提高肥效;在有条件的地区
可客土改沙,引洪漫淤,引水拉沙,变沙地为良田;
种植抗风、耐旱、耐沙作物,采用防蚀抗旱耕作措施
如免耕或少耕、覆盖、沟田种植等。
二、黄绵土
黄锦土曾称为黄土性土、绵土等,广泛分布于黄
土高原水土流失比较严重的地区,主要是陕西的北部
和中部,甘肃的东部和中部,宁夏的南部以及山西的
西南部,青海、内蒙也有零星分布,与黑班土、栗钙
土、灰钙土、栗褐土、褐土等地带性土壤交错出现。
黄绵土是黄土高原地区最大的土类和主要的旱作土
壤。
黄绵土景观(土壤侵蚀)
(一)黄绵土的中心概念与边界定义
1.黄绵土的中心概念:黄绵土是在黄土或次生黄
土母质上,发有微弱,剖面层次分化不明显,主体构
型为A—C型的幼年土壤。
2.黄绵土的边界定义:黄绵土是初育性土壤,不
具深厚暗色的腐殖质层有别于黑班土;没有明显的腐
殖质层和钙积层而不同于栗钙土;无褐色粘化层区别
于褐土、栗褐土;又因形成于黄土母质而不同于风沙
土、冲积土等初育土。
(二)黄绵土的形成条件与成土过程
黄绵土分布于温带、暖温带的半干旱和干旱地区,
年平均温度7〜16℃,年平均降雨量20D〜500mm,
集中于7〜9月,多暴雨,年蒸发量800〜2200mm,干
燥度大干K然植被为森林草原和草原,乔木主要是
阔叶树种,有株、榆、洋槐,并间有油松、柏等,多
为次生旱生中幼年林,林相残败;草本主要为禾本科
草类和冷蒿、胡枝子、地椒、甘草等,生长较稀疏。
地形为黄土丘陵地和台地等以及这些黄土地貌区的川
台地、洞地等非地下水浸润区。母质为黄土性物质,
疏松多孔。黄绵土地区地形支离破碎,坡度大,雨量
集中,植被稀疏,加之黄土抗蚀力弱,是造成土壤强
烈侵蚀的主要原因。
黄绵土的土壤形成过程主要是生草的淡色腐殖质
积累、耕种熟化和土壤侵蚀三方面。
在自然草本和灌木疏林植被下发育的黄绵土,侵
蚀减弱,表层具有植物根系,枯枝落叶残留层,形
成有机质层。剖面由有机质层和黄土母质层构成的AC
型,层次过渡明显,并有碳酸钙的轻度淋溶,可见霜
粉状、斑点状或短条状的碳酸钙新生体,但无钙积层
形成。
在耕种条件下,一方面进行着耕种熟化,另一方
面又发生着土壤侵蚀,土壤形成处在熟化一侵蚀-
熟化往复循环的过程中,特别是由于气候干旱和生物
过程不强,就延缓了剖面的发育,所以土壤始终处在
幼年发育阶段,剖面由耕层和黄土母质层组成,即Ap
—C型,无明显淋溶沉积层。
(三)黄绵土的剖面形态与基本性质
1.剖面形态
黄绵土剖面
黄绵土的剖面为A—C土体构型。在自然植被下,
具有有机层,厚度10〜30cm,颜色为灰棕色(风干土
10YR5/4)或暗灰棕色(风干土10YR3/3),粒状、
团块状结构,其下为母质层,稍有碳酸钙的淋溶淀
积。通常林地比草地有机质层厚,有机质含量高,颜
色暗,结构发育好。
在耕作条件下,黄绵土因侵蚀较强,耕层比较薄,
一般15cm左右,有的陡坡耕地不足10Cm,颜色为淡
灰棕色(风干土10YR6/4),碎块状结构,耕层以下
为黄土母质层,但在嫄地、川台地和久耕梯田,略
有犁底层发育。
2.物理、水分性质:黄绵土的颗粒组成以细沙粒
(0.25〜0.05mm)和粉粒(0.05-0.005mm)为主,
约占各级颗粒总数的60%左右,同一剖面各层颗粒组
成变化不大,仅表层因侵蚀、坡积、耕作、施肥的
影响稍有差异,但地域性差异显著,由北向南,由西
向东沙粒含量递减,粘粒含量逐逐增加,这与黄土
颗粒组成的地域分异规律是一致的。
黄绵土疏松多孔,容量小,耕层容重一般为1.。〜
1.3g/dm2总孔隙度55%〜60%,通气孔隙最高可达
40%。黄绵士透水性良好,蓄水能力强,有效永范围
宽,透水速度通常大于0.5mm/s,每个时渗透量为
50〜70mm,下渗深度可达1.6〜2.0m,2m土层内可蓄
积有效水400〜500mm,田间持水量为13%〜25%,凋
萎湿度3%〜8%,土壤有效水含量可达80〜170g/kg,
不同地形部位特别是坡面对土壤水分含量的影响较
大,阴坡蒸发较弱,水分状况优于阳坡,一般比阳坡
土壤水分含量高15〜30g/kg,相对高200g/kg以上。
黄绵土多处于温带,加之质轻、色浅、比热小,因而
土温较低,变幅大,属温性一中温性土壤,一般阳坡
高出阴坡1.5〜2.5℃。坡向对土壤水热状况的影
响,对黄绵土地区的作物布局、播种时间选择以及出
苗生长状况都有重要的作用。
3.化学性质:黄绵土的有机质含量耕地一般
在3~10g/kg之间,草地10-30g/kgo腐殖质组
成以富里酸为主,胡敏酸与富里酸比值为0.3~0.9o
氮素含量低,全量磷钾较丰富,但有效性差,锌、镒
较缺。
黄绵土弱碱性反应,pH8〜8.5。整个剖面呈石灰
性。碳酸钙含量90〜180g/kg,上下土层比较均匀,阳
离子交换量6~12cmol(+)/kg,保肥能力较弱。
黄锦土的矿物组成与化学组成和黄土母质近似,
矿物组成以石英、长石为主,各层变化不大;粘土矿
物以水云母为主,其次是绿泥石和少量高岭石,粘粒
硅铁铝率为2.8〜2.9,硅铝率为3.5〜3.7
(四)黄绵土的分类
全国第二次土壤普查的《中国土壤分类系统》中,
黄绵土属初育土土纲的一个土类。由于黄绵土发育微
弱,无发生诊断特征和诊断层的明显分异,暂划黄绵
土一个亚类。在美国土壤系统分类中,黄绵土近似于
半干润淡色始成土(Ustochnept)相应于FA0分类系
统中的钙积始成土(CalcicCambisoIs)o
(五)黄绵土的利用改良
1.从调节生产结构入手,退耕还林还牧,黄绵土
地区地形破碎,坡度大,坡耕地多,尤其陡坡耕地比
重大,如陕北黄土丘陵区耕种黄锦土占黄绵土总面积
的67%〜75%,其中大于25。的坡耕地占耕种黄绵土
面积的43.5%,既不适于种植农作物,还加剧了水土
流失,因此坡度大于15。的坡耕地要逐步退耕还牧还
林。本着“米粮上源下川、林果下沟上岔、草灌上坡下
土瓜”的原则,综合治理,防治水土流失,改善生态环
境。
黄绵土的利用(苹果林)
2.抓好工程治理措施,搞好农田基本建设:工程
措施是防治水土流失的主要方法,也是建设高产稳产
基本农田的基础工作。工程治理措施主要是修筑水平
梯田、隔坡梯田、高填隔田、坝地、水平沟和护沟填
等。作到水不出田,泥不下坡,但工程措施要与生物
措施相结合。
黄绵土分布地区的农田和果园
3.发展灌溉,推行抗旱耕作技术:气候干旱,土
壤水分不足是影响黄绵土地区农业生产的重要因素。
在有条件的地区后大力发展灌溉,加强水利设施的建
设和配套,逐步推行喷灌、滴灌等先进技术,提高灌
溉效益。旱地在建设梯田、坝地的基础上,积极推广
抗旱耕作及保埔措施,如早耕、深松、适时耕耘、镇
压、覆盖等。作到降水就地入渗拦蓄,增加土壤蓄水,
抗御干旱。
4.增加土壤投入,培肥地力:针对黄绵土有机质
和氮磷缺乏的问题,应有计划的分年施用有机肥料,
秸秆还田,采用有机和无机肥料结合,增施氮磷化肥
和硼、镒微肥。改进轮作倒茬制度,把豆科作物、牧
草绿肥纳入轮作,特别是发展苜蓿对解决肥料、饲料、
燃料都有积极的作用。
第三节岩成土壤
岩成土壤是指那些发育于基岩风化的残积母质
±,土壤剖面发育较弱,且受母岩岩性影响的一系列
土壤。其特点是:
第一,受母岩岩性的“继承性”影响较大:其中包
括基岩物理性状者,如石质土与粗骨土;有受岩性的
化学性质影响者,如石灰(岩)土,紫色土与火山灰
土等。但在此要进一步指出含钙质的岩类,只有在湿
润淋溶条件下才能显示其钙质母岩的特点,其中包括
土壤形成与土壤肥力的特点,所以如石灰(岩)土、
紫色土与火山灰土等的研究及其亚类划分基本上都在
不同的湿润地区,因为在旱地区不存在钙质母岩明显
发生影响。
第二,剖面发育较弱:多为AC型或AR型剖面构
型,但是它们的剖面发育除受母岩岩性的影响外,与
其所处的地创环境关系较大,如石灰(岩)土、火山
灰土、粗骨土等的亚类划分即可清楚地显示这一点。
一、石质土与粗骨土
石质土:它是指发育于基岩风化的残积母质上的
薄层土壤,剖面厚度不超过20〜25cm,剖面下的母岩
的风化度很差,即A—R型。它相当于联合国过去土壤
分类中的薄层石质土(Ranker)。所以根据母岩及淋溶
情况而划分为酸性的、中性的和钙质的等亚类。
粗骨土:其母岩主委以物理的碎屑风化为主,A
层可以>25cm,但多砾质,所以,其剖面构型为A—C
到相当于联合国分类系统中的粗骨土(Regosol)o
如果剖面进一步发育为A—(B)—C型,则就为
粗骨性土,即一般所说的“XX性土工它因有不明显的
B层分异而分别归入各个土类中的特殊亚类而存在。
石质土与粗骨土在我国低山地与石质丘陵区占有
较大面积,特别是自然植被遭到严重破坏的石质山地
与丘陵区,尤以阳坡居多,它是目前山地与丘陵土壤
保护的主要对象。
二、火山灰土
火山灰土景观
火山灰土是发育于第四纪以来火山喷发的火山灰
土的土壤,分布于我国的长白山系,云南和海南岛等
地区,火山灰土是指在一定的湿润条件下,火山灰水
解风化而有较快的土壤形成过程以形成比较富腐殖质
的土壤。由于它的母质及土壤的一系列特性,国际上
目前建议将它独立为土纲。
(一)火山灰土壤的形成与剖面特征
1.火山灰的水解风化:火山灰母质的特征是多孔
体,孔隙一般70%〜80%,因而容重很低,0.5-1.2cm
/cm2,平均多在0.85cm/cm?,颗粒粒级的60%为
粉粒质、沙质或火山弹片,20%〜25%为粘粒粒级,
玻璃质。这种含钙、镁和钾的非晶质的铝硅酸盐,由
于孔隙和比表面大,在湿热气候条件下,以水解的化
学风化为主,很快变为水铝英石,而其中的无定型的
微晶型的铁、铝等氧化物也水解而均匀分布于主体中,
母质的多孔性和土体中的水铝英石较多的出现是火山
灰土壤的两大独有特征。
2.富腐殖化过程:是腐殖质与水铝英石形成稳定
的合复体,而且腐殖质含量高,与相同自然地带的土
壤相比,腐殖质含量要高出1〜2倍,如我国云南、辽
宁等地的火山灰土的有机质含量一般为190〜
370g/kg,因而颜色发暗,Andosols,在日本语中即为
“暗色土壤”
土壤的PH值一般为4.5〜6.0,基性岩喷发物上
发育的土壤为中性,它与自然条件有关,而且在一剖
面中也是上部的PH值低于下部,逐步增加到6.0o
3.土壤剖面形态:一般为Ah-(B)-C型。
A层:为腐殖质A层,即Ah层,厚度一般为30cm
左右,腐殖质含量在100〜200g/kg左右,腐殖质与Ca2+
结合较好,故颜色暗棕,其盐基饱和度可达80%左右。
B层:一般分异不明显,称之为过渡层。黄棕色,
厚度20〜39cm,粒状或碎块状结构,质地比较均一,
多为粉粒质,具有明显的涂污(smean),特性及触交
(thixotropic)特性等物理性能,它可以作为火山灰
土的一个重要特性。
在某些情况下,火山灰土壤有由以后的火山喷发
物所覆盖,而又在其新的覆盖上重新进行土壤发育。
(二)火山灰土的亚类别分与土壤利用
1.火山灰土壤的类型划分:各个国家有较大的差
异,因为自然地理条件相差较大,国际上是将它作为
一个土纲而划分,E.A.FitzPatrick将之分为4个土
类,即浅色的、松软的、腐殖质的和玻璃质的。我国
的火山灰土面积不大,将之分为火山灰土、暗火山灰
土及基性岩火山灰土等3个亚类。
2.火山灰土的利用与改良:在湿润地区,基性火
山灰土壤是一个比较肥沃的土壤,富于土壤有机质及
矿质营养元素,且土壤的渗水性能也好。目前我国农
用者不多,仅开垦种植一些玉米、早稻、烟叶等。但
如垦殖利用不当,往往易于产生土壤侵蚀,土壤有机
质急剧下降,而且磷的固结将增强,所以做好水土保
持是该土壤类型利用的首要问题。
三、紫色土。
紫色土景观
紫色土是发育于紫色沙页岩上的,亚热带湿润地
区的一种岩成初育土,主要分布于我国的四川、江西、
贵州、湖南、广西等省。
(一)紫色土形成的自然条件与成土过程
1.气候条件;亚热带(包括南亚热带)的湿热气
候,年平均温度15〜20℃,之10℃积温4500~8000℃,
年降水量800〜2000mm。
2.母岩与地形:所谓紫砂页岩,它包括了不同的
地质年代,如三迭纪、志留纪、侏罗纪、白垩纪、第
三纪等,由于成岩的地质年代不同,其岩石的粗细与
矿物含量均有所差异,如老第三纪、白垩纪、侏罗纪、
三迭纪等地层的磷、钾、钙含量比较丰富,而新三纪、
志留纪与侏罗纪前期地层的上述营养元素的含量就偏
低,另一方面是白垩纪、第三纪等地层的胶结程度稍
差,因而风化比较容易。
由于这种岩石中的易风化的矿物(如长石、斜长
石、黑云母、角闪石、辉石、磷灰石等)与不易风化
的石英的含量上的差异(一般集中表现在页岩和沙岩
上),由于淋溶和差异故形成许多宽谷(以页岩类为主)
低丘(以硅质岩类为主)的、紫红色的“平行岭谷”地
风化。
3.岩石风化:在上述生物气候与母质条件下的母
岩风化过程,首先以其物理风化为主,因而形成母岩
岩体中纵横交错的裂缝,加速其水分渗透与化学风化。
其化学风化过程主要是溶解、淋溶,矿物风化度比较
浅,新生粘土矿物以中度风化的水云母、蒙脱石、绿
泥岩等2:1型的粘土矿物为主。由此可看出其土壤形
成的初育性。具体可参考表12—2。
4.土壤侵蚀与土层浅薄:由于植被的严重破坏,
及岩石的易于风化,所以土壤易于侵蚀,特别是在粘
质的紫色沙页岩上,由于其渗透性差,质地疏松,更
易于侵蚀;但在沙质紫色沙页岩上,其岩石的块状性、
渗透性均较好,因而抗蚀性较强。不论是哪种岩性,
从土壤发育角度看,都属于AC型的薄土层。只是由于
粘质的紫色沙页岩形成的下伏母岩易于风化,裂隙较
多,所以用于农业旱作时,不如其它硬质基岩所表现
的有效上层厚度那样严重限制而已。
表12-2紫色土、母质、岩石黏土矿物对比*
发生粘土矿物粘粒(V1p)交换
地点地层
层主要次要少量量(cmol/kg)
A蒙脱石水云母赤铁矿35.21
四川双流县白垩纪夹关
C水云母—石英、赤铁矿37.56
正兴组KzJ
R水云母蒙脱石石英、赤铁矿36.81
四川盐侏罗纪A水云母绿泥石石英38.81
亭县林山蓬莱镇组C水云母蒙脱石绿泥石、赤铁矿32.69
J3PR水云母蒙脱石石英、赤铁矿、针铁30.37
矿
四川广T1FA水云母、蒙绿石英、赤铁矿33.96
源县沙河脱石泥石
C水云母、蒙绿石英、赤铁矿32.04
脱石泥石
R水云母、蒙绿石英、赤铁矿28.59
脱石泥石
*引自《土壤农化通报》1987,Vol.2.NoK2P2。
(二)紫色土的剖面形态特征与分类
1.剖面形态特征:剖面形态分化较差,整体为
AC型或ACR型。
A层:其厚度一般为10~20cm,浅灰紫红色
(5YR6/2),质地粘壤一壤粘。腐殖质含量15g/kg左
右,有一定的结构,较松、有时夹有一定的砾质碎片。
A/C层:其厚度一般在20~30cm左右,为紫红色
的风化的紫色沙页岩,岩片已软化,在一定重力加击
下可以压碎。而且也有少量的植物根系,其Ca、Mg、
K、Na等元素已产生明显淋失,淋失的次序是Ca>Na
>Mn>Si>Mg>K,Al>Ti>Fe,K、Mg淋失序位与其
风化壳中元素淋失顺序相似。
它与黄壤和红壤的粘粒分子率的区别,以及养分
一般特征可参考12-3、12-4O
表12-3紫色土与地带性土壤粘粒分子率比数*
±壤粘粒分子率
Si02/A1203SiO2/R2O3
紫色土3.47~3.932.23~3.35
黄壤2.2C2.471.7<1,95
红壤1.48^2.071.15^1.58
*原《重庆土壤》,《中国土壤》第二版,转摘于《区
域土壤》南方本。
表12-4紫色土的肥力特性*
PHCaCOs有机质全氮全磷全钾CEC
深度/cm
(H20)g/kgg/kgg/kgg/kgg/kgemoI(+)/kg
0~98.24.211.480.0700.1362.3415.9
浙江
9~168.24.801.390.0750.1412.4115.7
金华
18以下8.75.770.180.0170.1162.5914.4
0~57.80.091.18—0.1182.53—
四川
15~388.27.990.760.0530.1302.14——
大竹
44~568.16.440.370.0630.1232.34一
0~238.44.170.450.0400.109—13.2
广东
23~468.55.560.510.0230.107——14.7
南雄
46~1008.55.870.480.028——13.6
*转摘于《区域土壤》南方本。
2.亚类的划分:具体亚类划分有酸性的、中性的
和石灰性的3个亚共。
(1)酸性紫色土:发育于志留纪,侏罗纪前期的
紫红色沙页岩和新第三纪的红色沙页岩上,多为丘陵
上部,由于CaC03的大量淋失,土壤呈酸性,pH<5.5,
剖面发言不明显,土体为A—(B)—C型,全量养分
为中下水平,作物生长较差。
(2)中性紫色土:发育于老第三纪,白垩纪、侏
罗纪、二迭纪紫色沙贝岩上,一般为低丘和残丘地形,
上体为AC型或A—(B)—C型,pH中性,矿质全量
养分比较丰富。种植作物广,是粮、棉、油、果、桑
的较好土壤资源。
(3)石灰性紫色土:发育于侏罗纪碱性棕紫色沙
页岩上和紫色钙质泥岩上,多为丘陵、石灰含量较大,
淋溶较弱,pH>7.5,以粮食、经济作物为主,种植柑
桔、生姜、甘薯、玉米等品质好,产量也高。
(三)紫色土的利用与改良
紫色土虽然土层薄,有机质及氮含量低,但磷、
钾丰富,且核状或粒状结构良好,吸热散热快,昼夜
温差大,吸湿性小,回润快,宜种作物多,如甘薯、
高粱、玉米、豌豆、油菜、花生、棉花、蚕豆、烤烟、
龙眼、.荔枝、柑桔、核桃、桃、枣、乌梅、香椿、油
桐、竹类、药材等,但土壤侵蚀等影响其肥力优势的
发挥。
紫色土丘陵人工育林
1.应以水土保持为主,进行综合治理,全面考虑
山、水、林、田、路的综合规划。而且紫色土的土壤
流失将是长江上游及三峡水库的重大威胁,应当给予
充分重视。
紫色土旱地耕种利用状况
2.蓄水灌溉,大力推行小型农田水利,以保证旱
季的灌溉。
3.增施有机肥、特别是绿肥与沼气肥料。这是发
展生态农业的叫可靠道路。
四、石灰岩土
所谓石灰岩土壤,是指发育于石灰岩母质上的,
分布于不同地理带的一组土壤类型,包括黑色石灰土、
棕色石灰岩、黄色石灰土与红色石灰土等。
石灰岩土景观
(一)石灰岩土壤的形成及土壤特性
1.石灰岩的风化与CaCC)3,MgC03的淋溶:一般石
灰岩的矿物组成主要是方解石(Ca—C03)、白云石
(MgC03)与铁质氧化物,具体可参考图12-3,因此,
石灰岩的风化过程主要是CaCO3与MgC03的淋溶而将一
部分含Fe、AI的粘土矿物残留下来的过程,因而石灰
岩土壤多为土质粘重的显红色的而富于铁质的粘土。
2.土层薄,石砾含量较大:因为在石灰岩的矿物
组成比较单一,而且又为沉积岩,所以物理风化微弱,
主要是化学风化中的溶解作用,因而土层较薄,一般
正常土层厚度灰岩中少有大干50cm,仅是石灰岩中的
解理裂隙中的土质填充较厚,多为AC型土壤。而且由
于石的CaC03含量不均,在其溶解淋失的过程中,当
其有Si02含量较大的部分则就变为坚硬的、大小不等
的岩石碎片而残留于土层中,因此,多为粗骨性土壤。
3.土层干旱:由于石灰岩中的解理裂隙
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