
第十二章 初育土壤与岩成土壤.pdf
44页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( F l u v e n t s ),相当于联合国土壤分类中的冲积土( F k uv i so I s) 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 - C g型或( A )C - C g 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A C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2 7 ,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C g :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A C - C - C g 型 或 ( A ) C - C - C g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<6 g / k g , 沙质冲积土多V5 g / k go3 . p H 值及C a C 0 3 :因河水一般富于C a ( H C 0 3 ) 2 , 故p H 值在微酸性与微碱性之间,以中者居多,土壤中的C a C O s 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 C a C O s 含量多在5 0 ~ 1 0 0 g / k g 左右,淮河流域的冲积土的C a C O s 含量就较少,长江流域的沉积物的C a C O s 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V 6 .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12-1 o表12 - 1石灰性冲积土基本性质地点深度( c m )P HC a C 0 3g / k g有机质g / kg全氮g / k g全磷g / k g碱解氮m g / kg速效磷m g / kg速效钾m g / kg交换量e m o I( + ) /k g颗粒含量( m m ) ( % )< 0 , 0 0 1<0 . 0 1黄河角洲0 ~ 1 87 . 9 25 3 . 74 . 60 . 2 10 . 5 22 1 . 31 . 19 58 . 1 08 . 1 42 1 . 7 3东部1 8 ~ 4 78 . 0 44 8 . 13 . 70 . 1 90 . 4 81 9 . 1痕迹9 26 . 2 35 . 8 21 8 . 2 5军马4 7 ~ 6 28 . 1 24 3 . 63 . 20 . 1 40 . 3 61 4 . 8痕迹8 95 . 6 75 . 3 71 6 . 2 7分场南6 2 ~ 8 38 . 2 34 7 . 32 . 80 . 1 70 . 4 51 5 . 4痕迹9 45 . 4 45 . 6 41 7 . 4 3( 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A C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<4 0 0 m m ,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1 0 % ,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3 0 % ,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5〜3 0 c m或更厚,浅 黄 色( 2 . 5 Y 7 / 3 )或淡棕 色( 7 . 5 Y R 5 / 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 . 5 Y 7 / 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( 6 2 5〜6 0 5 m m )含量高达8 0 %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1 5 %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1 o 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p H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( Q u a r t i s a m m e n t ) F A O的沙性土 ( A r e n o s o I s )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A p—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1 0〜3 0 c m ,颜色为灰棕色( 风干土1 0 Y R 5 / 4 )或暗灰棕色( 风干土 1 0 Y R 3 / 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1 5 c m左右, 有的陡坡耕地不足1 0 C m ,颜色为淡灰 棕 色 ( 风干土 1 0 Y R 6 / 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 . 2 5〜0 . 0 5 m m )和粉粒(0 . 0 5 - 0 . 0 0 5 m m )为主,约占各级颗粒总数的6 0 %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 . 3 g / d m 2总孔隙度5 5 %〜6 0 % ,通气孔隙最高可达4 0 %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 . 5 m m / s,每个时渗透量为5 0〜7 0 m m ,下渗深度可达1 . 6〜2 . 0 m , 2 m 土层内可蓄积有效水4 0 0〜5 0 0 m m ,田间持水量为1 3 %〜2 5 % ,凋萎湿度3 %〜8 % , 土壤有效水含量可达8 0〜1 7 0 g / k g ,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1 5〜3 0 g / k g ,相对高2 0 0 g / k g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 ~1 0 g / k g之间,草 地1 0 - 3 0 g / k go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,pH 8〜8 . 5整个剖面呈石灰性 碳酸钙含量9 0〜1 8 0 g / k g ,上下土层比较均匀,阳离子交换量6 ~ 1 2 c m o l ( + ) / k g ,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( U s t o c h n e p t )相应于F A 0分类系统中的钙积始成土 ( C a l c i c C a m b i s o I s )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6 7 %〜7 5 % ,其中大于2 5 的坡耕地占耕种黄绵土面积的4 3 . 5%,既不适于种植农作物,还加剧了水土流失,因此坡度大于1 5 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A C型或A R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20〜2 5 c m ,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“ X X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,Andosol s ,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P H值低于下部,逐步增加到6 . 0o3 . 土壤剖面形态:一般为A h - ( B ) - C型。
A层: 为腐殖质A层, 即A h层, 厚度一般为3 0 c m左右, 腐殖质含量在1 0 0〜2 0 0 g / k g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2 0〜3 9 c m ,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( s m e an ) ,特性及触交( t h i x o t r o p i c )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 . F i t z P at r i c k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8 0 0〜2 0 0 0 m m 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1 2 — 24 . 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A C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 1 2 - 2 紫色土、母质、岩石黏土矿物对比*地 点地 层发 生层粘 土 矿 物粘粒( V 1 p ) 交换主 要次 要少量量 ( c m o l / k g )四川双流县正兴白垩纪夹关组 K z JA蒙脱石水云母赤铁矿3 5 . 2 1C水云母—石英、赤铁矿3 7. 5 6R水云母蒙脱石石英、赤铁矿3 6 . 8 1四川盐亭县林山侏罗纪蓬莱镇组J 3 PA水云母绿泥石石英3 8 . 8 1C水云母蒙脱石绿泥石、赤铁矿3 2 . 6 9R水云母蒙脱石石英、赤铁矿、针铁矿3 0 . 3 7四川广源县沙河T1 FA水云母、 蒙脱石绿泥石石英、赤铁矿3 3 . 9 6C水云母、 蒙脱石绿泥石石英、赤铁矿3 2 . 0 4R水云母、 蒙脱石绿泥石石英、赤铁矿2 8 . 5 9*引 自 《 土壤农化通报》1 9 8 7, V o l . 2 . N o K 2 P2。
( 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A C型或A CR型A层 :其 厚 度 一 般 为1 0 ~ 2 0 c m ,浅灰紫红色( 5 Y R6 / 2 ) ,质地粘壤一壤粘腐殖质含量1 5 g / k g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2 0 ~ 3 0 c m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、M g、K、N a等元素已产生明显淋失,淋失的次序是Ca > N a> M n > S i > M g > K , A l > Ti > F e , K、M g 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1 2 -3、1 2 -4O表1 2 -3紫色土与地带性土壤粘粒分子率比数*± 壤粘粒分子率S i 02/A1203S i O 2/R 2O 3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 1 2 -4 紫色土的肥力特性*PHCa CO s有机质全氮全磷全钾CEC深度/ c m( H20 )g / k gg / k gg / k gg / k gg / k ge m o I ( +) / k g0 ~ 98 . 24 . 2 11 . 4 80 . 0 700 . 1 3 62 . 3 41 5 . 9浙 江9 ~ 1 68 . 24 . 8 01 . 3 90 . 0 750 . 1 4 12 . 4 11 5 . 7金 华1 8以下8 . 75 . 770 . 1 80 . 0 1 70 . 1 1 62 . 5 91 4 . 40 ~ 57. 80 . 0 91 . 1 8—0 . 1 1 82 . 5 3—四 川1 5 ~ 3 88 . 27. 9 90 . 760 . 0 5 30 . 1 3 02 . 1 4——大 竹4 4 ~ 5 68 . 16 . 4 40 . 3 70 . 0 6 30 . 1 2 32 . 3 4一0 ~ 2 38 . 44 . 1 70 . 4 50 . 0 4 00 . 1 0 9—1 3 . 2广 东2 3 ~ 4 68 . 55 . 5 60 . 5 10 . 0 2 30 . 1 0 7——1 4 . 7南 雄4 6 ~ 1 0 08 . 55 . 8 70 . 4 80 . 0 2 8——1 3 . 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,p H > 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Ca CC) 3 , M g C0 3 的淋溶:一般石灰岩的矿物组成主要是方解石( Ca —C0 3 ) 、白云石(M g C0 3 ) 与铁质氧化物, 具体可参考图1 2 - 3 , 因此,石灰岩的风化过程主要是Ca CO3与M g C03的淋溶而将一部分含F e 、 A I 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50 c m , 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Ca C0 3 含量不均,在其溶解淋失的过程中,当其有S i 02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较多,在其溶解淋失的风化过程中,往往多从裂隙开始而逐渐扩大,所以形成纵横交错、上下连通的溶蚀洞穴,因而无法形成以保蓄地下潜水的地质条件,故石灰岩区多为大面积的干旱缺水区如在其下游有不透水岩层所阻时才能以溶洞泉水的形式出现当然,在石灰岩的溶峰谷地,可以有大量的水流出现4 . 土壤侵蚀的特殊性一是绝对侵蚀量小( 与黄土区相比) , 但侵蚀的危险程度较高( 因风化成土速度慢) ; 一是地表径流中的混浊度低( 因一是粉粒的是移物质少,二是Ga?*对土壤粘粘胶体有絮凝沉降作用) ,因此,石灰岩区的土壤侵蚀往往有“ 麻痹” 作用故对石灰岩区的土壤侵蚀要严加注意5 .石灰岩土壤的土宜特性: 不同地区的石灰岩土壤,往往有其特有的一些天然的和人工的经济林水群落以适应于它的钙质与干旱性,如热带的擎天树;南亚热带的青冈栋、黄檀;温带的柿子、花椒等其它还有一些旱生的喜钙植物等 二)石灰岩土壤的主要类型1.黑色石灰土(Rendjina):它主要分布于温带石灰岩山地, 以及亚热带的2000m以上的石灰岩山地。
一般起始于石灰岩风化成立的初始阶段, 所以多为A C型剖面A层:厚度一般为10〜30cm,棕 黑 色( 5Y3/2) ,含砾的中粘土到重粘土,植物根系多,有机质含量30〜50g/kg,团粒结构性好,因而透水性好可以有微弱的石灰反应PH值7.0左右A / C层:为含腐殖质的细土与风化的石灰岩碎片,淡灰色,石灰反应比较明显,PH值同上黑色石灰土的矿物风化比较弱,保留大量来自母岩的水云母,有少量的蒙脱石和蛭石等石灰含量一般10〜50g/kg左右 盐基饱和度在80%以上,因其有较厚的腐殖层,形似黑土,因而有黑色石灰土之称2 .棕色石灰土 (Torra Fosca)与黄色石灰土:它们主要分布于亚热带或热带的石灰岩山区CaC03淋溶比较强烈,一般可以形成为A— (B) —C型剖面CaC()3含量多在10g/kg以下A层: 厚度一般在20〜30cm,暗棕色( 7. 5YR3 / 3)重粘土,有机质含量在3%〜5%左右,结构性比黑色石灰土低,无石灰反应B层:厚 度10〜20cm ,粘土夹石灰岩残片,可能有微弱石灰反应, 虽然黄色石灰土一般没有石灰反应,但还有10g/kg以下的碳酸盐,pH值为中性C层:风化的石灰岩岩体。
棕色石灰土和黄色石灰土的粘土矿物以伊利石( 如蛭石) 为主,蒙脱石和高岭石均少3 .红色石灰土 (Torra Rossa):主要分布于南亚热带的石灰山地的中下部土壤的脱钙过程已基本完成,有少量的脱硅过程,故土壤多为重粘土在云南深厚的红色石灰土可能为古风化壳红色石灰土为A—B —C型剖面,发育比较完整土层厚度可达Im以上A层;一般厚度均10〜20cm ,有机质含量30〜50g/kg左右,红 棕 色(2 .5 Y R 4 /6 ),重粘土,结构性差,干燥B层:厚度多在50cm以上,因含水氧化铁结晶形成赤铁矿, 故红色较鲜, 粘土, 无石灰反应,PH为6〜7oC层:粘土与风化石灰岩的残片混合物红色石灰土的脱硅作用已比较明显,出现较多的高岭石,甚至有少量的三水铝石所以在风化发育土已接近红壤 三) 石灰岩土壤的农业开发与利用1 .黑色石灰土等土层薄, 特别是较大量分布的石灰岩性土壤,应当修建石块梯田,加厚土层,如河北遵化的沙石峪, 所谓“ 千里万担一亩田,青石板上创高产” , 就是北方石灰岩区修建石坎梯田, 夺取农业丰收的典范2 .充分利用石灰岩区的裂隙填充, 发展特殊的农业及土壤利用,因为石灰岩区裂隙填充多,充分利用这种填隙来种植果树—在北方种植柿子、犁、山楂等经济果树,可以说是我国农民创造的一种石灰岩山区的特殊土壤利用。
本章小结初有土和岩成土都是剖面发育微弱的AC型土壤,从以上资料介绍可以看出,这种剖面发育微弱的原因有母质原因、气候原因,也与地形条件有关母岩原因影响剖面发育者多产生于含钙丰富,脱钙风化过程较长;或是硅质含量高,难以风化;或土质疏松, 土壤持水时间短 气候原因影响剖面发育者,如风沙土、黄绵土等,由于干旱,没有充足的水分在土体中进行化学与生物化学作用地形原因影响剖面发育者多由于土壤侵蚀,以及地形坡度难以使土体中的水流有足够的停滞时间等除上述原因外,当然也有时间因素,即成土时间短,如紫色土、冲积土等,还没有足够的成土时间综上所述,从土壤发育本身来看以上土壤均称之为初育土,多为低产土壤。












