第8章半水成土和水成土.doc

1、全文电子教材土壤与土壤资源学（下篇：土壤资源）林学专业第 8 章 半水成土和水成土本章提要 半水成土与水成土是深受地下潜水或地表水影响的所谓非地带性土壤。我国半水成土有潮土、砂姜黑土、草甸土、林灌草甸土等主要土类，水成土有沼泽土与泥炭土两个土类。本章主要介绍了潮土、砂姜黑土、草甸土、沼 泽土等 4 个土类的分布特征、成土条件、基本性状、亚类划分、及农林业改良利用。半水成土是指在地下水位较高，土体下层经常处于潮润（或季节性水分过多）状态下形成的土壤。我国半水成土主要包括潮土、砂姜黑土、 草甸土 、林灌草甸土等土类。其共性是：剖面具有腐殖质层和氧化还原交替形成的锈色斑纹层。由于本土纲的各土类大多形

2、成于近代河湖相沉积物，受河流沉积规律支配，形成不同质地土层排列，直接影响着土壤的水盐运动。半水成土所处地形平坦，土体深厚，大都垦殖已久，是我国重要的旱地土壤资源，具有农林牧综合发展的巨大潜力。水成土是在地面积水或土层长期处于水分饱和状态，生长喜湿与耐湿植被条件下形成的土壤。由于土层长期处于嫌气还原状态，潜育过程十分活跃，土层中的游离铁、锰还原、移位，形成蓝灰色潜育土层（G ） 。沼泽土是水成土纲的主要土类，也是重要的湿地土壤资源。半水成土和水成土由于受地表水和地下潜水的强烈影响，地带性成土因素的影响相对较弱，故属于非地带性土壤，或称“隐域性”土壤。8.1 潮土潮土是在河流沉积物上，受地下水活动

3、影响，并经过人工耕种熟化而成的土壤。因有夜潮现象而得名，属半水成土。其主要特征是地势平坦、土层深厚。在我国土壤分类上过去曾称为冲积土，但未反映地下水的活动状况；后来称为浅色草甸土，又没有反映耕作熟化过程而且它是在冲积物上直接耕种发育而成，一般未经过草甸植被生长阶段。50 年代中后期受前苏联地带性观点的影响，曾改称为原始褐土。到 1978 年确认它为一个独立的土类即潮土。8.1.1 分布与形成条件潮土总面积 2565.89 万 hm2，集中分布于河流冲积平原、三角洲泛滥地和低阶地。在我国，多分布于黄河中、下游的冲积平原及其以南江苏、安徽的平原地区和长江流域中、下游的河、湖平原和三角洲地区。主要成

4、土母质多为近代河流冲积物，部分为古河流冲积物、洪积物及少量浅海冲积物。在黄淮海平原及辽河中下游平原，潮土的成土母质多为石灰性冲积物，含有机质较少，但钾素丰富，土壤质地以沙壤质和粉壤质为主；而长江水系主要为中性粘壤或粘土冲积物。潮土分布地区地形平坦，地下水埋深较浅，土壤地下水埋深随季节而发生变化，旱季时地下水埋深一般为 23cm，雨季时可以上升至 0.5cm 左右，季节性变幅在 2m 左右。20世纪 50 年代末以来，随着这些地区的排水系统的修建和大量抽取地下水灌溉，目前潮土分布区的地下水位大幅度下降，基本上剖面已经脱离了地下水的影响。潮土主要是形成于半干旱或半湿润气候，年平均气温 120C-1

5、50C，10 0C 的天数为 190-230 天，积温 38000C42000C，年降水量 500750 毫米，但干湿季节变化极为明显，每年125 月降水量仅占全年降水量的 1023%，而 611 月却占 7790%，年平均蒸发量约18002600 毫米，比降水量高出 24 倍。潮土的自然植被为草甸植被。但由于该地区农业历史比较悠久，多辟为农田，耕地面积占潮土总面积的 86%以上，自然植被为人工植被所代替。该地区光热资源充足，为小麦、玉米、棉花等粮棉作物生产基地，也是各种水果、蔬菜等农产品的重要产区。8.1.2 形成过程及影响因素8.1.2.1 形成过程潮土是由潴育化过程和受旱耕熟化影响的腐殖

6、质积累过程两个成土过程形成的。1）潴育化过程 潴育化过程的影响因素是上层滞水和地下滞水。潮土剖面下部土层常年在地下潜水干湿季节周期性升降运动的作用下，铁、锰等化合物的氧化还原过程交替进行，并有移动和淀积。即在雨季期间，土体上部水分饱和，土体中的难溶性 FeCO3（菱铁矿）还原并与生物活动产生的 CO2 作用形成 Fe（HCO 3） 2 而向下移动；雨季过后则Fe（HCO 3） 2 随毛管作用而由底层向土体上部移动，氧化为 Fe（OH ） 3，具体的化学反应为:FeCO3+CO2+H2O=Fe(HCO3)2Fe(HCO3)2+O2+H2O=Fe(OH)3+CO2由于这种每年的周期性氧化还原过程，

7、致使土层内显现出铁锈纹层（锈色斑纹层） 。锰也发生上述类似的氧化还原变化，常有黑色锰斑与软的锰结核。在氧化还原层下有时还可以见到砂姜，砂姜一般是富含碳酸钙的地下水的凝聚产物。2）腐殖质积累过程 因气候温暖，自然潮土的有机质积累并不多，因此，表层颜色较淡，才称为浅色草甸土。现在，潮土绝大多数已垦殖为农田，其腐殖质积累受耕作、施肥、灌排等农业耕作等栽培措施的影响。因此，潮土的有机质积累是在自然因素与人类影响共同作用下达到了新的平衡。在 20 世纪 80 年代以前，由于投入少，开垦后的潮土腐殖质含量下降。但 80 年代中期以来，随着化肥等投入的增加，潮土耕层土壤有机质等养分含量有所提高。8.1.2.

8、2 影响形成的因素潮土的形成受成土母质、地下水活动、平原小地形和人类耕种熟化活动的影响。分述如下：1）成土母质的影响 潮土的成土母质是不同时期河流的沉积物。不同质地的沉积物其性状各异，不同河流沉积物的养分储量亦有差异。具有不同质地层次排列的土体构造还通过影响水盐运行，从而影响潮土的发育。2）河流沉积物 河流沉积物是形成潮土的物质基础。在水力分选作用下,沉积物随地势由高到低、或由河床向外延伸，质地由砂至粘呈规律性连续分布。每种质地类型的成因、属性和分布的地形部位大体吻合，其水文地质条件也相似。由于河流交互沉积，土壤剖面中粘砂层次相间，厚度和层位变化很大，土壤水分的运行和盐分、养分的分配常受影响。

9、3）地下水 地下水位较高，但变化幅度大，通常随季节升降在 11.5 米之间。毛管作用强的潮土，地下水常在夜间上升至地表，形成夜潮现象。地下水中的溶性物质随地下水向表土移动而引起盐类在土壤表层聚积。在心土层，地下水常导致棕色调的锈纹、锈斑或铁锰结核的形成。4）耕作 潮土的沉积物母质中矿质养分较丰富，疏松易垦。开垦初期须通过排灌工程系统改善土壤水分状况，防止盐化、碱化和沼泽化等不利环境因素的影响。耕层的土壤结构和养分含量因耕作而急剧改变，心土层的变化则甚微。持续的耕作活动及增施有机肥料、合理轮作等措施可使熟土层逐步增厚，结合态腐殖质含量相应增加，土壤结构改善，有效肥力得到提高。8.1.3 剖面形态

10、特征及基本理化性状8.1.3.1 剖面形态特征1）腐殖质层（或耕作层） 大多数潮土的腐殖质层是一种人为耕种熟化表土层，一般厚1520cm，腐殖质含量低，一般小于 10g/kg，颜色浅淡，干态亮度多大于等于 6，彩度小于等于 4，壤质土，多为屑粒状结构，有大量作物根系。耕作层之下有时可见犁底层，是长期受机具的碾压而形成的，片状或鳞片状结构，厚度 510cm 不等，颜色与耕层土壤相接近。2）过渡层 一般在犁底层之下，厚度 1540cm 不等，壤质土，也多为屑粒状结构，其湿态亮度、彩度大于等于 4。有时犁底层之下既是氧化还原层，而不存在过渡层。3）氧化还原层（BCg） 又称锈色斑纹层，多出现于 60

11、150cm 之间，有明显锈斑，其湿态亮度、彩度大于等于 4；也有与之相间分布成还原态的灰色斑纹，其湿态亮度大于等于 6，彩度小于等于 2。该层下部时有软质铁锰结核，或有雏形砂姜。4）母质层（Cg） 主要为沉积层里明显的冲积物，具有明显的潴育化特征，甚至有潜育化现象。8.1.3.2 基本理化性状潮土的理化性质随沉积物的来源及耕种熟化程度而已。1）机械组成 潮土颗粒组成因河流沉积物的来源及沉积相而异，一般来源与花岗岩山区者粗，来源于黄土高原的黄河沉积物多为砂壤及粉沙质，长江与淮河物质较细，且质地层次分异不明显。地形上，近河床者，土质粗；牛扼湖相沉积者，土质细。由于这种不同质地的沉积层理及其组合明显

12、的影响土壤的水分物理状况及肥力状况，尤其是沙土及粘质土在剖面中相间出现的部位及厚度影响显著，故潮土的土种划分一般以土体质地构型为标准，突出砂土层及粘土层的出现部位与厚度。2）粘土矿物类型 潮土中的粘土矿物随不同河流的沉积物而有不同。总的来说以水化云母为主（约占 90%） ，次为蒙脱石、高岭石、蛭石。黄河沉积物中蒙脱石较为显著，漳河沉积物中却不明显，而沁河沉积物中蒙脱石最少。潮土粘粒（0.001 毫米）的硅铝率较高，一般在 3.04.0 之间。在华北平原各河流沉积物上发育的潮土中硅铝率较高，而长江沉积物上发育的潮土中则较低，为 3.0 或稍高一些。3）pH 及碳酸钙 发育在黄河沉积母质上的潮土碳

13、酸钙含量高，含量变化多在 5%15%之间，沙质土偏低，粘质土偏高，土壤呈中性到微碱性反应，pH7.28.5，碱化潮土pH 高达 9.0 或更高。长江中下游钙质沉积母质发育的潮土，碳酸钙含量较低，为2%9%，pH 为 7.08.0；发育在酸性岩山区河流沉积母质上的潮土，不含碳酸钙，土壤呈微酸性反应，pH5.86.5。4）养分状况 分布于黄河中下游的潮土，腐殖质含量低，多小于 10g/kg，普遍缺磷，钾元素属丰富，但近期高产地块普遍出现缺钾现象，微量元素中锌含量偏低(表 8-1)。分布于长江中下游的潮土养分含量偏高。潮土养分含量除与人为施肥管理水平有关外，与质地有明显相关性。各亚类之间养分状况亦有

14、差异。表 8-1 潮土中各亚类（耕层）养分状况 （据山东土壤 ，1990）土壤 pH 有机质 全 氮 全 磷 碱解氮 速效磷 速效钾 代换量（g/kg） （g/kg） （mg/kg） （mg/kg） （mg/kg） （mg/kg ） （c mol/kg）潮土 7.3 9.0 0.62 0.58 56 5.9 107 10.64脱潮土 7.7 8.7 0.60 0.63 52 6.7 115 9.47盐化潮土 8.1 9.0 0.60 0.60 53 5.8 126 5.25碱化潮土 9.0 4.3 0.31 0.40 28 6.8 79 4.05湿潮土 7.4 10.7 0.77 0.49 5

15、5 4.9 103 11.388.1.4 亚类划分潮土可划分为六个亚类，即黄潮土、湿潮土、脱潮土、灰潮土、盐化潮土、碱化潮土及溉淤潮土等 7 个亚类。1）黄潮土 是潮土土类中分布面积最大的亚类，面积 1563.27 万 hm2，占潮土土类总面积的 60.93%，已经有 87%以上开垦为耕地。黄潮土主要分布在暖温带各冲积平原，如黄淮海平原及汾、渭等河谷平原。其所在地区属半湿润或半干旱地区，是我国北方主要的农业土壤之一和重要的粮棉生产基地。黄潮土的母质起源于西北黄土高原，多系富含碳酸钙的黄土性沉积物，故又称为石灰性潮土。黄潮土易受盐碱威胁，pH7.5 8.5。粘重的土层碳酸钙含量在 10%以上，砂

16、质土低于 5%， 、壤质黄土沉积物为 913%。碳酸钙含量还与沉积物来源有关。如北京潮白河系非黄土沉积物含碳酸钙仅 34%，形成潮土后含量又有所降低。潮土的质地剖面往往不均一的，因此，土壤的水分物理性状变化比较复杂。据此又可将黄潮土分为砂质潮土、壤质潮土及粘质潮土 3 个属。其中以壤质潮土的肥力性能最好。2）湿潮土 湿潮土是潮土土类向沼泽土过渡的土壤类型。面积 54.56 万 hm2，占潮土土类总面积的 2.13%。多分布在冲积平原各种洼地及边缘地带，地下水埋深较浅，多在 1米以内，雨季可接近地表。地下水矿化度不高。土壤质地偏粘重，滞水严重。因较长期受水渍作用的影响，土色较灰暗。剖面下部土层有

17、时可见不同程度的斑状潜育特征。滞水层中锈纹锈斑增多，也可见到少量铁锰结核。湿潮土的潜在养分较高，但湿、凉等不利因素限制了土壤生产潜力的发挥。此外，土壤耕性不良，适耕期短，雨后地面易干，有时严重的干裂有折断作物根系的危险。因此，改旱田为水田可以趋利弊害，提高湿潮土的生产能力。3）脱潮土 是潮土土类向地带性土壤褐土土类过渡性亚类，故又称褐土化潮土。脱潮土面积 209.74 万 hm2，占潮土土类总面积的 8.18%，已经有 94%以上开垦为耕地。多分布在冲积平原的自然堤上或平原中地势高起的部位。其地下水位比黄潮土低，一般在 2.54.0 米之间，深者可达 5 米，排水条件好，土壤发育已初具褐土发育

18、的某些特征。表土质地多为壤质土，质地适中，水分物理性质良好，水、气、热肥平衡协调，土壤腐殖质含量较高，适耕性强。上部土层色泽较鲜艳，呈棕色，心土层显棱块状结构，有轻度粘化现象。有时心土层中可见由碳酸钙淀积而成的少量假菌丝。但该类土壤仍受地下水活动的影响，在 50 厘米以下的土层内，层状沉积形态及锈纹锈斑的潮土特征依然明显。脱潮土一般不致有盐、涝危害，土壤通透状况良好，养分易于释放。在一定的灌溉和施肥保证下，可以把它培育成潮土地区高产稳产的基本农田。4）灰潮土 面积 223.85 万 hm2，占潮土总面积的 8.72%，大多以开垦为耕地。主要分布在长江中下游及以南的河谷平原、河湖平原和三角洲。是

19、江南耕作历史悠久的旱作区。灰潮土的成土母质主要是硅铝质风化的河流泛滥冲积物。表土颜色灰暗，群众称其高产土壤为灰土，灰潮土因此而得名，并由此区别于黄潮土。土壤有机质含量较高，一般为1520g/kg。发育在碳酸盐母质上的灰潮土，呈中性至微碱性反应，pH8.09.0。发育在酸性岩风化的河流沉积物上的灰潮土呈中性至微酸性反应，pH6.06.5。地下水位在 1.02.0米之间，除海滨地区外，地下水矿化度均低，一般无盐渍化威胁。5）盐化潮土 盐化潮土是潮土向盐土过渡的土壤类型。多分布于平原中地势相对低洼或洼地边缘地区，微地貌中的高处也常有分布。与盐土呈复区。面积 467.42 万 hm2，占潮土土类总面积

20、的 18.22%，已经有 73%以上开垦为耕地。由于气候干湿季节交替，盐化潮土在旱季返盐明显，盐分随地下水上升并聚积于地表，形成盐霜。雨季则暂时脱盐，地表盐分随水向下移动。到翌年旱季，盐分又可随地下水上升到地表。盐分剖面分布呈 T 字形，表土层以下盐分含量急剧降低。根据盐分组成分为硫酸盐、氯化物硫酸盐、硫酸盐氯化物、氯化物及苏打盐化潮土，这是划分土属的标准。根据盐分含量，盐化潮土盐化程度分为轻度、中度、重度 3 级，其含盐量分别为 0.1%0.2%、 0.2%0.4%、0.4%0.6 （0.8）%，这是划分土种的标准。由于盐类的溶解度与温度有关，一般春季积盐以氯化物为主（因春季土温低） ，秋季

21、以硫酸盐为主（因为秋季土温高） 。6）碱化潮土 碱化潮土是潮土向碱土过渡的土壤类型。面积 24.89 万 hm2，占潮土总面积的 0.97%，已有 82%以上开垦为耕地，多分布于洼地边缘或低地中微度高起部位。与盐化潮土等一起呈斑块状插花分布。表土有碱化特征，土表有 0.53cm 厚的片状结壳，结壳表面有 1mm 厚的红棕色结皮。亚表土层有碱化层或碱化的块状结构。盐分化学组成以重碳酸纳为主，pH 高达 9.0 以上。土壤物理性状不良，作物生长差。碱化度在 5%15%之间。土壤养分除钾素含量较高外，余者均属低量水平。7）灌淤潮土 灌淤潮土 20.58 万 hm2，占潮土土类面积的 0.80%，10

22、0% 是耕地，主要分布于干旱、半干旱地区，人为引水淤灌而成，为潮土与灌淤土之间的过渡性亚类。主要特征是：表层灌淤层厚度 2030cm，灌淤层之下仍保持原潮土剖面形态特征，其理化性质、肥力状况与粘质潮土相近。8.1.5 利用与改良潮土的性状良好，适种性广，其分布地区历来是我国重要的棉粮基地。存在的问题是易受洪、涝、旱、盐的威胁，作物产量一般不高。要提高潮土的肥力，增加作物产量，必须在对土壤培肥的同时，搞好防洪、除涝、抗旱和治盐工作，进行综合治理。配套的水利工程和农田基本建设对于防治洪涝、干旱和盐碱化等不利自然因素仍属必要，并须辅以防风固砂、翻淤压砂、客砂治粘等改土措施。对处于低洼地段的潮土，应进

23、行排涝治渍或改种水稻，以发挥土壤生产潜力。同时要改善种植结构，提高复种指数，合理配置粮食与经济作物、林业和牧业，提高潮土的产量、产值和效益。8.2 砂姜黑土8.2.1 分布与形成条件砂姜黑土是在暖温带半湿润气候条件下，主要受地方性因素（地形、母质、地下水）及生物因素作用形成的一种半水成土壤，也是一种古老的耕种土壤。以安徽淮北平原分布的面积为最大，其他主要分布于淮河流域平原地区，鲁中南山地丘陵周围的山麓平原洼地、南阳盆地及太行山山麓平原的部分地区等省，总面积约 376 万 hm2。这种土壤由于剖面上部有“黑土层” ，下部有“ 砂姜层 ”，所以群众通称“砂姜黑土”。砂姜黑土不同于我国东北的黑土，有

24、机质含量并不高，只有 1上下。由于砂姜黑土地处暖温带季风气候区，分布部位比较低洼，“ 旱、涝、瘠、僵 “，生产性能不良使砂姜黑土作物产量低而不稳，历来被看作是低产土壤。我国在上个世纪三十年代对砂姜黑土就有研究，当时称为砂姜土。五十年代中期曾命名它为潜育褐土，作为褐土的一个亚类。七十年代先命名它为砂姜黑土，作为潮土的一个亚类，后来确认它为一个独立的土类。它在美国土壤系统中的位置，大部分相当于变性土。8.2.2 形成过程及影响因素8.2.2.1 形成过程以山东省境内的砂姜黑土为例，目前分布的地形主要是山前平原、交接洼地、滨湖洼地等低平地形。其成母质以冲积物为主，有少部分为湖积物，表层还经常可以见到

25、黄土性母质。它的原始的成土母质，应以湖积物为主，发育在全新世中期，第四纪时期，全球曾经历了强烈的气候波动，导致地球上的冰川扩张或退缩，产生了冰期和间冰期的交替出现。在每一次的冰期和间冰期内，又有多次小的气候波动。第四纪最后一次冰期至今的时段称为冰后期，地球气候转暖。但在冰后期这个温暖时期里，气候也有冷暖、干湿的变化。挪威植物学家 A布列特首先研究了北欧沼泽沉积中的植物化石，以树桩层代表干早气候，以大量泥炭发育代表潮湿气候为标志，将冰后期划分出北极期(干冷) 、北方期(干暖)、大西洋期( 湿暖 )、亚北方期( 干暖) 、亚大西洋期(湿凉)和现代( 干凉)，揭示了冰后期气候波动规律，其中大西洋期距

26、今 5000 一 7500 年，亚北方期距今 2500-5000 年，二者合起来构成了中全新统。由于中全新统气候温暖，山东省砂姜黑土地区湖沼广布，沉积了质地粘重的湖泊沉积物，在潮湿的环境里，草甸植被茂盛，土壤中发生了草甸潜育的过程。温暖湿润的条件形成的腐殖质没有象森林土壤那样发育一个明显的层，而是与矿质颗粒结合在一起，形成有机无机复合体，以细小的颗粒分散于土中，使土体呈显著的黑色。8.2.2.2 影响形成的因素砂姜黑土的形成与潮土相似，也深受沉积物母质、地下水及人类耕作活动的影响，但具体情况有所不同。1）母质影响 砂姜黑土的黑土层的形成与过去嫌气条件下的生物积累，以及长期受水浸渍有密切关系。黑

27、土层经过耕作以后，分化为耕作层、犁底层和残留黑土层。砂姜即石灰结核，可分为面砂姜、刚砂姜和砂姜磐。砂姜的形成显然受地下水位和水质（富含重碳酸钙）的影响，不过面砂姜的形成，还与土体中碳酸钙的淋溶淀积有密切关系。2）地下水的影响 砂姜黑土的地下水埋深在 12 米之间，雨季可上升至 1 米以内，甚至可以为短期地表积水，所以土壤下层有潜育过程。地下水矿化度小于 1 克每升，为重碳酸钙、镁质水。由于季节性的地下水位升降，土壤中氧化还原交替进行，在土层内形成明显的锈纹、锈斑或细小铁锰结核。这一点砂姜黑土与潮土是相同的。3）人类耕作活动的影响 砂姜黑土地区大部分为我国古老农业区。砂姜黑土在开垦后，便开始了以

28、脱潜育为主要特点的旱耕熟化过程。原来暗（黑）色的自然土层分化为颜色较浅的耕作层、梨底层和残余黑土层。潜育土层的部位降低，其氧化还原电位值升高，潜育程度因而减轻。在耕种熟化过程中，土壤的耕性获得改善，质地变好，适耕期增长，膨胀系数变小，土壤养分的有效性也明显提高。8.2.3 剖面形态特征及基本理化性状8.2.3.1 剖面形态特征从宏观上看，砂姜黑土剖面有两个基本发生层（或称层段） ，即黑土层和砂姜层。黑土层系腐泥状，从未见过泥炭质的，厚度为 3040cm，作舌状向下延伸，并随地形而起伏，显然它是昔日在排水不良条件下，生长耐湿性草本植物而形成的。垦殖后黑土层颜色变浅，逐步分化成耕作层、犁底层和残余

29、黑土层（非埋藏层） 。耕作层在冬季经过冰冻之后，变成有棱角的碎屑状结构。黑土层带棱柱状结构，干旱时易裂大缝，具有明显的变性土特征。砂姜层土体具有脱潜育特征，即黄色（氧化）部分增加，而灰色（还原）部分减少。砂姜分为面砂姜、刚砂姜和砂姜磐三种，面砂姜性脆软，未完全硬化，一般在 70 厘米深处出现；刚砂姜性坚硬，一般在 12 米深度内出现，越往下越多（在地下水以上的深度内） ；砂姜磐是坚硬的盘层，一般在 3 米左右的深处出现。砂姜的年龄也随深度而增加。从微观上看得出下列特征：Ap 层(0 一 18cm):10YR4/4。轻度絮凝基质，包膜一接触胶结，基质比 0.7。粗骨颗粒多在 0.03 一 1mm

30、 左右，分布较均匀;较大颗粒粒径为 0.2 一 lmm,与团粒相互锒嵌分布;0.03 一 0.1mm 细颗粒多嵌埋于基质内.粗骨颗粒多为圆形或长圆形，磨圆度较好。矿物以石英和长石为主，长石中可见部分斜长石和微斜长石，正交镜下可见到聚片双晶和格子双晶，单偏光下微斜长石可见到近于直交的解理组。石英颗粒内多有裂理发育。还可见到少量云母碎片，呈边缘不规则的圆形。孔隙发育较好，多为堆积型孔隙。裂隙多见，多围绕团粒和小团块周围开裂，大型孔道少见。结构发育较好，以雏形团聚体较多，也有二级团聚体组成的复合团聚体。团聚体发育较好的部位可见生长在一起的连生团聚体。除少量残茎、粗根及禾本科碎叶外，有机残体较少，腐殖

31、质形成物更少。ABt 层(18 一 40cm)：5R4/1，色调明显较上层深，粘结基质，呈基底胶结型式，基质比 0.8。粗骨颗粒圆形常见，亦有半棱角状者。粗骨颗粒中粒径大者与上层相似，但 lmm以上者亦可见到，小颗粒者明显较上层减少。粗骨颗粒分布不均匀，有集中分布的，也有大片基质中很少见到粗粒的部位。斜长石多见，有的斜长石面上有云雾状粘土风化物形成。裂隙充分发育，但微裂隙普遍被粘粒形成物和铁锰形成物所充填，大容貌神似龟纹。横向孔隙较多，横断面多呈圆形、随圆形。孔道裂隙边缘有棕黑色铁锰淀积物。横向孔隙较多，横断面多呈圆形、椭圆形。孔道裂隙边缘有棕黑色铁锰淀积物。微裂隙较上层发育的，但小团块之间多

32、呈闭合状态。大裂隙亦有发育，多为大团块收缩形成，也有沿粗骨颗粒边缘形成的。小团粒数量急剧减少，已看不出明显的团粒结构。大团块多呈边缘较为平直的棱块。有机形成物很少。Bkr 层(40 一 88cm):5YR5/2，粘结基质，基底胶结，基质比 0.9。粗骨颗粒更少，偶见较大颗粒散布于基质中;基质中亦可见到少数细粒，本层中垂直裂隙特别发育，与上两层次显著不同。团块多呈棱粒状，长条状、团块内微裂隙似较丰富，亦形似龟纹。但较上层均为少。偶见较大植物残根，已明显腐殖化。残根周围有发育的光性定向粘粒，裂隙两侧亦可见到粘粒淀积物。BCkr 层(88 一 1l0cm):57/3，碳酸盐基质，基底胶结，基质比 0

33、.6。粗骨颗粒明显增多。除部分长石外，多见方解石晶块。孔隙发育不好，可见少量不规则孔洞，裂隙较以上层次明显减少。孔隙壁有云雾状碳酸盐形成物，基质粘粒和铁锰质物质相互交织，形成网络，碳酸盐形成的凝团、凝粒穿插于网络内。个别区域内可见到部分树枝状锰质形成物。有时可见较大铁子，粒径在 3mm 左右，铁子周围有碳酸盐晶霜形成。8.2.3.2 基本理化性状1）机械组成 黑土层质地粘重，粘粒含量多在 30%左右，高者达 50%以上。耕作层及砂姜层质地较之为轻。2）粘土矿物组成 黑土层粘土矿物多以蒙脱石为主（50%） ，水云母次之（20% 30%） 。耕作层和砂姜层蒙脱石偏少（40% 50%） ，水云母有所

34、增加（30%40% ） 。表 8-2 砂姜黑土的基本理化性状 （据中国土壤 ，1987）深度 层次 有机质 p H 全氮 CaCO3阳离子交换量（ cm） （%） （%） （%） （cmol/kg ）颗粒组成( 粒径：mm)（%）0.001 0.01015 耕作层 1.38 8.3 0.143 0.2 29.9 34.0 60.01526 犁底层 1.05 8.2 0.099 0.2 25.5 34.0 59.02643 黑土层 1.04 8.0 0.100 痕迹 24.8 34.0 55.04372 过渡层 0.45 7.9 0.050 0.1 38.0 60.072106 砂姜层 0.27

35、 8.1 0.059 10.1 36.0 50.0106130 锈斑层 0.25 8.0 0.370 4.5 36.0 52.03）变性特征 由于粘粒含量高，蒙脱石比重大，故砂姜黑土具有明显的胀缩性和变性特征。累积线形膨胀势（PLE ）可达 9.65cm/m。4）养分状况 耕作层有机质含量多在 1020g/kg 之间，钾素较丰富，氮素，尤其是速效磷含量甚低（4mg/kg 或痕迹） ，与人为施肥水平有关。无机磷中以磷酸钙（ CaP）为主，HA/FA 比值多大于 1。5）CaCO3 及 pH 除石灰性砂姜黑土外，一般耕层、黑土层 CaCO3 含量低，分别变化在 0.32%4.90%及 0.21%2

36、.93%间，面砂姜 CaCO3 含量可高达 40%以上，石灰性砂姜黑土CaCO3 通体多在 7%以上。砂姜黑土多呈中性 微碱性反应，碱化砂姜黑土 pH 高达 9.0 以上。8.2.4 亚类划分砂姜黑土根据土壤剖面特征及其性状特点可分为砂姜黑土、石灰性砂姜黑土、盐化砂姜黑土、碱化砂姜黑土等四个亚类。1）砂姜黑土 分布面积最广，占砂姜黑土总面积的 85.71%，绝大部分已经开垦为耕地。它具有该土类的典型性状特征。该亚类地形部位低，地下水埋深 12 米，雨季埋深不足 1 米。与其他亚类的主要区别是：耕作层、黑土层无或仅有微量石灰，呈中性微碱性反应，pH7.28.5，黑土层蒙脱石含量较其他亚类高。2）

37、石灰性砂姜黑土 石灰性砂姜黑土 51.10 万 hm2， 约占砂姜黑土总面积的 13%，绝大部分也已经开垦为耕地。一般分布在具有碳酸盐母质来源的扇缘洼地。主要特征是全剖面具有较强烈的石灰反应，CaCO 3 含量在 5%15%之间， pH 略高于砂姜黑土亚类，质地偏轻。3）盐化砂姜黑土 面积小，约占砂姜黑土土类总面积的 0.44%。主要分布在苏北和鲁北邻近滨海平原地段，面积不大。其剖面形态特征是旱季地面有盐霜，其余与普通砂姜黑土基本上相同。土壤含盐量 0.15%0.5%，盐分组成以氯化钠为主，底土高于表土。盐化砂姜黑土 90%以上已开垦为耕地。4）碱化砂姜黑土 面积不足 1 万 hm2，主要分布

38、于安徽淮北平原颖河以东的地区，分布零星。其剖面形态特征为地面有灰白色的碱土化土层，厚约 20cm。地下水矿化度为0.81.5g/L，以碳酸钠和重碳酸钠为主。pH 9.09.5，也有高达 10 的。8.2.5 利用与改良8.2.5.1 砂姜黑土低产的原因 从以上叙述中可以看出，砂姜黑土生产性状不良的主要原因是土壤质地：土质粘重，导致土壤板结，耕性不良，湿时泥泞，干时僵硬。土壤基质以粘结基质为主，除少数石英、长石、方解石粗骨颗粒外，土壤颗粒主要是粘粒。土质粘重，使土壤结构发育不好，土壤微结构中除耕层外，普遍缺乏团粒结构，即使表层团粒结构发育也比同地带的棕壤、褐土相去甚远。土壤空隙多为粘土矿物收缩时

39、形成的裂隙，孔道、孔洞、囊孔都较少。湿时粘土膨涨，通气透水性不好，易遭涝。干时土块收缩，大小裂隙普遍发育，土体内水分不易保存，跑墒加重了旱情，还容易使作物根系遭受机械性损伤。在长期耕作的影响下，多数砂姜黑土都有犁底层的形成。犁底层有弱发育的水平层理，微裂隙也以水平方向为主。这一土层的存在，虽厚度不大，但对土壤上下水、肥、气、热的输送和转移有较大阻碍作用。对于本来就物理性状不良的砂姜黑土来说，犹如雪上加霜，使作物生长为害加重。从有机物质的含量看，砂姜黑土整个剖面都不高。耕层内腐殖层形成物不多，团粒结构发育不好与此有很大关系。新鲜的和半分解的植物残体也较少。剖面中下部植物根系与根孔相当少。这不仅影

40、响到土壤的营养供应，也影响到土壤的物理性状8.2.5.1 土壤资源的利用与改良 砂姜黑土地区几乎全部为农业区，多种植小麦、玉米、大豆、棉花、花生等作物。砂姜黑土缺磷少氮，速效养分含量不高。连年种植农作物，养分又没有得到及时补充，土壤肥力逐渐下降。山东省宁阳县群众实行“一肥三粮“ 的耕作制度，收到了明显增产效果。就是每两年套种一季绿肥，压青后再种三季粮食作物。不但使土地有四分之一时间得到休息，更主要的是翻入土中分解的有机质增加了土壤养分，改善了土壤的物理性状。砂姜黑土水分条件好的地方，可以种植水稻。水稻对粘重的土壤有很好的适应性，长期淹水也克服了砂姜黑土僵、裂的缺陷。济宁市微山县群众用砂姜黑土种

41、植水稻，产量高而且能稳产。在当前市场经济的影响下，养鱼经济效益要比种田高出许多。砂姜黑土的低洼地区改建鱼塘，利用土质粘重不透水的特性，扬长避短，可以收到比在其它土壤上(如潮土) 更经济、更好的效果。砂姜黑土的改良也应从土质粘重这一土壤的基本特性出发。由于此类土壤多已经过长年耕种，早耕熟化的过程非常明显。一般地，耕层的物理性状已有明显改善:质地变轻、粘粒相对含量降低，孔隙度增大，容重减小，从微形态特征看，团粒结构普遍发育，有机无机复合体增多，腐殖质和其它有机质也比中下层土壤多得多。裂隙减少，孔道、孔洞等发育，所以砂姜黑土的改良首先要使汉耕熟化过程不断加强。要精耕细作，增施有机肥，使土壤耕性变好，

42、适耕期增长，秸秆还田，是改善砂姜黑土物理性状的另一个行之有效的方法。目前在山东省普遍实行秸秆还田，如小麦通过联合收割机将麦秸上部粉碎后还田，下部麦秆高留茬，在农田中自行腐烂后经过耕翻压入土中，在土体内继续腐解，几乎全部秸秆都归还于土中。山东省统计数字表明，秸秆还田连续 2 一 3 年，土壤容量降低 0.07 一0.1g/cm3，孔隙度增加 2.07%一 4.13%，田间持水量增加 1.4%一 2.07%，在砂姜黑土上效果尤为明显.在显微镜下，秸秆还田的砂姜黑土有机物明显增多，土壤微孔隙发育，形成的水稳性团粒,降低了土壤的粘性，使粘着力大大降低.秸秆中除了含有 C、N、K、Fe 等营养元素可供植

43、物吸收外，还通过交换性吸收保存和调节养分，同时也使土壤酶的活性加大，刺激植物生长.深翻深耕，打破障碍层次，对改良砂姜黑土也很有效。前面已经谈到，砂姜黑土在耕种过程中有犁底层的形成，对土体内的物质能量交换产生了阻碍作用。而且下面的黑土层次没有得到改造，对植物生长有不良影响。如果砂姜层位比较浅，接近耕层的话，这种影响更甚。因而深耕深翻对砂姜黑土的改良有重要作用，在鲁南地区最近几年推广了一种深耕犁，耕深可达 30cm 左右。深耕后耕层厚度加大，也给还田的秸秆提供了一个更大的消化场所，产量当年就有明显增长。客土压粘改土，是砂姜黑土土质改良行之有效的另一方法，微形态中砂姜黑土的粗阴颗粒太少，以粘结基质为

44、主的特性，可以通过客土掺砂克服。虽然投工量大一些，但这种方法可以一劳永逸，彻底改良土壤性状，利用矿物沸石改良土壤，是近年研究的一种方法。沸石是一种含水的碱金属和碱土金属的架状硅酸盐矿物，产生于岩浆活动晚期的低温热液阶段。沸石具有很高的阳离子交换量。对 NH4+ 、K 、H 2PO4 、等离子有很强的吸附能力，与有机质和粘土矿物也能通过化学键相结合，因而可以很好地改良土壤结构，提高土壤肥力。土壤结构的改良，还可以用土壤结构改良剂，如多聚糖、聚丙烯酰胺等天然或人工合成物质。总的来说，基本治理方法首先是排水，其次是灌溉，第三是施加化肥，第四是发展绿肥，第五是因土种植作物，第六是深耕以加厚耕作层。8.

45、3 草甸土草甸土（Meadow Soil）是非地带性土壤，是在地下水浸润作用影响下，在草甸植被下发育而成的土壤。在 1998 年中国土壤中，将其划为半水成土纲、暗半水成土亚纲、草甸土土类。草甸土相当于美国土壤系统分类中的弱发育暗色始成土（Haplumbrepts）和冷冻暗色始成土（Crgumbept ） 。相当于联合国土壤分类系统中的松软潜育土（Mollic glegsols）和潜育始成土（Glegic cambisols） 。8.3.1 分布与形成条件草甸土广泛分布于世界各大河流泛滥地、冲积平原、三角洲以及滨湖、滨海等地势低平地区。在我国主要分布于东北地区的三江平原、松嫩平原、辽河平原，以及

46、内蒙古、西北地区的河谷平原或湖盆地区。在行政区划上，黑龙江省草甸土分布面积最大，约占全国草甸土总面积的 1/3。其次是内蒙古（占 23.9%）和新疆（占 15.3%） 。草甸土在我国的分布面积有从北到南，从东向西逐渐减少的趋势。我国草甸土分布区大部分为温带半湿润、半干旱气候，年平均气温 010，年降水量 200mm1000mm，夏季降水量占全年的 80%，土壤冻结期达 57 个月，冻深达1m2m。其总体气候特点是：春季干旱多风，夏季温暖多雨，秋春气温多变，冬季漫长寒冷。气候条件对草甸植被生长和土壤腐殖质积累十分有利。草甸土虽非地带性土壤，但气候对碳酸盐的淋溶和淀积及腐殖质的积累有较明显的影响。

47、如湿润、半湿润地区的草甸土呈微酸性，半干旱地区草甸土呈微碱到碱性；我国东北地区寒冷而湿润，土壤腐殖质含量高，厚度大，而西部和南部干燥温暖或高温多雨，草甸土的腐殖质含量低，厚度小。草甸土的自然植被因地而异，沿江河和山谷地的草甸土主要以湿生型草甸植物为主，如小叶樟、沼柳、苔草等。地型低洼的草甸土以湿生和沼泽植物为主。如芦苇、野稗草、三棱草、小叶樟等。草原地区的草甸土以草原植物为主，如羊草、狼尾草、狼尾拂子茅鸢尾、萎陵菜、地榆等。草甸土的植被生长繁茂，其植被覆盖率一般为 70%90%，有的可达 100%；因此，草甸植被每年都能向土壤提供丰富的植物残体，加之气候冷凉，微生物分解活动受到抑制，使草甸土有

48、机质含量较高，腐殖质层深厚。草甸土地形多为沿江、河的河漫滩地带，吉河道洼地，低平原和山间谷地。其共同地形特点为地势低洼，地下水汇集且水位较高，地表经流弱且排水不畅的地形部位。草甸土的成土母质多为近代河、湖相沉积物，以淤积物为多，湖积物少量。草甸土地区性差异明显，主要表现在碳酸盐的有无及质地分异上。如东北地区西部多为碳酸盐淤积物；东北地区东部、北部多为无碳酸盐的淤积物。东北西部地区母质粘重，而东部地区则多为砂质等。8.3.2 成土过程草甸土形成过程有以下两个特点：一是具有明显的腐殖质积累过程，二是具有氧化还原交替过程。8.3.2.1 腐殖质积累过程草甸土上的草甸植被生长茂盛，每年不但有大量的地上

49、部分植物残体补充给土壤以大量的有机质，而且其地下部分根系也主要集中于土壤表层。据测定，黑龙江省饶河县草甸植物每年产草量 3000kg/hm23400kg/hm2。其根系的 95%集中于 30cm 土层内，植株死亡后，大量富含 K、Ca 元素的有机质归还于土壤表层，分解后土壤溶液为 K+、Ca 2+ 等强凝聚剂所饱和。腐殖质以胡敏酸为主，多以胡敏酸钙盐形式存在。这是草甸土具有丰富有机质表层的主要原因。8.3.2.1 草甸土氧化还原交替过程氧化还原交替过程主要决定于地下水位和积水的季节性动态化。草甸土地形部位较低，地下水位较高，一般为 2m 左右，变幅较大且升降频繁。在剖面中下部地下水升降范围土层内，土壤含水量变化于毛管持水量至饱和含水量之间，铁锰氧化物发生强烈的氧化还原过程。当水分饱和时处于还原状态，当水位消退后又处于氧化状态，一年之中随着土壤水的变化，氧化还原过程不断变替进行，使铁、锰在剖面