08黑土、黑钙土、栗钙土

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第八章 黑土、黑钙土、栗钙土,黑土、黑钙土、栗钙土与黑垆土等从广义的范围来说，基本上都属于腐殖质的钙质土壤。在景观上属于温带和暖温带及半湿润与半干旱草甸草原与灌木草原类型。,黑土,景观及土壤剖面,第一,，表层腐殖质积聚：土壤有机质不仅来自草本植物的枝叶，更重要是也来自其根系，因而其腐殖质层深厚、向下迁移过渡，且以胡敏酸为主，一般,H/F,1,第二,，土体一般均有碳酸盐积聚，且与大气干燥度成正比。,第三,，土壤矿物多以水云母、蛭石和蒙脱石为主，粘粒,SiO,2,/R,2,O,3,为,3.33.7,左右。,特点：,第一节 黑土,中国黑土面积,734.65,万,hm,2,集中分布于北纬,4449,，东经,125127,之间，以,黑龙江,、,吉林,两省中部较多。,黑土,是温带半湿润季风气候，森林草甸或草原化草甸植被条件下，具有深厚腐殖质层，粘化,B,层及风化,B,层的土壤，通体无石灰反应，呈中性。,自然土壤腐殖质含量,50g/kg80g/kg,，耕种化土壤,20g/kg40g/kg,，向下呈舌状过渡，,pH6.57.0,，全剖面无石灰反应，盐基饱和度,70%,。,一、,形成条件,气候,：,温带半湿润地区,，年均温,0.5,6,，,10,积温,2500,3000,，夏季温暖，冬季漫长而严寒，无霜期,90,140,天。年降水量,450,650,毫米，,90,以上的雨量集中于暖季（,4,9,月），冬季少雪。土壤,冻结深度达,1,2,米以上,。,植被,：,植被属于,草原化草甸类型,，以杂类草群落为主，当地称为“,五花草塘,”。其植物种类多，生长繁茂，一般高,40,50,厘米，覆盖度达,80,90,；根系深达,80,100,厘米，但以表层,20,厘米最为集中。,地形：,波状起伏的,低山丘陵,，又称为漫岗，相对高度,5,10,米。,成土母质：,更新统黄土状,粘质沉积物,为主。,二、黑土的成土过程、剖面形态、基本性状与诊断特征,（一）黑土的成土过程,黑土的成土过程主要是腐殖质累积与分解、淋溶与淀积过程。,1,、腐殖质的累积与分解过程,：,黑土地区气候冷凉半湿润，母质粘重，透水性不良，并有季节性冻层存在，易形成上层滞水。草甸植被生长繁茂，根系发达。漫长冬季，微生物活动受到抑制，植物残体得不到充分分解，腐殖质得到累积，形成含量高、层位厚的腐殖质层。一般该层可达,3050cm,，高者可达,100cm,以上，垦前表土有机质含量可达,50g/kg80g/kg,左右，这通常是其它草原土壤所不能达到的。,2,、淋溶和淀积过程：,黑土的地形大都是波状起伏的漫川漫岗地，夏季降水集中，降水后一部分形成地表径流，一部分形成下渗水流，土体内易溶的有机胶体、养分、灰分元素产生淋溶下移，并在淀积层中淀积。因此，黑土层深厚，,B,层有明显的铁、锰、硅的淀积物，以结核、斑状、粉末形态出现，在,AB,、,B,层内结构体外围可见到大量暗棕色胶膜以及白色,SiO,2,粉末,（硅酸盐水解形成）,，,这与生物化学循环、水分循环等淋溶淀积因素有关。,（二）剖面形态,黑土剖面基本发生层由,A,h,-,AB,s,-B,tq,-C,组成。,A,h,层（腐殖质层）,：,3070cm,，厚者可达,100cm,以上。黑色，潮湿松软，粘壤土，团粒结构，水稳性团粒可达,50%,以上。土体疏松多孔，,pH6.57.0,。,AB,s,层（过渡层）：,厚度不等，通常,3050cm,，暗灰棕色，粘壤土，小块状结构，可明显见到上部腐殖质淋溶的舌状条带，有黄色或黑色的填土动物穴，,pH6.5,左右。,B,tq,层（淀积层）：,50100cm,，底土母质粘重时层次较薄且距地面较浅。颜色不均一，黄棕色，粘壤土，土体紧实，上部为小棱块状，下部为大棱柱状，可见到铁锰结核、胶膜、,SiO,2,粉末等淀积物，,pH7.0,左右。,C,层（母质层）：,为黄土状堆积物。,（三）基本特征与诊断特征,1,、黑土的,机械组成,比较均一，土壤质地较粘重，多为壤土到粘壤土，以粗粉沙和粘粒两级比重为最多，各占,30%40%,左右。通常土层上部质地较轻，下层质地较重，粘粒有淋溶淀积现象。黑土的机械组成受母质的影响很大，如母质为黄土状物质者，则以粉沙、粘粒为主，若母质为红粘土者，则粘粒含量明显增多。,2,、黑土结,构性,好，自然土壤呈土层为团粒结构，水稳性团粒可达,50%,以上。黑土开垦后随耕种时间增长，团粒结构体变小，数量变少。,3,、黑土,容重,1.01.4,左右，耕垦后通常腐殖质降低，淀积层层位提高。随着团粒结构的破坏，容重明显增高。一般总孔隙度多在,40%60%,，毛管孔隙所占比例较大，可占,20%30%,，通气孔度占,20%,左右，因此，黑土层透水，持水、通气性均较好。,4,、黑土,矿物组成,中次生矿物以蒙脱石、伊利石为主，含有少量绿泥石、赤铁矿、褐铁矿。不同粒级次生粘土矿物组成比例有所差别。,5,、黑土的,有机质,含量相当丰富，自然土壤多在,50100g/kg,，耕种土壤明显降低，一般在,20g/kg40g/kg,左右，黑土腐殖质组成中以胡敏酸为主，,H/F,多在,1,以上，胡敏酸钙结合态比例较大，通常可占,30%40%,。,6,、黑土为,微酸性至中性,反应，,pH6.57.0,左右，剖面分异不明显。通体剖面无石灰反应，阳离子交换量较高，为,3545cmol(+)/kg,，以钙镁为主，盐基饱和度,80%90%,。,7,、黑土的,化学组成,较为均匀，硅铁铝率为,2.62.8,，剖面分异铁锰氧化物在剖面内略有分异，淀积层有增加的趋势。,8,、,养分含量,丰富，表层全氮,1.5g/kg2.0g/kg,，全磷,1g/kg,左右，全钾,13g/kg,以上。,综上所述，黑土的主要诊断特征为：,具有较深厚的暗色腐殖质层，向下逐渐过渡，含量多在,2050g/kg,（耕地），组成以胡敏酸为主；,pH6.57.0,，剖面内通常无石灰反应；盐基交换量高，盐基饱和度多大于,70%,；,SiO,2,、,Al,2,O,3,、,Fe,2,O,3,剖面内分异不显著。,三、黑土的亚类划分及其特征,根据黑土的成土条件、成土过程和属性，可划分为,典型黑土,、,白浆化黑土,、,草甸黑土,、,表潜黑土,四个亚类。,四、与其他土类的区别,1.,与暗棕壤的区别,：暗棕壤的降水量多,600mm,，属温带湿润气候，土体受淋溶强度 大。暗棕壤表层、淋溶层酸度比黑土大，,pH6.06.5,左右，三氧化物、粘粒有一定分异，且,B,层粘化明显，,B,t,/A,1.2,，而且盐基饱和度比黑土略低。,2.,与白浆土的区别,：白浆土为淋溶土纲，,A,层下可见由漂洗作用形成的白浆层。该层酸度偏大，,pH5.56.0,，盐基饱和度偏低。,B,层有粘化淀积现象。且白浆土,A,层薄，向下呈水平过渡。,3.,与黑钙土的区别,：黑钙土土体淋溶度弱，土层内有,CaCO,3,淀积或钙积层，被划分为钙层土纲。黑钙土,pH7.08.0,，呈中性及微碱性，盐基饱和度高达,90%,以上。,五、黑土的利用与培肥,（一）农田生态保护,（二）水土保持,（三）培肥土壤,（四）土壤保墒耕作和灌排工程,第二节 黑钙土,黑钙土,：,是温带半干润气候，在草甸草原植被条件下，经历腐殖质积累过程和碳酸钙淋溶过程所形成的具有黑色腐殖质表层，下部具有钙积层或石灰反应的土壤。,黑钙土分布于北纬,4348,，东经,119126,之间，多集中分布于,松嫩平原,、,大兴安岭两侧,和,松辽分水岭,地区。东北以呼兰河为界，西达大兴安岭西侧北至齐齐哈尔以北地区，南达西辽河南岸。中国黑钙土面积,1321.06,万,hm,2,。,内蒙、吉林、黑龙江、新疆,黑钙土景观及剖面特点,一、,形成条件,气候,：,温带半湿润气候,，夏季温和多雨，冬季寒冷,干燥；年均温,-1,-,5,，,10,积温,1600,3000,，年降水量,350,450,毫米，年干燥度,0,.,9,1,.,2,；土壤冻结深度达,1,.,3,米以上。,植被,：,草原和草甸草原，旱生菊科蒿类和禾本科草,类为主的，覆盖度为,60,90,。,地形,：,平缓丘陵、坡地。,成土母质,：,黄土状沉积物和砂性淤积物等,较黑土粗。,二、黑钙土的成土过程、剖面形态、基本性状与诊断特征,（一）黑钙土的成土过程,黑钙土的成土过程中具有明显的,腐殖质累积,和,钙化过程,。,1,、腐殖质的积累和分解：,黑钙土处于温带湿润向半干旱气候过渡区，植被为具有旱生特点的草甸草原，草本植物地上部分干重每公顷可达,12002000kg,，地下植系多集中于表层。据调查,025cm,土层内约占,95%,以上，植物根系的这种分布决定了腐殖质累积与分布的特点。,2,、碳酸盐的淋溶与淀积：,黑钙土区降水较少，渗入土体的重力水流只能对钾、钠等一价盐离子进行充分淋溶，而钙、镁等二价盐离子只能部分淋溶。在这淋溶与淀积过程内的生物化学过程是盐基与土壤微生物和根系所产生的,CO,2,及水流，形成重碳酸盐，如,Ca(HCO,3,),2,，,Mg(HCO,3,),2,等，但到一定的土体深度，一方面是水分减少，另一方面是此处生物活动减弱，而,CO,2,分压降低，因而重碳酸盐放出,CO,2,而淀积，即：,Ca(HCO,3,),2,一,CaCO,3,+CO,2,因而黑钙土经常见到白色的石灰质的假菌丝体、结核等。,碳酸盐淀积层位与深度和淋溶强度有关。气候愈干旱，其层位离地表愈近。,（二）剖面形态,黑钙土剖面构型基本为,A,h,-AB-,B,k,-C,k,。,A,h,层,（腐殖质层）,：,3050cm,，黑色或暗灰色，粘壤土，多富含细沙，粒状或团粒状，不显或微显石灰反应，,pH7.07.5,。,AB,层,（过渡层）：,3040cm,，灰棕色，粘壤土，小团块状，有石灰反应，,pH7.5,，可见到鼠穴斑。,B,k,层,（石灰淀积层）：厚度,4060cm,，灰棕色，块状，沙质粘壤土，土体紧实，可见到白色石灰假菌丝体、结核、斑块淀积物，有明显的石灰反应，,pH8.0,。,C,k,层,（母质层）：多为第四纪中更新统（,Q,2,）黄土状亚粘土，黄棕色，棱块状，含少量碳酸盐，有石灰反应。,（三）基本性状与诊断特征,1,、黑钙土的,质地,多为沙壤土到粘壤土，在粒级分配上，粉粒含量占,30%60%,，粘粒含量占,10%35%,，粘粒在剖面中部有积聚现象，无明显粘化特征。黑钙土表层具有水稳性团粒结构，通气性、透水性、保肥性、耕性均较好。,2,、,腐殖质,含量在自然土壤多为,5070g/kg,之间，耕作土壤明显降低，仅为,20g/kg,左右。黑钙土由东向西演替，腐殖质层逐渐变薄，含量逐渐减少。,3,、,盐基,交换量较高，多在,2040cmol(+)/kg,之间。盐基饱和度在,90%,以上，以钙、镁为主。,pH,表层为中性，向下逐渐过渡到微碱性。,4,、,SiO,2,、,Fe,2,O,3,、,Al,2,O,3,、剖面分异不明显，上下均一。但,CaO,、,MgO,有一定分异，由上至下逐渐增多。次生粘土矿物以蒙脱石为主。,5,、,营养元素,中氮钾较丰富，有效磷含量较低，微量元素中有效,Fe,、,Mn,、,Zn,较少，有时出现缺素症。,综上所述，黑钙土的主要诊断特征为：,具有暗色腐殖质表层，向下呈逐渐过渡；,pH,值表层为中性，向下逐渐过渡到碱性，盐基饱和度,90%,；土层内有石灰反应或石灰淀积层；,SiO,2,、,R,2,O,3,剖面内无明显分异。,三、黑钙土的亚类划分及其特征,主要根据钙积过程所表现的强度有关的附加过程，黑钙土土类下划分为,普通黑钙土,、,淋溶黑钙土,、,石灰性黑钙土,、,草甸黑钙土,等四个亚类。,四、与其他土类的区别,1,、它与黑土的区别：,黑土降水量比黑钙土地区多，蒸发量比黑钙土地区少，土体内碳酸盐遭到淋失，全剖面无石灰反应，土壤呈中性至微酸性。故明显区别于黑钙土。而且一般黑土的腐殖质层的厚度与腐殖质含量均大于黑钙土。,2,、它与栗钙土的区别：,栗钙土处于温带半干旱地区，降水比黑钙土地区少，蒸发量比黑钙土大，腐殖质矿化明显，其含量比黑土低，多小于,20g/kg,，呈栗色；栗钙土的石灰反应的层位比黑钙土高，一般从表层开始为石灰所饱和，土层内可见明显的钙积层，并且钙积层的层位也较高，,pH8.0,左右。,四、黑钙土的利用与改良,黑钙土地区是我国主要商品粮基地。区内地势平坦，光照充足，土质较肥沃，土壤适宜性较广，适于发展粮食和经济作物，盛产玉米、小麦、谷子、向日葵、甜菜。因风沙、干旱、内涝等自然灾害的威胁，利用改良上应采取有效的措施：,（一）防止春旱夏涝，改善土壤水分状况,（二）增施肥料，培肥地力,（三）植树造林，改变农业生态环境,第三节 栗钙土,它是温带半干旱气候，干草原自然植被下经历腐殖质积累过程和钙积过程所形成的具有栗色腐殖质层和碳酸钙淀积层的,钙积土壤,。典型的剖面构型为,A,h,-,B,k,-C,。全剖面盐基饱和，,pH,值,7.59.0,。,我国栗钙土分布在内蒙古高原东部,中南部、呼伦贝尔高原西部、鄂尔多斯东部及大兴安岭东南麓丘陵平原，以及新疆准噶尔盆地西部山地谷地等为温带干草原地区的地带性土壤,栗钙土景观及剖面特点,一、形成条件,气候,：,温带大陆性半干旱气候,，年均温,-2,6,， ,10,积温,1600,3000,，年降水量,250,450,毫米，年干燥度一般为,1.0,2.0,。,植被,：,典型的草原即干草原类型,，由旱生性多年生草类组成，以丛生禾草类（针茅等）为主，灌木和半灌木也占有相当的比重；草层高度为,5,30,厘米，覆盖度达,20,50,。,地形,：,剥蚀高原、平原、丘陵、山地和山间盆地，但以平坦地形为主。,成土母质,：,各种母岩的风化物、黄土和黄土状物质、风成砂以及洪积、冲积、湖积物。,二、栗钙土的形成过程、剖面形态、基本形状与诊断特征,（一）栗钙土的形成过程,1,、草原腐殖质积累过程：,其基本过程同于黑钙土，但由于干草原植被高度和覆盖度均比草甸草原低，生物量比黑钙土低，有机质积累量不如黑钙土。植被吸收的灰分元素中除硅外，钙和钾占优势，对腐殖质的性质及钙在土壤中的富集有深刻影响。,2,、石灰质的淋溶与淀积：,其基本过程也同于黑钙土，只是由于起火更趋干旱，所以石灰积聚的层位更高，积聚量更大。当然，石灰质积聚的厚度及,CaCO,3,含量与母质及成土年龄有关。,3,、残积粘化：,季风气候区内蒙的栗钙土，雨热同期所造成的水热条件有利于矿物风化及粘粒的形成，典型剖面的研究和大量剖面的统计均表明栗钙土剖面中部有弱粘化现象，主要是残积粘化（无粘粒胶膜），与钙积层的部位大体一致，往往受钙积层掩盖而不被注意，所以也称之为“隐粘化”。处于西风区的新疆的栗钙土则无此特征。,（二）剖面形态,A,h,层：,厚,2550cm,，暗棕色至灰黄棕色，沙壤至沙质粘壤，粒状或团块状结构，大量或根及半腐解残根，常有啮齿动物穴，向下过渡明显。,B,k,层：,厚,3050cm,，灰棕至浅灰色，沙质粘壤至壤粘土，块状结构，紧实或坚实，植物根稀少，石灰淀积物多呈网纹、斑块状，也有假菌丝体或粉末状。向下逐渐过渡。,C,层：,因母质类型而易，洪积、坡积母质多砾石，石块腹面常有石灰膜；残积母质呈杂色斑纹，有石灰淀积物；风积及黄土母质较疏松均一，后者有石灰质。,（三）基本形状及诊断特征,1,、剖面构型为,A,h,-,B,k,-C,或,A,h,-,B,kt,-C,。,2,、,A,层有机质含量,1045g/kg,，因亚类和地区而异。,C/N,为,712,，,H/F0.81.2,，,E4/E6*4.14.5,。,B,k,层有机质锐减至,10g/kg,左右，,H/F,减至,0.60.85,。,3,、主要亚类碳酸钙剖面分布反映淋溶程度的差异及潜水的影响。,4,、,pH,在,A,层为,7.58.5,，有随深度而增大的趋势。盐化、碱化亚类可达,8.59.5,（,10,）。,5,、粘土矿物以蒙脱石为主，其次是伊利石和蛭石，受母质影响有一定差别。粘粒部分,SiO,2,/R,2,O,3,的在,2.53.0,间，,SiO,2,/Al,2,O,3,为,3.13.4,，表明矿物风化蚀变微弱，铁、铝无移动。,6,、除盐化亚类外，栗钙土易溶盐基本淋失，内蒙地区栗钙土中石膏也基本淋失，但在新疆的栗钙土,1m,以下底土石膏聚集现象相当于普遍。反映东部季风区的淋溶较强。,三、栗钙土的亚类划分及其特征,根据主要成土过程的表现程度，栗钙土分,暗栗钙土,、,普通栗钙土,、,淡栗钙土,、,栗钙土性土,，按照伴随的附加过程在剖面构型上的表现及新的特征，可分为,草甸栗钙土,、,盐化栗钙土,和,碱化栗钙土,。共七个亚类。,1,、与黑钙土的区别,：黑钙土的,A,层厚度及有机质含量较栗钙土大，,B,k,层出现深度较深，,CaCO,3,含量也少于栗钙土，黑钙土呈,A,h,-AB-,B,k,-C,构型，,AB,层的腐殖质具有向下的舌状、楔状过渡特征，而栗钙土,A,、,B,层间过渡明显。在两者分布的过渡地区，往往因地形引起的水分差异而相互镶嵌分布，如阴坡发育黑钙土而阳坡发育成为栗钙土。,四、与相关土类的区分,2,、与棕钙土的区别：,棕钙土,A,层更薄，有机质也少，,B,k,层层位更高，常见石化钙积层。而且棕钙土的亚表层具有铁质染色的棕色特征。剖面下部有石膏聚集，而季风区的栗钙土一般没有。,3,、与栗褐土的区别：,栗褐土,A,层有机质少于栗钙土，因温暖风化而具弱粘化,B,t,层，其,B,k,层的石灰质聚集明显少于栗钙土。,五、栗钙土的利用与改良,干草原栗钙土地带是我国北方主要的草场，历来以牧为主，作为天然放牧和割草场。近百年来渐有较大规模的农垦，在内蒙目前垦殖率约为,12%13%,，而,90%,以上分布在水肥条件较好的暗栗钙土、栗钙土、草甸栗钙土三个亚类中。以一年一熟的雨养农业为主。由于降水偏少，年际变幅大，干旱主要限制因素。加上耕种粗放，农田建设水平低，风、风蚀的破坏，土壤资源退化明显。统计表明，耕地表层有机质较自然土壤减少,200300g/kg,。产量低而不稳。,1,、栗钙土虽属农牧兼宜型土壤，但雨养旱作农业受降水限制，总的利用方向应以牧为主，适当发展旱作农业与灌溉。,2,、种植优良高产牧草，改良退化草场，提高植被覆盖度，防止土壤沙化、退化。应严格控制牲畜头数，防止超载过牧。,3,、增施有机肥，推广草田轮作，种植绿肥牧草，增加土壤有机质。,4,、农牧区都应建设适合当地条件的防护林体系，保护农田、牧场，改善生态环境。但在有紧实钙积层的土地，应以灌木为主体，不宜种植乔木林。,本章小结,一切尽在课本,P161,