08黑土、黑钙土、栗钙土

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SiO2/R2O3为3.3~3.7左右。特点：第一节黑土中国黑土面积734.65万hm2,集中分布于北纬44~49°，东经125~127°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/kg~80g/kg，耕种化土壤20g/kg~40g/kg，向下呈舌状过渡，pH6.5~7.0，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30~50cm，高者可达100cm以上，垦前表土有机质含量可达50g/kg~80g/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SiO2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Ah-ABs-Btq-C组成。Ah层（腐殖质层）：30~70cm，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，pH6.5~7.0。ABs层（过渡层）：厚度不等，通常30~50cm，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。Btq层（淀积层）：50~100cm，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、SiO2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1.0~1.4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50~100g/kg，耕种土壤明显降低，一般在20g/kg~40g/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，pH6.5~7.0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35~45cmol(+)/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2.6~2.8，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/kg~2.0g/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20~50g/kg（耕地），组成以胡敏酸为主；pH6.5~7.0，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%；SiO2、Al2O3、Fe2O3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，pH6.0~6.5左右，三氧化物、粘粒有一定分异，且B层粘化明显，Bt/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，pH5.5~6.0，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CaCO3淀积或钙积层，被划分为钙层土纲。黑钙土pH7.0~8.0，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43~48°，东经119~126°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hm2。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1200~2000kg，地下植系多集中于表层。据调查0~25cm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CO2及水流，形成重碳酸盐，如Ca(HCO3)2，Mg(HCO3)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CO2分压降低，因而重碳酸盐放出CO2而淀积，即：Ca(HCO3)2一CaCO3+CO2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Ah-AB-Bk-Ck。Ah层（腐殖质层）：30~50cm，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，pH7.0~7.5。AB层（过渡层）：30~40cm，灰棕色，粘壤土，小团块状，有石灰反应，pH7.5，可见到鼠穴斑。Bk层（石灰淀积层）：厚度40~60cm，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。Ck层（母质层）：多为第四纪中更新统（Q2）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50~70g/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20~40cmol(+)/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、SiO2、Fe2O3、Al2O3、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；SiO2、R2O3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Ah-Bk-C。全剖面盐基饱和，pH值7.5~9.0。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