白漿土

白漿土

白漿土是在溫帶半濕潤及濕潤區森林、草甸植被下,在微度傾斜崗地的上輕下粘母質上,經過白漿化等成土過程形成的具有暗色腐殖質表層、灰白色的亞表層—白漿層及暗棕色的粘化澱積層的土壤,剖面構型為Ah-E-Bt-C(或Cg或G)。白漿土的白漿層含有大量的SiO2粉末及下層的鐵錳結核。發育於溫帶和暖溫帶濕潤季風氣候條件下,有周期性滯水淋溶的土壤。

主要特徵


Baijiang soil
主要特徵是在腐殖質層下有一灰白色的緊實亞表層,即白漿層,厚20~40厘米。白漿土主要分佈於半乾旱和濕潤氣候之間的過渡地帶,世界各地都有存在。中國主要分佈在黑龍江東部、東北部和吉林東部,以三江平原最為集中。
白漿土分3個亞類:
①白漿土,黑土層較薄,厚12~17厘米,白漿層明顯,肥力較低;
②草甸白漿土,黑土層厚14~23厘米,白漿層發育較弱,肥力較高,是白漿土向草甸土過渡類型;
③潛育白漿土,黑土層厚15~22厘米,地表有短期積水,是白漿土與沼澤土之間的過渡類型。白漿土改良的中心環節是補充有機質和礦質養分,深耕打破心土層或逐步加深耕層,改善土壤水分及物理性狀。

分佈


白漿土527.2萬公頃,主要分佈在黑龍江和吉林兩省的東北部。北起黑龍江省的黑河,南到遼寧省的丹東—瀋陽鐵路線附近;東起烏蘇里江沿岸,西到小興安嶺長白山等山地的西坡,局部抵達大興安嶺東坡。垂直分佈高度,最低為海拔40~50m的三江平原;最高在長白山,可達700~900m,大抵南部較高,北部較低。近年也有在淮北發現白漿土的報道。白漿土地區氣候較濕潤,年均降水量一般為500~700mm,作物生長期降水量達360~500mm;平均氣溫-1.6~3.5℃,≥10℃積溫2000~2800℃,無霜期87~154天,土壤凍層深1.5~2m,表層凍結約150~170天,乾燥度0.7~1左右,屬於溫帶濕潤和半濕潤區。
白漿土成土母質主要是第四紀河湖粘土沉積物,質地粘重,一般為輕粘土,有的可達中至重黏土。白漿土發育的地形部位主要為丘陵漫崗至低平原,主要類型有低平原、河谷階地、山間盆地和山間谷地、熔岩台地和山前洪積台地。地下水埋藏較深,大致在8~10m以下。由於母質粘重,透水不良,可形成一個天然的隔水層。因此,地下水對白漿土的形成和發育影響不大。白漿土的初始植被為針闊混交林(崗地),由於人為砍伐和林火,逐漸為次生雜木林、草甸及沼澤化草甸植被代替,主要植被類型有:紅松闊葉林;興安落葉松—白樺混交林;山楊、白樺柞樹等次生林;雜類草的五花草塘與小葉樟、苔原等沼生植被。目前,除低地外,大部分已墾為農田。種類繁多的植物生長茂盛,留下大量有機物和灰分元素,對白漿土形成過程中的有機質積累、酸性中和及鹽基飽和度的增高至關重要。
白漿土是吉林、黑龍江兩省的主要耕地土壤之一,僅黑龍江省白漿土面積為330萬公頃,佔全省總土地面積7.47%,全省總耕地面積的10.08%,在耕地土壤中居第三位。
白漿土
白漿土

形成過程


白漿土的形成過程,曾昭順認為,白漿土的形成過程,具有瀦育、淋溶、草甸三種過程的特徵。由於這些過程僅在土層上部進行,又可稱為表層草甸—瀦育—淋溶過程,或簡稱為白漿化過程,白漿土就是白漿化過程的產物。

瀦育淋溶

白漿土的成土母質是第四紀河湖沉積物,質地粘重,透水性差,由於土壤凍層存在,每當融凍或雨量高度集中的夏秋季,土壤上層處於周期性滯水狀態,雨季過後蒸發量劇增,上部土層迅速變干,因此表層經常處於乾濕交替過程,導致土體內鐵錳等有色物質的氧化—還原的多次交替。當土濕以還原過程為主時,鐵錳被還原為低價狀態,並隨水移動,一部分隨側滲水流淋洗到土層外;大部分在水分消失時因氧化而變成高價狀態,原地固定下來,形成鐵錳結核和膠膜。由於鐵錳不斷被淋洗和重新分配的結果,使原來的土壤亞表層脫色形成灰白色土層—白漿層,通常稱這一過程為瀦育淋溶。

粘粒機械淋溶

白漿土分佈區降水充沛,土壤中粘粒產生機械性懸浮遷移。即土壤在乾濕交替過程中,干時土體產生裂縫和孔道,濕時粘粒分散於下滲水流中,並隨下滲水流沿著裂縫與結構面向下移動,土壤裂隙與結構面都有明顯的膠膜和粘粒澱積物,這種粘粒的機械淋溶過程僅是粘粒的位移,而無礦物和化學組成的明顯的改變。

草甸過程

白漿土地區在植物生長期是高溫與多雨同步,草甸植物生長茂盛,土壤表層有機質積累明顯,荒地表層有機質含量可達100g/kg左右,Ca、Mg及植物所需其它營養元素也明顯富集。

剖面形態


白漿土的形態特別明顯,一般具有腐殖層、白漿層、澱積層和母質等4個發生層次。Ah層:腐殖質層,一般厚度為10~20cm,腐殖質含量較高,荒地多在40g/kg以上,濕時呈暗灰色(10YR4/1)。中壤至重壤,粒狀—團塊狀結構,疏鬆根系80%~90%分佈於此層。有的剖面Ah層有少量鐵錳結核。層次向下明顯整齊。
E層:白漿層,厚度一般在20cm左右,灰白色(10YR7/1),濕時淺黃色(5Y6/3),雨後常會流出白漿。以粉沙為主,質地中至重壤,結構呈水平層理的片狀,濕潤狀態下結構不明顯。有較多的白色SiO2粉末,緊實。植物根系少,有機質含量很低,常常低於10g/kg。該層有大小不等的鐵錳結核或銹斑(潛育白漿土)。
Bt層:粘化澱積層,厚度120~160cm,一般分為三個亞層,其中Bt2為典型的粘化澱積層,Bt1、Bt3為過渡層。棕褐色(10YR5/3)至暗褐色(10YR4/3),小稜柱狀結構或小棱塊狀結構,群眾稱為“蒜瓣土”,“棋子土”。結構體表面有明顯的機械淋溶澱積的粘土膠膜,棕褐色的腐殖質、鐵錳膠膜和泥裂隙面分佈的白色SiO2粉末,有少量鐵錳結核,潛育白漿土則有銹斑。質地粘重,輕粘土至中粘土,有的達重粘土。粘緊,不透水,植物根系極少,向下層逐漸過渡。
C層:母質層,通常在200cm以下出現,質地粘重,為第四紀河湖粘土沉積物,棕色(10YR4/4)或黃棕色(10YR5/6),Cg受潛育影響呈現灰色(5YR6/1)。潛育白漿土母質層多為G層,而母質層下有沙層時,往往有鐵磐層。
白漿土
白漿土

診斷特徵


1、白漿土典型剖面構型為Ah-E-Bt-C(或Cg或G)。
2、機械組成:白漿土質地比較粘重,表層Ah及E多為重壤土,個別可達輕粘土,Bt層以下多為輕粘土,有些可達中粘土和重粘土。機械組成以粗粉粒(0.05~0.01mm)和粘粒(<0.001mm)為最多,粘粒在剖面上分佈,表層(Ah或E)為10%~20%,左右,B層(Bt和BtC)為30%~40%,在結構面或裂縫中,可見到移動的粘粒有光學定向性,其Ah>1.2,高者達2以上。Bt層高度粘化,是粘粒淋淀的結果。從表層與B層粘粒含量懸殊可見質地變化不連續,呈現明顯“兩層性”。
3、水分物理性質:白漿土容重Ah層為1.0t/立方米左右,E層增至1.3~1.4t/立方米左右,至Bt可達1.4~1.6t/立方米以上;孔隙度Ah層可達60%左右外,E層和Bt層急劇下降,僅有40%左右;白漿土透水性各層變化如圖3-3。Ah層透水速度塊,約為6~7mm/min,E層透水極弱,透水率為0.2~0.3mm/min,Bt層以下幾乎不透水。因此白漿土水分多集中在Bt層以上由於Ah層淺薄,容水量有限,一米以內土體的蓄水量,即白漿土“庫容”(飽和持水量—毛管斷裂含水量)僅有148~164mm,而黑土則為284~476mm。因此,白漿土怕旱怕澇,是農業生產的一障礙因子。
4、白漿土的化學性質
(1)有機質含量及組成:荒地白漿土Ah層有機質含量較高,可達60g/kg~100g/kg左右,墾後頭3年有機質迅速下降,耕種30年後,有機質含量穩定在30g/kg左右。E層有機質含量急劇降至10g/kg以下。由於黑土層薄,有機質總貯量不高。腐殖質組成在Ah層以胡敏酸,H/F>1;E層與Bt層H/F<1。
(2)pH及交換性能:pH微酸性,6.0~6.5左右,各層變化不大,E層與BC層出現中性頻率較高。交換性能受腐殖質和粘粒分佈的影響很大,均以Ah層和Bt層較高,E層較低;代換性陽離子組成以Ca、Mg為主,有少量交換性Na和K。鹽基交換量Ah層每百克土在20~30cmol/kg,Bt層每百克土21~29cmol/kg,而E層僅每百克土11~15cmol/kg;鹽基飽和度Ah層70%~90%,E層70%~85%,Bt層下則為80%~90%。所以,白漿土是鹽基飽和度較高的土壤。
(3)養分狀況:白漿土全氮量,拒20~60個剖面統計,Ah層最高,荒地為4g/kg~7g/kg,耕地下降到2.9g/kg,E層可急劇降至1g/kg以下;全磷量較少,Ah層為1g/kg,E層為0.7g/kg;全鉀量較高,Ah層為21.6g/kg,E層為22.9g/kg,Bt為22.8g/kg;微量元素的鋅、錳、鉬、硼等均以Ah層最高,但養分總貯量仍為較低水平。
5、礦物組成:白漿土粘土礦物以水雲母為主,伴有少量高嶺石蒙脫石和綠泥石。土體全量化學組成在剖面上有明顯分異,Ah層和E層SiO2含量較Bt層高,而Al2O3、Fe2O3較少,Bt層以下明顯增高,硅鐵鋁率變化呈上層大,下層小的趨勢,其值為5~7左右。

亞類劃分


土類之下分為三個亞類,即白漿土、草甸白漿土及潛育白漿土。

崗地

又稱崗地白漿土,是最接近中心概念的亞類。它相當於美國土壤分類中的冷涼淋溶土,粘淀漂白軟土,強發育濕潤淋溶土;聯合國土壤分類的漂白和鬆軟粘磐土。分佈在地勢起伏的漫崗地上,地下水位在20m以下,植被多為柞、樺、椴、山楊等落葉闊葉樹次生雜木林。Ah層一般15cm左右,E層發育較厚,約為20.7cm左右,粘粒淋淀指數Bt/E為2.92,剖面上有鐵錳結核而無銹斑,墾后易遭水土流失,逐漸變為瘠薄地。

草甸

也稱平地白漿土。它相當於美國土壤分類的粘淀漂白軟土、強發育濕淋溶土,聯合國土壤分類的鬆軟粘磐土,漂白淋溶土。草甸白漿土分佈在平坦地形部位,植被為叢樺、柳毛子等灌木叢及小葉樟等草甸雜類草,草甸過程有一定發展,Ah層腐殖質積累較白漿土多,一般厚度約為14~23cm,E層厚20cm,Bt層可見到鐵鏽斑,粘粒淋淀指數Bt/E為1.33。其它性狀參考土類描述。

潛育

又稱低地白漿土。它相當於美國土壤分類的濕粘淀冷涼軟土和漂白濕淋溶土;聯合國土壤分類的潛育潛育淋溶土。潛育白漿土分佈在低平地形部位,雨後地表有積水,地下水較該高。植被為小葉樟、柳毛子、三棱草等草甸沼澤植物。土壤剖面Ah層一般為15~22cm,比前兩亞類均厚,暗灰黑色(10YR3/1),有機質含量在三個亞類中最高。E層薄,一般為15cm左右,有銹斑。Bt層多呈暗灰色(10YR4/1),小核塊狀或近似粒狀結構,是由礦質膠結而成,表面澱積粘土膜,有多量銹斑,並具有藍灰色(5Y6/1)潛育斑。往下有明顯的潛育層,其它性質參考土類描述。
白漿土
白漿土

區分


1、白漿土與棕色針葉林土的區別:在於它在SiO2粉末富集的漂白層之下有明顯粘粒澱積層,而棕色針葉林土的澱積層是鐵、鋁、腐殖質澱積,粘粒增加不明顯。
2、白漿土與棕壤、暗棕壤的區別是在粘化層之上有明顯的白漿層,而後兩者則無。

利用和改良


對分佈在崗地上的白漿土主要是防治水土流失;對分佈在低平地區的白漿土則主要是注意合理排灌,或改種水稻。白漿土改良的中心環節是補充有機質和礦質養分,深耕打破心土層或逐步加深耕作層,改善土壤的水分物理性質。
主要措施有:
①施用有機肥料,實行秸稈還田,以及種植綠肥、牧草和施用泥炭等。
②增加化學肥料,主要是氮、磷混合肥料的施用量。由於白漿土全磷含量低,有效磷含量更低,單施磷肥也有顯著效果。
③深耕改土。在不使白漿層過多地翻至表層的前提下,結合施用有機肥料,逐步加深耕作層,以改善底層透水不良的性狀。