黃綿土

黃綿土

黃綿土是由黃土母質經直接耕種而形成的一種幼年土壤。因土體疏鬆、軟綿,土色淺淡,故名。實質為土質初育土。其主要特徵是,剖面發育不明顯,僅有A層及C層,且二者之間無明顯界限;土壤侵蝕嚴重。廣泛分布於中國黃土高原水土流失較嚴重的地區,其中以甘肅東部和中部、陝西北部、山西西部面積較廣。寧夏南部、河南西部和內蒙古境內也有分布。常和黑壚土、灰鈣土等交錯存在,是黃土高原上分布面積最大的土壤。

基本介紹

  • 中文名:黃綿土
  • 外文名:loessial soil
  • PH值:8.5-8.6
  • 有機質含量:6.82-34.6
  • 土綱:初育土
  • 亞綱:土質初育土
  • 土類:黃綿土
  • 亞類:黃綿土
土壤信息,名稱由來,特徵,土壤介紹,分類,分布環境,成土環境,母質特徵,地形因素,土壤形成,基本性質,分類系統,利用改良,

土壤信息

【土壤類型】:黃綿土
黃綿土黃綿土
【漢語拼音】:huang mian tu
【全N含量】:0.54-1.74
【全P含量】:0.55-0.66
【全K含量】:17.83-18.74

名稱由來

黃土母質經直接耕種而形成的一種幼年土壤。因土體疏鬆、軟綿,土色淺淡,故名。

特徵

主要特徵是剖面發育不明顯;土壤侵蝕嚴重。

土壤介紹

廣泛分布於中國黃土高原,以甘肅東部和中部、陝西北部、山西西部面積較廣。常和黑壚土灰鈣土等交錯存在。土層深厚而性狀鬆脆的黃土母質,在不良的耕作和經營方式以及強烈的侵蝕作用影響下,其成土過程速度遠遠落後於侵蝕過程,因而土壤停留在母質狀態。由於原有土壤剖面逐漸被剝蝕,熟土層無法保存,通過耕作又逐年從母質中補充生土,因而土壤肥力水平低。全剖面呈強石灰性反應(pH7.5~8.5)。土壤主要由0.25毫米以下顆粒組成,細砂粒和粉粒占總重量的60%。可耕性好,適耕期長,雨後能立即耕作。土色淺,比熱小,土溫變幅大。

分類

一、黃綿土,有機質含量低,呈強石灰性反應,土層軟綿,透水性及可耕性良好;
二、黃土,土質砂粘相宜,有一定團粒結構,無鹽漬化特徵,滲水性強,保水保肥能力較好,有機質含量低,易受侵蝕;
三、白綿土,土質較粗,透水性好,保水保肥性差,有機質缺乏,風蝕、水蝕都較嚴重。

分布環境

黃綿土分布於溫帶、暖溫帶的半乾旱和乾旱地區,年平均溫度7~16℃,年平均降雨量20D~500mm,集中於7~9月,多暴雨,年蒸發量800~2200mm,乾燥度大幹1。然植被為森林草原草原,喬木主要是闊葉樹種,有洋槐,並間有油松等,多為次生旱生中幼年林,林相殘敗;草本主要為禾本科草類和冷蒿胡枝子地椒甘草等,生長較稀疏。地形為黃土丘陵地和台地等以及這些黃土地貌區的川台地、洞地等非地下水浸潤區。母質為黃土性物質,疏鬆多孔。黃綿土地區地形支離破碎,坡度大,雨量集中,植被稀疏,加之黃土抗蝕力弱,是造成土壤強烈侵蝕的主要原因。

成土環境

母質特徵

黃綿土母質為第四紀風成黃土。黃土在沉積過程中,由西北向東南,風力漸細。沉積顆粒逐漸變細。包括馬蘭黃土和高石黃土兩大部分。馬蘭黃土幾乎覆蓋整個地面,厚度一般10-20米,最厚達60米以上。按顆粒粗細,自西北而東南依次分布砂黃土、綿黃土和細黃土三個顆粒分異帶。離石黃土出露面積不大,僅見於溝壁,溝坡和個別丘頂,厚度約50-60米,土層中夾有幾層到十多層1-2米厚的褐色古土壤層帶,土質較緊實。黃土母質特性對黃綿土的性狀與肥力狀況有明顯影響,主要表現在:黃土層深厚疏鬆,具有良好的通透性和保水保肥性;抗沖性弱,在缺少植被覆蓋下,易遭受水蝕風蝕;富含碳酸鈣,在半濕潤和半乾旱生物氣候影響下,鈣有輕度淋移與澱積;礦物組成均一。

地形因素

黃土高原海拔700-1500米,分別切割成(割切丘陵)狀,小地形發育明顯,分別作坡、間、台、彎塌、溝谷等。不同地形,影響植物生長所需的光、熱、水分重行分配,其土壤養分狀況也有明顯差異。塬面、垌地、台地,地形平坦,侵蝕輕微,土壤水分、養分條件較好,土壤相對肥沃:坡地侵蝕強烈,土壤養分含量低,土質貧瘠。土壤溫度差異是陽坡高於陰坡,而土壤水分則是陰坡優於陽坡,溝谷底部水分條件好,但較陰涼,土溫較低。?
黃綿土區地廣人稀,宜農、林、牧並舉,需修築梯田,挖溝打壩,積蓄秋雨,控制水土流失,深耕多施有機肥以加厚土層。又稱黃土性土壤,廣布於黃河中游丘陵地區。土壤色澤與母質層極相近,質地均勻,疏鬆多孔,耕性良好,有機質含量低,僅0.5%,礦質養分豐富。

土壤形成

土層深厚而性狀鬆脆的黃土母質,在不良的耕種和經營方式以及強烈的侵蝕作用影響下,其成土過程速度遠遠落後於侵蝕過程,因而土壤性質停留在母質狀態。倘每畝土壤流失指數如以0.83噸/年計算,則每畝每年需要形成830千克土壤物質才能補償土壤的流失量。而黃土塬區一般土壤的實際平均流失量為3300~6500千克/畝,黃土丘陵區為6500~1300千克/畝,相當於土壤形成速度4~8倍或8~15倍。由於原有土壤剖面自上而下逐漸被剝蝕,熟土層無法保存。通過耕作又逐年從母質中補充生土,因而土壤肥力水平低,只能保持黃土母質的基本特徵。
黃綿土剖面黃綿土剖面
黃綿土的土壤形成過程主要是生草的淡色腐殖質積累、耕種熟化和土壤侵蝕三方面。在自然草本和灌木疏林植被下發育的黃綿土,侵蝕減弱,表層具有植物根系,枯枝落葉殘留層,形成有機質層。剖面由有機質層和黃土母質層構成的AC型,層次過渡明顯,並有碳酸鈣的輕度淋溶,可見霜粉狀、斑點狀或短條狀的碳酸鈣新生體,但無鈣積層形成。
在耕種條件下,一方面進行著耕種熟化,另一方面又發生著土壤侵蝕,土壤形成處在熟化-侵蝕-熟化往復循環的過程中,特別是由於氣候乾旱和生物過程不強,就延緩了剖面的發育,所以土壤始終處在幼年發育階段,剖面由耕層和黃土母質層組成,即Ap-C型,無明顯淋溶沉積層。

基本性質

剖面形態
黃綿土的剖面為A-C土體構型。在自然植被下,具有有機層,厚度10~30cm,顏色為灰棕色(風乾土10YR5/4)或暗灰棕色(風乾土10YR3/3),粒狀、團塊狀結構,其下為母質層,稍有碳酸鈣的淋溶澱積。通常林地比草地有機質層厚,有機質含量高,顏色暗,結構發育好。
在耕作條件下,黃綿土因侵蝕較強,耕層比較薄,一般15cm左右,有的陡坡耕地不足10Cm,顏色為淡灰棕色(風乾土10YR6/4),碎塊狀結構,耕層以下為黃土母質層,但在塬地、川台地和久耕梯田,略有犁底層發育。
物理、水分性質
黃綿土的顆粒組成以細沙粒(0.25~0.05mm)和粉粒(0.05~0.005mm)為主,約占各級顆粒總數的60%左右,同一剖面各層顆粒組成變化不大,僅表層因侵蝕、坡積、耕作、施肥的影響稍有差異,但地域性差異顯著,由北向南,由西向東沙粒含量遞減,粘粒含量逐逐增加,這與黃土顆粒組成的地域分異規律是一致的。黃綿土顆粒主要由0.25毫米以下的顆粒組成,細砂粒和粉粒占總量的60%。物理性粘粒約26~30%,粘粒只占12~14%,土壤粘粒含量呈南高北低的趨勢。但同一剖面各層質地差別不大,僅表層因受侵蝕和沉積影響而略有變化。耕層容重在1.0~1.2克/立方厘米,總孔隙率50~65%,通氣孔隙最高可達40%;透水速度大於0.5毫米/分鐘。有效水量高,最大吸濕水為3~8%,凋萎濕度3~10%,田間持水量20~28%,2米深土層內可蓄有效水400~500毫米。豐水年份或加強蓄水保墒措施後可獲較好收成。耕性好,比阻小(0.23~0.25千克/平方厘米),適耕期長,雨後能立即耕作。土色淺,比熱小,土溫變幅大,早春作物返青早、成熟快,易發小苗。
黃綿土黃綿土
黃綿土疏鬆多孔,容量小,耕層容重一般為1.0~1.3g/dm2總孔隙度55%~60%,通氣孔隙最高可達40%。黃綿士透水性良好,蓄水能力強,有效永範圍寬,透水速度通常大於0.5mm/s,每個時滲透量為50~70mm,下滲深度可達1.6~2.0m,2m土層內可蓄積有效水400~500mm,田間持水量為13%~25%,凋萎濕度3%~8%,土壤有效水含量可達80~170g/kg,不同地形部位特別是坡面對土壤水分含量的影響較大,陰坡蒸發較弱,水分狀況優於陽坡,一般比陽坡土壤水分含量高15~30g/kg,相對高200g/kg以上。黃綿土多處於溫帶,加之質輕、色淺、比熱小,因而土溫較低,變幅大,屬溫性—中溫性土壤,一般陽坡高出陰坡1.5~2.5℃。坡向對土壤水熱狀況的影響,對黃綿土地區的作物布局、播種時間選擇以及出苗生長狀況都有重要的作用。
化學性質
黃綿土的有機質含量耕地一般在3~10g/kg之間,草地10~30g/kg。腐殖質組成以富里酸為主,胡敏酸與富里酸比值為0.3~0.9。氮素含量低,全量磷鉀較豐富,但有效性差,較缺。黃綿土的化學成分主要為氧化矽和氧化鋁,其含量分別為58~62%和12~13%;其次為氧化鐵(4~5%)和氧化鈣(6~8%)。粘粒部分的SiO2/R2O3為2.7~2.85,全剖面變化不大。粘土礦物以伊利石為主,高嶺石赤鐵礦次之。土壤有機質含量較低(<1%),全氮量在0.01%以下。含量較豐富,分別為0.12~0.2%和1.5~2.5%。全剖面呈強石灰性反應,pH值在7.5~8.5。
黃綿土弱鹼性反應,pH8~8.5。整個剖面呈石灰性。碳酸鈣含量90~180g/kg,上下土層比較均勻,陽離子交換量6~12cmol(+)/kg,保肥能力較弱。
黃錦土的礦物組成與化學組成和黃土母質近似,礦物組成以石英長石為主,各層變化不大;粘土礦物以水雲母為主,其次是綠泥石和少量高嶺石,粘粒矽鐵鋁率為2.8~2.9,矽鋁率為3.5~3.7。

分類系統

全國第二次土壤普查的《中國土壤分類系統》中,黃綿土屬初育土土綱的一個土類。由於黃綿土發育微弱,無發生診斷特徵和診斷層的明顯分異,暫劃黃綿土一個亞類。在美國土壤系統分類中,黃綿土近似於半乾潤淡色始成土(Ustochnept)相應於FAO分類系統中的鈣積始成土(CalcicCambisols)。

利用改良

利用現狀及存在問題
黃綿土墾殖程度高,目前耕地面積約7921.6萬畝,林草地及荒地面積10497.1萬畝植被覆蓋率低。黃綿土的農業利用存在主要問題是:
1.土壤利用不合理,陡坡墾殖,廣種薄收,粗放經營,水土流失嚴重,由於歷史原因及人口增長,黃綿土利用形成了以種植業占絕對優勢的結構模式。其中寧南丘陵區耕地面積占該區黃綿土面積的96.31%,陝北丘陵區達75%。而坡度大25°的陡坡地占45%-50%以上,在陝北丘陵區占70%左右,均不適合於種植農。
2. 黃綿土的粉砂含量高,土質疏鬆,抗沖抗蝕性極弱,極易發生侵蝕,陡坡地侵蝕更為強烈。坡耕地每年暴雨期有40%以上的降雨以徑流形式帶走泥沙和土壤養分。據計算,每年平均有1厘米左右厚的土層被侵蝕掉,土壤退化嚴重,產量低而不穩。
3. 有機質含量低,氮、磷有效養分以及鋅、硼、錳等微量元素缺乏土壤肥力低。
4. 地處半乾旱、乾旱地區,光照強烈。蒸發量大,加之降雨分配不均,土壤田間持水量低,蓄水保墒性能差,乾旱嚴重。
5.對土壤投入少,用養失調等,為此,應從合理利用土壤資源,調整農業生產結構入手,逐步改善生態環境,發展生態農業
土嚷利用適宜性評價
根據環境條件(地形、坡度等)及土壤水分、養分因素等,對黃綿土進行適宜性評價,大體可分三大類:
一、宜農作物類。在≥10℃積溫高於1609℃,年降水量在300毫米以上或降水少但有灌溉條件,地面坡度小於20°-25°,包括塬地、梯田、川(溝)台地、彎塌地、垌地,以及坡度小於20°的梁峁緩坡地。此類地形部位的黃綿土水分狀況好或較好,適於栽培農作物,面積約占黃綿土總面積的35%左右。
二、宜植樹造林類。坡度大於35°的陡坡地黃綿土,由於受地形限制,不宜種植農作物,但土壤水分狀況較好,適於造林,面積約占黃綿土總面積的40%左右。
三、宜種植牧草飼料作物類。包括坡度20°-35°的梁峁陡坡黃綿土,植樹造林受水分不足的限制而宜於發展牧草及飼料草類,面積約占黃綿土總面積的25%左右。
土壤改良利用與培肥
黃綿土在利用上存在乾旱、土質貧瘠和水土流失嚴重等問題,今後利用改良的方向應是:
一、合理調整農、林、牧業生產結構,發展生態農業。黃綿土地區墾殖指數高,缺少地面被覆,水土流失嚴重。根據土壤生產適宜性能,大於20°-25°的陡坡農地應退耕,發展林、牧業,使耕地面積由目前黃綿土總面積的43%降低到30%-35%;林草面積應增加到65%以上。以利於增加地面被覆,發展生態農業,改善環境和生產條件,保持水土,防止土壤退化。
二、在20°-25°的坡地上修築梯田,發展綠肥,增施有機肥料,並配合施用氮磷化肥及微肥,提高土壤肥力。坡地修成梯田,建設基本農田,改善生產條件,是控制水土流失,培肥改良土壤的根本途徑。據試驗,水平梯田一般能減少徑流70%左右,減少90%以上的泥沙流失,土壤水分在一般年份比坡地高出6%-11%,耕層土壤有機質增加2.0-3.0克每千克,每畝產量高出70-100千克。新修梯田土壤有機質及氮磷養分俱缺,肥力甚低,應採取種植綠肥,增施有機肥料與氮磷化肥配合使用的措施,培肥土壤,提高產量。據試驗,每畝施優質有機肥2000千克,純氮肥8-10千克,純磷4-5千克,穀子產量可達200千克以上。施用錳、鋅微量元素肥料也有明顯增產效果。據試驗,小麥施錳肥較對照增產13%以上,玉米施鋅肥,有更顯著的增產作用。
三、 在25°-35°的梁峁陡坡地上,大力種植豆科和禾本科牧草,改善土壤生態環境,發展畜牧業。黃土丘陵區沖溝沿線以上大於25°的梁峁陡坡地,由於受土壤水分的限制,不適於林木生長,宜於種植多年生豆科禾本科牧草,發展畜牧業。紫花苜蓿是最適宜的一種優良豆科牧草,根系深,能利用土壤深層水分,生長良好,產草量較高,一般每畝鮮草產量1500-2000千克,同時可減少77.7%的泥沙流失。據試驗,引種新疆大葉紫花苜蓿,實行水平溝種植,適當密植,施用氮磷化肥,加強田間管理等措施,29°的陡坡上三年生紫花苜蓿,地面覆蓋度達90%以上,基本控制了土壤沖刷,畝產鮮草達1800千克,促進了畜牧業發展,增加了有機肥源,培肥了土壤。土壤肥力提高后,作物對水分利用率也有顯著提高,據試驗,增產1.5千克糧食平均耗水量為1.22毫米,水分利用率提高1.6倍。在高原溝壑區和河谷平原台塬地區,利用塬邊坡地種植苜蓿,畝產鮮草可達2500-3000千克,也是保持水土,培肥土壤,提高產量和發展畜牧業的有效措施,可根據各地情況加以推廣。
四、在大於35°的溝壑坡地植樹造林,保護現有植被,大力發展溫帶乾鮮水果沙棘山杏等經濟灌木。在沖溝沿線以下的溝壑坡地,坡度陡,甚至大於45°,是水力侵蝕和滑坡崩塌等重力侵蝕的活躍區域,應大力植樹造林,發展永久性植被,固坡保土。根據造林的立地條件,採取挖水平溝,魚鱗坑,反坡梯田等工程措施,陰坡發展沙棘、油松、楊樹、榆樹等林木,陽坡選擇耐早耐瘠薄的檸條側柏刺槐、山杏、杜梨等經濟灌木,提高林被覆蓋度,防止水土流失,創造良好生態環境。
五、推行旱作農業配套措施,合理耕作,蓄水保墒,地膜覆蓋,配合施用新型土壤改良劑等。黃綿土地區氣候乾旱,灌溉條件差,土壤墒情不足,尤其是春旱比較嚴重,土壤水分是限制農業生產的主要制約因素。為抗旱增產,應採取:
(1)推行深耕、鎮壓、耙耱、中耕相結合的抗旱耕作措施;適時秋深翻、冬碾地、早春頂凌耙耱,減少地面蒸發,做到秋雨春用,雨後及時耙耱,破除表土結皮,減少水土流失和地面蒸發,保持土壤水分;
(2)地膜覆蓋和施加土壤改良劑,可起到增溫、保墒作用,並能保護土壤不受雨滴打擊破壞,對花生烤菸蔬菜瓜類玉米等作物可提高土壤水分利用率,增加產量。生產實踐證明,地膜覆蓋玉米,畝產可達1000千克以上。據試驗,黃綿土施加瀝青乳劑後,土壤溫度提高,土壤團聚體增加,農作物增產20%以上。
六、黃綿土土壤利用配置模式。黃綿土的生產適宜性廣。按其土壤合理利用的適宜性劃分,可劃分為粱峁坡地、溝坡地和溝底地三個層帶,其配置模式可概括為:地形平坦的川(溝)台地、梯田、川平地、塬地、溝條地、彎塌地、垌地,溝坪地、埝窩地,以及小於25°的梁峁坡地,應全部開發為農耕地和經濟林地。小於20°的梁峁坡地可修築水平梯田,作為基本農田,使人均基本農田面積達到2.0-2.5畝;20°-25°的陽坡地,修成水平台地,發展經濟作物和蘋果等:陰坡挖深水平溝,栽種桑樹山楂等。25°-35°的梁峁坡地,水土流失嚴重,土壤水分狀況差,適於種植紫花苜蓿、草木樨沙打旺紅豆草等多年生豆科牧草,發展畜牧業。溝沖沿線以下的溝壑坡地,比較陰濕,適於發展永久性林業,修築反坡梯田、魚鱗坑、水平溝等小型工程,種植榆、楊,椿、油松、側柏,以及沙棘、檸條、杜梨、紫穗槐、刺槐等喬、灌林木,形成農、林、牧業全面發展的鑲嵌式配置模式,改善生態環境,保持水土,發展生產。

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