灌漠土

利用乾旱區的冰雪資源,實行灌溉耕作,是灌漠土突出的成土條件。 灌溉水使漠土中的鹽分下移,經種植後又培肥了土壤,生物累積也逐漸加強。 灌漠土的原生漠土中,常累積大量石灰、石膏和可溶鹽。

成土環境

1、坎兒井法使注入礫質沖積扇的水用於灌溉。新疆全境、甘肅西部為廣闊的暖溫帶與溫帶荒漠所據。無灌溉即無農業,本來應和世界其它各地荒漠相似,應屬無入居住的荒漠地區。所不同的是:我國以塔里木與準噶爾沙漠為主體的廣闊荒漠地區,存在著高度隆起的三大平行山系,作自西向東延伸。北為阿爾泰山系,中為天山系,南為崑崙山系。這三大山系的高度均達雪線以上,在甘肅河西走廊還有高海拔的祁連山系。在這些山系頂部,均有常年有冰川積雪,成為“固體水庫”。氣溫回升後,高山融雪水,沿溝谷而下泄,深入深厚的礫質沖積扇中,水分消散。千百年來,當地居民即採用坎兒井法,將沿沖積扇注入深層的融水,引出地面,並在沖積末端的細土荒漠中進行灌溉。坎兒井的巧妙設計是:從沖積扇上緣,挖開洞穴,抬高水位,逐漸沿礫石中的徑流線逐步分段挖洞抬升水位,及至沖積扇末端時,坎兒井的水位已可以自流進入沖積扇末端的細土荒漠,進行灌溉。
2、日照與熱量資源優越。本區屬暖溫帶向溫帶過渡區,其熱量情況優越。灌漠土區的年日照時數3200小時以上,年輻射量628020焦/立方厘米,>10℃年積溫一般在3000℃以上,光能優越,保證了種植業所需的光熱條件。這一氣候條件,結合人為引來的水分狀況,組成了克服乾旱、鹽漬的灌溉農業綠洲生態優勢。同時強化了生物累積,使土壤發生演變,土壤有機質含量可達25-40克每千克,在內陸乾旱漠境地區形成了綠洲和新的土壤類型-灌漠土。
3、灌溉耕種。利用乾旱區的冰雪資源,實行灌溉耕作,是灌漠土突出的成土條件。人工引水澆灌耕墾,根除了土壤障礙因素,可種植各類農作物。灌溉水使漠土中的鹽分下移,經種植後又培肥了土壤,生物累積也逐漸加強。為了滿足作物生長發育,也得克服某些漠土的不利性狀,採取人為翻耕加厚表土層,經施肥輪作,促使土壤向有利於作物生長的方向轉變,創造可能滿足作物生長發育所要求的土壤性狀,使原來乾旱情況下的板結、堅實的漠土屬性,如理化、生物特性,都發生了一系列的變化,從而縮小了漠土不利於耕作屬性,使土壤屬性逐步向灌漠土的宜耕適種的方向發展。
4、古老的農業,豐富的傳統經驗。灌漠土大都形成於古絲綢之路沿線的古道上,農業發展很早。東疆地區3000年前就有農業,當時居民已進入定居階段,形成農牧結合的農耕社會結構,出現冶金、制陶、紡織、製革等業。如4000年前的武威齊家文化,銅鋁冶煉及加工業已相當發達,表明已進入青銅時代。3500年前的玉門火燒溝遺址,墓葬大陶罐中貯有粟粒,另有鋼刀、銅鐮、彩陶方杯和人足罐等酒器,足見工具進步,出現釀酒業,標誌著農業已相當發展。漢唐時期,烏魯木齊、哈密,吐魯番、河西四郡大規模地興修水利,傳入中原的先進農具,苦遍推行牛耕,屯墾事業發展很快。除雪水灌溉外,還發明坎兒井,開發利用地下水。清代沿天水曾大規模屯墾,綠洲面積達320萬畝。解放後,各古老綠洲迅速擴大,大片荒漠變成灌漠土,農業生產面貌大為改觀。

成土特徵

1、淋溶表聚交替進行。漠土的形成是在蒸發量大於降水量的情況下發生的,形成溶性物質的表聚作用,但由於灌水,既滿足了作物生長發育需要的水分,也不斷形成物質向下淋溶現象。如碳酸鈣,可溶鹽類有淋移趨勢,脫鹽淡化明顯;粘粒也有隨水下移的情況。
2、乾濕凍融交替進行。本區冬春乾燥,經夏秋因作物生育期一系列灌溉後,土壤濕潤,業已改善冬季土壤凍結層深達1米以下。春季解凍,凍層自上而下融化。乾濕凍融周期性交替進行,促進土體鬆散綿軟,松疏多孔,根系密集,強化廠土壤生物積累,使土壤通氣性有所改善,結構面見較多的細孔,這些土壤性狀的改善均與乾濕凍融頻繁有關。

形態特徵

灌漠土的全剖面顏色、質地、結構均較均一,但也出現表土層有砂,粘、壤土覆蓋,還有夾層型,如腰砂、腰粘、夾礫等土層變化,這些均是沖積扇末端互動沉積所形成。灌淤土剖面主要由耕作層、亞耕層、心土層、母質層組成。由於根系下伸,密集於40-60厘米深處,在深達100厘米處仍可見大量微根延伸。土壤作暗棕至灰褐色,可見陶片、炭屑、碎骨、糞斑等文化遺物和生產活動痕跡,蚯蚓活動可深達100厘米,常見其糞便和洞穴。耕作層厚20-30厘米,根系密集,疏鬆多孔。亞耕層一般厚10-15厘米,較緊實,多為塊狀、片狀結構。耕作時間越長,越靠近村落,土壤越肥沃,亞耕層越厚。耕作層中多根孔,在根孔及結構面上,常見淋移粘粒和腐殖質形成的暗色膠膜,結構面上常見菌絲體狀或斑點狀碳酸鈣澱積,心土層厚40-60厘米,色澤亦漸淺淡,呈灰棕色,碳酸鈣澱積更多,結持更緊密,母質層未受成土作用影響,結持緊實,質地粘重,常見因滲水臨時停留的水分潛瀦,形成棕色或褐色鐵。錳斑紋。灌漠土中常見障褥層,如礫石、漏砂、夾粘以及因水分上下運動的影響,使某些礦質鹽類或較細顆粒在剖面某些部位累積而形成許多新生體,如砂姜、粘磐、鐵錳結核殘留。鈣積現象的發展,使結核不斷增大增多,堵塞滲水通道,造成地面積水。有時砂姜相互腔結,形成厚層硬磐,成為障礙層次,對作物根系下伸形成嚴重障礙。若障礙層位於母質層中,則具有良好的保水保肥作用。

理化性質

灌漠土的原生漠土中,常累積大量石灰、石膏和可溶鹽。墾殖灌耕種植後,年灌水400-800立方米,從而根本改變了原來土壤水分狀況和物質遷移方向。原來漠土的含水量一般50克每千克左右,發展成灌漠土時,含水量可增至150-200克每千克,下層含水量高於上層。全剖面碳酸鈣含量差異不明顯,碳酸鈣、粘粒有下移趨勢,耕作層中脫鹽也明顯。灌漠土顆粒組成中,<0.002毫米的粘粒含量一般為11%-31%,粉砂含量14%-52%,2-0.02的砂粒含量25%-72%。表明灌漠上中細砂、粉砂、粘粒占絕對優勢。只有極少數剖面含有粗砂、石礫,這是由於處於細土平原,才有如此良好的質地層次排列,因而多形成均質型土壤,易培育成便於耕作,保水保肥性能良好的土層排列,形成生物繁茂的綠洲。熟化土層質地大多均一,全剖面土壤容重1.1- 1.5,總孔隙度42%-58%。土壤通透性好,蓄水保肥能力強,耕性良好。由於下層質地粘重,多片狀塊狀結構,保肥作用良好。灌漠土中的易溶鹽多被淋洗,脫鹽明顯,石膏大部分被淋洗。土壤剖面中廠層碳酸鈣被淋溶,但與母土相比,全剖面碳酸鈣含量有增高趨勢,系與施入大量土糞、灌溉水中富含鈣以及活躍的生物富集作用有關。礦質全量分析結果表明,灌漠土中矽、鋁鐵等元素沒有明顯地移動。

利用與改良

(一)利用現狀及評價 灌漠土地處荒漠,生產脆弱而不穩定。生物覆蓋率低,種類少,絕大部分為沙漠和草場,農耕地星散分布干戈壁沙漠中的綠洲內,林帶交錯,溝渠縱橫,灌溉發達,溉農業特色。 林帶較好的如甘肅臨澤的林木覆蓋率14.25%,從全局看,保護性林業比重很小,必須提高林草比重,草灌先行,喬灌結合,草場面積較大,但農牧結合不足,畜糞廄肥甚少農用。綠洲多為單一的種植業,還未建立良性循環的農田生態系統,生產潛力未很好發揮,大量撂荒地。農田集約經營程度差,生物產量不多,應加強輪作綠肥、豆科作物,擴大墾殖指數。搞好節水灌溉,充分利用秋冬余水,提高土地利用率,培育草灘草場,發展農區畜牧,農牧結合,以牧促農。
(二)改良利用措施
1、扭轉單一種植業格局,提高農區畜牧業比重,搞好農必須走農牧結合道路,以牧促農,推動種植業發展。
2、搞好護田林帶,林下種綠肥牧草,結合蓄水保墒,增高土壤水分涵蓄能力。通過增加地面覆蓋度多接納秋冬余水,貯水於土壤下層,使之成為有效的自然資源,同時地面植物產量增加,經農牧結合途徑,形成良性能量物質轉化,建成良性循環的綜合農業體系。
3、發揚光熱優勢,提高土壤生產力,通過種植施肥等農業技術措施,發揮光合生產潛力,來提高單位面積產量。
4、針對土壤障礙因素,改造中低產田。當地土壤障礙因素是貧瘠、鹽潮、旱僵、板結、枯結、漏沙、礫石、硬磐層等。當地採取種植綠肥、挖鹽窟窿、客土拉砂、種稻改土等,寓改良於開發利用。如人工種植耐鹽的沙棗、紅柳、胡楊、沙棘等樹種,林下種草,林糧間作,草田輪作等,建立農林牧結合的良性生態體系,既改善了農業生產環境,也推動了中低產土壤的改良。
5、推行有效的農業技術。結合現代農業科學技術,甘肅河西走廊地區對面積最大的灰灌漠土,採取麥收後灌水泡茬技術,將麥茬泡至茬軟水黑黃,適時耕翻曬垡;在九月中旬進行秋灌,適耕時耕翻,並且凍前連續耕耙2、3次,進行多次耙耘破壓;開春地融,搶墒種麥。這樣,土壤經過乾濕交替,冷熱凍融交替,增強了土壤的滲水蓄墒量,改善了土壤結構,使根系深扎,地面植株生長健壯,土壤也越種越肥沃。

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