概念定義
1.黃綿土的中心概念:黃綿土是在黃土或次生黃土母質上,發有微弱,剖面層次分化不明顯,主體構型為A-C型的幼年土壤。
2.黃綿土的邊界定義:黃綿土是初育性土壤,不具深厚暗色的腐殖質層有別於黑壚土;沒有明顯的腐殖質層和鈣積層而不同於栗鈣土;無褐色粘化層區別於褐土、栗褐土;又因形成於黃土母質而不同於風沙土、沖積土等初育土。
土壤形成
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。然植被為森林草原和草原,喬木主要是闊葉樹種,有櫟、榆、洋槐,並間有油松、柏等,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。
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
1.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。
2.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。
3.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,鋅、錳較缺。
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。磷、鉀含量較豐富,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
1.從調節生產結構入手,退耕還林還牧,黃綿土地區地形破碎,坡度大,坡耕地多,尤其陡坡耕地比重大,如陝北黃土丘陵區耕種黃錦土占黃綿土總面積的67%~75%,其中大於25°的坡耕地占耕種黃綿土面積的43.5%,既不適於種植農作物,還加劇了水土流失,因此坡度大於15°的坡耕地要逐步退耕還牧還林。本著“米糧上源下川、林果下溝上岔、草灌上坡下土瓜”的原則,綜合治理,防治水土流失,改善生態環境。2.抓好工程治理措施,搞好農田基本建設:工程措施是防治水土流失的主要方法,也是建設高產穩產基本農田的基礎工作。工程治理措施主要是修築水平梯田、隔坡梯田、高埂隔田、壩地、水平溝和護溝埂等。作到水不出田,泥不下坡,但工程措施要與生物措施相結合。
3.發展灌溉,推行抗旱耕作技術:氣候乾旱,土壤水分不足是影響黃綿土地區農業生產的重要因素。在有條件的地區後大力發展灌溉,加強水利設施的建設和配套,逐步推行噴灌、滴灌等先進技術,提高灌溉效益。旱地在建設梯田、壩地的基礎上,積極推廣抗旱耕作及保墒措施,如早耕、深松、適時耕耘、鎮壓、覆蓋等。作到降水就地入滲攔蓄,增加土壤蓄水,抗禦乾旱。
4.增加土壤投入,培肥地力:針對黃綿土有機質和氮磷缺乏的問題,應有計畫的分年施用有機肥料,秸稈還田,採用有機和無機肥料結合,增施氮磷化肥和硼、錳微肥。改進輪作倒茬制度,把豆科作物、牧草綠肥納入輪作,特別是發展苜蓿對解決肥料、飼料、燃料都有積極的作用。