什么是土壤障碍层?土体构型与土壤障碍层对农业的影响


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什么是土壤障碍层?

那么,土壤中除了犁底层还有哪些影响作物生长的土层呢?下面我们一起学习和思考一下土壤障碍层这个话题。

1、土体构型与土壤发生层

土体构型是指各土壤发生层有规律的组合、有序的排列状况,也称为土壤剖面构型,是土壤剖面最重要的特征。土壤剖面指从地面垂直向下的土壤纵剖面,也就是完整的垂直土层序列,是土壤成土过程中物质发生淋溶、淀积、迁移和转化形成的。不同类型的土壤,具有不同形态的土壤剖面。土壤剖面可以表示土壤的外部特征,包括土壤的若干发生层次、颜色、质地、结构、新生体等。在土壤形成过程中,由于物质的迁移和转化,土壤分化成一系列组成、性质和形态各不相同的层次,称为发生层。发生层的顺序及变化情况,反映了土壤的形成过程及土壤性质。土体构型分为5种类型,即薄层型、粘质垫层型、均质型、夹层型、砂姜黑土型;按障碍层出现的部位又分为16种构型。

2、障碍层定义及主要类型。

按照《农业大辞典》的定义,土体中存在的理化性质不良、妨碍植物生长的各种土层之统称。障碍层对植物生长所产生的障碍作用及其程度,因其出现层位及其物质组成而异。

常见的障碍层有:粘盘层、铁盘层、砂姜层、砂砾层、盐积层、石膏层、白土层、白浆层、灰化层、潜育层、冻土层等,其障碍特征各异。

(1)粘化层:土壤粘化过程是土壤剖面中粘粒形成和积累的过程,包括残积粘化和淀积粘化。残积粘化是指土内的分化产物,由于缺乏稳定的下降水流,粘粒没有下深层土层迁移,而就地积累,形成一个明显的粘化层或者一个铁质化土层,如华北平原北部的褐土的表层形成。淀积粘化是指风化和成土作用形成的粘粒,由上部土层向下悬移和淀积而成的。如海南山东等地的褐土中粘土层在30-40厘米,一般是淀积粘化的结果。

该土层所形成的土壤质地粘重,耕性不良,常出现紧实、粘重的层次;该层透水性能极差,丰水季节里易造成土体上层滞水,影响根系的正常生长,对植物构成了渍害,严重时可引起树木的烂根和死亡。

(2)钙积层:钙积过程是干旱或半干旱地区土壤钙的碳酸盐发生移动和积累的过程,如黑钙土、栗钙土、棕钙土、灰钙土的钙积层。这种碳酸钙的聚积,可以在C层,也可能出现在松软表层、粘化层或碱化层,甚至硬磐层中。如果母质富含钙质,而雨量又不足以将石灰淋溶,则易形成“钙积层”,钙积层出现的深度不一样对土壤的影响也不同。

(3)盐积层和碱积层:土壤盐化过程是指地表水、地下水及母质中含有的盐分,在强烈的蒸发的作用下,通过土壤水的垂直或水平移动,逐渐向地表积聚,或者已经脱离地下水或地表水的影响,而表现为残余积盐的过程。盐分主要包括:氯化钠、硫酸钠、氯化镁、硫酸镁等。脱盐过程:是指土壤中可溶性盐通过将水或人为灌溉洗盐、开沟排水,降低地下水位,迁移到下层或者排出土体。

盐积层,为在冷水中溶解度大于石膏的易溶性盐类富集的土层,厚度大于等于15厘米,干旱地区盐成土含盐量大于等于20克,其他地区盐成土含盐量大于等于10克。

碱积层,为一交换性钠含量高的特殊淀积粘化层,呈柱状或棱柱状结构,土体下部40厘米范围内某一亚层交换性钠饱和度大于30%,表层土含盐量小于5克。

(4)潜育层:土壤潜育化过程是指土壤长期淹水,受到有机质嫌气分解,而铁锰强烈还原,形成灰蓝——灰绿色土体的过程。如水稻土和沼泽土的有机质层。潴育化过程:是指土壤浸水带经常处于上下移动,土体中干湿交替明显,促使土壤中氧化还原交替,结果土体中出现了锈斑、锈纹、铁锰结核,红色胶膜等物质。如分布在河北、山东、河南、江苏安徽等地的潮土的主要成土过程之一就是潴育化过程。

潜育层又叫灰黏层、青泥层。长期渍水形成的土层。铁锰呈还原状态,土色灰蓝或青灰;黏土矿物分散,状如黏糕。地下水位愈高,潜育层出现的部位离地表愈近,土性冷。如潜育性水稻土,养分转化缓慢,土性黏重,耕作较难,影响水稻发棵,产量不高。

(5)白土层和白浆层:土壤白浆化过程是指在季节性还原淋溶条件下,粘粒与铁锰淋淀的过程。该过程多发生在白浆土中(黑龙江和吉林两省的东北部)。

白土层又称“白浆层”、“假潜育层”,常用Ecs表示。由于季节性还原淋溶作用,在腐殖质层(或耕层)之下形成的,粉砂粒含量高,粘粒含量低,铁、锰贫乏的淡色淋溶层。该层结构不良,养分含量低,通透性差,为作物高产的障碍层。凡有白土层的土壤,一般为低产土壤。

(6)灰化层:土壤剖面中,经灰化作用形成的二氧化硅富集、无结构、似灰色或灰白色的土层。灰化表土层的形成是在寒湿、郁闭的针叶林植被卞,由于有机酸(主要是富里酸)溶液下渗通过表土层,破坏了粘土矿物,使铁铝胶体遭到淋失,并淀积于下部,而氧化硅成粉末状残留下来-灰化层呈强酸性。含有机质少,缺乏氮、氧、钾等养分。

(7)冻土层:自然地理学指的是由于气温低、生长季节短,而无法长出树木的环境;在地质学是指0℃以下,并含有冰的各种岩石和土壤。一般可分为短时冻土(数小时、数日以至半月)、季节冻土(半月至数月)以及多年冻土(数年以上)。

3、犁底层及其作用

犁底层:耕作土壤由于长期受农机具挤压及静水压力作用而在耕作层之下形成的坚实土层。以Ap表示。一般厚5~7cm,土壤容重大,一般离地表12—18厘米,,最厚可达到20cm。对耕作土壤来说,具有不太厚犁底层对保持养分,保存水分还是非常有益的。但是犁底层过厚(20cm)、坚实,对物质的转移和能量的传递,作物根系下伸,通气透水都非常不利的,这种情况必须采取深翻或深松办法,改造、消除犁底层。

“犁底层”的形成使农田土壤出现了自然分层,土壤导管被机械割断,造成了农田土壤的地表和地下水分的循环补给受阻。主要表现在灌溉时表层水很难突破“犁底层”而进入下层土壤参与循环,灌溉水流较快,田间表土冲蚀严重。由于北方半干旱地区降水较少而雨季集中,田间降水受“犁底层”的影响很难导入下层土壤,特别是山旱地,容易形成地表径流,对田面造成严重的土壤侵蚀,土壤有机质流失严重,从而使农田地力显著下降。

此外,“犁底层”不仅直接影响土壤水循环,和土壤盐分运移;而且对植物生长也有影响,表现在一些农作物易倒伏;有些深根系作物的根系很难突破坚硬的“犁底层”,根系生长受限等。

因此,土壤障碍层对于作物的危害和影响与其分布的深度及对应的耕层措施相关,有效的破除和改良障碍层是有效的办法。


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