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黑土

温带湿润气候草原草甸植被条件下形成的均腐殖质土壤。曾称退化黑钙土、变质黑钙土、淋溶黑钙土、灰化黑钙土、黑钙土型土、湿草原土和暗色草甸土等。1958年中国第一次土壤普查采用农民土名,改称黑土;1963年中国土壤分类系统(草案)把黑土和黑钙土分为两个独立的土类。在1978年的中国土壤分类中列入半水成土纲的黑土土类

温带湿润气候草原草甸植被条件下形成的均腐殖质土壤。曾称退化黑钙土、变质黑钙土、淋溶黑钙土、灰化黑钙土黑钙土型土、湿草原土和暗色草甸土等。1958年中国第一次土壤普查采用农民土名,改称黑土;1963年中国土壤分类系统(草案)把黑土和黑钙土分为两个独立的土类。在1978年的中国土壤分类中列入半水成土纲的黑土土类;全国第二次土壤普查分类(1988年)中划归均腐殖质土纲的黑土土类;在《中国土壤系统分类》(首次方案,1991)中属于均腐殖土土纲,湿润均腐殖土亚纲,黑土土类。在美国《土壤系统分类》(1975)中,黑土归于软土纲的粘化冷凉软土、弱发育冷凉软土、粘化湿润软土和弱发育湿润软土等土类,在1988年联合国世界土壤图图例也列为黑土(phaiozem)。黑土在美国、加拿大、俄罗斯、巴西、阿根廷分布面积较大。中国的黑土主要分布于黑龙江省、吉林省中部及东部的波状起伏台地、三江平原的森林草甸和草甸草原地区。耕地面积约1000万公顷,为重要商品粮(豆)基地,本区尚有可垦荒地约330万公顷。

形成条件

温带半湿润型气候,夏季温暖多雨,冬季严寒少雪。年平均温度-0.5~5℃,有季节性冻层,冻层深度可达1.5~2.0米,北部地区可达3米,≥10℃年积温为2100~2700℃。年降水量450~600毫米,干燥度0.75~0.90。成土母质大多是第四纪洪积黄土状粘土,厚度可达10~40米,无碳酸钙。地下水位深约10~30米,矿化度0.3~0.7克/升。由于土质较粘重,融冻水和雨季降水难以下渗,形成土壤上层滞水,土壤水分属半冻结周期性淋溶类型。黑土自然植被主要是草原化草甸植物,以中性草本植物为主的杂类草群落,俗称“五花草塘”(见黑土景观彩照)。岗地间有榛子、柞、刺玫瑰等灌木丛。植物生长繁茂,草高50~120厘米,盖度100%,根系深达60~100厘米,有机物质积累量高。黑龙江省嫩江县荒地黑土的植物地上部分干重为4.73吨/公顷,地下1米根量为12.6吨/公顷。耕地的有机物质来源减少,分解速度较快,土壤有机质积累不多。

成土过程

黑土形成过程受粘重母质、季节性冻层、临时性上层滞水和草原化草甸植物的影响,存在着强烈的腐殖质积累过程和轻度滞水还原淋溶过程,夏季温暖多雨,植物生长茂盛;秋末植物枯死遗留大量有机残体,在寒冷而漫长的冬季,不能被微生物分解。春季土壤化冻,微生物开始活动,但融冻水形成的土壤上层滞水使土壤过湿,有机质分解缓慢,有利于腐殖质的形成和积累,全年有机质的积累量超过分解量,产生深厚的土壤腐殖质层。土壤有机质含量随根系分布的变化而逐渐向下减少。夏秋多雨季节,土壤水分充足。铁、锰还原迁移,淋溶作用在1米或2~3米土体内进行,尤其在滞水层中形成较多铁锰结核和锈斑;硅酸盐矿物经水解产生非晶质二氧化硅,呈溶胶状态移动,以白色粉末状聚积于淀积层结构表面,这种作用统称为轻度滞水还原淋溶过程。

黑土开垦后,土壤水热状况改变,不同程度消除了滞水层,土壤通气性改善,吸热性增高,微生物作用加强,有机质分解加快,养分元素释放较多,土壤有效肥力提高,土壤熟化过程发展。

基本性状

①典型的黑土剖面可划分腐殖质层(A),过渡层(AB),淀积层(B)和母质层(C)。腐殖质层也称黑土层、暗灰或灰黑色,厚度一般为30~70厘米,深厚的可达1.5米左右,浅薄的不足30厘米,粒状乃至团粒状结构,水稳性较强,耕地中在耕作层之下出现犁底层,较紧实致密,过渡层颜色为黑黄参杂,因腐殖质在此层参差不齐下伸,较粘而紧密,核粒状结构,向下为棱块状粘重紧实的淀积层,结构表面有白色二氧化硅粉末,多铁锰结核,在淀积层到母质层还可见到黄色锈斑。胶膜和灰色斑纹。全剖面无石灰反应。(见彩图44)。②黑土的质地大多为粘壤土至轻粘土,淀积层和母质层较上部粘重。土壤容重0.8~1.5克/厘米3,自表层向下逐渐增大。总孔隙度50%左右,上部较大(60%~68%),下部B层较小(43%~46%)。土壤持水量大,而透水性小。夏秋多雨,土壤内排水困难,不利于田间耕作和机械作业,影响作物收割和产量。③黑土的粘土矿物以水云母和蒙脱石为主,分别占26%左右,有少量绿泥石,高岭石、针铁矿和非晶质水化氧化物。粘粒硅铝率为3.8~4.6,硅铁铝率2.6~2.8。④黑土有机质含量一般为30~60克/千克,高者可达150克/千克左右,腐殖质组成以胡敏酸为主,胡敏酸富啡酸б值为1.6,高的可达20以上,耕地为1.1~1.5。腐殖质主要与钙相结合,可占70%~80%以上,铁铝结合的腐殖质不足30%,这些结合态腐殖质能形成稳定的有机—无机复合体和水稳性团聚体,荒地土壤水稳性团聚体可达65%以上。土壤薄片观察可见,黑土微结构呈海绵状、结构垒结疏松,多树枝状孔隙。⑤黑土潜在肥力高,全氮量2~5克/千克,全磷量1~3克/千克,全钾量24~27克/千克。氮、磷均以有机形态为主,分别占其全量的95%及58%~77%。黑土的阳离子以钙、镁为主,交换量可达30~45厘摩(+)/千克,保肥能力较强。盐基饱和度一般为80%~90%,南部黑土高于北部,土壤呈中性至微酸性反应,pH5.7~6.8(见表)。

主要亚类

黑土分为黑土、草甸黑土、表潜黑土和白浆化黑土四个亚类:

普通黑土

位于丘岗缓坡地中上部,地表排水较好,土壤水分适中,具有本土类的典型特征。

草甸黑土

位于丘岗缓坡的下部或地势平缓之处,土壤水分较多,是向草甸土过渡的亚类,植被中出现喜湿植物(如大叶樟、细叶地榆、苔草等)。腐殖质层深厚(70~100厘米),腐殖质含量多,可达50~100克/千克。暗灰至灰黑色,无舌状下伸,剖面下部多铁锰结核、锈斑。土温较低,物质转化较慢、夏秋耕作易受湿涝之害。

黑土的化学性质(黑龙江嫩江)

表潜黑土

多分布在丘岗间低洼地,是黑土与沼泽土间的过渡类型,农民称水岗地或朽泥岗,土质粘重,地表排水和土壤内排水都不好,亚表层呈铁锈色,显潜育化特征。

白浆化黑土

分布在黑土与白浆土之间,在30厘米左右厚的腐殖质层与下部淀积层之间有灰白色的白浆化土层。

利用改良

黑土是中国东北重要的农业土壤,重要的商品粮、豆基地,耕垦历史短,多实行一年一熟制,适种春小麦、玉米、大豆、谷子、马铃薯、甜菜等旱作物,地形低平有水源处也可辟为水稻田。因地形平缓,土地连片,适于大型机械耕作(见彩图45)。建国后建立大批国营农(牧)场,开垦大面积荒地,农业生产迅速发展。黑土开垦后,作物产量经7~10年高峰期即趋于下降,其以后的土壤肥力随耕种管理水平向两个方向发展,其一是注意用地养地、合理轮作,施用有机肥及化肥,耕作管理较精细,注意水土保持措施,则土壤肥力得到保持和提高,作物产量稳定而高;另一种是:耕作粗放,频繁机械作业,施肥不多或不施肥,土壤有机质不断减少,结构破坏,养分亏缺,亦有顺坡耕作,不注意水土保持,引起水土流失,黑土层变薄,地块遭侵蚀切割。最终破坏了土壤资源。保持和提高黑土肥力的措施是,要根据土地条件,因地制宜、合理安排和调整农、林、牧业用地。对平缓黑土上的农田,应实行粮、豆轮作、套种牧草、绿肥,施用有机肥料和氮、磷化肥;合理耕作,等高种植,保持水土,培养肥力。对地形较陡的坡地宜营造防护林带,治坡治沟,种植牧草,发展畜牧业,如乳牛、肉牛业等生产实践证明,黑土区也是重要的牧业基地,生态效益、经济效益和社会效益都很好。