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新疆盐碱化研究:探讨土壤结构因素

【摘要】:现代盐碱化土壤的形成具有盐分表聚作用十分强烈、地下水参与成土过程等基本特征,对次生耕地土壤盐碱化,还与灌溉作用有关。1.盐土剖面形态特征和一般性状典型盐土:主要分布在南疆,北疆较少,是现代积盐过程形成的土壤,没有其他明显的附加过程。

第三节 盐碱化形成的土壤结构因素

土壤盐碱化是指土壤含盐量太高(超过0.3%),而使低产或不能生长。形成要有两个条件:一是气候和地下水位高(高于临界水位),地下水都含有一定的盐分,如其水面接近地面,而该地区又比较干旱,由于上升到地表的水蒸发后,便留下盐分,日积月累,土壤含盐量逐渐增加,形成盐碱土;二是地势低洼,没有排水出路,洼地水分蒸发后,即留下盐分,也形成不利影响,即土壤板结与下降,不利于农作物吸收养分,阻碍生长。

现代盐碱化土壤的形成具有盐分表聚作用十分强烈、地下水参与成土过程等基本特征,对次生耕地土壤盐碱化,还与灌溉作用有关。盐碱土壤包括盐土、盐碱化耕地两种形式存在;盐土又分水成或半水成盐土与干旱盐土两大类,其中水成或半水成盐土的形成与地下水有关,地下水位高,含盐高,在漠境气候条件下,含盐地下水强烈蒸发,盐分上升,并以盐结皮,盐结壳或盐结晶的形式聚积于地表或土壤表层,该类土剖面形态仍具备水成土或半水成土的某些特征,与草甸土、沼泽土等相似。干旱盐土主要是古代积盐,现阶段积盐过程很微弱,是由于地壳上升或侵蚀下切造成地下水位下降,以后在风、水等外引力作用下,积盐物质被压,由于气候干旱,土体干燥,盐分在土体中活动十分微弱,一般盐分在亚表层或心土层相对聚积。

耕地土壤盐渍化的形成一般有这样两种情况:一是由于灌溉不合理、灌排不配套一段时间后,地下水位上升,土壤逐渐泛盐,次生盐碱化;二是在漠境地区如灰棕漠土和风沙土地区开垦农田,因这类土壤在深层含有较高盐分,经开垦灌溉一段时间后,这些深层盐分在强烈蒸发作用下逐渐累积,形成土壤盐碱化。

一、新疆盐碱土的成土条件

1.新疆盐土的成土条件

土壤中易溶性盐类不断积累和淋溶是盐土形成的两个主要方面,在成土过程中,当以积盐为主要方面时,盐分就不断地聚积在土壤上层而形成盐土,当以淋溶为矛盾的主要方面时,盐类就会不断随水淋失而使土壤脱盐,因此,易溶性盐在土壤中的积累是盐土形成的主要原因。新疆盐土的形成条件:第一,干旱荒漠气候是积盐的主要条件;第二,含盐母质是积盐的物质基础;第三,封闭的地形是积盐的强化因素;第四,地表水和地下水的补给是积盐的动力;第五,盐生植被是积盐的加速因素。另外,不合理的耕作措施也造成盐土的产生,称为次生盐渍化。

2.新疆碱土的成土条件

土壤碱化过程往往与土壤脱盐过程相伴随,但土壤脱盐并不一定必然会发生碱化,它是土壤碱化条件之一。其形成条件为:第一,土壤质地较为黏重,土壤吸收复合体吸收性能较强;第二,土壤溶液中含有较多钠离子;第三,有水参与作用,使土壤溶液中钠离子有在土层中上下移动的能力和条件。

二、新疆盐碱土的特点

1.盐土的特点

分布面广,全疆荒地含盐土壤有7.3×106hm2,含碱土壤约1.3×106hm2,除伊犁谷地,阿勒泰地区和塔城部分地区土壤含盐较轻外,其余地区土壤都有不同程度的盐渍化,尤其在南疆盐碱化土壤约占土地总面积90%以上。盐分类型繁多,主要类型有氯化物、硫酸盐、苏打硝酸盐,在土壤中它们呈混合类型,一般北疆以氯化物—硫酸盐为主,南疆以硫酸盐—氯化盐为主。硝酸盐土主要分布在吐鲁番盆地,苏打盐化土在全疆各地有零星分布。积盐有明显地带性,从积盐过程来看,由北疆至南疆,北疆由东至西,南疆由西至东积盐程度逐渐加强,盐土面积增大。盐分表聚性强。

2.碱土特点

碱土剖面含盐特点与盐土相反,表层盐分含量少而下层含量高,具有明显的底聚性特点,盐分含量比盐土少得多。地下水位低,矿化度小,土壤和地下水中盐分以苏打为主;碱化度高,代换性钙镁较少,而代换性钠在20%以上,因含多量苏打,呈强碱性反应。由于硅铝酸矿物的分解和淋溶,致使二氧化硅和铁、锰、铝等分离而产生明显的淋淀碱土的淀积层,物理性质不良,干缩产生裂缝,湿时膨胀堵塞孔隙,黏重、坚硬、不透水,碱土肥力低。

三、盐土和盐化土

盐土和盐化土属于盐性土,是指土体中含有过多的可溶性盐类的土壤。

1.盐土

一种采用1m厚的土层内平均数均含盐量作为划分标准,即以1m土层内的平均含盐量大于2%的土壤称为盐土,而含盐大于0.3%以上,小于1%~2%的土壤称为盐化土壤。另一种方法是以0~30cm的土层内平均含盐量超过2%称为盐土,含盐量超过0.5%,低于2%的称为盐性土,其中所含的可溶性盐类,主要是由Ca2+、Mg2+、Na、K种阳离子和Climg7、HCO3-种阴离子相互结合而成的各种盐类。

2.不同盐类对作物的危害程度

一般表示为:Na2CO3>MgCl2>NaHCO3>NaCl>CaCl2>MgSO4>Na2SO4。但盐分对作

物的危害,既和盐类溶解度有关,也和作物生理特性有关。

四、碱土和碱化土(www.chuimin.cn)

属于碱性土,是指土体中含有过多的可溶性碱和代换性钠的土壤。

中国科学院新疆生物土壤沙漠研究所对碱化度分级标准采用:0~30cm土层,碱化度10%~40%为碱化土,碱化度>40%为碱土,并认为除了考虑碱化度外,还应增加其他指标,特别要找出种植农作物的生态指标。新疆农科院提出的标准是:0~30cm土层内含碱量达到抑制作物生长发育的程度,即CO2-3>0.005%,HCO3-达到0.06%,pH>8.5,碱化度超过5%~10%,地面龟裂板结,表土层以下有不明显的碱0.1%,pH>9.5,碱化度20%,地面龟裂板结,表层以下有明显碱化层的土壤称为碱土。

1.盐土剖面形态特征和一般性状

典型盐土:主要分布在南疆,北疆较少,是现代积盐过程形成的土壤,没有其他明显的附加过程。

(1)剖面特征 盐结皮或盐结壳。

(2)盐土混合层 盐结皮(壳)下为较疏松的盐土混合层,常以硫酸盐为主,厚30~50cm,含盐量一般为10%~30%,南疆有的在剖面20~50cm处还出现盐盘。

(3)盐斑层 盐土混合层下为盐斑层,含盐量向下逐渐减少,但一般含盐量仍在2%左右,再向下逐渐过渡到母质层。

2.碱土

代换性钠离子占代换总量20%以上,土体中有明显的碱化层,碱化度大于40%,划分为碱土。仅北疆有很少的碱土。

(1)结皮层 0~1cm为灰白色粉砂状结皮层,表面可见盐结皮和盐霜,其含盐量一般不超过0.5%;与下层交接处气孔更多,这是由于重碳酸盐分解放出的二氧化碳所致。

(2)淋溶层 1~14cm为淋溶层,灰棕色气孔较多,小块状结构,较紧实,有石灰反应,可溶性盐易溶下渗。

(3)碱化层 14~28cm,为棕黄色的碱化层,pH8.5~10,碱化度高,钠离子占代换总量20%以上,土粒高度分散,黏粒和腐殖质下移淀积,出现紧实致密土层,又由于湿胀干缩而产生垂直裂缝,形成柱状结构,干时坚硬板结,湿时膨胀泥泞,通透性差,危害植物生长。

(4)过渡层 28~90cm,质地轻壤-砂壤,碱化度减轻,呈淡黄色,湿度增加氧化还原过程明显,块状结构,较紧实,石灰反应较强。

(5)母质层 90cm以下为黄土母质。

3.碱化土壤

新疆典型的碱土很少,在南疆没有典型碱土,而以碱化土壤为主,碱化土壤主要分布在北疆草原地带、荒漠地带与南疆焉耆盆地、中昆仑山北麓,阿克苏河以及塔里木河流域,并多与盐土组成复区。碱化土壤主要特征:碱化土壤地表光板,或者仅生长稀疏的耐盐碱植物。pH值高,碱化度高。焉耆盆地的碱化土壤代换性镁的含量高。

五、盐碱土壤的农业性状

(1)盐土和盐化土,结构性差,耕性恶化,危害植物生长,须要加以改良,才能利用。

(2)盐碱土含有效钾极为丰富,速效氮、磷缺乏,其他养分一般;供肥力低,土壤板结、紧实,通透性差,肥力低下。

(3)盐碱土对农业生产的危害,是妨碍作物的正常生长发育。盐分高引起植物生理性干旱;盐分具有毒性效应;高浓度的盐分干扰作物对养分的正常摄取和代谢;强碱性降低养分的有效性;恶化土壤物理和生物学性质。