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        探索四川紫色土肥力性狀與成土母質(zhì)的關(guān)系

        2011-07-13 01:25:28楊培玉
        考試周刊 2011年40期
        關(guān)鍵詞:粘粒沙溪廟紫色土

        楊培玉

        紫色土在四川盆地分布最廣,占全省總面積的28%,占耕地總面積的68.7%,是我省糧食生產(chǎn)基地,糧食產(chǎn)量約占全省總量的70%。這種土壤除種植糧食作物外,還適宜種植蔗、棉、油、桑和水果,其生產(chǎn)潛力極大。

        一、供試樣品和研究方法

        選用四川盆地六種紫色泥巖母質(zhì)。(1)上白翌紀(jì)夾關(guān)組母質(zhì);(2)中侏羅紀(jì)沙溪廟組母質(zhì);(3)中侏羅紀(jì)遂寧組母質(zhì);(4)上侏羅紀(jì)蓬萊鎮(zhèn)組母質(zhì);(5)下白奎紀(jì)城墻巖群母質(zhì);(6)早三迭紀(jì)飛仙關(guān)組母質(zhì)。

        另外采第四紀(jì)雅安期黃壤作比較,樣品采自紅黃色粘土、亞粘土與卵石混合的冰水堆積階地,已被侵蝕成淺丘。

        膠體分析:(1)試樣制備:土樣先除去有機(jī)質(zhì)和鈣,洗凈后用0.5g NaOH分散,并用沉降法分離出<1微米膠粒;(2)X一射線衍射分析;(3)差熱分析;(4)化學(xué)分析。

        薄片觀案:采集原伏土樣,風(fēng)干,用環(huán)氧樹脂固結(jié)后制備成薄片,在偏光顯微鏡下觀察微形態(tài)特征并照像。

        盆栽試驗(yàn):六種母質(zhì)各裝五盆,每盆15千克,灌水直播水稻,水稻品種為瀘科3號,不加任何處理,定期觀察水稻生態(tài)和生物量。

        二、結(jié)果和討論

        1.不同母質(zhì)紫色土的膠體特性

        從不同母質(zhì)發(fā)育的紫色土及其膠體的化學(xué)分析。

        從結(jié)果來看:夾關(guān)組上紫色土的表土、母質(zhì)和巖石膠粒的化學(xué)組成變化不甚朋顯,表土和母質(zhì)相比較,SiO2有少量減少而Fe2O3有所增加;母質(zhì)的粘粒礦物以水云母為主,有較多蒙脫石及少量石英和赤鐵礦。陽離子代換量在紫色土母質(zhì)中它的交換量最低,但仍比雅安黃壤高35%,說明紫色土雖有強(qiáng)烈淋洗鹽基的作用。

        城墻巖群上紫色土的母質(zhì)和表土的鹽基有一定的淋失,但仍富含碳酸鹽物質(zhì)。硅鋁率和硅鋁鐵率與夾關(guān)組上的紫色土近似。

        蓬萊鎮(zhèn)組上紫色土的母質(zhì)和表土有一定的淋失鹽基的作用,但碳酸鈣含量仍在10%以上。

        遂寧組上紫色土的母質(zhì)、表土和巖石的碳酸鹽含量大致相同,都在14%以上,硅鋁率和硅鋁鐵率比較高,分別在3.7和2.8以上,陽離子代換量最高,比雅安黃壤高出一倍多。

        沙溪廟組上紫色土的母質(zhì)和表土淋洗鹽基的作用已較明顯,碳酸鈣含量僅為巖石含量的1/5左右。母質(zhì)的粘粒礦物中蒙脫石、水云母含量較高,其中蒙脫石居紫色土之冠,另有微量高嶺石、石英和赤鐵礦。

        飛仙關(guān)組上紫色土的母質(zhì)、表土和巖石的鹽基都有淋失,表土和母質(zhì)的氧化鐵比底巖少而氧化鋁比底巖多,硅鋁率與夾關(guān)組、城墻巖群上的紫色土相似,但低于沙溪廟組、蓬萊鎮(zhèn)組和遂寧組上的紫色土。在上述六種紫色土泥巖母質(zhì)中,以飛仙關(guān)組的氧化鋁含量最低,氧化鐵合量最高,因而硅鋁鐵率和硅鐵率也低;陽離子代換量較低,說明先天的化學(xué)風(fēng)化較其它母質(zhì)深。

        雅安黃壤的酸度較高,化學(xué)風(fēng)化比較徹底,粘粒的硅鋁率和硅鋁鐵率均偏低,粘粒礦物以埃洛石為主,其次為石英,而蒙脫石、水云母極少。

        從以上可以看出,紫色土及其母質(zhì)的性質(zhì)和形成有以下幾個(gè)特點(diǎn)。

        (1)生物氣候?qū)ψ仙列再|(zhì)影響很小。四川盆地屬中亞熱帶常綠闊葉林的紅壤和黃壤地帶,但盆地中的紫色土,富鋁化過程并不明顯。這些說明必須研究母質(zhì)的特性才能對紫色土的肥力作出正確評價(jià)。

        (2)紫色土的粘粒礦物不是成土過程中形成的,而是地質(zhì)時(shí)期的產(chǎn)物,與古地理環(huán)境、沉積物源、成巖過程有密切相關(guān)。四川盆地早三迭紀(jì)飛仙關(guān)組,在沉積和成巖過程中富集了包含有色金屬在內(nèi)的多種礦物;沙溪廟組屬潮濕氣候下淡水—微咸水湖泊相沉積;遂寧組、蓬萊鎮(zhèn)組屬半潮濕、半干燥氣候下淡水—微咸水—咸化湖泊相沉積,白堊紀(jì)屬半干燥至干燥氣候下咸化湖泊一鹽湖相沉積。

        (3)紫色土的顏色和膠體硅鋁鐵率雖深受巖性影響,但不一定能表征生物氣候下化學(xué)風(fēng)化的深淺。

        2.紫色母質(zhì)的顆粒組成及其微形態(tài)特征

        夾關(guān)組母質(zhì)的顆粒組成以砂粒較多,屬砂質(zhì)粘壤土。薄片觀察,以石英為主的粗粒含量多,并有較多的紅棕色鐵質(zhì)濃聚物。

        城墻巖群的母質(zhì)顆拉組成以粉粒為主,砂粒<10%,粉/砂為8.3。粘/砂為4.0;屬標(biāo)準(zhǔn)的粉砂質(zhì)粘土。薄片觀察,顆拉排列緊密,呈粉砂質(zhì)致密結(jié)構(gòu),間有斷裂狀孔道。

        蓬萊鎮(zhèn)組上母質(zhì)的顆粒組成中砂粒占20%以上,粉粒、粘粒均在40%左右,屬壤質(zhì)粘土。薄片觀察,粗顆粒含量較少,有碳酸鹽新生體及少量微團(tuán)聚體發(fā)育。

        遂寧組上母質(zhì)中的顆粒組成以粉粒和粘粒為主,屬粉砂質(zhì)粘土。薄片觀察,有較多相對穩(wěn)定的巖屑物質(zhì)。

        沙溪廟組母質(zhì),在顆粒組成中砂拉、粉粒、粘粒各占30%以上,屬壤質(zhì)粘土。薄片觀察,粗粒含量較多,有少量微團(tuán)聚體發(fā)育。

        上述結(jié)果說明各種紫色巖石上土壤的結(jié)構(gòu)不發(fā)育,特別是微團(tuán)聚體發(fā)育很差,所見塊狀物是形狀不規(guī)則的巖屑物質(zhì),表明紫色巖石機(jī)械風(fēng)化過程和侵蝕過程都很迅速,成土作用微弱,熟化度低。

        3.紫色母質(zhì)和巖石的養(yǎng)分

        紫色母質(zhì)含營養(yǎng)物質(zhì)比較豐富,現(xiàn)就幾個(gè)成分分析結(jié)果。

        (1)有機(jī)質(zhì)。紫色巖石和母質(zhì)中都含有少量的有機(jī)質(zhì)。說明紫色巖碎屑一經(jīng)耕種施肥后,有機(jī)質(zhì)就能很快累積。

        (2)磷。紫色巖和母質(zhì)全磷和有效態(tài)磷都不高;有效態(tài)磷為0.11—0.20毫克每100克土,而且有效態(tài)磷占全磷比率較低。

        (3)微量元素。微量元素對紫色土肥力的影響已引起人們的關(guān)注。從中侏羅紀(jì)到白堊紀(jì)的巖石中,鐵、鋅全量依次遞減,有機(jī)質(zhì)含量有相似的趨勢。

        綜上所述,紫色巖母質(zhì)的養(yǎng)分含量都受母質(zhì)類型的影響。

        4.紫色土母質(zhì)的某些肥力特性及其生物試驗(yàn)

        以盆栽水稻的生物量和籽粒量反映紫色土母質(zhì)的肥力特性。

        從水稻產(chǎn)量看,差異是十分明顯的,其順序:夾關(guān)組>飛仙關(guān)組>沙溪廟組、蓬萊鎮(zhèn)組>遂寧組>城墻巖群>雅安黃壤。

        水稻生長勢與株型在不同母質(zhì)上的差異也很突出。如將水稻全生育期分為前、中、后三個(gè)階段,再將每個(gè)階段植株增高量與成熟期株高之比作為指標(biāo),那么可概括為四種類型:(1)馬鞍型—前期后期生長都很快,夾關(guān)組、飛仙關(guān)組屬之;(2)穩(wěn)長型—水稻生長發(fā)育期植株系均勻生長,沙溪廟組、蓬萊鎮(zhèn)組屬之;(3)前發(fā)型—水稻植株生長較慢;(4)后發(fā)型—植株較矮,后期生長稍快。

        三、結(jié)語

        從理化分析結(jié)果看出,不同地層的紫色母質(zhì)差異明顯,在同一地層的巖石、母質(zhì)、土壤間變異微弱,說明紫色土的粘粒礦物、硅鋁鐵率和營養(yǎng)成分等重要性質(zhì),基本上是在地質(zhì)歷史時(shí)期就形成了的,與成土過程關(guān)系不大,也說明紫色土剖面發(fā)育程度極弱,屬A—C型幼年土,是紫色土的重要特性。

        參考文獻(xiàn):

        [1]中國科學(xué)院自然區(qū)劃工作委員會(huì).中國土城區(qū)劃(初稿).科學(xué)出版社,1959:126-130.

        [2]中國科學(xué)院南京土城所主編.中國土坡.科學(xué)出版社,1978:651.

        [3]西南農(nóng)學(xué)院.土坡學(xué)(南方本).農(nóng)業(yè)出版社,1978:3.

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