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        山東省潮土在中國(guó)土壤系統(tǒng)分類中的歸屬研究

        2021-07-16 12:08:38董艷芳李洪杰王玉霞周曉琳李子雙
        山東農(nóng)業(yè)科學(xué) 2021年6期
        關(guān)鍵詞:雛形潮土成土

        董艷芳,李洪杰,王玉霞,周曉琳,李子雙

        (德州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院,山東 德州 253015)

        潮土(fluvo-aquic soils),在我國(guó)曾稱沖積土,后又相繼易名為碳酸鹽原始褐土、淺色草甸土和淤黃土,第二次全國(guó)土壤普查的土壤分類系統(tǒng)正式命名為潮土[1]。潮土是發(fā)育于富含碳酸鹽或不含碳酸鹽的河流沖積物土,受地下潛水作用,經(jīng)過(guò)耕作熟化而形成的一種半水成土壤[1,2]。

        山東省是全國(guó)糧食作物和經(jīng)濟(jì)作物重點(diǎn)產(chǎn)區(qū),潮土在山東省集中分布在魯西北黃泛平原區(qū)、山丘地區(qū)的河谷平原,濱湖洼地也有零星分布,面積為466.58萬(wàn)公頃,約占全省耕地總面積的48%[3,4]。目前,山東省的土壤系統(tǒng)分類研究?jī)H在部分地區(qū)開展,進(jìn)展較緩慢,對(duì)潮土系統(tǒng)分類研究較少。中國(guó)土壤系統(tǒng)分類研究已有20多年,在國(guó)內(nèi)外產(chǎn)生了很大影響[5]。截至目前,我國(guó)各地都不同程度地開展了土壤系統(tǒng)分類研究[6-16]。本研究基于山東省主要糧食生產(chǎn)區(qū)分布情況,以魯西黃泛平原區(qū)的12個(gè)典型潮土剖面為對(duì)象,研究山東省潮土在中國(guó)土壤系統(tǒng)分類中的歸屬,并進(jìn)行潮土土壤發(fā)生分類與系統(tǒng)分類參比,以期指導(dǎo)山東省潮土區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn),為完善山東省潮土土壤系統(tǒng)分類體系提供理論依據(jù)。

        1 材料與方法

        1.1 研究區(qū)概況

        山東省位于中國(guó)東部沿海、黃河下游,秦嶺淮河以北,屬于暖溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū),氣候溫和,雨量集中,四季分明,年平均氣溫11~14℃,年均日照時(shí)數(shù)2 290~2 890 h,年均降水量550~950 mm。山東省地勢(shì)中部突起,為隆起的魯中南山地丘陵區(qū);東部半島大部分是起伏和緩的波狀丘陵區(qū);西部、北部是平坦的黃河沖積而成的魯西北平原區(qū)。潮土區(qū)域主要地貌類型為沖積平原、河湖積平原,微觀地形有些微差別,以旱耕為主,主要種植小麥、玉米、棉花,一年一熟或一年二熟。

        1.2 典型剖面信息

        本研究參考第二次土壤普查數(shù)據(jù)結(jié)合山東省土地利用總體規(guī)劃,確定12個(gè)野外調(diào)查典型潮土剖面樣本,其成土環(huán)境條件見(jiàn)表1。

        表1 典型潮土樣本剖面成土環(huán)境條件

        1.3 調(diào)查采樣與分析測(cè)定

        實(shí)地走訪調(diào)查及采集土壤樣品于2017年8月至2018年9月進(jìn)行。在采樣位置,挖掘標(biāo)準(zhǔn)土壤剖面(深1.0~1.5 m,寬1.2 m,長(zhǎng)3.0 m),劃分發(fā)生層,描述和記錄剖面形態(tài)特征,采集用于實(shí)驗(yàn)室分析測(cè)定的土壤樣品[17]。

        土壤理化性質(zhì)測(cè)定:有機(jī)質(zhì)(有機(jī)碳)含量采用重鉻酸鉀容量法-外加熱法;凱氏蒸餾法測(cè)定土壤全氮;全磷采用NaOH熔融-鉬銻抗比色法測(cè)定;全鉀采用NaOH熔融-火焰光度法;用1 mol/L NaOH堿解擴(kuò)散法-滴定法測(cè)定土壤堿解氮;用0.5 mol/L NaHCO3法-鉬銻抗比色法測(cè)定土壤速效磷;用1 mol/L中性NH4OAC浸提-火焰光度法測(cè)定土壤速效鉀;陽(yáng)離子交換量采用乙酸銨交換法測(cè)定;pH值采用水浸提-電位法測(cè)定[18,19]。土壤顏色采用門賽爾比色卡比色;質(zhì)地分類采用美國(guó)制(USDA)分類法。

        1.4 數(shù)據(jù)處理

        采用Microsoft Excel 2007軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 典型潮土剖面表層理化性質(zhì)

        由表2可以看出,12個(gè)典型潮土樣本中剖面37-006和37-146土壤有機(jī)質(zhì)含量高于10 g/kg,樣本37-023、37-039、37-102、37-115、37-138、37-174土壤有機(jī)質(zhì)含量在5~10 g/kg之間,37-046、37-052、37-058、37-163土壤有機(jī)質(zhì)含量都低于5 g/kg。除剖面37-006、37-146外,其它樣本有機(jī)碳含量均低于6 g/kg。12個(gè)典型潮土樣本土壤全氮、全磷、堿解氮、有效磷含量普遍較低,土壤全鉀、速效鉀含量普遍較高。土壤pH值都高于7。樣本37-006、37-138、37-146和37-174表層土壤陽(yáng)離子交換量處于10~20 cmol/kg之間,其他樣本剖面土壤陽(yáng)離子交換量均低于10 cmol/kg。

        表2 典型潮土剖面表層理化性質(zhì)

        2.2 典型潮土剖面形態(tài)特征

        由表3可知,土壤發(fā)生層顏色以濁黃橙色、濁黃棕色、濁棕色等為主,色調(diào)主要為10YR、7.5YR、2.5Y,明度為5~8,彩度為2~4。12個(gè)潮土樣本剖面中,37-023、37-052、37-102、37-146、37-163發(fā)生層色調(diào)上層比下層更亮。質(zhì)地以砂質(zhì)壤土、黏壤土為主,少量為壤土、壤質(zhì)砂土和粉砂質(zhì)黏土。37-006、37-039、37-115可觀察到碳酸鈣淀積形成的假菌絲體。12個(gè)樣本均可見(jiàn)銹斑銹紋。

        表3 典型潮土剖面形態(tài)特征

        表3(續(xù))

        2.3 典型潮土剖面診斷層及診斷特性

        由表2可以看出,樣本剖面37-023、37-039、37-046、37-052、37-058、37-102、37-115、37-138、37-163、37-174表層土壤有機(jī)碳含量均低于6 g/kg,屬于淡薄表層;37-006、37-023、37-039、37-046、37-058、37-102、37-115、37-146、37-138、37-163、37-174心土層厚度大于10 cm,且底部至少在土表以下25 cm處,有土壤結(jié)構(gòu)發(fā)育并至少占土層體積的50%,保持巖石或沉積物構(gòu)造的體積小于50%,且不符合黏化層、灰化淀積層、鐵鋁層和低活性富鐵層的條件,屬于雛形層[20]。12個(gè)典型潮土剖面樣本土壤均具有潮濕的土壤水分狀況,且均具有氧化還原特征,通體有石灰反應(yīng),鹽基普遍處于飽和狀態(tài)。依據(jù)50 cm土壤年平均溫度計(jì)算方法[14]得出,12個(gè)典型剖面50 cm深度土壤溫度在12.2~14.1℃左右(<15℃),土壤溫度狀況均為溫性。12個(gè)典型潮土剖面的診斷層和診斷特性見(jiàn)表4。

        表4 典型潮土剖面診斷層及診斷特性

        2.4 典型潮土的系統(tǒng)分類高級(jí)單元?dú)w屬

        結(jié)合表3和表4,依據(jù)參考文獻(xiàn)[5,20]得出12個(gè)典型潮土樣本的系統(tǒng)分類高級(jí)單元?dú)w屬,見(jiàn)表5。

        表5 典型潮土剖面中國(guó)土壤系統(tǒng)分類高級(jí)分類

        2.5 土壤分類與參比

        對(duì)典型潮土土壤發(fā)生分類與系統(tǒng)分類進(jìn)行參比(表6),結(jié)果表明,發(fā)生學(xué)分類中12個(gè)典型潮土剖面對(duì)應(yīng)的土類為潮土、脫潮土、鹽化潮土、堿化潮土,但在系統(tǒng)分類中則被劃分為雛形土和新成土2個(gè)土綱,潮濕雛形土和沖積新成土2個(gè)亞類,淡色潮濕雛形土和潮濕沖積新成土2個(gè)土類,普通淡色潮濕雛形土、石灰淡色潮濕雛形土、弱鹽淡色潮濕雛形土和石灰潮濕沖積新成土4個(gè)亞類。

        表6 典型潮土土壤發(fā)生分類與系統(tǒng)分類參比

        3 討論

        土壤系統(tǒng)分類包括土綱、亞綱、土類、亞類四個(gè)高級(jí)分類單元[10]。本研究通過(guò)分析檢索基本確定了山東省潮土的高級(jí)分類名稱。12個(gè)典型土壤剖面在發(fā)生分類與系統(tǒng)分類中發(fā)生分異的分類級(jí)別存在明顯差異,兩種分類體系的不同分類級(jí)別之間關(guān)系并不呈簡(jiǎn)單的、一對(duì)一的對(duì)應(yīng)關(guān)系。這是因?yàn)橥寥腊l(fā)生分類重視成土條件和推測(cè)的成土過(guò)程,而不重視土壤本身的屬性,結(jié)果是把同一地區(qū)、同一母質(zhì)處于不同發(fā)育階段的土壤都劃分為同一個(gè)土類或亞類,而土壤系統(tǒng)分類在遵循土壤發(fā)生學(xué)理論的基礎(chǔ)上,重視土壤本身性質(zhì),以定量的診斷層和診斷特性為依據(jù),劃分土壤類型[21,22]。因此相較于中國(guó)土壤發(fā)生分類,中國(guó)土壤系統(tǒng)分類可更定量、準(zhǔn)確、詳細(xì)地描述土壤自身的屬性[14]。

        4 結(jié)論

        12個(gè)典型潮土剖面在發(fā)生分類中分別為潮土、脫潮土、鹽化潮土、堿化潮土4個(gè)土類;在土壤系統(tǒng)分類中歸屬于:2個(gè)土綱分別為雛形土、新成土,2個(gè)亞綱分別為潮濕雛形土、沖積新成土,2個(gè)土類分別為淡色潮濕雛形土、潮濕沖積新成土,4個(gè)亞類分別是石灰淡色潮濕雛形土、普通淡色潮濕雛形土、弱鹽淡色潮濕雛形土、石灰潮濕沖積新成土。

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