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摘要 介绍了砂姜黑土的形成特点，对其形态特征和理化性质进行分析，并提出改良措施，以期提高砂姜黑土地区耕地的肥力水平，为农业的可持续发展提供参考。
关键词 砂姜黑土；形成特点；理化性质；改良措施
中图分类号 S156 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2013）05-0252-02
砂姜黑土是一种具有“黑土层”和“砂姜黑土”的暗色土壤，在安徽省广泛分布，由于受土壤环境因素及其内在性质的影响，农业生产长期处于低而不稳状态，是太和县主要的中低产土类之一。砂姜黑土在太和县分布较广，全县31个乡镇均有分布，面积10.83万hm2，占全县耕地面积的76.47%，其中以坟台、宫集、三堂、洪山、原墙、赵庙、双浮、关集、倪邱9个乡镇面积最大，均在6 666.67 hm2以上，面积为8.85万hm2，占全县砂姜黑土的81.75%，砂姜黑土分布地势低平，海拔24.9～30.9 m，地下水埋深0.56～3.10 m，雨季上升到1 m以内，有时会接近地表。矿化度﹤1 g/L，水质多属于HCO3-Cl-Ca-Mg型。现对砂姜黑土的改良利用途径进行研究，以利于提高砂姜黑土的肥力水平，实现农业生产可持续发展。
1 砂姜黑土的形成特点
砂姜黑土是太和县古老的耕作土壤，其成土年代久远，该土母质是由黄土性古老沉积物发育而成，是在该地区独特的地理、水文、地质和气候条件下，富含碳酸钙的母质，经过淋溶沉淀积累、生物积累和旱耕熟化过程逐步演变而形成的区域性土壤类型。砂姜黑土主要成土过程有以下2个阶段。
1.1 草甸潜育化成土阶段
该阶段形成了2个基本发生层，即黑土层和砂姜层。黑土层厚30～40 cm，多为暗灰色或黑色，质地重壤土至黏土，有机质含量不高，一般无石灰性，呈碱性反应；砂姜层位于黑土层之下，多为灰黄色重壤土，有潜育化特征，并有锈斑，夹有面砂姜（未硬化的石灰结核）和硬砂姜（已硬化的石灰结核）。这2个基本发生层的形成不仅与土壤的水分状况有密切关系，而且与太和县地处暖温带地区的干湿交替的气候条件，以及富含碳酸钙的黄土性成土母质有密切关系。
砂姜黑土的黑土层形成时期，即生物繁茂与积累时期，由于该地区地势低平，排水条件差，地表水和地下水流动性小，每年在雨季可能有2～3个月的积水期，但积水不深，能生长耐湿性草本植物，它们的衰亡残体在积水和湿润条件下进行嫌气分解，为土壤表面积累有机质。翌春雨季到来之前及秋季干旱季节，积水退干，气温和地温逐渐升高，土体通气性变好，又进行好气分解和矿质化过程，部分难以分解的有机质（纤维素、木质等）仍留在土壤中缓慢分解积累，如此循环往复。由于生物的累积和渍水作用及水质类型等因素共同影响，加之该黏粒分散染色作用极强，从而形成了黑土层。
砂姜黑土有明显的淋溶淀积过程，即上层土壤的碳酸钙被淋溶而淀积于底层，形成不同形态的砂姜。所谓砂姜即呈姜状的石灰结核。关于砂姜的形成，其一是由黄土性成土母质富含碳酸钙，其形成过程一般是在生物作用下产生的二氧化碳与水作用形成碳酸，加大了上层土壤中碳酸钙的溶解度，使之成为水溶性重碳酸钙向下层淋溶，但由于地下水去路较小，水位又较高，底土层比较湿润，故淋溶不深。旱季来到后，地下水位降低，底土层湿度降低，重碳酸钙经脱水后重新形成碳酸钙，在土壤底层局部聚积起来形成砂姜，年复一年地如此淋溶沉积，并与土粒胶结成为大小不一的砂姜，从而形成了具有明显的含有大量的砂姜层。一般1 m左右的面砂姜和硬砂姜中的碳酸钙主要来自上层，2 m深左右的硬砂姜中的碳酸钙来自土壤的上层和下层的地下水，3 m以下的砂姜盘中的碳酸钙主要来自地下水。在砂姜形成的过程中，往往伴随铁锰氧化物淋溶与淀积，土体内有锈斑或铁锰结核，并在结构面出现胶膜。
1.2 旱耕熟化阶段
随着历史的推移、海陆变迁、气候条件的适宜及人类社会的发展，早在3 000年以前人们便开始了垦植，对土壤进行耕作熟化。随着农业的日益发展，人为的耕作、施肥、排水、灌水、轮作等生产活动日益频繁，对砂姜黑土性状的演变，有着极其深刻的影响。如：潜育程度减轻，潜育部位降低，原始的黑土层上部颜色变浅，逐步分化为耕作层、犁底层和残存的黑土层，并改善了表土层的物理性状，提高了土壤有效养分含量。
2 砂姜黑土的形态特征及理化性质
2.1 砂姜黑土的形态特征
层次分明，具有潜育性的黑土层和砂姜层，犁底层以下为棱柱状结构，黑土层厚度一般30～40 cm。由于受过去古老沟河所致，而部分黑土层厚度可达1～10 m；地势低洼地区黑土层一般露出地表，而在地势稍高垦植较早的地区，黑土层被残存在耕层以下；有的受近代黄泛冲积物覆盖，黑土层被埋藏在覆盖物之下，埋位一般在50 cm以内。黑土层的下限随地形起伏而变化，不是水平分布；黑土层颜色深浅不一，与含有机质和渍水作用有关，如用H2O2除去有机质后即为灰黄色。整个土体无石灰石反应。砂姜层埋位一般在70 cm，其厚度1 m左右，上部少而小，多为面砂姜；下部多而大，多为硬砂姜。
2.2 砂姜黑土的物理特征
砂姜黑土的物理性狀不够良好，土壤质地偏重，据有关资料报道，黏土矿化物以伊利石、蒙脱石为主，剖面黏粒含量为28%～34%，耕层以下一般随着深度增加，黏粒含量有增加趋势。土壤容重1.24～1.27 g/cm3，耕层总孔隙偏低为53%～56%，耕层以下为46%～50%，土壤水分的物理性状差，毛管性能微弱，导水能力较小，当地下水降到1 m以下时，毛管上升水很难到达地表，故作物易受旱，湿时土体膨胀，封闭了裂隙，透水性差，多雨季节土体水呈饱和状态，故易受涝。因此，影响了土壤肥力诸因素的协调，以及土壤与作物之间养分的供需关系。
2.3 砂姜黑土的化学性质
砂姜黑土养分含量中等；有机质为11.0～16.7 g/kg，全氮为0.080～0.104 g/kg，速效磷为6～8 mg/kg，速效钾为158～236 mg/kg，土壤腐殖质的氮碳比为5.8，代换量为14～19 mg当量，受黄泛影响的土壤代换量较高为18～20 mg当量，保水保肥性能较好，速效磷较低，由于土壤母质富含钾和施肥归还，而全钾和速效钾丰富稳定，目前能满足作物生长需要。砂姜黑土微量元素因土壤呈碱性反应（pH值8.0～8.4），可给性偏低，据试验资料证明，部分作物对施用硼、钼等肥均有明显的增产效果。 3 改良措施
3.1 兴建农田水利工程，建立标准化农田
完善农田水利工程是综合改良砂姜黑土的一项主要措施，是消除涝渍旱灾和发挥各项农业措施的基本保证。近几年太和县结合农业项目，按照排、蓄、引兼顾，涝渍旱综合治理的原则，在田、林、沟、路统一规划的基础上，修建中小沟20余条，降低了旱涝灾的发生率，确保农业丰产丰收。
3.2 增施肥料，做到氮磷钾配合
在缺氮少磷的砂姜黑土上，采取增施化肥，氮、磷、钾配合，可直接改善土壤影响条件，调节平衡养分的供求矛盾，对提高作物生物产量、增加秸秆还田，改善土壤理化性状等方面都有较显著的生物改土效果。
3.3 推广测土配方施肥技术
配方施肥是根据不同土壤类型、产量指标，肥料“3414”试验，为优化合理配方，摸索出了不同土壤不同作物的需肥量、土壤供肥量和肥料利用率。制定了小麦、玉米、大豆等作物肥料配方。通过6年的试验示范，小麦单产大幅度提高。据统计，比常规施肥增产405 kg/hm2，增幅17.3%，而成本下降105～210 kg/hm2，增加产值580万元，节约投资250万元。配方施肥是一种见效快、收益高、易推廣的好办法。
3.4 秸秆还田与深耕细作相结合
砂姜黑土的理化性质差，耕层浅薄，有机质含量低，犁底层厚，土壤为棱柱状结构，对作物根系生长不利。一是作物根系多沿结构面向下伸延，减少了营养面；二是干旱时结构体之间裂缝，容易漏水漏肥；三是干旱时土壤毛管被断裂，影响地下水上升。若深耕25 cm以上，则可改良上述不良特性，增加秸秆还田，增施肥料，同时推广每3年进行1次深松深耕，降低土壤容重，增加土壤孔隙度，才能改良砂姜黑土，提高农作物产量。总之，要农、林、牧结合，不能搞单一的农业生产。在农业方面又不能搞单一的粮食生产，要提倡发展多种经营，做到用地要养地、用养结合，才能从根本上解决砂姜黑土的低产状况[1-5]。
4 参考文献
[1] 张义丰，王又丰，刘录祥.淮北平原砂姜黑土旱涝（渍）害与水土关系及作用机理[J].地理科学进展，2001（2）：74-81.
[2] 马丽，张民.砂姜黑土的发生过程与成土特征[J].土壤通报，1993（1）：3-6.
[3] 刘义平.福安市耕地土壤肥力状况及改良途径[J].江西农业学报，2009（9）：61-63，67.
[4] 杨琳，夏海鳌，黄铁平，等.湖南省耕地土壤退化现状、原因及防治对策[J].安徽农业科学，2005，33（2）：355-357.
[5] 张伟华，李跃进，莎如拉，等.土默川平原不同灌溉水质对土壤碱化影响及其改良效果的研究[J].内蒙古农业科技，2000（6）：23-27.
关键词 砂姜黑土；形成特点；理化性质；改良措施
中图分类号 S156 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2013）05-0252-02
砂姜黑土是一种具有“黑土层”和“砂姜黑土”的暗色土壤，在安徽省广泛分布，由于受土壤环境因素及其内在性质的影响，农业生产长期处于低而不稳状态，是太和县主要的中低产土类之一。砂姜黑土在太和县分布较广，全县31个乡镇均有分布，面积10.83万hm2，占全县耕地面积的76.47%，其中以坟台、宫集、三堂、洪山、原墙、赵庙、双浮、关集、倪邱9个乡镇面积最大，均在6 666.67 hm2以上，面积为8.85万hm2，占全县砂姜黑土的81.75%，砂姜黑土分布地势低平，海拔24.9～30.9 m，地下水埋深0.56～3.10 m，雨季上升到1 m以内，有时会接近地表。矿化度﹤1 g/L，水质多属于HCO3-Cl-Ca-Mg型。现对砂姜黑土的改良利用途径进行研究，以利于提高砂姜黑土的肥力水平，实现农业生产可持续发展。
1 砂姜黑土的形成特点
砂姜黑土是太和县古老的耕作土壤，其成土年代久远，该土母质是由黄土性古老沉积物发育而成，是在该地区独特的地理、水文、地质和气候条件下，富含碳酸钙的母质，经过淋溶沉淀积累、生物积累和旱耕熟化过程逐步演变而形成的区域性土壤类型。砂姜黑土主要成土过程有以下2个阶段。
1.1 草甸潜育化成土阶段
该阶段形成了2个基本发生层，即黑土层和砂姜层。黑土层厚30～40 cm，多为暗灰色或黑色，质地重壤土至黏土，有机质含量不高，一般无石灰性，呈碱性反应；砂姜层位于黑土层之下，多为灰黄色重壤土，有潜育化特征，并有锈斑，夹有面砂姜（未硬化的石灰结核）和硬砂姜（已硬化的石灰结核）。这2个基本发生层的形成不仅与土壤的水分状况有密切关系，而且与太和县地处暖温带地区的干湿交替的气候条件，以及富含碳酸钙的黄土性成土母质有密切关系。
砂姜黑土的黑土层形成时期，即生物繁茂与积累时期，由于该地区地势低平，排水条件差，地表水和地下水流动性小，每年在雨季可能有2～3个月的积水期，但积水不深，能生长耐湿性草本植物，它们的衰亡残体在积水和湿润条件下进行嫌气分解，为土壤表面积累有机质。翌春雨季到来之前及秋季干旱季节，积水退干，气温和地温逐渐升高，土体通气性变好，又进行好气分解和矿质化过程，部分难以分解的有机质（纤维素、木质等）仍留在土壤中缓慢分解积累，如此循环往复。由于生物的累积和渍水作用及水质类型等因素共同影响，加之该黏粒分散染色作用极强，从而形成了黑土层。
砂姜黑土有明显的淋溶淀积过程，即上层土壤的碳酸钙被淋溶而淀积于底层，形成不同形态的砂姜。所谓砂姜即呈姜状的石灰结核。关于砂姜的形成，其一是由黄土性成土母质富含碳酸钙，其形成过程一般是在生物作用下产生的二氧化碳与水作用形成碳酸，加大了上层土壤中碳酸钙的溶解度，使之成为水溶性重碳酸钙向下层淋溶，但由于地下水去路较小，水位又较高，底土层比较湿润，故淋溶不深。旱季来到后，地下水位降低，底土层湿度降低，重碳酸钙经脱水后重新形成碳酸钙，在土壤底层局部聚积起来形成砂姜，年复一年地如此淋溶沉积，并与土粒胶结成为大小不一的砂姜，从而形成了具有明显的含有大量的砂姜层。一般1 m左右的面砂姜和硬砂姜中的碳酸钙主要来自上层，2 m深左右的硬砂姜中的碳酸钙来自土壤的上层和下层的地下水，3 m以下的砂姜盘中的碳酸钙主要来自地下水。在砂姜形成的过程中，往往伴随铁锰氧化物淋溶与淀积，土体内有锈斑或铁锰结核，并在结构面出现胶膜。
1.2 旱耕熟化阶段
随着历史的推移、海陆变迁、气候条件的适宜及人类社会的发展，早在3 000年以前人们便开始了垦植，对土壤进行耕作熟化。随着农业的日益发展，人为的耕作、施肥、排水、灌水、轮作等生产活动日益频繁，对砂姜黑土性状的演变，有着极其深刻的影响。如：潜育程度减轻，潜育部位降低，原始的黑土层上部颜色变浅，逐步分化为耕作层、犁底层和残存的黑土层，并改善了表土层的物理性状，提高了土壤有效养分含量。
2 砂姜黑土的形态特征及理化性质
2.1 砂姜黑土的形态特征
层次分明，具有潜育性的黑土层和砂姜层，犁底层以下为棱柱状结构，黑土层厚度一般30～40 cm。由于受过去古老沟河所致，而部分黑土层厚度可达1～10 m；地势低洼地区黑土层一般露出地表，而在地势稍高垦植较早的地区，黑土层被残存在耕层以下；有的受近代黄泛冲积物覆盖，黑土层被埋藏在覆盖物之下，埋位一般在50 cm以内。黑土层的下限随地形起伏而变化，不是水平分布；黑土层颜色深浅不一，与含有机质和渍水作用有关，如用H2O2除去有机质后即为灰黄色。整个土体无石灰石反应。砂姜层埋位一般在70 cm，其厚度1 m左右，上部少而小，多为面砂姜；下部多而大，多为硬砂姜。
2.2 砂姜黑土的物理特征
砂姜黑土的物理性狀不够良好，土壤质地偏重，据有关资料报道，黏土矿化物以伊利石、蒙脱石为主，剖面黏粒含量为28%～34%，耕层以下一般随着深度增加，黏粒含量有增加趋势。土壤容重1.24～1.27 g/cm3，耕层总孔隙偏低为53%～56%，耕层以下为46%～50%，土壤水分的物理性状差，毛管性能微弱，导水能力较小，当地下水降到1 m以下时，毛管上升水很难到达地表，故作物易受旱，湿时土体膨胀，封闭了裂隙，透水性差，多雨季节土体水呈饱和状态，故易受涝。因此，影响了土壤肥力诸因素的协调，以及土壤与作物之间养分的供需关系。
2.3 砂姜黑土的化学性质
砂姜黑土养分含量中等；有机质为11.0～16.7 g/kg，全氮为0.080～0.104 g/kg，速效磷为6～8 mg/kg，速效钾为158～236 mg/kg，土壤腐殖质的氮碳比为5.8，代换量为14～19 mg当量，受黄泛影响的土壤代换量较高为18～20 mg当量，保水保肥性能较好，速效磷较低，由于土壤母质富含钾和施肥归还，而全钾和速效钾丰富稳定，目前能满足作物生长需要。砂姜黑土微量元素因土壤呈碱性反应（pH值8.0～8.4），可给性偏低，据试验资料证明，部分作物对施用硼、钼等肥均有明显的增产效果。 3 改良措施
3.1 兴建农田水利工程，建立标准化农田
完善农田水利工程是综合改良砂姜黑土的一项主要措施，是消除涝渍旱灾和发挥各项农业措施的基本保证。近几年太和县结合农业项目，按照排、蓄、引兼顾，涝渍旱综合治理的原则，在田、林、沟、路统一规划的基础上，修建中小沟20余条，降低了旱涝灾的发生率，确保农业丰产丰收。
3.2 增施肥料，做到氮磷钾配合
在缺氮少磷的砂姜黑土上，采取增施化肥，氮、磷、钾配合，可直接改善土壤影响条件，调节平衡养分的供求矛盾，对提高作物生物产量、增加秸秆还田，改善土壤理化性状等方面都有较显著的生物改土效果。
3.3 推广测土配方施肥技术
配方施肥是根据不同土壤类型、产量指标，肥料“3414”试验，为优化合理配方，摸索出了不同土壤不同作物的需肥量、土壤供肥量和肥料利用率。制定了小麦、玉米、大豆等作物肥料配方。通过6年的试验示范，小麦单产大幅度提高。据统计，比常规施肥增产405 kg/hm2，增幅17.3%，而成本下降105～210 kg/hm2，增加产值580万元，节约投资250万元。配方施肥是一种见效快、收益高、易推廣的好办法。
3.4 秸秆还田与深耕细作相结合
砂姜黑土的理化性质差，耕层浅薄，有机质含量低，犁底层厚，土壤为棱柱状结构，对作物根系生长不利。一是作物根系多沿结构面向下伸延，减少了营养面；二是干旱时结构体之间裂缝，容易漏水漏肥；三是干旱时土壤毛管被断裂，影响地下水上升。若深耕25 cm以上，则可改良上述不良特性，增加秸秆还田，增施肥料，同时推广每3年进行1次深松深耕，降低土壤容重，增加土壤孔隙度，才能改良砂姜黑土，提高农作物产量。总之，要农、林、牧结合，不能搞单一的农业生产。在农业方面又不能搞单一的粮食生产，要提倡发展多种经营，做到用地要养地、用养结合，才能从根本上解决砂姜黑土的低产状况[1-5]。
4 参考文献
[1] 张义丰，王又丰，刘录祥.淮北平原砂姜黑土旱涝（渍）害与水土关系及作用机理[J].地理科学进展，2001（2）：74-81.
[2] 马丽，张民.砂姜黑土的发生过程与成土特征[J].土壤通报，1993（1）：3-6.
[3] 刘义平.福安市耕地土壤肥力状况及改良途径[J].江西农业学报，2009（9）：61-63，67.
[4] 杨琳，夏海鳌，黄铁平，等.湖南省耕地土壤退化现状、原因及防治对策[J].安徽农业科学，2005，33（2）：355-357.
[5] 张伟华，李跃进，莎如拉，等.土默川平原不同灌溉水质对土壤碱化影响及其改良效果的研究[J].内蒙古农业科技，2000（6）：23-27.