土壤钙形态

土壤钙形态,是指土壤中含钙物质的化学结合形式和存在状态。土壤钙的形态主要有矿物态钙、交换态钙和水溶态钙及少量的有机结合态钙。其中交换态钙和水溶态钙统称为有效态钙,是植物可利用的钙。 

土壤钙形态基本信息

中文名 土壤钙形态 定    义 指土壤中含钙物质的化学结合形式和存在状态

占土壤全钙量的5%〜60%,—般为20%〜30%。钙是土壤各种营养成分中呈有效态比例较高的一种养分。有人主张在矿物态钙和交换态钙之间再划分一组酸溶态钙盐酸溶液的钙,作为土壤潜在有效态钙。但由于它所溶解的含钙物质的化学形态不明确,尚未得到公认。

土壤钙形态造价信息

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土壤钙形态常见问题

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土壤钙形态文献

砂土类土壤黏土类土壤 砂土类土壤黏土类土壤

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砂土类土壤黏土类土壤

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土壤剖面野外形态发育综合指数的建模方法 土壤剖面野外形态发育综合指数的建模方法

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以辽西朝阳挖掘的17个具有代表性的土壤剖面为例,基于系统观测和描述土壤野外形态特征,确定了评价古土壤发育的8项土壤剖面野外形态指标,建立了土壤剖面野外形态发育综合指数模型。

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中国华南地区土壤中含钙的基性原生矿物风化作用及淋溶作用强烈,钙大量淋失。该地区除石灰性冲积土、紫色砂页岩母质发育的土壤和长期施用石灰的土壤外,相当面积的红壤和砖红壤都明显缺钙,一般含钙量仅0.02%;华中地区土壤的含钙量稍高,在0.25%左右;而西北和华北地区的土壤则因有碳酸钙盐类的大量积聚,含钙极为丰富。在缺钙土壤施用石灰,除可使植物和土壤获得钙的补充外,还可降低土壤pH,从而减轻或消除酸性土壤中大量铁、铝、锰等离子对土壤性质和植物生理的危害。石灰还能促进有机质的分解。石灰施用量因土壤性质(主要是酸度)和作物种类而异。红壤一般亩施25~ 100千克,多者可达150千克左右;多用作基肥,常与绿肥作物同时耕翻入土。但施用过多会降低硼、锌等微量营养元素的有效性和造成土壤板结

前面所述的土壤形态可称为土壤大形态,而土壤微形态是土壤形态学研究的进一步深入。土壤微形态学是指通过光学或电子学放大的方法观察土壤内部细微形象的科学。

土壤微形态研究的主要内容是土壤微垒结或称土壤微构造。

土壤形态土壤基体

是由骨骼颗粒(skeletongrains)、细粒物质(plasma)和孔隙(voids)组成的。

(

骨骼颗粒)

是指土中大于2微米的矿物质颗粒和有机残遗物,在土壤形成过程中比较稳定,不易移动、再组织或凝聚。进一步细分时,大于10微米的叫骨骼颗粒,2—10微米的叫微骨骼颗粒(microscopicskeletongrains),再按骨骼颗粒的特征和矿物组成又可细分为斑晶骨骼颗粒、粉砂质骨骼颗粒、微晶方解石颗粒等。

(细粒物质)

是指土壤形成过程中可移动、再组织和凝聚的部分,包括骨骼颗粒以外的细粉砂、粘粒、游离氧化物和腐殖质等土壤物质。土壤孔隙,指固体土壤之间的空隙。土壤基体易与其周围一般物质相区分的单独物体,称土壤形成物相(pedologicalteatures)它是反映特定的土壤形成过程的结果。细粒物质微结(plasmicfabric)是土壤基体中细粒物质所仅有的土壤形成物相,是指细粒物质组成分在组合排列上起了明显变化的离析物,也称为细粒物质离析物(plasmicseparation)。

土壤形态土壤微垒结

(soilmicroscopicfabric)是指可以借助显微镜对未破坏构造的土壤薄片进行研究的土壤垒结状况。不同的土类具有不同的微垒结特征。土壤微垒结是四相结构系统,其固相基质构成所谓的土壤基体(S-matrix)。土壤基体可理解为最简单的(原始的)结构体范围内的物质,或者是构成非结构的,无结构的块体的物质,其内可以有新生体出现。

土壤微垒结的分类是土壤微形态学的核心。这种分类主要包括两个方面:一是土壤中的粗颗粒(称为骨骼颗粒,一般大于粉砂粒)与细微颗粒(称为细粒物质,包括细粉砂、粘粒、游离三二氧化物和腐殖质等)的“相关分布格式”(relateddistributionpattern)的类型;二是土壤中细粒物质所特有的微垒结,即细粒物质微垒结,它表现为“光性方位格式”(orientationpattern),指土壤细微颗粒在正交偏光镜下的消光格式和异向性(anisotropy)。这种分类是单纯以形态为根据的,不涉及其发生学根源,因为同一土壤微垒结可以从不同的发生学过程而来。

土壤微垒结分类中的基本类型

土壤形态“相关分布格式”的类型

库比恩纳(W.L.Kübiena,1938)对土壤中的粗颗粒与细微颗粒的相关分布格式进行研究,他根据土壤中矿物粗颗粒与细微颗粒两种基本现象:一是矿物粗颗粒是裸露的还是外膜的,二是细粒物质呈何种形状而存在,如外膜、桥键、支撑物、矿物颗粒间隙中的团聚体,或作为矿物粗颗粒的嵌埋介质。1973年R.Brewer在库比恩纳的分类基础上新分出裸露的骨架成分、包被的骨架成分、嵌埋的骨架成分等分类体系,在各体系中还进行了更细的划分。应当指出,这种简单的相关分布的微垒结类型还不能概括含有各种土壤物相,如多种胶膜、结核等等的土壤形态类型。

土壤形态“光性方位格式”的类型

对于不透明或弱透明厚层(25μ)土壤薄片,往往遮蔽了结晶的和异向性的颗粒,在高倍显微镜下,由于聚光力强而能见到细粒物质离析物的光柱方位格式,因此按光柱方位格式分出离析物的和无离析物的细粒物质微垒结(sepicandasepicplasmicfabric)、波动消光的细粒物质微垒结(undulicplasmicfabric)、内质细粒物质微垒结(isoficplasmicfabric)、晶质细粒和复合细粒物质微垒结(crysticandcompoundplasmicfabric)等类型。

钙积土土壤分类

黑钙土

黑钙土是钙积土中具有湿态彩度≤1.5或有机质含量≥40克每千克的饱和暗色表层、有腐殖质向下淋溶的舌状物、从地表至100厘米范围内有钙积特征的土壤。

黑钙土具有黑色深厚的腐殖质层(Ah)和舌状腐殖质淋溶层(AhB),厚度约30-50厘米,或50厘米以上,钙积层(Bk)多出现在50-90厘米深度。

黑钙土腐殖质含量20-40克每千克土,有良好的团粒状结构,腐殖质层的阳离子交换量较高,多在30-40厘摩尔(+)每千克土之间,盐基饱和度一般在90%以上,并以钙、镁为主。表层呈中性,向下逐渐变为碱性,剖面下部有石灰假菌丝体和粉状石灰结核。质地多为粉壤土到粘壤土,粉粘粒占30-60%,高者可达70%左右,粘粒含量在10-35%之间,心土层的粘粒含量一般高于表土层和底土层,这种趋势与石灰淋溶淀积情况一致。剖面中硅、铁、铝氧化物移动不明显,但氧化钙和氧化镁的含量向底部有增加的趋势,粘土矿物以蒙脱石为主。

黑钙土分为下列亚类:

1、黑钙土具有黑钙土典型特征。

2、淡黑钙土分布于半干旱区,腐殖质层小于30厘米,全剖面有石灰反应,土壤含石灰50-100克每千克,局部见少量石灰假菌丝体。

3、石灰性黑钙土全剖面有石灰反应,腐殖质层下有明显的钙积层。

4、草甸黑钙土分布在台地缓坡下部或平地,底土有锈斑,全剖面有石灰反应。

5、盐碱化黑钙土与草甸黑钙土不同点是,有季节性盐斑。

栗钙土

栗钙土是钙积土中具有湿态彩度>1.5或有机质含量≧20克每千克的饱和暗色表层、无腐殖质舌状物、地表至50厘米范围内有钙积特征的土壤。

栗钙土具有栗色腐殖质层,厚度约20-30厘米,钙积层一般出现在30-50厘米处,呈层状、斑块状、网纹状形态积累,厚度约30-40厘米,底部碱化层(Btn)性状显着。

栗钙土腐殖质含量15-25克每千克土,向下逐步过渡,土壤呈细粒状、团块状或粉末状结构,土壤阳离子交换量一般为10-25厘摩尔(+)每千克土,土壤盐基已饱和,全剖面有石灰反应,pH8.0-8.5左右,剖面中易溶盐类基本淋失,易溶盐含量多低于1克每千克土,石膏含量很低,碱化层交换性钠可达6-22%,土壤质地较轻,多属粉砂土,砂与粉砂共占60-90%,细砂与粗粉砂约占50%左右,粘粒为10-20%,粘粒在剖面中分布的曲线与石灰积累的曲线比较一致,但粘粒的淀积不很明显,粘粒的硅铁铝在剖面中各层间变化不大,变幅为2.5-3.7,粘粒矿物以蒙脱石为主。

栗钙土分为下列亚类:

1.栗钙土具有栗钙土的典型特征。

2.暗栗钙土同黑钙土毗邻,具有厚的棕色表层。腐殖质含量高,为25-35克每千克土,钙积层出现层位低,多在50厘米以下,全剖面pH8.0左右,石灰含量平均为130克每千克土。

3.淡栗钙土向棕钙土过渡,腐殖质层变薄,为20-30厘米,有机质含量小于15克每千克土,石灰积累层层位升高,约30厘米左右,石灰含量约190克每千克土,且形成层盘状,pH8.5左右。

4.草甸栗钙土地势稍低,低土层有锈纹锈斑,有时钙积层不明显,表层有机质含量20-40克每千克土。

5.盐化栗钙土受地下水位影响,土表有积盐现象,含盐量<7克每千克土,pH8.5-9.0。

6.碱化栗钙土剖面上部有碱化层存在,柱状结构不明显,pH9.0以上。

棕钙土

棕钙土是钙积土中土壤剖面0-30厘米内无或有游离碳酸钙、有淡色表层和AB过渡层、但无变质粘化层的土壤。

棕钙土具有淡棕色的腐殖质层,厚约20-30厘米,AB层界限整齐,钙积层层位较高,多出现于15-30厘米处,钙积层较紧密,以层状为主,间有斑块状,厚约20-30厘米。

棕钙土有机质含量6-15克每千克土,结构性差,多呈粉末状、块状结构,阳离子交换量多低于10厘摩尔(+)每千克土,全剖面呈石灰反应,石膏含量变动在100--400克每千克土之间,pH8-9,易溶盐含量与石膏含量较高,剖面中石膏、盐分积累与碱化现象较栗钙土普遍,这与气候更干燥、淋溶作用弱和泌盐与耐盐灌木的生物积盐作用有关。土壤质地多为砂粒质细砂土和砂粉土,粉砂土较少,粘粒含量在钙积层上最高,约在5-10%之间,粘粒的硅铁铝率在3-4之间,除钙以外,其他元素未移动。粘土矿物以水云母为主,蒙脱石次之,并有铁的氧化物出现。

棕钙土分为下列亚类:

1、棕钙土具有棕钙土类典型特征。

2、淡棕钙土具有极淡色表层,表层土有荒漠化结皮存在,有机质含量低于10克每千克土,B层除有碳酸钙积聚外,下部往往有石膏积聚。

3、草甸棕钙土剖面下部有锈纹锈斑,表层有机质含量稍多,在15-40克每千克土之间,呈墨灰色。

4、盐化棕钙土受地下水位影响,表层有积盐现象,含盐量<10克每千克土,pH8.5-9.0。

5、碱化棕钙土剖面上部有碱化层,柱状结构不明显,pH9.0以上。

灰钙土

灰钙土是钙积土中具有石灰性反应,有厚淡色表层和变质粘化层的土壤。

灰钙土具有薄的腐殖质层。呈浅棕色,B层呈灰棕色,有假菌丝或斑状的碳酸钙积累,并往往有隐粘化现象。地层有石膏与盐分累现象。

灰钙土地带常覆盖有厚薄不一的风积砂或小砂包,在没有覆砂地段,表层具有微弱的裂缝与薄假结皮,较多低等植物,如地衣与藓类,这明显区别于栗钙土与黑垆土,表层腐殖质含量在15克每千克土以下,因土壤质地较偏砂性,腐殖质下渗较深,剖面分布曲线较缓和,这同栗钙土和棕钙土有明显差异。阳离子交换量一般不高,表层为5-11厘摩尔(+)每千克土,pH8.0-8.5,各种元素含量较丰富,除钙、钠、钾有微弱移动外,硅、铁、铝则比较稳定,并有相对积累的趋势,剖面上铁、铝、磷含量稍高于下部,粘粒的硅铁铝率为2.8-3.2,粘土矿物以水云母为主,并有少量蒙脱石、绿泥石、蛭石与高岭石。表明土壤的风化程度较低。

灰钙土可分为下列亚类:

1、典型灰钙土具有灰钙土类的典型特征。

2、淡灰钙土具有极淡色表层,钙积层以下有盐类、石膏结晶。

3、草甸灰钙土分布地势稍低,剖面下部有锈纹锈斑。

4、盐化灰钙土表层积盐,在1米以内土体含盐大于4克每千克土,积盐面积在10-30%左右。

黑垆土

黑垆土是钙积土中具有厚度达50厘米以上的厚暗色表层和假菌丝体钙积特征的土壤,因具有一个深厚的黑垆土层而得名。

黑垆土土体构型为Ap″-P-Apb-Ah-Bk-C型

1)熟化层(包括旱耕层Ap″和犁底层P):是长期耕种和施用土粪的产物,厚约20-30厘米,最后可达50厘米,耕层呈团粒状和块状结构,呈强石灰性反应,犁底层厚约10厘米,灰棕色,粉壤土,碎块状和块状结构,下部为薄片状结构,孔壁和蚯蚓粪上有霜粉状和假菌丝状石灰新生体。

2)古耕层(Apb):厚约10-15厘米,暗灰褐色,粘壤土,团粒或棱块状结构,较上层多假菌丝体和霜粉状石灰新生体。

3)腐殖质层(Ah):又名黑垆层,暗灰带褐色,厚约50-80厘米或100厘米,团块和棱块状结构,结构面孔壁和虫粪上覆盖有大量霜粉状和假菌丝状石灰新生体,微团聚体结构呈多孔状,腐殖质铁染胶膜明显。腐殖质层和过渡层(又名鸡粪黑垆土层)常呈现不均一的暗灰棕色,新生体减少,但有少量石灰质豆状和瘤状小砂姜。

4)石灰淀积呈(Bk):厚约150厘米,浅棕带黄色,粘壤土,假菌丝状和霜粉状石灰新生体,但石灰质豆状和瘤状砂姜较多。据土壤薄片的显微镜观察,有大量针、棒状的石灰晶体和雏形结核。

5)母质层(C):为浅棕色粉壤土,有少量石灰质豆状和瘤状砂姜,大者如杏核。土壤薄片的显微镜观察,发现有次生碳酸盐体。

黑垆土熟化层的有机质含量与腐殖质层相近,通常只有10-15克每千克土,淀积层和母质层渐少,碳氮比7-10,全剖面变动不大,腐殖质中胡敏酸与富里酸的比值常大于2,与钙结合的腐殖质比铁、铝结合的腐殖质多4-10倍,与矿质结合的腐殖质含量约为25-42%,并随气候的干旱而减少。土壤中含磷虽多,而作物仍感缺磷,钾素丰富,全钾量为16-20克每千克土,石灰含量约70-170克每千克土,熟化层和腐殖质层隐经受淋溶,石灰含量较少,至沉积层增加到150克每千克土以上。石灰成分中,碳酸钙占90%以上,碳酸镁低于10%。阳离子交换量为9-14厘摩尔(+)每千克土,常被钙、镁饱和。土壤呈中性至碱性反应。土壤颗粒以粗粉粒为主,约占一半以上,物理性粘粒约占30-40%,粘粒只15-20%,腐殖质层中的细粘粒和粉粒显着减少,而细粉粒和粘粒都有不同程度增加,母质层的颗粒组成与熟化层接近,剖面中夹有一层含细粉粒较多的腐殖质层。粘粒的硅铁铝率为2.6-2.8,全剖面变化不大。粘土矿物以水云母为主,并含有石英和少量高岭石与蒙脱石。电子显微镜下可见到蛭石和少量针铁矿。

黑垆土的这些性状表明了它的过渡特点:既具有深厚的腐殖质层,土壤粘化作用微弱,钙化作用较强,从表土便有石灰反应,易溶盐大部分已淋失,无盐化现象,它既不同于褐土,也不同于栗钙土和灰钙土。

黑垆土可分为下列亚类:

1、黑垆土具有黑垆土的典型特征。

2、粘化黑垆土分布于黑垆土区南部,粘化现象明显,腐殖质层质地可达中壤,呈拟棱柱状结构。碳酸钙有所淋溶,表层碳酸钙反应弱。

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