松嫩平原的公路切面上,一条黑带从地表一直压到半米以下,颜色深得像煤渣,用手一掰却松散成小团。很多人以为凡黑土就是黑土,其实黑钙土、白浆土、火山灰土都能黑得起来,差别在厚度、结构和底层。
先量黑层:厚过 30 厘米才算黑土
黑土最直观的特征是一层厚厚的暗色腐殖质层,厚度多在 30–70 厘米,开垦前更厚。颜色从黑棕到暗灰棕,上下过渡呈舌状,界线不像沉积层那样平直。薄薄一层十几厘米的黑皮,只能叫暗色表土。
厚度要和地形一起看。黑土发育在波状台地和山前平原,成土母质是第四纪黄土状沉积物,质地均一,剖面里找不到砾石和层理。若挖下去见到砂砾或明显的沉积层理,先怀疑是不是冲积土或草甸土。
再掰团粒:捏开有孔隙,落地能散成小团
黑土的团粒结构发达,粒径多在 1–5 毫米。掰开土块,内部布满细孔,像发起来的面团;湿时捏成团不粘手,松手轻碰就散成小团。容重多在 1.0–1.2 克/立方厘米,比黏质土轻,踩上去有轻微回弹。
这种结构来自草甸草原的根系与冻融交替。冬季冻深可达 1.5–2.0 米,反复冻胀把土体撑裂成小团;根系死亡后留下的孔道又被腐殖质胶结。团粒多、容重低、孔隙细密,是黑土区别于暗色黏土的一组手感特征。
最硬的一条在底部:有没有钙积层,把黑土与黑钙土分开
黑土剖面底部没有钙积层,通体无石灰反应,滴稀盐酸不起泡。黑钙土则在 60–120 厘米深处出现灰白色的碳酸钙淀积,呈斑点、假菌丝或结核状,滴酸剧烈起泡。这一条把两者分得干净。
差别来自水分。黑土区年降水 450–650 毫米,水分有余,钙被淋出剖面;黑钙土区年降水 350–500 毫米,蒸发强,钙只下移一米左右就沉淀。一条盐酸反应,背后是一整个水分平衡的差别。
混进来的是白浆土和火山灰土
白浆土在暗色表土之下有一层厚 10–30 厘米的灰白层,颜色发白、质地粉砂、结构片状,是长期侧渗漂洗的产物。它的黑层通常只有 15–25 厘米,比黑土薄,且底层颜色突变,不像黑土那样渐变。
火山灰土也能黑得彻底,有机质与火山玻璃混合,颜色深、手感轻,容重可低到 0.5–0.9 克/立方厘米。区别在杂物:火山灰土里能挑出火山渣、浮石和玻璃光泽的颗粒,黑土里没有这些,只有石英与长石的粉砂。
关键数据
下列数值为东北黑土区的常见范围,不同地形部位与开垦年限差异明显。记录时应同时写明厚度、容重与盐酸反应,只写”黑土”无法复核。开垦年限不同的地块应分开记录,厚度差别往往大于地形差别。
- 黑土分布区年均温 0–6 摄氏度,年降水 450–650 毫米。
- 腐殖质层厚 30–70 厘米,开垦前常更厚。
- 开垦前有机质含量 6%–10%,长期耕作后降至 2%–4%。
- 团粒粒径 1–5 毫米,容重 1.0–1.2 克/立方厘米。
- 冬季冻深 1.5–2.0 米,冻融交替参与团粒形成。
- 黑钙土钙积层出现在 60–120 厘米,滴稀盐酸起泡。
- 白浆土的白浆层厚 10–30 厘米,火山灰土容重 0.5–0.9 克/立方厘米。
边界
侵蚀会把厚黑层削薄。坡耕地上表土逐年流失,黑层从 60 厘米减到 30 厘米以下,颜色也随之变浅,此时按厚度判土类会把黑土误判成暗色草甸土。看到坡顶黑层薄、坡脚黑层厚,应先考虑侵蚀再定名。
有机质测定方法也会改变结论。灼烧法与重铬酸钾外加热法的结果能差几个百分点,不同实验室的数据不能直接比较。本文判断:黑层厚度与结构是野外第一判据,有机质数值只作为辅助,跨来源比较必须先统一方法。
参考文献
- 中国科学院南京土壤研究所 主编.《中国土壤》. 科学出版社, 1978. —— 黑土与黑钙土各论。
- 龚子同 主编.《中国土壤系统分类:理论·方法·实践》. 科学出版社, 1999.
- 黑龙江省土壤普查办公室.《黑龙江土壤》. 农业出版社, 1992.
- ISO 14235:1998. Soil quality — Determination of organic carbon by sulfochromic oxidation.