掰开一块干土,断面上是一个个近球形的小团,还是带棱角的大块,或是竖着的柱子、横着的薄片,四种形态对应四种成土环境。把结构只写成疏松或紧实,等于丢掉剖面里信息量最大的一项。
先看形状:近球形、棱角块、竖柱、横片,四类互不重叠
团粒是最常见的一类。直径 1–10 毫米,近球形,表面粗糙、内部多孔,浸水后不易散开。它由有机质、黏粒与铁铝氧化物胶结而成,多出现在 A 层与草原土壤的表层,粒径 0.5 毫米以下则接近粒状。
块状结构体直径 5–50 毫米,棱角明显,面平棱锐,堆在一起彼此嵌合。它多出现在黏粒含量高的 B 层,干时坚硬、湿时易散。块状越小、越接近粒状,孔隙越多,通气越好,根也越容易扎进去。
再量尺寸:毫米与厘米两档把团粒和块状分开
柱状与棱柱状是竖着长的。横截面 2–5 厘米,高 5–20 厘米,顶面圆的是柱状,顶面平的是棱柱状。它形成于含钠黏粒的膨胀与收缩,常见于碱化层,柱间裂隙可宽达 1 厘米。
片状是横着叠的。单层厚 1–10 毫米,水平排列,层层相叠,多见于犁底层、压实层与冲积层理。片状越薄越密,垂直透水越差,根系也越难穿透,剖面上常成一条明显的水平界线,上下两侧的结构截然不同。
最硬的一条是轴向:柱状竖着长,片状横着叠
观测要在干态下做。取 10 厘米见方的土块,用手沿自然裂面掰开,看新断面上结构体的形状与大小。湿态下结构体会糊成一片,量出的尺寸偏大,形状也辨不清,连片状与块状都会混在一起。
结构面比结构体更有信息。表面发亮、覆有 0.1–1 毫米的黏粒胶膜,说明上方有黏粒淀积;表面有锈色斑纹,说明经历过氧化还原交替;表面有白色粉末,说明碳酸钙在此沉淀,三种附着物各对应一种过程。
混进来的是单粒砂土与耕作碎块
混入的是单粒与碎块。砂土没有结构,一颗颗石英各自独立,掰开仍是散的,记为单粒结构。耕作与压实把团粒打碎成 2–5 毫米的碎块,棱角新、浸水即散,不能当成天然团粒,浸水试验十分钟就能分出真假。
还要分生物成因与物理成因。蚯蚓粪呈 2–5 毫米的圆粒,表面光滑、常堆在孔口;根孔周围的团粒有细根穿插。压实形成的片状与楔状,则沿机械压力的方向排列,边界平直,与生物成因的圆粒容易区分。
关键数据
结构描述要同时写形状、大小、发育程度与干湿状态。下列数值为常见范围,用于现场比对,不作为分级的唯一依据;同一层位在不同含水量下会给出不同读数,干态与湿态要分开写,取土深度也要一并注明。
- 团粒直径多在 1–10 毫米,近球形,浸水后不易散开。
- 块状结构体 5–50 毫米,棱角明显,多见于黏重的 B 层。
- 柱状横截面 2–5 厘米,高可达 20 厘米,顶面圆或平。
- 片状单层厚 1–10 毫米,水平排列,常见于犁底层。
- 结构面胶膜厚 0.1–1 毫米,是黏粒淀积的标志。
边界
湿时无法判断结构。稻田淹水期耕层呈糊状,结构体全部消失,只能等落干后观测;膨胀土干时裂成棱柱、湿时闭合,同一层在不同季节会给出两种答案,记录时必须写明季节与前期天气,否则无法复现。
结构不是固定属性。翻耕、放牧与机械压实都能在几年内改写表层结构,半米以下才相对稳定。本文判断:描述结构必须注明干湿状态与观测深度,否则两组数据无法对比,也无法判断结构是天然的还是一年之内压出来的。
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. —— 土壤剖面形态与发生层。
- 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.
- 熊毅, 李庆逵 主编.《中国土壤》(第二版). 科学出版社, 1987.
- Soil Survey Staff. Keys to Soil Taxonomy (12th ed.). USDA-NRCS, 2014.