半干旱区的路堑上,常见一层灰白色的土,里面夹着白色丝网和小结核。有人把它当成盐霜,有人当成石膏。两者的溶解度与反应完全不同,认错会把整个剖面的水分状况判断带偏,也会把干旱层的深度估错。
先看形态:粉末、丝网、结核、钙磐,四种样子层层递进
形态有四种。最轻的是白色粉末,附着在结构面与根孔上;进一步是假菌丝,沿孔隙连成网状;再重是结核,直径 1–5 厘米,切开有同心圈层;最重是钙磐,厚 20 厘米以上,锤击声脆。
假菌丝粗 0.5–2 毫米,白色、质脆、干时一碰就掉,湿润时略软。它不是真菌的菌丝,而是碳酸钙沿孔隙沉淀的产物,滴 10% 盐酸在 10 秒内密集起泡,这一条就足以与真菌丝分开。
再看层位:钙积层落在降水渗不到底的深度
层位说明降水量。钙积层出现在降水渗不到底的深度:年降水量 300–600 毫米的地区,层位常在 30–100 厘米;降水越多,淋洗越深,钙积层位置越低,厚度越薄,形态也从钙磐变为粉末。
厚度与形态说明经历的时间。薄层粉末状钙积多是近期形成的;结核状说明经历了多轮溶解与再沉淀;钙磐需要更长时间。一个剖面上从粉末到钙磐的变化,往往对应自上而下的时间序列,越往下钙积得越久。
最硬的一条是加酸:起泡的是碳酸钙,不起泡的是盐或石膏
最硬的一条还是加酸。碳酸钙起泡剧烈、气泡密集;石膏不起泡,只会缓慢溶解;盐霜遇酸也没有气泡。三种白色物,一次加酸、一次加水,两条反应就能分开,不必送样,现场几分钟就能判断。
加水也能分开。盐霜易溶,滴几滴水就消失,水干后又回来;碳酸钙几乎不溶,水干后仍在;石膏溶解度居中,长期浸泡会软化。用矿泉水瓶做浸泡试验,24 小时可见差别,盐霜第二天就回到原样。
混进来的是真菌丝与灌溉带来的次生钙
混入的是真菌丝与灌溉次生钙。真菌丝有韧性、可弯曲、烧后有焦味;灌溉水带来的碳酸钙多集中在表层 0–30 厘米,呈薄层粉末,与下层的钙积层不连续,中间隔着一段无钙的土层,剖面上看得很清楚。
黄土区要特别小心。黄土本身含 10%–15% 的碳酸钙,全剖面都起泡,不能凭起泡定钙积层。那里的判据是含量明显高于上下层,而不是有没有起泡,量的是相对富集,不是绝对有无。
关键数据
下列数值为常见范围,随降水量、母质与地形变动。描述钙积层时,要同时记录形态、厚度、层位与上下接触关系,只写一层白色粉末,别人无法判断它是钙积还是盐霜,也无法判断它是否仍在形成。
- 钙积层多出现在年降水量 300–600 毫米的地区。
- 层位常在 30–100 厘米,深度随降水增加而下移。
- 假菌丝粗 0.5–2 毫米,沿根孔与裂隙连成网状。
- 钙结核直径 1–5 厘米,切开可见同心圈层。
- 钙磐厚度可超过 20 厘米,锤击声脆,滴水不散。
- 滴 10% 盐酸,碳酸钙在 10 秒内起泡,石膏与盐霜不起泡。
边界
石灰岩风化物与钙质紫色土全层含钙,形态判据在这里失效,只能靠含量对比。酸化严重的土壤,钙积层可被淋失,只留下零星结核,层位已经断开,不能按连续层记录,只能写作残留钙积,并在备注里写明淋失程度。
深度不等于年代。坡积与耕作能把钙积层埋藏或翻乱,同一剖面上下的两个钙积层可能来自不同时期。本文判断:钙积层只在母质含钙、气候半干旱两个条件同时成立时才可靠,记录必须写明层位与接触关系。
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.