鹼土
鹼土，土壤膠體中含交換性鈉較多(鹼化度達15%或20%)的土壤。呈強鹼性反應(pH8.5~11);膠體高度分散，干時收縮堅硬板結，濕時膨脹泥濘;結構性差，通透性不良;含鹽量不高。主要分布於世界各大洲的內陸乾旱、半乾旱地區，常與鹽土相伴存在。中國的東北、華北和西北地區多以斑塊狀零星分布於鹽土中間。鹼土因土壤膠體在吸附土壤溶液中鈉離子的同時不斷交換出鈣、鹼金屬 鎂離子，從而使膠體中交換性鈉的百分率增大。[1]
| 鹼土 | |
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目錄
簡介
鹼土土壤膠體中含交換性鈉較多(鹼化度達15%或20%)的土壤。其主要特徵是:呈強鹼性反應(pH8.5~11);膠體高度分散，干時收縮堅硬板結，濕時膨脹泥濘;結構性差 ，通透性不良;含鹽量不高。主要分布於世界各大洲的內陸乾旱、半乾旱地區，常與鹽土相伴存在。中國的東北、華北和西北地區多以斑塊狀零星分布於鹽土中間。鹼土因土壤膠體在吸附土壤溶液中鈉離子的同時不斷交換出鈣、鎂離子，從而使膠體中交換性鈉的百分率增大。
中國境內的鹼土分3個亞類:①草甸鹼土。多見於松遼平原和黃淮海平原，地下水較淺，土壤有輕微的季節性積鹽。②草原鹼土。主要在大興安嶺以西的高原草原地區，已脫離地下水影響，有明顯的柱狀、稜柱狀鹼化層。③龜裂鹼土。不受地下水影響，地表因乾旱呈龜裂狀，幾乎不能生長植物，主要在新疆、甘肅、寧夏等地的荒漠和半荒漠地帶。鹼土改良的中心任務是降低交換性鈉的含量。施用石膏、磷石膏和氯化鈣等物質，以其中的鈣離子交換出鹼土中的鈉離子，使之隨雨水和灌溉水排出土壤;施用硫磺、硫酸亞鐵等酸性物質，中和土壤酸度，活化土壤中的鈣，降低土壤中碳酸鈉鹽類濃度，提高某些礦質營養元素對植物的有效性。化學措施須與水利、農業措施相配合。[2]
含碳酸鈉、重碳酸鈉較多、呈強鹼性反應的土壤。
形成
由於鹼化度高(如>45%)時，土壤表層的膠體物質(包括有機膠體和礦物膠體)開始
呈高度的鈉質分散狀態，並隨下降的土壤水流而向下層滲移，因此表層有機質減少，其中特別是亞表層由於缺乏應有的地表腐殖質補充而形成顏色較淺的層片狀結構的SiO2含量較高的層次(E)。與此同時，在B層由於大量的鈉質膠體積聚，形成比較緊實的、暗棕色的塊狀或柱狀結構，為Btn層。而結構表面還常常覆有由於上層礦物膠體進行鹼性水解所產生的SiO2的懸移粉末。因此，鹼土一般具有Ah-(E)-Btn-Cyz的剖面構型。由於pH值較高，所以CaCO3可在不同剖面深度澱積。
鹼土的剖面形態
根據以上的形成過程，鹼土的典型剖面形態是Ah-(E)-Btn-Bcyz的構型:表層(Ah)，暗灰棕(10YR4/3)，有機質含量10~30g/kg(草甸鹼土可高達60g/kg)，為淋溶狀態，鹽分不多(<5g/kg=，但pH值為8.5~10以上。脫鹼層(E):由於脫鹼化淋溶，礦物膠體遭破壞，R2O3向下淋溶，因而形成具有顏色較淺質地較輕的脫鹼層。鹼化積聚層(Btn):暗棕(7.5YR4/6)，有柱狀結構並有裂隙，質地粘重，緊實，並往往有上層懸移而來的SiO2粉末覆於上部的結構體外。鹽分與石膏積聚層(Bcyz):一般有鹽分與石膏積聚，但pH值卻較高。
鹼土的診斷特徵
主要是鈉飽和度比較高，一般在20%以上，但各國分類標準有所不同。關
於鹼土與鹼化，國際上慣用的鹼土分類指標是鹼化度(ESP)、電導率(EC)和pH。美國提出土壤飽和浸提液的電導率小於4mS/cm(25℃)，(ESP)>15，土壤飽和泥漿的pH值高於8.5的土壤稱為鹼土;鹼化度為5%~15%的土壤則稱為鹼化土壤。聯合國糧農組織編制的世界土壤圖例中把確定鹼土的鹼化B層的鈉飽和度大於15%作為指標，印度則把鹼土的ESP指標定為30%。中國南京土壤研究所提出的土壤系統分類則把劃分鹼土的ESP指標定為大於20%。實際上，在質地較沙，有機質含量少，土壤膠體吸收容量很低的情況下，土壤膠體吸附少量的鈉離子時，即顯很高的鹼化度。據南京土壤研究所研究，黃淮海平原的鹼土，當ESP達40%時小麥的出苗和生長受到嚴重抑制，故認為這可作為該地區鹼土與鹼化土壤的分界值，為此，第二次全國土壤普查分類系統中，將ESP大於45%作疆土的診斷確定指標。
亞類劃分
在中國的鹼土亞類劃分中一般可分為草甸鹼土、草原鹼土、龜裂鹼土與鎂質鹼土等。
黃淮海平原半乾旱地區的瓦鹼土(結皮鹼土)及部分改良後種植的小麥
草甸鹼土
草甸鹼上一般都受一定的地下水的影響，故表層有輕微的季節性的積鹽與脫鹽而發生鹼化，故又稱鹽化鹼土，目前包括瓦鹼與草甸構造鹼上。一實際上這兩者在發育與剖面形態別差是很大的。
(1)瓦鹼:瓦鹼侵華北農民群眾的俗稱，又稱"缸瓦鹼"、"牛皮鹼"，分布在黃淮海平原和汾渭河谷平原。多呈斑狀插花分布於耕地中。其地下水埋深多在2m左右，礦化度1~2g/L。瓦鹼的路成主要是鋼質鹽漬土在積鹽和脫鹽頻繁交替過程中，鈉離子進入土壤吸收性複合體而使土壤鹼化，以及低礦化地下水中重碳酸鈉和碳酸鈉在上升積累過程中使土壤鹼化。所以也可認為是處於土壤鹼化過程發展的起始階段。瓦鹼剖面無明顯的淋溶層、鹼化層和積鹽層等發生層次，只在地表有灰白色、板結的瓦狀的胎盤結殼，瓦鹼也因此而得名。瓦狀結殼背面多海綿狀孔隙。其心土和底土形態與當地的潮士相似。瓦鹼中一般含鹽量不超過5g/kg，心土、底土含鹽量小於1~2g/kg，以重碳酸鈉和碳酸鈉為主，鹼化度約20%~40%，高的可達50%~70%，pH達9或9以上。
(2)草甸構造鹼土:草甸構造鹼土當地又稱"暗鹼土"或"鹼格子"土。多分布於松遼平原，內蒙東部和北部，山西境內沿長城內外各盆地的低階地上。與蘇打鹽上成復區，插花分布於小地形較高處。草甸構造減上由蘇打鹽土逐漸脫鹽而成。其具有明顯分異的淋溶層(Ah與(E)層)、鹼化層(Btn)和積鹽層(Byz與Cz)。淋溶層為質地較輕，呈疏鬆片狀、鱗片狀的淺灰或棕灰色薄層、鹼化層為緊實而具有垂直裂隙的柱狀或稜柱狀結構層。以下為積鹽層。草甸構造鹼土的地下水埋深多為2~3m，礦化度約3g/L，多為蘇打水，其淋溶層和鹼化層含鹽不超過5g/kg，以碳酸鈉和重碳酸鈉為主，鹼化度為30%~70%，甚至更高，土壤pH都在9以上。
草甸構造鹼土最早起源於暗色草甸土，當時有較高的有機質含量及厚的腐殖質層，在其後的鹼化過程中，鹼性增強，提高了腐殖質的溶解度。這樣使草甸鹼上仍含有較高的有機質。達15~60g/kg而且腐殖質分散在整個土層中，使土壤呈深暗的色調，所以它相當於美國土壤系統分類的舌狀半干潤鬆軟鹼化粘淀乾旱土(GlossicUstollicNadurairgids)和聯合國土壤分類的腐殖質鹼土(MollicSolonetz)。草甸構造鹼土，根據住狀鹼化層(Btn)在土層中出現的部位可以分成:結皮柱狀草甸鹼土:柱狀位於距地表3cm以內，淺位住狀草甸鹼土:柱狀層位於3~10cm以下，中位住狀草甸鹼土:柱狀層位於10~15cm以下，深位住狀草甸鹼上:拄狀層位於15CW以下。這四種草甸構造鹼土的含鹽量和積鹽層深度也不相同。土壤含鹽量是結皮杜狀草甸鹼土>淺位校狀草甸鹼上>中位柱狀草甸鹼土>深位柱狀草甸鹼土。其積鹽層深度則是結皮柱狀草甸鹼土<淺位柱狀草甸鹼土<中位柱狀草甸鹼土<深位柱狀草甸鹼土。正是由於柱狀鹼化層、積鹽層及土壤含鹽量的高低差別，使這四種草甸構造鹼土在利用價值及改良難易上有很大不同。其中利用價值，相對地說是深位柱狀草甸鹼土>中位往狀草甸鹼上>淺位柱狀草甸鹼土>結皮柱狀草甸鹼土;改良的難易程度上，則在上述順序中前者較易，後者較難。
草原鹼土
草原鹼土過去也稱鹼土，它主要分布在東北大興安嶺以西的蒙古高原，呈斑塊狀與黑鈣土、栗鈣土組成復區。地下水位深，在5~6m或以下。草原鹼土與草甸構造鹼土在發生上有密切聯繫。這是由於地質歷史上的氣候變遷和侵蝕基面下切，使草甸構造鹼土的地下水位下降，逐漸變成草原鹼土。因此其性狀與草甸構造鹼士相似，有明顯的淋溶層、鹼化層及積鹽層。在草原鹼土分布地區，由東向西乾燥度逐漸增大，地帶性土壤由黑鈣土、暗栗鈣土過渡至栗鈣土，因而使草原鹼土腐殖質層厚度逐漸變薄。含量減少，土壤顏色由深暗而變淺，柱狀鹼化層的出現部位由深變淺而逐漸接近地表，因而也可分出深位、中位和淺位。積鹽層也由深變淺。它相當於美國土壤系統分類的強發育粘淀乾旱土(Paleargid)和聯合國土壤分類的普通鹼土(OrthicSolonetz)。
龜裂鹼土
龜裂鹼土分布在漠境和半漠境地區，如新疆、甘肅、寧夏和內蒙古河套平原。它相似於美國系統分類的鹼化粘淀乾旱土(Natrargid)和聯合國土壤分類的龜裂荒漠上(TakyicYermosols)。龜裂鹼土地下水位深，在4~7m或以下。不參與現代成立過程。龜裂鹼土主要是通過地面間歇水的淋溶，使鹽化土壤產生脫鹽而形成的。龜裂鹼土上幾無高等植物，僅在春夏地而短暫濕潤時期，生長一些斑狀的藻類或地衣。因此其他表有極薄的黑褐色藻類結皮層，下為1~5cm的灰白色輕質淋溶層，下墊1~2cm厚的鱗片或層片狀結構，較緊實，脆而易碎的過渡層;再下為粘重，緊實，呈短柱狀的鹼化層;鹼化層下為鹽化層及母質層。土壤的鹼化度高，為20%~60%，個別可達70%~90%。pH則達10。
荒漠鹼土
鎂質鹼土:主要分布在河西走廊等地。這裡的地下水位高，達1~2m，礦化度小於1g/L。表土15~30cm以下出現30cm厚的塊狀或核狀結構且堅實的白土層，底上則常有銹斑和石灰結核。它應屬草甸鹼上，但其特點是表土、亞表土中含大量交換性鎂，達6~7gcmol/kg，毒性大。因而單列為亞類。鎂質鹼土鹼化度高達70%~90%，含鹽量亦較高，可達2-20g/kg。所以也有稱之為鎂質鹽土。其成因多與母質含鎂礦物風化有關。
區別
它與蘇打鹽土的區別
蘇打鹽土雖然也含有較多的蘇打和較高的pH值，但蘇打鹽土沒有鹼土的剖面形態，而地下水礦化度低地下水位也較鹼土為高。
它與鹼化土壤的區別
主要是鹼化度(也叫鈉飽和度ESP)的區別，一般鹼化土壤均為其它類型的土壤具有附加的鹼化過程，因此其鹼化度多在5%~15%以下。
它與脫鹼土的區別
脫鹼土為由鹼土進行脫鹼化而成，雖然還具有殘存剖面形態，但因上部E層受到強烈淋溶而使原Btn層的鈉飽和度降至5%以下。
利用和改良
鹼土在淋溶條件加強，脫鹼化作用(solodization)進一步發展過程中，隨着土壤膠體表面吸附的鈉離子被水解置換，土壤膠體上的鈉飽和度降低至5%以下，而且表層含鹽量低，甚至達非鹽漬化土壤水平，由於鈉飽和度也很低，土層膠體吸附有氫離子，則交換性酸增加，(E)層的pH降低是中性，甚至微酸性。故為脫鹼層。但脫鹼層以下仍保留殘餘的Btn層的鹼化特徵。即形成An-(E)-Btn-C的剖面構型，稱之為脫鹼土(Solod，SolothSoil)。
應根據鹼土分布地區的自然條件，因地制宜地採取綜合措施，合理安排農、林、牧生產。鹼土改良的中心任務則在於降低交換性鈉的含量，因這是造成鹼土pH值高、物理性狀不良、結構性和通透性差、礦質養分有效性低以及產生Na和OH使植物致害的根源。通常採用下列化學改良措施:①施用石膏、磷石膏和氯化鈣等一類物質。作用是以其中的鈣離子交換出鹼土膠體中的鈉離子，使之隨雨水和灌溉水排出土壤。其化學反應過程可用下式表示:
②施用硫磺、廢酸、硫酸亞鐵等一類酸性物質。作用是中和土壤酸度，活化土壤中的鈣，降低土壤溶液中毒害性較大的碳酸鈉鹽類的濃度和提高某些礦質營養元素對植物的有效性。但各種化學改良方法必須與水利措施(灌水、排水)和農業措施(深耕、客土、施用有機肥料等)相配合方能奏效。