灌漠土是一種在干旱地區的特殊土壤類型,其形成得益于灌溉耕作。這種土壤的特點在于灌溉水使得原本的漠土中的鹽分得以下移,同時種植過程也增加了土壤的肥力。
成土環境
1. 坎兒井法的應用使得灌溉用水能夠流入礫質沖積扇并用于農業。新疆全境和甘肅省西部地區屬于暖溫帶與溫帶荒漠地帶,如果沒有灌溉,這些地區無法進行農業活動。然而,由于中國西北部地區存在三條平行的山脈系統——阿爾泰山系、天山系和昆侖山脈系,它們的高度超過雪線,因此山頂上的永久性冰川積雪成為了重要的水資源。當氣溫升高時,高山融雪水流經溝谷,最終匯入礫質沖積扇中。當地人使用坎兒井法,將融水引入地下,并在沖積扇末端的細土荒漠中進行灌溉。坎兒井的設計原理是從沖積扇上緣開始挖掘洞穴,逐段提升水位,直到水位能夠自然流入沖積扇末端的細土荒漠,實現灌溉的目的。
2. 日照和熱量資源豐富。灌漠土所在的區域屬于暖溫帶向溫帶過渡的地區,擁有充足的日照時間和較高的年平均溫度。年日照時數通常超過3200小時,年輻射量達到628020焦/立方厘米,≥10℃的年積溫普遍在3000℃以上。這樣的氣候條件加上人類引入的灌溉水源,構成了獨特的灌溉農業生態環境,促進了生物累積,提高了土壤有機質含量。
3. 灌溉耕種是灌漠土的重要成土條件。人們利用干旱地區的冰雪資源進行灌溉耕作,有效地去除了土壤中的障礙因素,使其適合種植多種農作物。灌溉水不僅滿足了作物生長所需水分,同時也提升了土壤肥力,促進了生物累積。
4. 古老的農業歷史和豐富的傳統經驗為灌漠土的形成提供了基礎。這些地區有著悠久的農業發展史,早在幾千年前就已經出現了定居農業社會,農業技術和手工業也隨之發展起來。漢唐時期,大規模的水利工程建設和先進的農具推廣,極大地促進了農業的發展。清代以來,政府大力開展屯墾事業,顯著擴大了綠洲面積。新中國成立后,這些古老綠洲得到了快速發展,大片荒漠轉變為適宜耕種的灌漠土。
成土特征
1. 淋溶表聚交替進行。在蒸發量大于降水量的條件下,漠土會形成溶解性物質的表聚作用。但是,隨著灌溉的進行,物質也會向下淋溶,如碳酸鈣和可溶鹽類會有淋移的趨勢,導致土壤脫鹽淡化。
2. 干濕凍融交替進行。該地區冬季干燥,夏季和秋季則因為灌溉而變得濕潤。冬季土壤凍結深度可達1米以上,春季解凍時,凍層自上而下融化。這種干濕凍融的周期性交替有助于改善土壤結構,增強土壤的通氣性和生物累積。
形態特征
灌漠土的全剖面顏色、質地、結構相對均勻,但也可能出現砂、粘、壤土等多種土層變化,這些都是沖積扇末端交互沉積的結果。灌漠土的剖面主要由耕作層、亞耕層、心土層和母質層構成。根系密集分布在40-60厘米深處,甚至在更深的地方也能發現大量的微根。土壤中含有陶片、炭屑、碎骨、糞斑等文化遺物和生產活動痕跡,蚯蚓活動范圍廣泛。耕作層厚度約為20-30厘米,根系密集,結構松散多孔。亞耕層一般厚10-15厘米,結構較為致密。耕作層中常見的根孔和結構面上的暗色膠膜都是由淋移粘粒和腐殖質形成的。心土層厚40-60厘米,顏色較淺,含有更多的碳酸鈣沉淀。母質層未經成土作用影響,質地粘重,常有暫時滯留的水分形成的鐵錳斑紋。灌漠土中還常見障褥層,如礫石、漏砂、夾粘等,這些新生物質的形成會影響土壤滲透性。
理化性質
灌漠土的原生漠土中積累了大量的生石灰、石膏和可溶鹽。灌溉耕作后,每年的灌溉水量在400-800立方米之間,徹底改變了土壤原有的水分狀況和物質遷移方向。土壤含水量從原來的50克/千克左右增加到150-200克/千克,下層含水量高于上層。全剖面碳酸鈣含量差異不大,碳酸鈣和粘粒有下移趨勢,耕作層中脫鹽現象明顯。灌漠土的顆粒組成中,粘粒含量一般為11%-31%,粉砂含量14%-52%,砂粒含量25%-72%。這意味著灌漠土中細砂、粉砂、粘粒占據主導地位。熟化土層質地均勻,全剖面土壤容重1.1-1.5,總孔隙度42%-58%。土壤通透性好,蓄水保肥能力強,耕性良好。灌漠土中的易溶鹽多數已被淋洗,石膏也被淋洗。土壤剖面中層碳酸鈣被淋溶,但與母土相比,全剖面碳酸鈣含量有增高趨勢,這與施入大量土糞、灌溉水中富含鈣以及活躍的生物富集作用有關。礦質全量分析結果顯示,灌漠土中硅、鋁、鐵等元素沒有明顯的移動。
利用與改良
利用現狀及評價
灌漠土地處荒漠,生產穩定性較差,生物覆蓋率低,物種多樣性有限。大多數地區為沙漠和草原,農耕地分散在戈壁沙漠中的綠洲內。林帶交錯,溝渠縱橫,灌溉設施完善,體現了灌溉農業的獨特特點。盡管有些地方的林木覆蓋率較高,但從總體上看,保護性林業的比例較小,需要提高林草比例,強調草灌結合,喬灌結合,草場面積較大,但農牧結合不足,畜禽糞便很少用于農業。綠洲多為單一的種植業,尚未建立起良性的農田生態系統,生產潛力未能充分發揮,大量土地閑置。農田集約經營程度較低,生物產量不高,應加強輪作綠肥、豆科作物,擴大墾殖指數。應做好節水灌溉工作,充分利用秋冬余水,提高土地利用率,培育草灘草場,發展農區畜牧業,實現農牧結合,以牧促農。
改良利用措施
1. 轉變單一的種植業模式,提高農區畜牧業比重,實現農牧結合,以牧促農,推動種植業發展。
2. 加強護田林帶建設,林下種植綠肥牧草,結合蓄水保墑,提高土壤水分涵蓄能力。通過增加地面覆蓋度,多接納秋冬余水,將其儲存在土壤下層,作為有效資源,同時地面植被產量增加,通過農牧結合的方式,形成良性能量物質轉化,構建良性循環的綜合農業體系。
3. 發揮光熱資源優勢,提高土壤生產力,通過種植施肥等農業技術手段,發揮光合作用的生產潛力,提高單位面積產量。
4. 針對土壤障礙因素,改造中低產田。當地的土壤障礙包括貧瘠、鹽堿、干旱、堅硬、板結、枯結、漏沙、礫石、硬磐層等。當地采取種植綠肥、挖鹽窟窿、客土拉砂、種稻改土等方法,將改良融入開發過程中。例如,人工種植耐鹽的沙棗、多枝檉柳、胡楊、沙棘等樹種,林下種草,林糧間作,草田輪作等,建立農林牧相結合的良性生態體系,既能改善農業生產環境,又能推進中低產土壤的改良。
5. 推廣有效的農業技術。結合現代科技,甘肅河西走廊地區對面積最大的灰灌漠土,采取麥收后灌水泡茬技術,將麥茬泡至茬軟水黑黃,適時耕翻曬垡;在九月中旬進行秋灌,適耕時耕翻,并且凍前連續耕耙2、3次,進行多次耙耘破壓;開春地融,搶墑種麥。這種方法通過干濕交替、冷熱凍融交替,增強了土壤的滲水蓄墑能力,改善了土壤結構,使根系深扎,地面植株生長健壯,土壤也越種越肥沃。
參考資料 >
灌漠土的發生演變和培育.掛云帆.2024-11-23
中國土壤地理.中國土壤地理.2024-11-23
灌漠土團聚體穩定性及其固碳機制研究.百度學術搜索.2024-11-23