第十二节　砂姜黑土

一、砂姜黑土的分布及形成条件
砂姜黑土属半水成土纲暗半水成土亚纲，是安徽省主要耕作的旱地土壤。面积为2470．9万亩，占全省旱地面积的43．24％。主要分布在淮北平原的中南部及淮河以南的平原洼地，包括阜阳、宿县两地区，淮北、淮南及合肥市所辖长丰县、滁县地区的定远和凤阳县、六安地区的寿县和霍邱等县的部分地区也有分布。其中以宿县、濉溪、灵璧、固镇、五河、怀远、凤台、阜阳、利辛、太和、蒙城、涡阳、阜南及颍上等县面积较大。
砂姜黑土所在地多为河间平原和平原洼地，成土母质为晚更新世黄土经搬运后的沉积物质（亦称黄土性古河道沉积物），含有较多碳酸钙。地下水埋藏深1～2米，雨季上升到1．0米以内，有时接近地表，甚至有短期地表积水。地下水质良好，可作灌溉或饮用之水，矿化度低于1．0克／升。为HCO－3—Cl－—Ca2＋—M g2＋和HCO－3—CL－—M g2＋—Ca2＋型。部分碟形洼地中心矿化度稍高，可达1．5克／升，而且有HCO 3－—CL—Na＋—M g2＋和HCO－3—CL 2－4—Na＋—M g2＋型不良水质存在。在历史上砂姜黑土分布地区，呈现大片湖沼草甸景观，喜湿性植物生长茂盛，经人类长期垦殖，原有自然植被已不复存在，并经筑堤防洪和开沟排水、深耕施肥等耕作活动，土壤向着旱耕熟化方向发展。
二、砂姜黑土的形成特点
〔草甸潜育作用〕
砂姜黑土发育早期，地面多为湖沼草甸景观，繁茂的喜湿性植物提供的大量有机残体，在嫌气性条件下进行腐烂分解和有机质累积，腐殖质胶体使表土染成黑色，在干旱季节，则土壤中积累的有机质遭到分解消耗。如此长期的干湿季节转换，氧化——还原过程交替进行，使土壤剖面上呈现灰黑色，从而形成有机质含量不很高的“腐泥状黑土层”。
〔脱潜作用〕
砂姜黑土在早期发育过程中有一定的淋溶淀积作用，生物作用产生的二氧化碳与土壤水作用后，促进了土壤上层碳酸钙的溶解和淋溶作用，从而增大了地下水中重碳酸钙的浓度。平原洼地地下水流动不畅，从至干旱季节，蒸发旺盛，重碳酸钙转变成碳酸钙而在土壤底部积聚淀积。经过长期的淋溶淀积过程，形成具有一层层呈同心园状层次的碳酸钙结核——砂姜，一般在土壤深度50厘米以下形成砂姜层。
〔早耕熟化作用〕
二、三千年以前，安徽省砂姜黑土区已有农业活动，长期的旱地耕作，使草甸潜育的潜育程度和潜育层部位降低。同时在好气性细菌分解加强的情况下，草甸过程中形成的“腐泥状黑土”颜色逐渐变浅，并分化为耕作层、犁底层和埋藏黑土层3个层次。有的耕作层有机质含量有所下降，但土壤养分有效性有所提高，物理性状得到改善。
〔碱化过程和复石灰过程〕
在一些特定条件下，砂姜黑土还有附加的碱化过程和复石灰过程。碱化过程见于河间平原的碟形洼地，该地区地下水水位常在1．0米以内，雨季时接近地表，冬春较短时间内下降至1．3米左右。由于盐分的不断渗入、汇集和浓缩，地下水矿化度达到0．8～1．5克/升，地下水中有苏打和小苏打存在，易导致土壤碱化。砂姜黑土的复石灰过程，一般见于砂姜黑土的石灰残丘附近和邻近黄泛区，由于受到石灰残丘的石灰水或带有黄泛物质的土杂肥的影响，使原本已没有石灰反应的土体，在耕作层内又恢复了中、弱度石灰反应。
三、砂姜黑土的类型及特性
〔砂姜黑土亚类〕
砂姜黑土亚类占砂姜黑土土类面积的99．60％，是安徽省面积最大的旱作土壤，为小麦、大豆、玉米、山芋及杂粮生产的重要基地。本区地形平坦，耕地面积占全省总耕地的26．5％，然而产量较低，提高该土壤的生产力，对发展安徽省农业有极其重要的意义。
砂姜黑土亚类分布范围广，遍及整个砂姜黑土类地区，各地段因地形高低，土壤内外排水条件、垦殖时间长短、粘粒漂洗程度和新物质覆盖等因素不同，土壤性状差异很大，有黑姜土、黄姜土和白姜土（青白土）、覆淤黑姜土。黄姜土和白姜土，成土母质均为晚更新世黄土经过再搬运的物质，三者中黑姜土面积有690．6万亩，其所在地地势最低，排水条件最差，黑土层最厚，土色最深，有机质含量最高，质地最重，阳离子代换量较高，保肥和供肥性能较好，耕作时间较短。黄姜土有825．2万亩，白姜土有388．7万亩，两者所在地地势依次升高，排水条件依次较好，黑土层厚度变薄，土色渐由黄灰色转变为白灰色，有机质含量渐由1．0％降至0．8％，土壤质地由粘壤土渐变为壤粘土，阳离子代换量渐降至20毫克当量／百克土。保肥和供肥性能呈依次降低趋势。覆淤黑姜土和覆泥黑姜土是砂姜黑土上有异源物质的土壤，异源物质厚度小于58厘米。覆淤黑姜土有528．7万亩，其覆盖物为黄泛沉积物，耕层有机质含量1．3％，全氮0．087％，全磷0．06％，速效磷6PPM，全钾1．92％，速效钾181PPM，在砂姜黑土中属产量较高的土壤。覆泥黑姜土有26．3万亩，其覆盖物为石灰壳残丘处黄土阶地冲刷物和石灰岩风化物，耕层有机质含量可达1．5％，全氮0．104％，全钾和速效钾分别为1．79％和141PPM，全磷和速效磷含量较低，分别为0．051％和2PPM。
〔碱化砂姜黑土〕
碱化砂姜黑土亚类是砂姜黑土形成过程中，附加有碱化过程而形成具有碱化层特征的土壤。碱化层呈浅白色，当地农民称“白碱土”。碱化砂姜黑土面积有11．5万亩，占砂姜黑土土类面积的0．42％。主要分布于颍河以东砂姜黑土区的碟形洼地，以蒙城、涡阳、利辛、宿县等地南部较多。另外阜阳、怀远、固镇、灵璧、五河等县也有小面积分布，多呈斑块状星散分布。每一碱斑面积只有数亩或几十亩，有的碱斑断续相连，与砂姜黑土中的其它土壤构成复区。碱化砂姜黑土多处洼地中心部位，为地下水汇集之地，地下水常年埋深在1．0～ 1．5米处，矿化度为0．8～1．5克／升，水质为HCO－3—CO 2－3—Na＋—M g2＋型，含有苏打和小苏打。在碱荒地上的自然植被，只有稀疏零星的扒根草、小芦苇、碱篙、碱灰菜和白茅等。
碱化砂姜黑土在剖面上极明显的特点是有一碱化表土层。该层厚10～20厘米，与其下部黑土层界线清楚，土体松软，多海绵状孔隙，呈灰白色，质地为粉砂壤土至粘壤土，碱性很强，PH值在9．0以上，碱化度在25％以上，阳离子交换量为5～ 10毫克当量／百克土，有机质含量小于1．0％，速效磷为2～5PPM。雨后碱化层易表层淀板结壳，形成白色碱结皮或片状构造，对作物幼苗危害甚大，目前重碱化黑姜土仍属荒芜之地，当地群众称“死碱地”，占碱化砂姜黑土总面积的90％，在熟制上多为小麦——山芋——冬闲——棉花，两年三熟。作物出苗难，出土的幼苗也易受碱害致死。作物产量低而不稳定，小麦亩产80～100公斤，山芋500公斤左右。
四、砂姜黑土的改良利用
砂姜黑土所在地地势低平，排水不畅，地下水水位较高，汛期埋深在1米以内，易受涝渍之害。土壤本身土质较重，粘土矿物以膨胀性较大的蒙脱石为主，土壤通透性差，蓄水量小，砂姜黑土除易受涝渍，还多旱害。
砂姜黑土结构不良，土壤水整体运动性强，蒸发量大，在干旱时土体收缩产生的裂隙，更加强了蒸发作用，耕作层下毛管性能微弱，导水性差，水分运动缓慢且上升高度较小，遇久晴不雨天气，提早和加重了作物的旱情。
砂姜黑土形成过程中，干湿季定期转换，氧化还原交替进行，有机质分解较快，有机质含量不高，氮、磷、钾含量也较低，再加历史上多灾的原因，耕作较为粗放，大多是广种薄收，致使土壤中有机质和养分更趋贫瘠。砂姜黑土质地粘重，土壤保墒和种籽出苗均为不利。砂姜层出现部位较高的土壤，对耕作和作物生长均有不良影响。
砂姜黑土为安徽省低产土壤，既有自然条件限制，致使多灾害，也有土壤本身的不良因素，并有人类不合理耕作的影响。为此，必须进行综合治理和因地制宜地采取多种改良措施。
防涝防渍，必须继续提高淮河干流通及其支流河道防洪标准，并要进一步做好大、中、小沟的田间水利配套工程，以提高面上的防涝能力。对排水确有困难的洼地，可改变农业结构，改种水稻、高梁、红麻等喜水或耐旱作物。
砂姜黑土层降水一般能满足作物需要，但由于降水在时间上分配不均和土壤本身抗旱性能较差，易出现旱象。为此，需进行小定额的补充性灌溉，对小麦进行冬灌和春灌，可增产20％。砂姜黑土区的复种指数已由原来的150％提高到170～180％，而绿肥种植面积和有机肥施用量越来越小，土壤养分入不敷出，使生产成本越来越高，土壤物理性状变坏。培肥砂姜黑土的有效办法，应从无机促有机，有机与无机相结合入手，通过合理施用氮、磷化肥，提高作物产量，加强有机肥与无机肥的结合施用，使土壤肥力与作物产量同步提高，形成土壤肥力不断提高的良性循环。同时发展田间绿肥作物和多年生绿肥，以增加绿肥来源，对于轮作套种豆科作物等传统生物措施，仍然不能忽视。