灌漠土的全剖面颜色、质地、结构均较均一,但也出现表土层有砂,粘、壤土覆盖,还有夹层型,如腰砂、腰粘、夹砾等土层变化,这些均是冲积扇末端交互沉积所形成。灌淤土剖面主要由耕作层、亚耕层、心土层、母质层组成。
成土环境
1、坎儿井法使注入砾质冲积扇的水用于灌溉。新疆全境、甘肃西部为广阔的暖温带与温带荒漠所据。无灌溉即无农业,本来应和世界其它各地荒漠相似,应属无入居住的荒漠地区。所不同的是:我国以塔里木与准噶尔沙漠为主体的广阔荒漠地区,存在着高度隆起的三大平行山系,作自西向东延伸。北为阿尔泰山系,中为天山系,南为昆仑山系。这三大山系的高度均达雪线以上,在甘肃河西走廊还有高海拔的祁连山系。在这些山系顶部,均有常年有冰川积雪,成为“固体水库”。气温回升后,高山融雪水,沿沟谷而下泄,深入深厚的砾质冲积扇中,水分消散。千百年来,当地居民即采用坎儿井法,将沿冲积扇注入深层的融水,引出地面,并在冲积末端的细土荒漠中进行灌溉。坎儿井的巧妙设计是:从冲积扇上缘,挖开洞穴,抬高水位,逐渐沿砾石中的径流线逐步分段挖洞抬升水位,及至冲积扇末端时,坎儿井的水位已可以自流进入冲积扇末端的细土荒漠,进行灌溉。
2、日照与热量资源优越。本区属暖温带向温带过渡区,其热量情况优越。灌漠土区的年日照时数3200小时以上,年辐射量628020焦/立方厘米,大于10℃年积温一般在3000℃以上,光能优越,保证了种植业所需的光热条件。这一气候条件,结合人为引来的水分状况,组成了克服干旱、盐渍的灌溉农业绿洲生态优势。同时强化了生物累积,使土壤发生演变,土壤有机质含量可达25-40克每千克,在内陆干旱漠境地区形成了绿洲和新的土壤类型-灌漠土。
3、灌溉耕种。利用干旱区的冰雪资源,实行灌溉耕作,是灌漠土突出的成土条件。人工引水浇灌耕垦,根除了土壤障碍因素,可种植各类农作物。灌溉水使漠土中的盐分下移,经种植后又培肥了土壤,生物累积也逐渐加强。为了满足作物生长发育,也得克服某些漠土的不利性状,采取人为翻耕加厚表土层,经施肥轮作,促使土壤向有利于作物生长的方向转变,创造可能满足作物生长发育所要求的土壤性状,使原来干旱情况下的板结、坚实的漠土属性,如理化、生物特性,都发生了一系列的变化,从而缩小了漠土不利于耕作属性,使土壤属性逐步向灌漠土的宜耕适种的方向发展。
4、古老的农业,丰富的传统经验。灌漠土大都形成于古丝绸之路沿线的古道上,农业发展很早。东疆地区3000年前就有农业,当时居民已进入定居阶段,形成农牧结合的农耕社会结构,出现冶金、制陶、纺织、制革等业。如4000年前的武威齐家文化,铜铝冶炼及加工业已相当发达,表明已进入青铜时代。3500年前的玉门火烧沟遗址,墓葬大陶罐中贮有粟粒,另有钢刀、铜镰、彩陶方杯和人足罐等酒器,足见工具进步,出现酿酒业,标志着农业已相当发展。汉唐时期,乌鲁木齐、哈密,吐鲁番、河西四郡大规模地兴修水利,传入中原的先进农具,苦遍推行牛耕,屯垦事业发展很快。除雪水灌溉外,还发明坎儿井,开发利用地下水。清代沿天水曾大规模屯垦,绿洲面积达320万亩。解放后,各古老绿洲迅速扩大,大片荒漠变成灌漠土,农业生产面貌大为改观。
成土特征
1、淋溶表聚交替进行。漠土的形成是在蒸发量大于降水量的情况下发生的,形成溶性物质的表聚作用,但由于灌水,既满足了作物生长发育需要的水分,也不断形成物质向下淋溶现象。如碳酸钙,可溶盐类有淋移趋势,脱盐淡化明显;粘粒也有随水下移的情况。
2、干湿冻融交替进行。本区冬春干燥,经夏秋因作物生育期一系列灌溉后,土壤湿润,业已改善冬季土壤冻结层深达1米以下。春季解冻,冻层自上而下融化。干湿冻融周期性交替进行,促进土体松散绵软,松疏多孔,根系密集,强化厂土壤生物积累,使土壤通气性有所改善,结构面见较多的细孔,这些土壤性状的改善均与干湿冻融频繁有关。
形态特征
灌漠土的全剖面颜色、质地、结构均较均一,但也出现表土层有砂,粘、壤土覆盖,还有夹层型,如腰砂、腰粘、夹砾等土层变化,这些均是冲积扇末端交互沉积所形成。灌淤土剖面主要由耕作层、亚耕层、心土层、母质层组成。由于根系下伸,密集于40-60厘米深处,在深达100厘米处仍可见大量微根延伸。土壤作暗棕至灰褐色,可见陶片、炭屑、碎骨、粪斑等文化遗物和生产活动痕迹,蚯蚓活动可深达100厘米,常见其粪便和洞穴。耕作层厚20-30厘米,根系密集,疏松多孔。亚耕层一般厚10-15厘米,较紧实,多为块状、片状结构。耕作时间越长,越靠近村落,土壤越肥沃,亚耕层越厚。耕作层中多根孔,在根孔及结构面上,常见淋移粘粒和腐殖质形成的暗色胶膜,结构面上常见菌丝体状或斑点状碳酸钙淀积,心土层厚40-60厘米,色泽亦渐浅淡,呈灰棕色,碳酸钙淀积更多,结持更紧密,母质层未受成土作用影响,结持紧实,质地粘重,常见因渗水临时停留的水分潜潴,形成棕色或褐色铁。锰斑纹。灌漠土中常见障褥层,如砾石、漏砂、夹粘以及因水分上下运动的影响,使某些矿质盐类或较细颗粒在剖面某些部位累积而形成许多新生体,如砂姜、粘磐、铁锰结核残留。钙积现象的发展,使结核不断增大增多,堵塞渗水通道,造成地面积水。有时砂姜相互腔结,形成厚层硬磐,成为障碍层次,对作物根系下伸形成严重障碍。若障碍层位于母质层中,则具有良好的保水保肥作用。
理化性质
灌漠土的原生漠土中,常累积大量石灰、石膏和可溶盐。垦殖灌耕种植后,年灌水400-800立方米,从而根本改变了原来土壤水分状况和物质迁移方向。原来漠土的含水量一般50克每千克左右,发展成灌漠土时,含水量可增至150-200克每千克,下层含水量高于上层。全剖面碳酸钙含量差异不明显,碳酸钙、粘粒有下移趋势,耕作层中脱盐也明显。灌漠土颗粒组成中,小于0.002毫米的粘粒含量一般为11%-31%,粉砂含量14%-52%,2-0.02的砂粒含量25%-72%。表明灌漠上中细砂、粉砂、粘粒占绝对优势。只有极少数剖面含有粗砂、石砾,这是由于处于细土平原,才有如此良好的质地层次排列,因而多形成均质型土壤,易培育成便于耕作,保水保肥性能良好的土层排列,形成生物繁茂的绿洲。熟化土层质地大多均一,全剖面土壤容重1.1- 1.5,总孔隙度42%-58%。土壤通透性好,蓄水保肥能力强,耕性良好。由于下层质地粘重,多片状块状结构,保肥作用良好。灌漠土中的易溶盐多被淋洗,脱盐明显,石膏大部分被淋洗。土壤剖面中厂层碳酸钙被淋溶,但与母土相比,全剖面碳酸钙含量有增高趋势,系与施入大量土粪、灌溉水中富含钙以及活跃的
生物富集作用有关。矿质全量分析结果表明,灌漠土中硅、铝铁等元素没有明显地移动。
利用与改良
(一)利用现状及评价 灌漠土地处荒漠,生产脆弱而不稳定。生物覆盖率低,种类少,绝大部分为沙漠和草场,农耕地星散分布干戈壁沙漠中的绿洲内,林带交错,沟渠纵横,灌溉发达,溉农业特色。 林带较好的如甘肃临泽的林木覆盖率14.25%,从全局看,保护性林业比重很小,必须提高林草比重,草灌先行,乔灌结合,草场面积较大,但农牧结合不足,畜粪厩肥甚少农用。绿洲多为单一的种植业,还未建立良性循环的
农田生态系统,生产潜力未很好发挥,大量撂荒地。农田集约经营程度差,生物产量不多,应加强轮作绿肥、豆科作物,扩大垦殖指数。搞好节水灌溉,充分利用秋冬余水,提高土地利用率,培育草滩草场,发展农区畜牧,农牧结合,以牧促农。
(二)改良利用措施
1、扭转单一种植业格局,提高农区畜牧业比重,搞好农必须走农牧结合道路,以牧促农,推动种植业发展。
2、搞好护田林带,林下种绿肥牧草,结合蓄水保墒,增高土壤水分涵蓄能力。通过增加地面覆盖度多接纳秋冬余水,贮水于土壤下层,使之成为有效的自然资源,同时地面植物产量增加,经农牧结合途径,形成良性能量物质转化,建成良性循环的综合农业体系。
3、发扬光热优势,提高土壤生产力,通过种植施肥等农业技术措施,发挥光合生产潜力,来提高单位面积产量。
4、针对土壤障碍因素,改造中低产田。当地土壤障碍因素是贫瘠、盐潮、旱僵、板结、枯结、漏沙、砾石、硬磐层等。当地采取种植绿肥、挖盐窟窿、客土拉砂、种稻改土等,寓改良于开发利用。如人工种植耐盐的沙枣、红柳、胡杨、沙棘等树种,林下种草,林粮间作,草田轮作等,建立农林牧结合的良性生态体系,既改善了农业生产环境,也推动了中低产土壤的改良。
5、推行有效的农业技术。结合现代农业科学技术,甘肃河西走廊地区对面积最大的灰灌漠土,采取麦收后灌水泡茬技术,将麦茬泡至茬软水黑黄,适时耕翻晒垡;在九月中旬进行秋灌,适耕时耕翻,并且冻前连续耕耙2、3次,进行多次耙耘破压;开春地融,抢墒种麦。这样,土壤经过干湿交替,冷热冻融交替,增强了土壤的渗水蓄墒量,改善了土壤结构,使根系深扎,地面植株生长健壮,土壤也越种越肥沃。