探索四川紫色土肥力性狀與成土母質(zhì)的關系

楊培玉

紫色土在四川盆地分布最廣，占全省總面積的28%，占耕地總面積的68.7%，是我省糧食生產(chǎn)基地，糧食產(chǎn)量約占全省總量的70%。這種土壤除種植糧食作物外，還適宜種植蔗、棉、油、桑和水果，其生產(chǎn)潛力極大。

一、供試樣品和研究方法

選用四川盆地六種紫色泥巖母質(zhì)。（1）上白翌紀夾關組母質(zhì)；（2）中侏羅紀沙溪廟組母質(zhì)；（3）中侏羅紀遂寧組母質(zhì)；（4）上侏羅紀蓬萊鎮(zhèn)組母質(zhì)；（5）下白奎紀城墻巖群母質(zhì)；（6）早三迭紀飛仙關組母質(zhì)。

另外采第四紀雅安期黃壤作比較，樣品采自紅黃色粘土、亞粘土與卵石混合的冰水堆積階地，已被侵蝕成淺丘。

膠體分析：（1）試樣制備：土樣先除去有機質(zhì)和鈣，洗凈后用0.5g NaOH分散，并用沉降法分離出＜1微米膠粒；（2）X一射線衍射分析；（3）差熱分析；（4）化學分析。

薄片觀案：采集原伏土樣，風干，用環(huán)氧樹脂固結(jié)后制備成薄片，在偏光顯微鏡下觀察微形態(tài)特征并照像。

盆栽試驗：六種母質(zhì)各裝五盆，每盆15千克，灌水直播水稻，水稻品種為瀘科3號，不加任何處理，定期觀察水稻生態(tài)和生物量。

二、結(jié)果和討論

1.不同母質(zhì)紫色土的膠體特性

從不同母質(zhì)發(fā)育的紫色土及其膠體的化學分析。

從結(jié)果來看：夾關組上紫色土的表土、母質(zhì)和巖石膠粒的化學組成變化不甚朋顯，表土和母質(zhì)相比較，SiO2有少量減少而Fe2O3有所增加；母質(zhì)的粘粒礦物以水云母為主，有較多蒙脫石及少量石英和赤鐵礦。陽離子代換量在紫色土母質(zhì)中它的交換量最低，但仍比雅安黃壤高35%，說明紫色土雖有強烈淋洗鹽基的作用。

城墻巖群上紫色土的母質(zhì)和表土的鹽基有一定的淋失，但仍富含碳酸鹽物質(zhì)。硅鋁率和硅鋁鐵率與夾關組上的紫色土近似。

蓬萊鎮(zhèn)組上紫色土的母質(zhì)和表土有一定的淋失鹽基的作用，但碳酸鈣含量仍在10%以上。

遂寧組上紫色土的母質(zhì)、表土和巖石的碳酸鹽含量大致相同，都在14%以上，硅鋁率和硅鋁鐵率比較高，分別在3.7和2.8以上，陽離子代換量最高，比雅安黃壤高出一倍多。

沙溪廟組上紫色土的母質(zhì)和表土淋洗鹽基的作用已較明顯，碳酸鈣含量僅為巖石含量的1/5左右。母質(zhì)的粘粒礦物中蒙脫石、水云母含量較高，其中蒙脫石居紫色土之冠，另有微量高嶺石、石英和赤鐵礦。

飛仙關組上紫色土的母質(zhì)、表土和巖石的鹽基都有淋失，表土和母質(zhì)的氧化鐵比底巖少而氧化鋁比底巖多，硅鋁率與夾關組、城墻巖群上的紫色土相似，但低于沙溪廟組、蓬萊鎮(zhèn)組和遂寧組上的紫色土。在上述六種紫色土泥巖母質(zhì)中，以飛仙關組的氧化鋁含量最低，氧化鐵合量最高，因而硅鋁鐵率和硅鐵率也低；陽離子代換量較低，說明先天的化學風化較其它母質(zhì)深。

雅安黃壤的酸度較高，化學風化比較徹底，粘粒的硅鋁率和硅鋁鐵率均偏低，粘粒礦物以埃洛石為主，其次為石英，而蒙脫石、水云母極少。

從以上可以看出，紫色土及其母質(zhì)的性質(zhì)和形成有以下幾個特點。

（1）生物氣候?qū)ψ仙列再|(zhì)影響很小。四川盆地屬中亞熱帶常綠闊葉林的紅壤和黃壤地帶，但盆地中的紫色土，富鋁化過程并不明顯。這些說明必須研究母質(zhì)的特性才能對紫色土的肥力作出正確評價。

（2）紫色土的粘粒礦物不是成土過程中形成的，而是地質(zhì)時期的產(chǎn)物，與古地理環(huán)境、沉積物源、成巖過程有密切相關。四川盆地早三迭紀飛仙關組，在沉積和成巖過程中富集了包含有色金屬在內(nèi)的多種礦物；沙溪廟組屬潮濕氣候下淡水—微咸水湖泊相沉積；遂寧組、蓬萊鎮(zhèn)組屬半潮濕、半干燥氣候下淡水—微咸水—咸化湖泊相沉積，白堊紀屬半干燥至干燥氣候下咸化湖泊一鹽湖相沉積。

（3）紫色土的顏色和膠體硅鋁鐵率雖深受巖性影響，但不一定能表征生物氣候下化學風化的深淺。

2.紫色母質(zhì)的顆粒組成及其微形態(tài)特征

夾關組母質(zhì)的顆粒組成以砂粒較多，屬砂質(zhì)粘壤土。薄片觀察，以石英為主的粗粒含量多，并有較多的紅棕色鐵質(zhì)濃聚物。

城墻巖群的母質(zhì)顆拉組成以粉粒為主，砂粒＜10%，粉/砂為8.3。粘/砂為4.0；屬標準的粉砂質(zhì)粘土。薄片觀察，顆拉排列緊密，呈粉砂質(zhì)致密結(jié)構(gòu)，間有斷裂狀孔道。

蓬萊鎮(zhèn)組上母質(zhì)的顆粒組成中砂粒占20%以上，粉粒、粘粒均在40%左右，屬壤質(zhì)粘土。薄片觀察，粗顆粒含量較少，有碳酸鹽新生體及少量微團聚體發(fā)育。

遂寧組上母質(zhì)中的顆粒組成以粉粒和粘粒為主，屬粉砂質(zhì)粘土。薄片觀察，有較多相對穩(wěn)定的巖屑物質(zhì)。

沙溪廟組母質(zhì)，在顆粒組成中砂拉、粉粒、粘粒各占30%以上，屬壤質(zhì)粘土。薄片觀察，粗粒含量較多，有少量微團聚體發(fā)育。

上述結(jié)果說明各種紫色巖石上土壤的結(jié)構(gòu)不發(fā)育，特別是微團聚體發(fā)育很差，所見塊狀物是形狀不規(guī)則的巖屑物質(zhì)，表明紫色巖石機械風化過程和侵蝕過程都很迅速，成土作用微弱，熟化度低。

3.紫色母質(zhì)和巖石的養(yǎng)分

紫色母質(zhì)含營養(yǎng)物質(zhì)比較豐富，現(xiàn)就幾個成分分析結(jié)果。

（1）有機質(zhì)。紫色巖石和母質(zhì)中都含有少量的有機質(zhì)。說明紫色巖碎屑一經(jīng)耕種施肥后，有機質(zhì)就能很快累積。

（2）磷。紫色巖和母質(zhì)全磷和有效態(tài)磷都不高；有效態(tài)磷為0.11—0.20毫克每100克土，而且有效態(tài)磷占全磷比率較低。

（3）微量元素。微量元素對紫色土肥力的影響已引起人們的關注。從中侏羅紀到白堊紀的巖石中，鐵、鋅全量依次遞減，有機質(zhì)含量有相似的趨勢。

綜上所述，紫色巖母質(zhì)的養(yǎng)分含量都受母質(zhì)類型的影響。

4.紫色土母質(zhì)的某些肥力特性及其生物試驗

以盆栽水稻的生物量和籽粒量反映紫色土母質(zhì)的肥力特性。

從水稻產(chǎn)量看，差異是十分明顯的，其順序：夾關組＞飛仙關組＞沙溪廟組、蓬萊鎮(zhèn)組＞遂寧組＞城墻巖群＞雅安黃壤。

水稻生長勢與株型在不同母質(zhì)上的差異也很突出。如將水稻全生育期分為前、中、后三個階段，再將每個階段植株增高量與成熟期株高之比作為指標，那么可概括為四種類型：（1）馬鞍型—前期后期生長都很快，夾關組、飛仙關組屬之；（2）穩(wěn)長型—水稻生長發(fā)育期植株系均勻生長，沙溪廟組、蓬萊鎮(zhèn)組屬之；（3）前發(fā)型—水稻植株生長較慢；（4）后發(fā)型—植株較矮，后期生長稍快。

三、結(jié)語

從理化分析結(jié)果看出，不同地層的紫色母質(zhì)差異明顯，在同一地層的巖石、母質(zhì)、土壤間變異微弱，說明紫色土的粘粒礦物、硅鋁鐵率和營養(yǎng)成分等重要性質(zhì)，基本上是在地質(zhì)歷史時期就形成了的，與成土過程關系不大，也說明紫色土剖面發(fā)育程度極弱，屬A—C型幼年土，是紫色土的重要特性。

參考文獻：

［1］中國科學院自然區(qū)劃工作委員會.中國土城區(qū)劃（初稿）.科學出版社，1959：126-130.

［2］中國科學院南京土城所主編.中國土坡.科學出版社，1978：651.

［3］西南農(nóng)學院.土坡學（南方本）.農(nóng)業(yè)出版社，1978：3.