我國(guó)土壤資源豐富,類型繁多。其中,土壤的顏色是一張區(qū)域的“名片”。例如,我國(guó)南方的土偏紅,中部的土偏黃,東北的土則多為黑色。
在古代,人們就已經(jīng)掌握了土壤顏色的大致分布規(guī)律。北京中山公園的明代社稷壇內(nèi)就擺放著寓意華夏疆土的“五色土”——東青、南赤、西白、北黑、中黃。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,如今土壤的顏色有了更為科學(xué)細(xì)致的劃分,比如黑色、紅色、黃色、磚紅色、紫色、棕色、黃棕色和灰白色等等。接下來,讓我們一起去揭開土壤顏色的奧秘吧。
土壤腐殖質(zhì)的含量與礦物組成是影響土壤顏色的主要因素,前者主要影響土壤顏色的深淺,后者主要影響土壤的主色調(diào)。
土壤腐殖質(zhì)是如何給土壤的深淺定基調(diào)的呢?腐殖質(zhì)是被土壤微生物分解后的動(dòng)植物殘?bào)w碎渣形成的一類黑色的膠體狀物質(zhì)。腐殖質(zhì)之所以顏色較深,是因?yàn)樗凶厣母菜岷秃谏母谖铮@兩種物質(zhì)的組成基團(tuán)具有深色光學(xué)特性,使得腐殖質(zhì)呈黑色狀。因此,土壤腐殖質(zhì)越多,土壤顏色越發(fā)黑偏深。
土壤礦物又是如何給土壤“調(diào)色”的呢?當(dāng)土壤中以氧化鐵為主要成分的赤鐵礦含量較高時(shí),土壤越偏紅或紅棕色;當(dāng)土壤中以水合氧化鐵為主要成分的針鐵礦含量較高時(shí),土壤則呈現(xiàn)黃色;當(dāng)土壤中鹽分含量越高,比如鈉鹽、二氧化硅和碳酸鈣等較多的時(shí)候,土壤則可能越偏白;如若土壤由紫色砂巖、頁巖風(fēng)化物形成,則土壤會(huì)呈現(xiàn)紫色。
除此之外,土壤的顏色也會(huì)受到土壤顆粒大小和土壤含水量等的影響。
提到黑土地,很多人都能想到東北。中國(guó)這么多土地,為什么就東北的土是黑色的呢?這說明東北土壤含有較多的腐殖質(zhì),而腐殖質(zhì)呈黑色。那么,為什么東北土壤腐殖質(zhì)含量高呢?
這和東北得天獨(dú)厚的地理環(huán)境有關(guān)。中國(guó)黑土主要分布在黑龍江、吉林、遼寧和內(nèi)蒙古自治區(qū)境內(nèi),地處溫帶季風(fēng)氣候區(qū)。這里四季分明,冬天寒冷干燥較漫長(zhǎng),夏季炎熱多雨較短暫,春季明媚養(yǎng)人,秋季氣爽天高。在這樣的氣候下,東北的植被在春夏生長(zhǎng)繁盛,根系發(fā)達(dá),為土壤輸送了許多新鮮的有機(jī)質(zhì),土壤中的微生物一看食物這么豐富充沛,自然干勁十足,把這些新鮮的有機(jī)質(zhì)分解加工成了黑色腐殖質(zhì),其中一部分腐殖質(zhì)可被微生物繼續(xù)當(dāng)作食物分解利用,一部分在被分解礦化的過程中釋放營(yíng)養(yǎng)元素提供植物生長(zhǎng)所需。而到了秋冬時(shí)節(jié),氣溫下降,白雪覆土,土壤微生物一個(gè)個(gè)都在土里準(zhǔn)備冬眠,對(duì)土壤腐殖質(zhì)的分解礦化減緩,土壤腐殖質(zhì)就這樣被積累了下來。長(zhǎng)此以往,腐殖質(zhì)在土壤中越積越多,不僅把土給“染”得越來越黑,還使得土壤越來越肥,形成了東北特有的肥沃黑土地。
黑土地是世界公認(rèn)的最好的土壤,為世界農(nóng)業(yè)和牧業(yè)作出了重要貢獻(xiàn),是世界糧食安全的重要保障。我國(guó)東北黑土地是全球僅有的三片黑土地之一,糧食產(chǎn)量占全國(guó)的四分之一,調(diào)出量占全國(guó)的三分之一,在維護(hù)我國(guó)糧食安全中發(fā)揮著“壓艙石”的作用。
近年來,我國(guó)的黑土區(qū)因?yàn)殚L(zhǎng)期的集約化耕作和地上部的過度收獲,水土流失嚴(yán)重,風(fēng)蝕、水蝕頻發(fā),土壤中積累多年的腐殖質(zhì)分解加速,土壤肥力極具下降,部分地區(qū)出現(xiàn)了“破皮黃”,露出底層黃土,黑土區(qū)變得不像從前那般黑油油了,亟待修復(fù)和滋養(yǎng)。
黑土地之所以黑且高產(chǎn),就在于它覆蓋著一層黑色的腐殖質(zhì)。在這層黑黑的腐殖質(zhì)中,腐植酸占比75%以上,是黑土地中當(dāng)之無愧的“核心物質(zhì)”。如果這層黑色的腐殖質(zhì)沒有了,所謂黑土地的肥力也就沒了。腐植酸對(duì)土壤的形成,物理、化學(xué)、生物學(xué)性質(zhì)和肥力起著關(guān)鍵作用,主要表現(xiàn)在以下7個(gè)方面。
1.腐植酸是土壤形成的積極參與者和促進(jìn)者。其中的黃腐酸對(duì)無機(jī)質(zhì)巖石有較強(qiáng)的分解作用。
2.腐植酸促進(jìn)和制約著土壤金屬離子、微量元素的遷移、固定和淋溶。這些腐植酸有機(jī)無機(jī)復(fù)合體對(duì)土壤中的鉀、鈣、鎂、鐵、鋅、錳等元素的遷移或固定有很大的影響。
3.腐植酸是土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定劑。富含腐植酸類物質(zhì)的土壤比貧瘠土壤的團(tuán)聚體含量高5~7倍,總孔隙度高0.3~1倍,空氣含量、滲水速度都明顯較高。
4.腐植酸影響著土壤的鹽基交換量。鹽基交換量是土壤肥力的一種重要指標(biāo),決定著土壤保持養(yǎng)分的能力。腐植酸與礦物發(fā)生物理化學(xué)作用后,改變了礦物吸附基團(tuán)的性質(zhì)。
5.腐植酸影響土壤的持水性。腐植酸類物質(zhì)能降低水的表面張力,從而減少水與土粒表面的接觸角,增加水的鋪展面積。富含腐植酸的土壤比貧瘠土壤持水能力提高5~10倍。
6.腐植酸是植物養(yǎng)料的“倉庫”。腐植酸通過吸附、絡(luò)合、螯合、離子交換等作用,或者間接通過激活或抑制土壤酶,對(duì)諸多營(yíng)養(yǎng)元素起保護(hù)作用和貯存作用。
7.腐植酸提高土壤微生物活性。腐植酸是高分子有機(jī)物,施入土壤后可以為土壤微生物提供充足的碳源和能源,促進(jìn)微生物代謝及繁殖,從而增加土壤微生物的保有量,增強(qiáng)土壤微生物活性,改善土壤微環(huán)境,這對(duì)改良和培肥土壤尤為重要。
眾所周知,黑土的形成極為緩慢。在自然條件下,形成1 cm厚的黑土層需要200至400年。通過腐植酸、腐植酸肥料及其衍生產(chǎn)品反哺,既直接提質(zhì),又安全可靠,還能當(dāng)季見效,屬于“保護(hù)中利用,利用中保護(hù)”的重要一環(huán)。
經(jīng)過40多年的科學(xué)研究和大量的田間試驗(yàn)證明,工業(yè)化反哺腐植酸、腐植酸肥料及其衍生產(chǎn)品,可以使退化的土壤逐漸恢復(fù)良好的結(jié)構(gòu),快速補(bǔ)充和提升土壤有機(jī)質(zhì)的含量,逐漸提高土壤的肥力。對(duì)此,讓腐植酸從土壤中來(認(rèn)識(shí))到土壤中去(反哺),做回黑土地的主人,任務(wù)艱巨,無上光榮!