土壤成土过程

土壤形成的几种成土过程
1．土壤脱硅富铝化过程
富铝化过程是一种主要的成土过程。

它是指土壤在形成中土体脱硅富铝铁的过程。

为热带、亚热带土壤中发生的硅和盐基遭受淋失、粘粒和次生矿物不断形成、铁铝氧化物明显聚积的过程。

在高温多雨条件下，风化淋溶作用强烈进行，硅酸盐类矿物强烈分解，风化产物向下淋溶。

淋溶初期，溶液呈中性或碱性，致使硅酸和盐基大量淋失，而含水铁、铝相对聚集，形成富含铁、铝的红色土体。

随着盐基的不断淋溶，风化层上部变为酸性。

当酸性达到一定程度时，含水氧化铁、铝开始溶解，并具有流动性，但一般向下移动不深，旱季可随毛管水上升至表层，经脱水以凝胶形式聚积或形成铁、铝结核体；又因土体上部植物残体矿化提供盐基较丰富，酸性较弱，故含水铁、铝氧化物活性也较弱，多淀积，更利于铁、铝残余积聚层的形成，脱硅富铝化是砖红壤和红壤的重要成土过程，但富铝化的程度不同，前者强于后者。

图1 红壤图2 砖红壤
2．土壤腐殖化过程
腐殖化过程是指土壤、堆肥或江河湖海等水体淤泥中的有机物质转变成为腐殖质的过程。

微生物在此过程中起主导作用。

在微生物的作用下，有机质的某些分解产物，或微生物的某些合成产物，进一步缩聚为复杂的腐殖质。

影响腐殖化过程的因素有二：①有机物质的化学组成，通常木质素含量高的有机物质，形成的腐殖质量较多；②土壤的水、热状况，渍水和低温的环境，有利于腐殖化过程的进行，腐殖质积累量也较多。

有机残体的矿质化和腐殖化是同时发生的两个过程。

矿质化过程是腐殖化过程的前提，而腐殖化过程又是有机残体矿质化过程的部分结果。

不过，有利于矿质化的因素几乎都是有损于腐殖化作用的因素。

土壤腐殖质的形成是一个复杂的过程，大致可分为两个阶段。

第一阶段：有机残体在微生物分解作用下，其中一部分被彻底矿化，最终生成CO2、H2O、NH3、H2S等无机化合物。

另一部分转化为较简单的有机化合物（多元酚）和含氮化合物（氨基酸、肽等），提供了形成腐殖质的材料。

第二阶段：上述土壤腐殖质的组成部分，在微生物的作用下经缩合形成腐殖质的基本单元。

先是多元酚在微生物的作用下氧化为醌，然后醌再与含氮化合物缩合成原始腐殖质。

3．土壤泥炭化过程
土壤形成中的泥炭化过程，指的是有机质以不同分解程度的植物残体形式在土壤上层不断积累的过程。

沼泽土或泥炭土由于水分多，湿生植物生长旺盛，秋冬死亡后，有机残体残留在土壤中，翌年春季或夏季，由于低洼积水，土壤处于
嫌气状态。

有机质主要呈嫌气分解，形成腐殖质或半分解的有机质，有的甚至不分解，这样年复一年的积累。

如果伴随有地壳下沉，不同分解程度的有机质层逐年加厚，这样积累的有机物质、称为泥炭或草炭。

图3 泥炭化地表泥炭化作用的过程十分复杂，一般可分成两类生物化学变化：
①腐殖化作用和生物化学凝胶化作用。

简称凝胶化作用。

植物的木质纤维组织，包括以木栓质为主的树皮。

在泥炭表面和泥炭形成层中,在覆水不太深的条件下,酸性介质、弱氧化至弱还原的环境中，由于微生物的作用形成腐殖物质。

腐殖化作用之后,接着是凝胶化作用,凝胶化过程中植物的细胞壁吸水膨胀，细胞腔逐渐缩小以至消失，形成了凝胶化物质。

植物的木质结构在胶化的腐殖物质中保存的完整程度，受微生物活动程度的影响，而微生物的活动又受沼泽水酸度的制约。

酸度越高，微生物活动越弱，植物的木质结构保存越好。

反之，在弱碱性环境下，微生物大量繁殖,凝胶化物质呈均一状,植物的木质结构甚至可以完全消失。

凝胶化物质是组成泥炭的有机物质的主要成分，包括凝胶化植物碎片和凝胶化基质。

凝胶化植物碎片可呈大小不同的块体分布在介质中。

细分散的凝胶化物质即溶胶，溶胶的表面能较小，由风或水带入沼泽中的植物孢子、花粉、角质层、树脂等稳定成分易混入于溶胶中，当介质条件因电解质的加入或因酸度、温度发生变化时，溶胶即发生凝聚作用再转变成凝胶。

浸透在植物细胞壁内，特别是集中在树皮和种子皮壳中的丹宁，也可能变成凝胶化腐殖酸物质。

凝胶化物质是一种含氢较丰富的碳氢化合物，在成岩过程中脱水老化变成腐殖质，转变成煤后，成为褐煤中的腐殖组和硬煤中的镜质组。

②丝煤化作用也称丝炭化作用。

植物的木质纤维组织在沼泽表面暴露于大气中，经喜氧细菌、真菌、放线菌的作用缓慢氧化分解，或因森林沼泽失火后造成的木炭状残余物转变成富碳、贫氢的丝煤的过程。

丝煤是化学性质稳定的惰性物质，埋藏后转化成煤中的惰质组。

已经过不同程度凝胶化作用的植物碎片，因沼泽潜水面下降或其他原因，不断有新鲜氧进入时，可以再发生丝煤化作用转变成半丝煤或丝煤,这一过程也称为凝胶-丝煤化作用。

反之，已经经过丝煤化的植物碎片，即使再转入弱氧化至还原的覆水环境下，也不能再发生凝胶化作用。

泥炭化过程中，因植物品种的不同和沼泽覆水深度、氧的含量、介质酸度等条件的变化，使凝胶化、丝煤化、沥青化作用的各种产物，以不同比例共生或在垂直层序中交替出现。

同时，混入的矿物质成分、数量也不等，埋藏后经煤化作用形成暗、亮相间条带状的腐殖煤类。

4．土壤碳酸钙的淋溶过程
淋溶作用是土壤形成作用的一个方面。

指下渗水流通过溶解、水化、水解、
碳酸化等作用，使土壤表层中部分成分进入水中并被带走的作用。

依其淋溶强度，可分为K、Na淋溶，Ca、Mg淋溶，粘粒淋溶及Fe、Al淋溶等。

随着淋溶作用的进行，土层逐步酸化。

例如，在湿润地区的土壤剖面上部，由于长时间水分自地表向下淋溶，使上部土层中的可溶性物质和细微土粒遭到淋洗，并逐渐形成土色变浅、质地变粗、酸度加大、肥力较低的土层——淋溶层。

淋溶层又称A层，可通过耕作、施肥，尤其是增施有机肥料和粘粒性泥肥等措施改善其不良性状。

因土壤酸碱度不同，溶解的物质不同，淋溶在成土过程中所起的作用也完全不同。

常见的大致有三类：①酸性淋溶作用。

被淋出的物质以铁、锰、铝等元素的化合物为主。

如针叶林下的灰化土，淋溶后能产生白色酸性的A2灰化层；热带红树林群落产生的酸性硫酸盐盐土，淋洗后常产生大量红色的“铁锈水”。

②中性淋溶作用。

热带、亚热带土壤(红壤为主)，多为酸性反应，但它的脱硅作用是在早期土壤盐基淋失不多、土壤呈中性至微碱性反应时进行的。

③碱性淋溶作用。

如在碱性土壤中含多量NaHCO3与Na2CO3等碱性盐类，常使土壤胶粒因含大量代换性钠而高度分散，土壤结构不良、透水性差，会使多量胶粒淋失。

图4土壤的淋溶作用地表现象
5．土壤盐化和脱盐过程
定义：土壤盐化是常发生于气候炎热、干燥，实施灌溉却排水不良之沙漠及沿海地区等农牧业地区的现象；土壤脱盐指土壤中的能溶盐分被低矿化的降水、地表水和灌溉水下渗时溶解和带出的过程。

它的强度取决于下渗水流的强度和性质、土壤的透水性、地下水面的深度和地下径流的强弱。

盐化产生原因及危害：沙漠空气中的水份少但水份蒸发量却很大，当蒸发量大于降水量和地下水下渗量时，土壤中含盐分和碱的地下水受蒸发作用而被引到地上。

然而，水中的盐份仍留在陆地表面或建筑物内结晶，最终可能使建筑物的砖头粉碎。

盐分和碱含有强碱性，对植物生长极为不利，当其上升至表土时，植物便无法生长，常造成极大的农业损失。

防护措施：1.盐化：在沿海地区，建筑物及公共设施的金属部份，会因空气中盐份较重而更容易锈蚀。

输电线路的绝缘碍子会因盐份附着而降低绝缘能力，因此除了改用抗盐害的种类以外，还需定期清洗。

2.脱盐：多效蒸发（膜拟多级
多效）、反渗透法、电渗析法、正向渗透法
图5土壤盐化和脱盐现象
6．土壤碱化过程
碱化过程是土壤胶体逐步吸附较多的代换性钠，使土壤呈强碱性反应，并引起土壤物理性质恶化，形成碱土或碱化土壤的过程。

交换性钠进入胶体的程度取决于土壤溶液的盐类组成：当土壤
溶液中含有大量Na2CO3时，交换性钠进入土壤胶体的能力最强；当土壤含有中性盐（如NaCl、Na2SO4）时，需在土壤溶液的阳离子组成Na+/Ca2++Mg2+≥4的条件下，Na+才能被土壤胶体吸收而引起碱化。

碱化过程往往与脱盐化过程相伴发生，大体可分为两个阶段：①季节性积盐、脱盐交替，并以积盐为主阶段。

在季节性脱盐时期，土壤溶液稀释，易溶性部分离解，产生钠离子，既提高了土壤碱性反应，又交换了土壤胶体中的钙、镁离子；而在干旱积盐时期，可溶性盐组成中的硅酸钠会转化为游离图6土壤碱化苏打，并析出无定形二氧化硅，因此土壤在频繁的季节性积盐和脱盐交替中发生碱化过程。

②以脱盐为主的阶段。

易溶性盐从表层淋至B层或C层，土壤胶体相当程度地为交换性钠所饱和。

土壤胶体高度分散，粘粒由高处向低处、由表层向下层移动淀积。

因此，土壤上部有细砂、粗粉砂和无定形二氧化硅残留，形成淋溶层；中部为粘粒淀积和交换性钠含量高，在干湿交替作用下产生垂直裂缝，形成具有柱状结构的碱化层；下部为可溶性盐淀积层。

7．土壤潜育化过程
定义：土壤潜育化是指土壤长期滞水，严重缺氧，产生较多还原物质，使高价铁、锰化合物转化为低价状态，使土壤变成蓝灰色或青灰色的现象。

形成原因：1.排水不良：土壤处于洼地、比较小的平原、山谷涧地等地区，排水不良使形成此生潜育化的根本原因。

2.水过多：首先是水利工程，沟渠水库周围由于坝渠漏水。

其次可能是潜水出露，排灌不分离，串灌造成土壤长期浸泡。

3.过度耕垦。

危害：潜育化土壤较非潜育化土壤还原性有害物质较多；土性冷；土壤的生
物活动较弱，有机物矿化作用受抑制。

易导致稻田僵苗不发，迟熟低产。

图7 土壤潜育化地理现象
8．土壤白浆化过程
白浆化作用又称“白土化过程”。

系指土壤表层由于上层滞水而发生的潴育漂洗过程。

多发生在较冷凉的湿润地区，由于土壤质地粘重，透水不良，土壤表层经常处于周期性滞水状态，从而引起铁、锰还原。

当水分过多时，一部分低价铁锰以侧渗方式流出土层之外，一部分随着沿裂隙下溢的水流淀积于淀积层的结构面上。

与此同时，土壤粘粒也发生机械淋洗。

未被淋走的铁锰，在临时滞水消失、氧化过程占优势时又被氧化固定。

由于铁、锰的淋失和淀积，在土壤腐殖质层之下就图8土壤白浆化出现白色土层，成为白浆化过程的主要特征。

白浆化过程主要发生于白浆土内，黑土中也有不同程度的表现。

9．土壤熟化过程
定义：通过各种技术措施，使土壤的耕性不断改善，肥力不断提高的过程，即生土变熟土的过程。

熟化的土壤土层深厚，有机质含量高，土壤结构良好，水、肥、气、热诸肥力因素协调，微生物活动旺盛，供给作物水分养分的能力强。

测定方法：通常以测定pH值、有机质%、土壤容重（克/厘米3）等项目指标，基本上能反映土壤熟化的程度。