探索四川紫色土肥力性状与成土母质的关系

杨培玉

紫色土在四川盆地分布最广，占全省总面积的28%，占耕地总面积的68.7%，是我省粮食生产基地，粮食产量约占全省总量的70%。这种土壤除种植粮食作物外，还适宜种植蔗、棉、油、桑和水果，其生产潜力极大。

一、供试样品和研究方法

选用四川盆地六种紫色泥岩母质。（1）上白翌纪夹关组母质；（2）中侏罗纪沙溪庙组母质；（3）中侏罗纪遂宁组母质；（4）上侏罗纪蓬莱镇组母质；（5）下白奎纪城墙岩群母质；（6）早三迭纪飞仙关组母质。

另外采第四纪雅安期黄壤作比较，样品采自红黄色粘土、亚粘土与卵石混合的冰水堆积阶地，已被侵蚀成浅丘。

胶体分析：（1）试样制备：土样先除去有机质和钙，洗净后用0.5g NaOH分散，并用沉降法分离出＜1微米胶粒；（2）X一射线衍射分析；（3）差热分析；（4）化学分析。

薄片观案：采集原伏土样，风干，用环氧树脂固结后制备成薄片，在偏光显微镜下观察微形态特征并照像。

盆栽试验：六种母质各装五盆，每盆15千克，灌水直播水稻，水稻品种为泸科3号，不加任何处理，定期观察水稻生态和生物量。

二、结果和讨论

1.不同母质紫色土的胶体特性

从不同母质发育的紫色土及其胶体的化学分析。

从结果来看：夹关组上紫色土的表土、母质和岩石胶粒的化学组成变化不甚朋显，表土和母质相比较，SiO2有少量减少而Fe2O3有所增加；母质的粘粒矿物以水云母为主，有较多蒙脱石及少量石英和赤铁矿。阳离子代换量在紫色土母质中它的交换量最低，但仍比雅安黄壤高35%，说明紫色土虽有强烈淋洗盐基的作用。

城墙岩群上紫色土的母质和表土的盐基有一定的淋失，但仍富含碳酸盐物质。硅铝率和硅铝铁率与夹关组上的紫色土近似。

蓬莱镇组上紫色土的母质和表土有一定的淋失盐基的作用，但碳酸钙含量仍在10%以上。

遂宁组上紫色土的母质、表土和岩石的碳酸盐含量大致相同，都在14%以上，硅铝率和硅铝铁率比较高，分别在3.7和2.8以上，阳离子代换量最高，比雅安黄壤高出一倍多。

沙溪庙组上紫色土的母质和表土淋洗盐基的作用已较明显，碳酸钙含量仅为岩石含量的1/5左右。母质的粘粒矿物中蒙脱石、水云母含量较高，其中蒙脱石居紫色土之冠，另有微量高岭石、石英和赤铁矿。

飞仙关组上紫色土的母质、表土和岩石的盐基都有淋失，表土和母质的氧化铁比底岩少而氧化铝比底岩多，硅铝率与夹关组、城墙岩群上的紫色土相似，但低于沙溪庙组、蓬莱镇组和遂宁组上的紫色土。在上述六种紫色土泥岩母质中，以飞仙关组的氧化铝含量最低，氧化铁合量最高，因而硅铝铁率和硅铁率也低；阳离子代换量较低，说明先天的化学风化较其它母质深。

雅安黄壤的酸度较高，化学风化比较彻底，粘粒的硅铝率和硅铝铁率均偏低，粘粒矿物以埃洛石为主，其次为石英，而蒙脱石、水云母极少。

从以上可以看出，紫色土及其母质的性质和形成有以下几个特点。

（1）生物气候对紫色土性质影响很小。四川盆地属中亚热带常绿阔叶林的红壤和黄壤地带，但盆地中的紫色土，富铝化过程并不明显。这些说明必须研究母质的特性才能对紫色土的肥力作出正确评价。

（2）紫色土的粘粒矿物不是成土过程中形成的，而是地质时期的产物，与古地理环境、沉积物源、成岩过程有密切相关。四川盆地早三迭纪飞仙关组，在沉积和成岩过程中富集了包含有色金属在内的多种矿物；沙溪庙组属潮湿气候下淡水—微咸水湖泊相沉积；遂宁组、蓬莱镇组属半潮湿、半干燥气候下淡水—微咸水—咸化湖泊相沉积，白垩纪属半干燥至干燥气候下咸化湖泊一盐湖相沉积。

（3）紫色土的颜色和胶体硅铝铁率虽深受岩性影响，但不一定能表征生物气候下化学风化的深浅。

2.紫色母质的颗粒组成及其微形态特征

夹关组母质的颗粒组成以砂粒较多，属砂质粘壤土。薄片观察，以石英为主的粗粒含量多，并有较多的红棕色铁质浓聚物。

城墙岩群的母质颗拉组成以粉粒为主，砂粒＜10%，粉/砂为8.3。粘/砂为4.0；属标准的粉砂质粘土。薄片观察，颗拉排列紧密，呈粉砂质致密结构，间有断裂状孔道。

蓬莱镇组上母质的颗粒组成中砂粒占20%以上，粉粒、粘粒均在40%左右，属壤质粘土。薄片观察，粗颗粒含量较少，有碳酸盐新生体及少量微团聚体发育。

遂宁组上母质中的颗粒组成以粉粒和粘粒为主，属粉砂质粘土。薄片观察，有较多相对稳定的岩屑物质。

沙溪庙组母质，在颗粒组成中砂拉、粉粒、粘粒各占30%以上，属壤质粘土。薄片观察，粗粒含量较多，有少量微团聚体发育。

上述结果说明各种紫色岩石上土壤的结构不发育，特别是微团聚体发育很差，所见块状物是形状不规则的岩屑物质，表明紫色岩石机械风化过程和侵蚀过程都很迅速，成土作用微弱，熟化度低。

3.紫色母质和岩石的养分

紫色母质含营养物质比较丰富，现就几个成分分析结果。

（1）有机质。紫色岩石和母质中都含有少量的有机质。说明紫色岩碎屑一经耕种施肥后，有机质就能很快累积。

（2）磷。紫色岩和母质全磷和有效态磷都不高；有效态磷为0.11—0.20毫克每100克土，而且有效态磷占全磷比率较低。

（3）微量元素。微量元素对紫色土肥力的影响已引起人们的关注。从中侏罗纪到白垩纪的岩石中，铁、锌全量依次递减，有机质含量有相似的趋势。

综上所述，紫色岩母质的养分含量都受母质类型的影响。

4.紫色土母质的某些肥力特性及其生物试验

以盆栽水稻的生物量和籽粒量反映紫色土母质的肥力特性。

从水稻产量看，差异是十分明显的，其顺序：夹关组＞飞仙关组＞沙溪庙组、蓬莱镇组＞遂宁组＞城墙岩群＞雅安黄壤。

水稻生长势与株型在不同母质上的差异也很突出。如将水稻全生育期分为前、中、后三个阶段，再将每个阶段植株增高量与成熟期株高之比作为指标，那么可概括为四种类型：（1）马鞍型—前期后期生长都很快，夹关组、飞仙关组属之；（2）稳长型—水稻生长发育期植株系均匀生长，沙溪庙组、蓬莱镇组属之；（3）前发型—水稻植株生长较慢；（4）后发型—植株较矮，后期生长稍快。

三、结语

从理化分析结果看出，不同地层的紫色母质差异明显，在同一地层的岩石、母质、土壤间变异微弱，说明紫色土的粘粒矿物、硅铝铁率和营养成分等重要性质，基本上是在地质历史时期就形成了的，与成土过程关系不大，也说明紫色土剖面发育程度极弱，属A—C型幼年土，是紫色土的重要特性。

参考文献：

［1］中国科学院自然区划工作委员会.中国土城区划（初稿）.科学出版社，1959：126-130.

［2］中国科学院南京土城所主编.中国土坡.科学出版社，1978：651.

［3］西南农学院.土坡学（南方本）.农业出版社，1978：3.