水稻土

取自 食品百科全书

　水稻土是指发育于各种自然土壤之上、经过人为水耕熟化、淹水种稻而形成的耕作土壤。这种土壤由于长期处于水淹的缺氧状态，土壤中的氧化铁被还原成易溶于水的氧化亚铁，并随水在土壤中移动，当土壤排水后或受稻根的影响（水稻有通气组织为根部提供氧气），氧化亚铁又被氧化成氧化铁沉淀，形成锈斑、锈线，土壤下层较为粘重。

　　水稻土在我国分布很广，占全国耕地面积的1/5，主要分布在秦岭—淮河一线以南的平原、河谷之中，尤以长江中下游平原最为集中。水稻土是在人类生产活动中形成的一种特殊土壤，是我国一种重要的土地资源，它以种植水稻为主，也可种植小麦、棉花、油菜等旱作。

　　一、水稻土的中心概念及其与相关土类的区分

　　（一）水稻土的中心概念

　　水稻土是在长期种稻条件下，经人为的水耕熟化和自然成土因素的双重作用，产生水耕熟化和交替的氧化还原而形成具有水耕熟化层（W）一犁底层（Ap2 ）一渗育层（Be）～水耕淀积层（ Bshg）～潜育层（Br）的特有的剖面构型的土壤。

　　（二）水稻土与相关土类的区分

　　从各个地带性的土壤、水成与半水成土壤、盐碱化土壤上种植水稻均可发育为水稻土。但不是只要种植了水稻即可称为水稻土，一般以其水耕淀积层（Bshg）为其诊断层。

　　(s二三氧化物 g氧化还原层 )

　　二、水稻土的形成过程、剖面形态与基本性状

　　（一）水稻土的形成

　　主要是水耕熟化中的水层管理的灌水淹育和排水疏干，使主体发生还原与氧化的交替进行。

　　1．氧化还原与Eh：

　　灌水前，Eh一般为450～650mV，

　　灌水后可迅速降至200m V以下，尤其土壤中有机质旺盛分解期，Eh可降至100~ 200mV， 　

 　水稻成熟后落干，Eh又可达400mV以上。 

　　同一水稻土剖面中，由于水层的微环境不一样，其Eh也不一样。

　　表面极薄层（几mm至1c m）一泥面层与淹水相接，受灌溉水中溶解氧（每升水中含氧7。9mg ）的影响，呈氧化状态， Eh为300～650mv.其下耕作层和犁底层，由于水饱和，加之微生物活动对氧的消耗， Eh可降至200mV以下，为还原层。犁底层以下土层的Eh值则取决于地下水位深度，如地下水位深，该层不受地下水影响，由于受犁底层的阻隔，水分不饱和，故又处于氧化状态，Eh可达400mV以上；如地下水位高，则该底层处于还原状态。水稻土的这种Eh特征就决定了水稻土的形成及有关性状的一系列特性。

　　2．有机质的合成与分解：与母土（不包括有机土）相比，水稻土有利于有机质积累，故有机质增加。但富里酸比重加大。

　　3．盐基淋溶与复盐基作用：种稻后土壤交换性盐基将重新分配，一般饱和性土壤盐基将淋溶，而非饱和土壤则发生复盐基作用，特别是酸性土壤施用石灰以后。

　　4．铁、锰的淋溶与淀积：在还原条件下，低价的铁、锰开始大量增加，特别与土壤有机质产生络合而下移，于淀积层开始淀积，而且锰的淀积深度低于铁。一般铁、锰在耕作层较低，淀积层较高，潜育层最低。铁、锰的淋浴可以导致“白化土”作用的发展，这方面可参考R．Brinkman有关铁解作用的学说。

　　白土形成的三个阶段:

　　铁、锰的淋溶与淀积:铁锰还原,胶膜溶解,结构破坏,粘粒悬浮

　　粘粒的淋移淀积:分化出白色粉砂层和粘重黄泥层,上层滞水

　　粘粒矿物的蚀变:吸收复合体上的盐基被氢取代,矿物晶格破坏,出现硅粉

　　5．粘土矿物的分解与合成：水稻土的粘土矿物一般同于母土，但含钾矿物较高的母土（如石灰性紫色土）发育的水稻土，则水云母含量降低，而蛭石增加。

　　（二）水稻土的剖面形态

　　水稻土的剖面构型一般为W－Ap2 －Be－Bsh（g）一Br

　　水耕熟化层（W）：由原土壤表层经淹水耕作而成，灌水时泥烂，落干后可分为两层，第一层厚约5～7cm, ，表面（＜1Cm ）由分散土粒组成，表面以下以小团聚体为主，多根系及根锈；第二层：土色暗而不均一，夹大土团及大孔隙，空隙壁上附有铁、锰斑块或红色胶膜。

　　犁底层（AP2 ）：较紧实，片状，有铁、锰斑纹及胶膜。

　　渗育层（Be):它是季节性灌溉水渗淋下形成的，它既有物质的淋溶，又有耕层中下淋物质的淀积。一般可分为两种情况，一是可以发展为水耕淀积层，另一是强烈淋溶而发展为白土层（E）。后者可认为是铁解作用的结果。

　　水耕淀积层（ Bshg）：也有人称之为渗育层或渗渍层，或鳝血层：此层含有较多的粘粒，有机质、铁、锰与盐基等。铁的晶化率比上覆盖土层高，而且可根据其氧化还原强度进一步划分。

　　潜育层（Br）：同于一般的潜育层。

　　母质层（C）：因母土和水稻土的发展过程而异。

　　不同母土起源的水稻土，如果经过长期水耕熟化，可以向比较典型的方向发育，如图11－2所示。 　　 　　（三）水稻土的一般性状

　　1．水稻土中的有机质和氮素

　　（1） 水稻土利于有机质的积累，与旱作土壤相比，腐殖质化系数也高，据沈阳农业大学观测，旱作土壤施新鲜猪粪、牛粪及马粪，其腐殖质化系数（一年）分别为27．5％、37．6％和32．0％，而水稻土分别为38．4％、69。8％和48．0％。

　　（2）水稻土中的氮素；因有机质量高，所以水稻土的氮素营养主要来自土壤，已有研究表明，在施氮肥条件下，水稻所吸收的氮素60％～80％来自土壤，20％～40％来自化肥，从这可以看出水稻土培肥的重要意义。

　　另一问题是水稻土中的氮素循环的反硝化过程，如图11－3所示。因此，在氮肥施用上要特别加以注意。

　　2. 水稻土中的磷、钾与硅

　　（1）水稻土往往缺磷：一是早春土温低，微生物活动弱，不利于有机磷的转化，故早春易发生僵苗或红苗；另一是后期水稻土水层的落干管理，Fe2+ 变为Fe3+与PO43-结合，形成难溶性的Fe（ PO4 ）。

　　（2）水稻土往往缺钾：主要是Fe2+交换土体中的钾而产生置换淋失，致使幼苗缺钾，可用稻草还田、施草木灰及钾肥等解决。

　　（3）水稻土中的硅虽多，但溶解度小，硅酸以单分子Si（ OH）4 形态溶于水，但它可以被铁、铝两性胶体吸附，又能与Fe（OH）3 结合成复盐。这种化合物只有通过淹灌, 增加其还原性而提高其硅的有效性，以补充水稻生长时的需要。

　　3．水稻土中的硫：水稻土中的硫，其85％～94％为有机态，当通气状态不好时易还原为H2 S，引起水稻中毒，其临界浓度为人0.07mg/kg. 其中毒标志是水稻根系发黑，为FeS所蒙覆。因此水稻土的通气状况比较重要。良好的通气状况的标志是根系嫩白、主体根孔为红色 胶膜蒙覆。

　　4．水稻土中的铁和锰：如在水稻土形成一节所述，水稻土的铁和锰易于随Eh值的变化产生移动。但在作为水稻的营养状况而考虑时，只有在酸性较强的排水不良的“锈水田”中 Fe含量可达50～100mg/kg的毒害临界值。

　　5．水稻田中的pH值：水稻田的pH值除受原母土影响外，而与水层管理关系较大，一 般酸性水稻土或碱性水稻土在淹水后，其pH值均向中性变化, 即pH值在4.6～8. 0范围内，变化到6．5～7．5。因为酸性土灌水后，形成Fe2+和Mn2+,在水中形成 Fe （OH）2 和Mn（OH）2 ，使水稻土pH值升高；碱性水稻土由于灌溉，使土壤中的碱性物质遭到淋失，从而使pH值降低。

　　6．水稻土的一些特殊的水分物理性状与耕性

　　(1）油性：它是土壤腐殖质和粘粒含量适中的表现，有机质含量约29.2 g kg-1 (土0．46)，粘粒含量．一般为16％左右，油性也是指具有良好结构等的一个综合肥力较高的土壤性状。

　　（2）烘性与冷性。它是指含有机质较多，且C/N比高的土壤的温度变化的综合反映。

　　（3）起浆性与僵性：一般质地粘重，主要由于粘土矿物不同而在水分物理性状方面的反映，前者以2：1型为主，后者以1：1型为主。

　　（4）淀浆性与沉沙性：一般质地较沙（ SiO2 含量在70％以上），主要由于粗粉沙与粘粒之比的差异而形成不同的水分物理性状。前者的粗粉沙与粘粒之比约为2∶1;后者多为5：1

　　（5）刚性与绵性：它是粘粒与粉沙的不同含量在土壤水分处于风干状态下的一种土壤结持性，前者粘粒含量＞40％，后者粉沙含量＞40％。

　　三、 水稻土的分类与亚类的划分

　　对水稻土的划分基本可分为三种类型，一是认为水稻土不是一个独立的土壤类型，只能从属于其它有关的土类；

　　第二种认为水稻土的形成与地带性因素关系密切，因此首先应按地带进行划分；三源分类法:

　　起源于地带性土壤(自成型)

　　起源于水成土(沼泽土)

　　起源于半水成土(草甸土)

　　(日本管野一郎的三水分类法:

　　良水型\地下水型\地表水型

　　徐琪的分类法:

　　爽水型\囊水型\滞水型\漏水型\侧渗型

　　龚子同<中国红壤>中的分类: 　

 　氧化型\还原型\氧化还原型\石灰性\酸性)

 　第三种认为水稻土的形成与其土壤的水文关系密切，因此划分为淹育型、渗育型、潜育型等等。三育分类法

　　我国第二次全国土壤普查分类系统，水稻士可以根据水文状况分为淹育、渗育、潴育、潜育等亚类，另又根据其母土的表现特点分为脱潜、漂洗、盐碱、咸酸等亚类。具体可参考图11－4。

　　1．淹育水稻土：

　　分布在丘陵岗地坡麓及沟谷上部，不受地下水影响，水源不足，周年淹水时间短，土体构型为W－Ap2 －C型，或W－Ap2 －B－C型。有耕作层，犁底层已初步形成，以下土层特性与起源土壤基本一致。为幼年型水稻土。在中国土壤系统分类（修订方案）中部分淹育水稻土相当于简育水耕人为土。

　　2．渗育水稻土：

　　主要分布在平原中地势较高地区，及丘陵缓坡地上，受地面季节性灌水影响。或种稻时间短的旱改水地区。土体构型为W－Ap2 －Be－Bg－C型，渗育层（ Be）厚度在20cm以上，棱块状结构，有铁锰物质淀积。渗育层中铁的晶胶率比剖面中其它层次明显提高。在中国土壤系统分类（修订方案）中部分渗育水稻土相当于底潜铁渗水耕人为土。

　　(土壤中铁的形态全铁Fet 硅酸盐类非硅酸盐类(游离铁Fed)

　　晶质铁

　　（老化） 弱晶质铁 针铁矿

　　强晶质铁 游离铁Fed--活性铁Feo

　　非晶质铁 （凝胶态铁）（活化） （无定形铁)活性铁Feo 与有机质富里酸结合的Fepo

　　未与有机质富里酸结合的凝胶态铁Feo

　　铁的转化:老化与活化:螯合、漂洗、氧化、还原、水合、溶解

　　干燥老化: 游离铁Fed---无定形铁Feo--- 弱晶质铁--强晶质铁

　　研究水稻土的定量指标:

　　氧化铁的游离度=Fed/Fet*100%反映风化程度

　　晶化度=(Fed-Feo)/Fed*100%反映成土时间长短

　　晶胶率=(Fed-Feo)/Feo*100%研究水成土性质

　　活化度=Feo/Fed*100%

　　活化度低,晶胶率高,成土时间长

　　络合度=Fepo/Fed

　　晶胶率>2 潴育型水稻土

　　晶胶率<1 潜育型水稻土

　　晶胶率<2 淹育型水稻土)

　　3．潴育水稻土：

　　分布于平原及丘陵沟谷中、下部，种稻历史长，排灌条件好，受地面灌溉水及地下水影响。土体构型为W－Ap2 －Be－Bghs－Cg（或Br）型。下部有明显水耕淀积层（Bghs）（或潴育层），厚度＞20Cm，该层棱块或棱柱状结构发育良好，有橘红色铁锈及铁锰结核等，特别是Fe2+与有机质形成络合态铁，并氧化为红色沉淀态络合铁，分布于结构体表面，称之为“鳝血”，与其它层相比，铁的活化度低，晶胶率高，盐基饱和度也高。在中国土壤系统分类（修订方案）中部分潴育水稻土相当于普通铁聚水耕人为土。

　　4．潜育水稻土：

　　分布在平原洼地、丘陵河谷下部低洼积水处，地下水位高，或接近地表，主体构型为W－Ap2 －G或Ai- Ap2 －Be－Br型。上层较浅处有明显青灰色的潜育层。该层活性铁高，铁的晶胶率＜1。在中国土壤系统分类（修订方案）中部分潜育水稻土相当于潜育水耕人为土。(i灌溉淤积层)

　　5. 脱潜水稻土：主要分布于河湖平原及丘陵河谷下部地段，经兴修水利，改善排水条件，地下水位降低，土体构型为W-Ap2-Bg（或Brg）－Br 型。原来犁底层下的潜育层变成脱潜层（Brg），该层在青灰色土体内出现铁锰锈斑，活性铁减少，铁的晶胶率却成倍增加。

　　6．漂洗水稻土：

　　主要分布在地形倾斜明显，土体中有一不透水层，并受侧渗水影响的地段。土体构型为W－Ap2 －（E）－Bts－C型，或W－Ap2 －E－Be－Ce型。即在上层40～60cm 处出现灰白色的漂洗层（E），厚度＞20Cm，粉沙含量高，粘粒及铁锰均比上、下层低。在中国土壤系统分类（修订方案）中部分漂洗水稻土相当于漂白水耕人为土。(t粘化s二三氧化物e水耕熟化渗育层)

　　白土的肥力特征：

　　一小:代换量小21 .5-17.7cmol(+)/kg

　　二高:白土层出现层位高,剖面向下28-57cm,粉砂含量高耕层.0.01mm物理性砂粒>40%易淀浆板结

　　三缺:缺P、K、有机质

　　7．盐渍水稻土：分布在盐渍土地区。它是在盐渍化土壤上，开垦种植水稻后形成的。土体构型一般同淹育型水稻士，但表层可溶性盐含量高，都大于1g kg-1，有盐渍化现象，对水稻生育有一定影响。在中国土壤系统分类（修订方案）中部分盐渍水稻土相当于弱盐简育水耕人为土。

　　8．咸酸水稻土：分布在广东、广西、福建和海南岛的局部滨海地区，即在酸性硫酸盐土上发育的水稻土。红树林埋藏的草炭层含硫量高达23 g kg-1。这些含硫有机物氧化为硫酸。一般将这种土壤围垦种植水稻而成为咸酸田。在中国土壤系统分类（修订方案）中部分咸酸水稻土相当于含硫潜育水耕人为土。

　　在北方地区，水稻种植历史短，在一些草甸性土壤上种植水稻，或实行水旱轮作，因此多为淹育型或渗育型水稻土。另外是在盐渍土上种植水稻，水稻土壤剖面发育甚弱，以淹育型居多。

　　起源于地带性土壤(自成型)

　　起源于草甸土

　　(半水成型)

　　起源于沼泽土

　　(水成型)

　　氧化型

　　氧化还原型

　　还原型

　　石灰性

　　酸性

　　红壤性水稻土

　　黄棕壤性水稻土

　　紫色土性水稻土

　　酸性草甸型水稻土 　

 　中性草甸型水稻土

　　石灰性草甸型水稻土

　　潜育性水稻土

　　沼泽性水稻土

　　四、水稻土的水、肥管理及培肥改良

　　（－）水稻高产要求的土壤条件

　　1．良好的土体构型：一般要求其耕作层超过20cm以上，因为水稻的根系80％集中于耕作层; 其次是有良好发育的犁底层，厚约5～7cm，以利托水托肥。心土层应该是垂直节理明显，利于水分下渗和处于氧化状态。地下水位以在80～100cm以下为宜，以保证土体的水分浸润和通气状况。

　　2．适量的有机质和较高的土壤养分含量。一般土壤有机质以20～50 g kg-1为宜，过高或过 低均不利水稻生育。

　　水稻生育所需氮的59％～84％，磷的58％～83％，钾的全部都来自土壤，因此肥沃水稻土必须有较高的养分贮量和供应强度，前者决定于土壤养分，特别是有机质的含量；后者决 定于土壤的通气和氧化程度。

　　3．适当的渗漏量和适宜的地下水位：俗语说：“漏水不漏稻”，意即水稻土必须有适当的渗漏量，如日渗漏量在北方水稻土宜为10mm／日左右。利于氧气随渗漏水带入土壤中。渗漏量过高，土壤漏水，不仅浪费水，养分也随之淋失，过小则渗水缓慢，发生囊水现象，土壤通气不良。适宜的地下水位是保证适宜渗漏量和适宜通气状况的重要条件。

　　（二）水稻土的培肥管理

　　稻田新插的秧苗和未翻耕的紫云英

　　1．搞好农田基本建设，这是保证水稻土的水层管理和培肥的先决条件。

　　2．增施有机肥料，合理使用化肥：水稻土的腐殖质系数虽然较高，而且一般有机含量可能比当地的旱作土壤高，但水稻的植株营养主要来自土壤，所以增施有机肥，包括种植绿 肥在内，是培肥水稻土的基础措施。

　　合理使用化肥，除养分种类（如北方盐化水稻土的缺锌）全面考虑以外，在氮肥的施用方法上也应考虑反硝化作用，应当以铵类化肥进行深施为宜。

　　3．水旱轮作与合地灌排：这是改善水稻土的温度、Eh值以及养分有效释放的首要土壤管理措施。

　　合理灌排可以调节土温，一般称：”深水护苗，浅水发棵”。北方水稻土地区，春季风多风大，温度不稳定，刮北风时，气温土温下降，因水热容量大，灌深水可以防止温度下降以护苗；刮南风时，温度上升，宜灌浅水，温度上升高，利于稻苗生长，特别是插秧返青以后，宜保持浅水促进稻苗生长。

　　水稻分蘖盛期或末期要排水烤田，可以改善土壤通气状况，提高地温，土壤发生增温效应和干土效应，使土壤铵态氮增加，这样在烤田后再灌溉时，速效氮增加，水稻旺盛生长。这对北方水稻土，特别是低洼粘土地烤田，效果更显著。

　　（三）低产水稻土改良

　　水稻土的低产特性主要有冷、粘、沙、盐碱、毒和酸等。加以改良，增产潜力大。

　　1．冷：低洼地区地下水位高的水稻土如潜育水稻土，冷浸田.在秋季水稻收割后，土壤水分长期饱和甚至积水，这样于次年春季插秧后，土温低，影响水稻苗期生长，不发苗，造成低产。改良方法是开沟排水，增加排水沟密度和沟深，改善排水条件，降低地下水位。

　　2．粘和沙：质地过粘和过沙对水分渗漏不利，前者过小，后者过大，均能对水稻生育产生不良影响，也不利于耕作管理。质地过粘，如粘粒含量超过30％，水分散的胶体含量高，这样，淹水耕耙后，水稻土表面形成浮泥，浮而不实，栽稻秧后易飘秧，称为起浆性，耕耙后土壤中多僵块，不易散碎，也不利小苗生长，称为僵性。如质地偏沙，粗粉沙含量超过40％时，会出现淀浆性；沙粒超过50％时，出现沉沙性。具有这两类特性的水稻土，耕耙后很快澄清，地表板而硬，插秧除草都困难。改良方法是客土，前者掺入沙土，后者掺入粘质土，如黄土性土壤或黑土等。

　　3．盐碱、毒害与酸性改良：

　　1）盐碱和工业废水的影响，主要是在排水的基础上，加大灌溉量以对盐碱、毒害进行冲洗。

　　(2)酸度改良：主要是一些土壤酸度过大的水稻土应当适量施用石灰。