[科普中國]-潛育作用

潛育作用簡述

潛育作用是主要的成土過程之一。關(guān)于潛育作用的定義，有人認(rèn)為“潛育作用是在漬水條件下鐵的還原作用，以致形成灰藍(lán)到灰綠色的土體，其上或有或無黃棕色或褐色的斑紋與鐵錳結(jié)核”（Buol等，1976）。

受潛育作用影響的土壤多集中于低洼或相對低洼的地區(qū)。由于水分充足，植物繁茂，土壤有機(jī)質(zhì)明顯累積，或形成腐殖層，或形成泥炭層。

潛育土分布情況潛育土零星分布于世界各地，除高山沼澤外，主要集中于河谷平原、湖泊洼地及河口三角洲地段。如果把受季節(jié)性還原作用影響的土壤包括在內(nèi)，這類土壤幾乎可占世界土壤的五分之一。

我國潛育土的分布情況是，由北向南及由沿海向內(nèi)陸過渡其比例逐漸減小，而人工潛育土（水稻土）所占的比例則由北向南漸增。人工潛育土的80%多分布于淮河以南的亞熱帶地區(qū)，主要集中于第一階梯地帶。

潛育土雖是一種重要的土壤資源，但由于多水以及因有機(jī)質(zhì)的嫌氣分解而累積相當(dāng)數(shù)量的有毒物質(zhì)，可以妨礙作物的生長。

潛育作用的主要過程潛育作用的發(fā)生應(yīng)具備兩個條件，一是漬水，包括常年漬水和季節(jié)性漬水，二是有機(jī)物質(zhì)的嫌氣性分解，只漬水而不伴有有機(jī)質(zhì)的嫌氣分解不能發(fā)生潛育作用，而有機(jī)質(zhì)的嫌氣分解又須以漬水為前提。由于有機(jī)質(zhì)的分解，奪取介質(zhì)中的氧氣，變價(jià)元素被還原，而且有機(jī)質(zhì)分解的中間產(chǎn)物和最終產(chǎn)物又與礦質(zhì)顆粒相互作用，從而引起了一系列的物理化學(xué)過程。

有機(jī)質(zhì)的分解與累積

土壤是由氣、液、固三相組成的多孔體。土壤和天然水中都會有一定數(shù)量的氧氣，當(dāng)土壤淹水后，土壤空氣被排出，隨著有機(jī)物質(zhì)的分解，有機(jī)還原性物質(zhì)消耗土壤與水中的氧，進(jìn)而奪取礦物中的結(jié)合態(tài)氧，從而導(dǎo)致變價(jià)元素的還原淋溶。

水中飽和氧的含量與溫度有密切的關(guān)系、在20℃時，其含氧量為每升9.2毫克，14℃時為10.4毫克。不同來源的水的含氧量各異。例如用于灌溉的塘水在20℃時，平均含氧量為每升8.3亳克。水稻土中的舍氧量較低，氧化層為每升8.3毫克。

有機(jī)質(zhì)在淹水條件下的分解與積累是一個十分復(fù)雜的過程。一般來講，有機(jī)質(zhì)可分為易分解部分和難分解部分。易分解部分為糖類和蛋白質(zhì)類，如果氣溫較高，這些物質(zhì)在漬水條件下在1周內(nèi)即大量分解，在3周左右進(jìn)入分解盛期，一個月之后便可大部分解掉。難分解部分為纖維素和木質(zhì)素，這些物質(zhì)分解所需的時間較長，徹底分解所需的時間視土壤條件而異，少則半年，多則1年以上。在其分解過程中，產(chǎn)生一系列的中間產(chǎn)物，例如醇類與酚類等。最終產(chǎn)物根據(jù)分解條件為好氣還是嫌氣而異，前者為CO，硝酸鹽、硫酸鹽及腐殖物質(zhì)，后者除CO2與腐殖物質(zhì)外，還有H2、CH，、NH3、胺類、硫醇類及泥炭（Ponnamperuma，1977）。2

潛育性土壤的主要類型水稻土的潛育作用

一般來說，水稻土中的潛育過程是其前身沼澤土、潛育土或草甸沼澤土所殘留的。也就是說這一過程正向著減弱的方向發(fā)展，但如人為的灌溉不當(dāng)和管理不善，這一過程也可能加強(qiáng)。但是不管殘留的還是發(fā)展著的潛育過程在水稻土形成中都是不能忽視的。

水稻土在淹水還原條件下，除Fe、Mn外，P、K的遷移強(qiáng)度也大大增加。Ca、Mg的絕對量也有增加。這就說明在淹水還原條件下，鐵的還原減少了土壤對磷的固定，提高了磷的活性，由于亞鐵離子的增加，一部分陽離子被置換出來，從而增加了鉀、鈣、鎂以及鈉的淋失的可能性。同時，硅酸鐵復(fù)鹽被還原，也可增加硅的活性。最近的材料表明在潛育條件下，鋁也并不是不活動的。這樣，從土壤地球化學(xué)角度，把一系列元素遷移與潛育過程聯(lián)系起來，使?jié)撚^程的內(nèi)容更加廣泛。

植稻土壤潛育狀況的區(qū)分

考慮到潛育過程對水稻生長的影響，我們根據(jù)土壤的氧化還原狀況，將植稻土壤中的潛育狀況大體上分為下列五種：

1.漚水潛育：表面常年漚水、通體水分飽和、全剖面處于還原狀態(tài)、實(shí)際上全層潛育。

2.全層潛育：全剖面水分飽和，在水稻收獲后，表層處于接觸空氣條件下，除表層外均呈還原狀態(tài)。

3.上位潛育：耕作層、犁底層以下即為潛育層。即剖面上部呈氧化態(tài)，而下部呈還原態(tài)。

4.下位潛育耕作層、犁底層下已形成淀積層。潛育層出現(xiàn)于50—60厘米以下。

5.犁底潛育：一般犁底層呈潛育狀態(tài)。在剖面中氧化層和還原層（群眾稱為青泥層）之下又有氧化層。底層或有或無潛育層，視起源的土壤而定。

當(dāng)然，這只是主要的幾種，而不是全部。3