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土壤薄片描述

借助偏光显微镜观察和记载土壤薄片中微形态特征的系统化方法。又称土壤微形态鉴定、土壤垒结分析、土壤垒结单位分析等。土壤薄片描述中关于土壤微形态特征的术语、分类系统、计量和描述方法等是土壤微形态学的重要组成部分。描述记录——微形态资料是进行土壤微形态分析和研究的重要依据。土壤薄片原状土样用合成树脂或天然树脂浸渍固化后

借助偏光显微镜观察和记载土壤薄片中微形态特征的系统化方法。又称土壤微形态鉴定、土壤垒结分析、土壤垒结单位分析等。土壤薄片描述中关于土壤微形态特征的术语、分类系统、计量和描述方法等是土壤微形态学的重要组成部分。描述记录——微形态资料是进行土壤微形态分析和研究的重要依据。

土壤薄片

原状土样用合成树脂或天然树脂浸渍固化后,制备成厚度约0.03毫米的薄片。按其大小可分为普通薄片(小薄片)、中薄片和大薄片三种(表1)。在野外按发生层选择代表该层特征的部位采集原状土样。在实验室用不饱和聚酯树脂浸渍样块,并置于真空干燥器内抽去孔隙内空气使充分浸透树脂,加温固化后,经切片、磨片等操作,制备出合乎偏光显微镜鉴定要求的土壤薄片。

表1 土壤薄片的种类

土壤薄片描述内容

土壤基质与粗骨颗粒

土壤物质

孔隙

按形态分为:①堆集性孔隙,由单粒或团聚体堆集而形成的一种开放性孔隙。前者为简单堆集性孔隙,后者为复合堆集性孔隙,兼有者为复杂堆集性孔隙;孔隙互相连通,其孔隙壁就是单粒或团聚体的表面;见于砂土或团聚体发育良好土壤中;②气泡状孔隙,通常呈圆形,也可因土内扰动而变形,孔隙壁光滑;大小不一,彼此不连续属封闭性孔隙,见于干旱土的孔状结皮层与碱土的结皮层;③孔道,圆柱形或近圆柱形,孔隙壁较光滑,属半封闭或封闭性孔隙;既有生物成因,也有土壤成因,前者常残留有植物根或动物粪粒,称为根孔(道)或动物孔道;④孔洞,较大的不规则形封闭性孔隙,孔隙壁呈不同程度圆滑凹凸状;主要是土壤成因,也有生物成因;后者常残留有植物根或动物粪粒。称为根孔洞或动物穴;⑤孔穴,孔洞的极度发育形态,孔隙壁凹凸明显,多枝状凸出,常伴随结构物体的形成,是土壤孔隙发育良好的一种形态;⑥囊状孔隙,原孔道或裂隙在孔隙进一步发育过程中,其某一部分向两侧凸出形成囊状;⑦树枝状孔隙,多分枝,常与邻近的树状孔孔隙相连,形成半封闭性孔隙,常伴随着结构体的形成,是孔隙发育良好的一种形态;⑧蠕虫状孔隙,孔隙壁呈不对称的凹凸,一端或两端渐细,分叉或不分叉,长宽比一般为10∶1或更大。主要见于铁铝土、铁硅铝土等。粘质土壤往往首先形成细短蠕孔,然后变粗变长,最后可发育成孔洞、孔穴或树枝状孔隙;⑨裂隙,由干燥收缩或冻融交替形成,孔隙壁互相对称平行;⑩人为孔隙,制备土壤薄片过程中,因粗骨颗粒脱落或局部土壤基体的磨失而造成。

孔隙大小的测定和分级

①孔隙大小测定,因孔隙类型而异,等向形孔隙(如气泡状孔隙)以其直径表示;短延长形孔隙(如孔洞、孔穴)以其短径表示;形状不规则者测其左、中、右(或上、中、下)三条短径,取平均值;较长的延长形孔隙以其平均长、短径值分别表示;长形孔隙(如孔道、裂隙)以其宽度和长度表示。②孔隙大小的分级,因孔隙形态而异。气泡状孔隙以其直径表示;孔洞、孔穴和囊状孔隙主要按其短径并辅以长径进行分级。孔道和裂隙按宽度分级,蠕虫状孔隙按其宽度和长度划分(23456)。

表2 气泡状孔隙的大小分级

表3 孔洞、孔穴、囊状孔隙的大小分级*

表4 孔道的大小分级

表5 裂隙的大小分级

表6 蠕虫状孔隙的大小分级

结构体

包括由团聚作用形成的团聚体,由干湿交替、膨胀收缩作用形成的棱角形结构体或土块。最基本的一级结构体为简单结构体,由两个或两个以上一级结构体构成的二级结构体,以及由两个或两个以上的二级结构体构成的三级结构体,称为复合结构体。团聚体按其大小分为大团聚体和微团聚体。其划分界限为0.25毫米;按其发育程度可分为:①雏形团聚体,已具团聚体雏形,但彼此紧密相连,仅局部有少量空隙;②连生团聚体,由两个或两个以上的团聚体连在一起,基部未脱开;③游离团聚体,团聚体发育良好,彼此独立;即使紧挨,彼此也具独自的轮廓。由冻融作用形成的冻融团聚体,土壤基质以不同厚度包裹于较大粗骨颗粒周围,或包裹着一些较小的粗骨颗粒;基质内粘粒呈光性定向排列。

有机物质

土壤中残留的不同分解程度或不同形态的植物器官和土壤生物。①植物残体,包括新鲜的、半分解的、腐殖化的、炭化的和半炭化的;②腐殖质,在薄片中或浸染于土壤基质,或形成凝粒、斑块、条带、胶膜等土壤形成物。或作为胶结物质包裹粗骨颗粒,形成腐殖质胶结凝块、凝团等土壤形成物;③真菌体,有菌丝体(组成真菌菌体的菌丝总称)、菌核(真菌休眠体)和孢子等;④动物残体,为贝壳、螺壳残体等。节肢动物残体因易于分解,在薄片中很难发现。

土壤形成物

见土壤形成物。

生物形成物

由生物活动在生物体内转化形成并进入土壤或在土壤中转化形成的形貌,由此可了解土壤中物质的生物学积累作用和生物活动对土壤性质的影响。

植物石

又称植物岩。可分为硅质植物石和盐类植物石两大类。①硅质植物石,是植物硅化作用的产物。如蛋白石植物石(又称植物蛋白石)和玉髓植物石。当植物残体进入土壤并遭受分解后,细胞组织内的蛋白石或玉髓便成为土壤物质的组成部分。②盐类植物石,有方解石植物石和草酸钙植物石,前者见于植物残体的细胞组织内和散落于该植物残体附近的土壤基体内;后者多见于植物残体的细胞组织内。

硅藻骨骼

低湿地土壤中常见的生物形成物,其矿物成分及光学性质同植物蛋白石,形状有圆形、长圆形、纺锤形、新月形、长条形和三角形等,内壁有细隔纹。

海绵骨针

多为棒针状,内有明显纵孔——中央管,矿物成分与光学性质同植物蛋白石,形状完整者多为原地起源,折断者多系搬运带入。

胶磷矿形成物

为鸟粪起源的磷酸盐矿物,见于中国南海诸岛的磷质石灰土中。

动物粪粒

土壤动物的排泄物,其大小形状因土壤动物种类而异。其成分则与动物的食性有关,可分为有机粪粒(主要是腐殖质性粪粒)、有机-矿质粪粒、基质性粪粒和全土性粪粒。

土壤残遗体和侵入体

土壤残遗体指非该土壤发生过程产生,而是继承自前身土壤的原土壤形成物或原土体。例如残遗淀积粘粒胶膜及其碎屑、残遗铁锰凝团、耕作层中的母土生土块等。侵入体指由耕作施肥带入的外来物质,例如,砖瓦碎屑、炉渣、石灰碎屑、炭化和半炭化植物残体(草木灰)、贝壳碎屑等。

土壤垒结

指完整保持自然组织的原状土中各种组成分,包括粗骨颗粒、腐殖质颗粒、植物残体,孔隙等简单组成分和土壤基质、团聚体、土壤形成物等组成的总的空间排列和组合。不同的土壤类型和土层有不同的土壤垒结,它是土壤微形态特征的综合反映。库比纳按粗骨颗粒与处于不同状态的(致密的、团聚的、富含腐殖质或盐类的)不同组合,分为10种基本垒结类型。即斑晶胶凝状垒结、斑晶胶溶状垒结、交织状垒结、包膜状垒结、交织-包膜状垒结、集块状垒结、漂白砂型垒结、黑色石灰土型垒结、岩浆状垒结和灰泥状垒结,鉴于土壤垒结类型十分繁杂,随着研究资料的积累,不同作者提出不同的分类和命名,故薄片描述中一般不作具体规定。

土壤薄片描述资料的整理

土壤剖面各层的土壤薄片大致按上述顺序观察、描述后,应根据鉴定要求对土壤发生、分类,土壤退化或低产原因以及改良效果等写出鉴定报告,并将能够说明问题的微形态特征进行显微摄影和写出照片说明。