1.它與潮土的區(qū)別。潮土中的濕潮土亞類也具有黑土層，但它在1.5m剖面深度內(nèi)，不出現(xiàn)砂姜層。

2.它與潮棕壤、潮褐土的區(qū)別:砂姜黑土與潮褐土、潮棕壤在洪積扇區(qū)往往形成土鏈?zhǔn)綇?fù)域(圖10-7)。但潮棕壤或潮褐土的黑土層的埋藏深度必須>60cm，且地下水位較深。

厚度不等，與耕作水平有關(guān)，一般為10~20cm。該層多由黑土層分化而成，由于連年耕作，施肥或壓砂，質(zhì)地變輕，顏色變淺，一般為暗灰棕、10YR，(濕)，平時(shí)易裂成數(shù)厘米寬，或10至數(shù)10cm深的縫隙，有不同程度的變性特征。據(jù)微形態(tài)觀察，耕作層以毛管孔隙為主，且多呈連通狀態(tài)。犁底層厚度多變化在6~15cm間。

厚約20~40cm，濕時(shí)多呈腐泥狀，故又有腐泥狀黑土之稱。濕態(tài)顏色呈黑棕-黑色(10YR4/2)，呈柱狀結(jié)構(gòu)，干時(shí)易碎裂成核塊狀。質(zhì)地粘重，多為重壤土或粘土，少數(shù)為中壤土。除石灰性砂姜黑土外，一般無或顯微弱石灰反應(yīng)，可見少量鐵錳結(jié)核及小形硬砂姜。微形態(tài)觀察:礦物顆粒邊緣亮線和基質(zhì)內(nèi)，光性定向粘粒比耕層明顯。

砂姜層或稱脫潛砂姜層。質(zhì)地較黑土層輕，以中壤土居多。土休顏色濕態(tài)多為棕色~濁黃棕色，(7.5YR5/4)。氧化還原現(xiàn)象(脫潛育化)明顯，銹斑濕態(tài)顏色棕-亮棕( 7.5YR5/6)，砂姜大小形態(tài)不一，有軟硬鐵錳結(jié)核。面砂姜層石灰反應(yīng)強(qiáng)烈，硬砂姜層土體石灰反應(yīng)強(qiáng)弱不一。微形態(tài)觀察:常見碳酸鹽粘結(jié)基質(zhì)，少或無定向粘粒，多有碳酸鹽濃聚斑和鐵質(zhì)浸染斑。

位于黑土層和砂姜層之間，干時(shí)多呈濁黃棕色(10YR5/4)，與砂姜層土體顏色相近，有銹紋銹斑，石灰反應(yīng)強(qiáng)弱不一。微形態(tài)觀察:有較多鐵子和斑跡狀鐵質(zhì)濃聚體，鐵質(zhì)斑跡內(nèi)有大量光性定向粘粒。

一般為粘質(zhì)河湖相沉積物，具有明顯的銹斑，有時(shí)具有潛育現(xiàn)象。

砂姜黑土是晚更新世(Q3)以來，在古地理環(huán)境條件下，發(fā)育在第四紀(jì)河湖相沉積物上的半水成土壤。由于它處于一種扇緣洼地的地貌類型，大量富含Ca(HCO3)2 。水的補(bǔ)給，而又排泄不暢，且有季節(jié)性積水，因而早期有草甸潛育化及CaCO3。的淀積過程，后期又經(jīng)歷著耕作熟化及脫潛過程。

這是一個古代過程的延續(xù)，由于全新世(Q4)氣候轉(zhuǎn)暖，河水量充沛，現(xiàn)砂姜黑土分布區(qū)當(dāng)時(shí)為一片湖沼草甸景觀，低洼處形成大面積粘質(zhì)河湖相沉積物，耐濕性植物周而復(fù)始生長死亡，有機(jī)質(zhì)在干濕季的嫌氣與好氣條件下，腐爛與分解交替進(jìn)行，高度分散的腐殖質(zhì)膠體與礦物質(zhì)細(xì)粒復(fù)合，使土壤染成黑色，形成黑土層。

據(jù)14C斷代測定，黑土層形成于距今3200 ~7000年(中全新世Q42)，未發(fā)生沼澤化，黑土層無泥炭積累。砂姜層的形成早于黑土層。從地球化學(xué)角度看，砂姜黑土分布區(qū)是重碳酸鹽的富集區(qū)，地下水富含碳酸鹽。在氣候及土壤水分季節(jié)性干濕交替條件下，富含碳酸鹽的地下水或在干旱季節(jié)于剖面底部固結(jié)。或隨毛管上升到一定高度固結(jié)，形成數(shù)量不等，大小不同，形態(tài)不一的砂姜(石灰結(jié)核)。另外，土體上部的碳酸鹽也可隨重力水以Ca(HCO3)2形式向下移動至一定深度固結(jié)形成砂姜。

砂姜按其形態(tài)可分為面砂姜、硬砂姜和砂姜磐3種。它們在剖面中分布的部位和形成時(shí)間不同。

面砂姜多分布于剖面中上部，是砂姜形成的早期階段，14C斷代年齡為2000~6000年(全新世中晚期)。

硬砂姜形成年齡與在剖面中的分布部位有關(guān)。剖面上部黑土層中的硬砂姜形成于4000~7000年，

而在呈灰黃色或土黃色脫潛層中的硬砂姜年齡為1.4~3萬年。

砂姜磐形成年齡最長為2.9~4萬年，屬晚更新世的產(chǎn)物。可見，黑土層與砂姜層并非同時(shí)期產(chǎn)物。

組成砂姜的碳酸鹽以CaCO3為主，平均含量占碳酸鹽總量的70%以上，MgCO3含量少，CaCO3/ MgCO3比值平均變化在4~9之間。由于MgCO3在純水中的溶解度遠(yuǎn)大于CaCO3所以該比值在剖面中自上而下漸減，但由于底土受地下水影響大，比值顯現(xiàn)突增特點(diǎn)。

近5000年來，特別近2500年以來，氣候明顯的從溫暖濕潤向干燥方面轉(zhuǎn)變，加之近300年來的人為墾殖、排水，使地下水位逐漸下降.砂姜黑土底部的潛育層下移，原潛育層上都呈現(xiàn)脫潛育化，氧化還原電位增高。據(jù)測定100~150cm處的脫潛育層Eh達(dá)502mv接近耕作層(539mv)。幾千年來的人為耕作，使裸露的黑土層逐漸分化為耕作層、犁底層及殘余黑土層。

砂姜黑土是在暖溫帶半濕潤氣候條件下，主要受地方性因素(地形、母質(zhì)、地下水)及生物因素作用，形成的一種半水成土壤。剖面構(gòu)型為黑土層一脫潛層一砂姜層。在1.5m控制層段內(nèi)，必須同時(shí)具有黑土層與砂姜層兩個基本層次，而且黑土層上覆的近期淺色沉積物厚度必須<60cm。

砂姜黑土的形成有其特殊的自然環(huán)境條件，其肥力演變又與人類經(jīng)濟(jì)活動有密切關(guān)系。砂姜黑土分布區(qū)年平均氣溫一般14-15℃，最冷月1月份的平均氣溫0.7-1.3℃，最熱月7月的平均氣溫27.5-28.3℃。年平均降水量750-900毫米，全年雨量分配很不均勻，60%-70%集中在6月下旬至9月上半月降落。若以四季而論，則夏季降水最多，約占全年的一半以上，其次為春季和秋季，冬季最少。

年蒸發(fā)量在1500毫米左右，幾乎大于年降水量的一倍。干濕交替和濕潤、半濕潤的暖溫帶過渡氣候特點(diǎn)，對砂姜黑土的形成具有重大影響。砂姜黑土分布的地形平坦低洼，地下水排泄不暢，其埋深通常在1-2米間，雨季可上升到1米以內(nèi)或接近地表。在低洼中心部位，甚至短期積水，地下水的礦化度一般小于1克每升，為重碳酸-氯-鈣-鎂型或重碳酸-氯-鎂-鈣型。昔日在地面排水不良或季節(jié)性積水條件下，這些地區(qū)曾經(jīng)生長過密茂的濕生草本植物，年復(fù)-年，植物殘?bào)w不斷分解為黑土層的形成和腐殖質(zhì)積累提供了條件。砂姜黑土的成土母質(zhì)主要是淺湖沼相沉積物。這些沉積物中有的含較多的游離碳酸鈣，于砂姜黑土所處地勢低洼，它不僅是侵蝕物質(zhì)的沉積區(qū).而且是地下水中重碳酸和鈣的富集區(qū)，為砂姜的形成提供了聲富鈣質(zhì)基礎(chǔ)。除上述自然環(huán)境條件影響到砂姜黑土的形成外，人類耕墾活動對砂姜黑土形成與演變有著重大影響。古老的農(nóng)業(yè)區(qū)耕墾歷史久遠(yuǎn)，在長達(dá)二三千年以上的耕作活動中，人們通過開溝排水，耕作施肥等農(nóng)事活動，使土壤脫離自然季節(jié)性積水及濕生草本植物條件逐漸向著旱耕土壤的方向發(fā)展。

(1)一般理化性質(zhì)。砂姜黑土有機(jī)質(zhì)含量并不高，耕作層也不過10-15克每千克，黑土層僅10克每千克左右，往下層逐漸減少。除特殊情況外，剖面上部游離碳酸鈣的含量甚低，一般在10克每千克以下，甚至小于5克每千克，剖面下部夾面砂姜的土層其含量可達(dá)40-70克每千克或更高;有硬砂姜的土層則可大于100克每千克。土壤交換量較高，一般為20-30me/100g，剖面上部土層高于下部土層，尤以黑土層為高。土體中粗砂含量甚少，粘粒含量多在30%以上，但也有20%左右的土層，前者常具有變性特征。土層質(zhì)地以壤質(zhì)粘土、粉砂質(zhì)粘壤土及粘土為主，質(zhì)地層次分異不明顯。粘粒的硅鋁鐵率、硅鋁率和硅鐵率均較高，分別為3.0-3.3、3.8-4.3、13-16之間。粘粒的交換量高達(dá)55-60me/100g。K2O的含量多數(shù)在26%-30%。

(2)鐵錳氧化物特征。砂姜黑土中鐵錳氧化物的遷移與積累，反映了半水成土的特征。砂姜黑土形成過程中常受季節(jié)積水影響，土體中氧化還原作用強(qiáng)烈，鐵錳氧化物的遷移與積累明顯，形成銹紋斑、鐵錳斑與結(jié)核。

(3)土壤結(jié)構(gòu)特征與脹縮性能。砂姜黑土的結(jié)構(gòu)具有兩個突出的特點(diǎn):其一是土壤質(zhì)地粘重的耕作層在冬季經(jīng)過冰凍以后，形成棱角明顯的非水穩(wěn)性碎粒狀結(jié)構(gòu)(過去曾稱"凍粒"結(jié)構(gòu));其二是心土層具有灰色膠膜的棱柱狀結(jié)構(gòu)。具有棱角碎粒狀結(jié)構(gòu)的耕作層，松散如砂，在春旱期能起到一定的覆蓋保墑作用，但其本身并不蓄水保墑，加上結(jié)構(gòu)無水穩(wěn)性，所以保墑抗旱作用有限。殘留黑土層或過渡層的棱柱狀結(jié)構(gòu)，由大小不等的棱柱狀或棱塊狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成，干旱時(shí)結(jié)構(gòu)體之間產(chǎn)生裂隙，致使毛管水被切斷，不利于蓄水保墑，加之結(jié)構(gòu)體很緊實(shí)，作物根系水平生長受抑制，故常見根系沿結(jié)構(gòu)裂隙下伸。砂姜黑土的結(jié)構(gòu)特征與其具有強(qiáng)烈的膨脹性和收縮性相關(guān)。

(4)粘粒礦物組成。早在20世紀(jì)60年代便已發(fā)現(xiàn)砂姜黑土的粘粒礦物組成以蒙脫石為主，其次為水云母，還有少量高嶺石。黑土層蒙脫石的含量在50%-60%，耕作層也達(dá)40%以上。蒙脫石具有強(qiáng)烈的膨脹性和收縮性，故砂姜黑土遇水膨脹，遇旱收縮，以致形成楔形自然體和滑擦面等變性土的特征。

(5)土壤腐殖質(zhì)組成。砂姜黑土的腐殖質(zhì)組成和性質(zhì)具有如下特征:①活性腐殖質(zhì)的相對含量極低，一般只占全碳量的2%-5%，這與長期施用有機(jī)肥料較少，腐殖質(zhì)結(jié)構(gòu)簡單和易于分解有關(guān)。②腐殖酸的相對含量較低，只占全碳量的23℅-37%，肥力高的土壤略高。③腐殖質(zhì)中殘?jiān)南鄬枯^高，占全碳量的62%-80%，且以難以分解的胡敏素為主，這可能是砂姜黑土肥力較低原因之一。④腐質(zhì)質(zhì)中胡敏酸與富里酸的比值較大，在0.7-1.1之間，大于棕壤和黃棕壤，尤其大于紅壤和黃壤，但卻小于東北的黑土和黑鈣土。⑤胡敏酸光密度值(E4)較大，E4/E6比值較小，在4.1-4.5之間。胡敏酸的光密度值愈大，其芳化度愈高，而分子量也愈大，故土壤顏色愈深。這可能是砂姜黑土有機(jī)質(zhì)含量雖低，而土壤顏色較深的重要原因之一。

(6)土壤無機(jī)磷組成。砂姜黑土的無機(jī)磷一般區(qū)分為鋁-磷、鐵-磷、閉蓄態(tài)磷和鈣-磷，同時(shí)鈣-磷又可區(qū)分為二鈣-磷、八鈣-磷和十鈣-磷。砂姜黑土的磷索以無機(jī)磷為主，占全磷量的75%-90%以上，有機(jī)磷一般只占全磷量的10%-25%。砂姜黑土的無機(jī)磷組成中以鈣-磷為主，占無機(jī)磷總量的50%-80%;閉蓄態(tài)磷次之，占無機(jī)磷15%-20%;鐵-磷和鋁-磷含量較低，而且兩者含量相近，分別占無機(jī)磷的5%-10℅和3℅-10%;在鈣-磷組成中以十鈣-磷為主，占無機(jī)磷總量的60%-75%;八鈣-磷次之，占5%-15%，二鈣-磷最少，只占1%-3℅與速效磷含量相近。不同肥力水平的砂姜黑土，其無機(jī)磷組成有較大差別，即二鈣-磷、鋁-磷、鐵-磷和八鈣-磷的含量以高肥類型的為多，十鈣-磷以低肥類型為多，而閉蓄態(tài)磷則無規(guī)律可循。這說明二鈣-磷、鋁-磷、鐵-磷和八鈣-磷對提高作物產(chǎn)量有重要的作用。

(7)土壤養(yǎng)分狀況。砂姜黑土養(yǎng)分狀況的主要特點(diǎn)是有機(jī)質(zhì)含量不足，嚴(yán)重缺磷少氮，但鉀素較為豐富.自20世紀(jì)80年代以來，隨著化學(xué)磷肥的連年施用，有些田塊速效磷的含量明顯提高;緩效鉀和速效鉀的含量均屑豐富，目前一般作物還不甚缺鉀。砂姜黑土中有效微量元素的分布狀況是耕作層明顯高于下部的土體.砂姜黑土有效錳、鐵的含量較高，有效銅含量適中，而有效鋅、硼、鉬的含量過低。

砂姜黑土土體深厚，剖面自上而下有耕作層、亞耕層、殘留黑土層、氧化還原過渡層及砂姜土層。上部50或80厘米土體以暗灰黃，橄欖棕色為主，并有20-40厘米不等厚的棕黑色殘留黑土層;心土層呈橄欖棕色為主，有較多黃棕色銹斑或鐵錳斑、灰斑，其下為橄欖棕色砂姜土層，夾有少量銹斑，鐵錳斑等新生體。由于微地形的起伏或上部土層遭侵蝕，殘留黑土層出現(xiàn)部位及其厚度不一，砂姜土層出現(xiàn)部位常隨黑土層厚薄而深淺也不一。耕作層以下的土體呈棱塊，棱柱狀結(jié)構(gòu)，中、小垂直裂隙發(fā)育，可見滑擦面及楔形結(jié)構(gòu)體。據(jù)微形態(tài)觀察，可見較多裂隙和裂紋，粗骨顆粒邊緣和裂隙壁可見大量亮線狀光性定向粘粒，基質(zhì)有大量纖維狀光性定向粘粒，常見鐵質(zhì)凝團(tuán)或鐵錳質(zhì)濃聚物。安徽省懷遠(yuǎn)縣包集鄉(xiāng)變電站西150米的砂姜黑土剖面為例。地形為河間平原微度傾斜平坦地，海拔22.7米，黃土性古湖相沉積物母質(zhì)，地下水位約1.5米。年均溫15.4℃，年降水量900.9毫米，年蒸發(fā)量1616.7毫米，大于或等于0℃積溫5629.8℃，無霜期218天，旱耕地，種植小麥、大豆、甘薯等，一年二熟或二年三熟。

(一)低產(chǎn)因素砂姜黑土在20世紀(jì)60年代以前大部分屬于低產(chǎn)土壤，其低產(chǎn)因素可概括為:農(nóng)田基本建設(shè)差，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理不善以及生態(tài)條件不良;水災(zāi)(明澇與暗漬)和旱災(zāi)(春旱、秋旱和冬旱)危害頻繁;土壤用養(yǎng)失調(diào)，有機(jī)質(zhì)含量低，缺磷少氮，并缺少鋅、硼、鉬等微量元素;土壤質(zhì)地過粘，結(jié)構(gòu)不良和脹縮系數(shù)大等。

(二)生產(chǎn)潛力砂姜黑土具有很大生產(chǎn)潛力，主要是，(1)區(qū)域地勢平坦，土體深厚，砂姜層位低，耕地面積大且分布集中連片，有利于發(fā)展機(jī)械化耕作，具有綜合開發(fā)利用的規(guī)模優(yōu)勢。(2)熱量條件較好，降水量也較多，有利于發(fā)展一年兩熟制。(3)地下水位淺，水源豐富，水質(zhì)好，有待進(jìn)一步開發(fā)利用。(4)中低產(chǎn)土壤面積大(占80%以上)，宜于發(fā)展多種糧食作物(小麥、玉米、水稻、大豆等)和經(jīng)濟(jì)作物(花生、大蒜、芝麻、棉花等)，增產(chǎn)潛力大。(5)綜合治理投資少，但見效快，經(jīng)濟(jì)效益高。(6)交通較為方便，靠近開放城市，在開發(fā)后，大量農(nóng)副產(chǎn)品就地運(yùn)銷。

(三)治理和開發(fā)砂姜黑土的低產(chǎn)因素是多方面的，因此必須采取綜合治理措施用緊密結(jié)合，同時(shí)要開發(fā)與合理利用緊密結(jié)合，才能充分發(fā)揮資源優(yōu)勢，提高效益。其主要開發(fā)與治理途徑為:(1)排灌結(jié)合，旱澇兼治，開發(fā)地下水資源，發(fā)展旱作補(bǔ)充灌溉。(2)調(diào)整糧食作物和經(jīng)濟(jì)作物的種植結(jié)構(gòu)，做到合理輪作換茬。(3)大量元素肥料與微量元素肥料結(jié)合，科學(xué)施肥，爭取均衡增產(chǎn)。(4)農(nóng)牧結(jié)合經(jīng)營，提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，更新腐殖質(zhì)，抑制土壤的脹縮性。根據(jù)水源和地勢條件，適當(dāng)發(fā)展水稻種植。砂姜黑土的綜合治理和開發(fā)利用，均需因地制宜和因時(shí)制宜。所謂"因地制宜"，就是要根據(jù)砂姜黑土的特性及所在地的實(shí)際情況，制定適當(dāng)?shù)挠?jì)劃和采用適宜的措施。所謂"因時(shí)制宜"，就是要考慮各地的砂姜黑土所處在的不同治理階段，分別制定適當(dāng)?shù)挠?jì)劃和采用適當(dāng)措施。

(一)低產(chǎn)因素 砂姜黑土在60年代以前大部分屬于低產(chǎn)土壤，其低產(chǎn)因素可概括為:農(nóng)田基本建設(shè)差，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理不善以及生態(tài)條件不良;水災(zāi)(明澇與暗漬)和旱災(zāi)(春旱、秋旱和冬旱)危害頻繁;土壤用養(yǎng)失調(diào)，有機(jī)質(zhì)含量低，缺磷少氮，并缺少鋅、硼、鉬等微量元素;土壤質(zhì)地過粘，結(jié)構(gòu)不良和脹縮系數(shù)大等。

(二)生產(chǎn)潛力 砂姜黑土具有很大生產(chǎn)潛力，主要是，

(1)區(qū)域地勢平坦，土體深厚，砂姜層位低，耕地面積大且分布集中連片，有利于發(fā)展機(jī)械化耕作，具有綜合開發(fā)利用的規(guī)模優(yōu)勢。

(2)熱量條件較好，降水量也較多，有利于發(fā)展一年兩熟制。

(3)地下水位淺，水源豐富，水質(zhì)好，有待進(jìn)一步開發(fā)利用。

(4)中低產(chǎn)土壤面積大(占80%以上)，宜于發(fā)展多種糧食作物(小麥、玉米、水稻、大豆等)和經(jīng)濟(jì)作物(花生、大蒜、芝麻、棉花等)，增產(chǎn)潛力大。

(5)綜合治理投資少，但見效快，經(jīng)濟(jì)效益高。

(6)交通較為方便，靠近開放城市，在開發(fā)后，大量農(nóng)副產(chǎn)品就地運(yùn)銷。

(三)治理和開發(fā) 砂姜黑土的低產(chǎn)因素是多方面的，因此必須采取綜合治理措施用緊密結(jié)合，同時(shí)要開發(fā)與合理利用緊密結(jié)合，才能充分發(fā)揮資源優(yōu)勢，提高效益。其主要開發(fā)與治理途徑為:

(1)排灌結(jié)合，旱澇兼治，開發(fā)地下水資源，發(fā)展旱作補(bǔ)充灌溉。

(2)調(diào)整糧食作物和經(jīng)濟(jì)作物的種植結(jié)構(gòu)，做到合理輪作換茬。

(3)大量元素肥料與微量元素肥料結(jié)合，科學(xué)施肥，爭取均衡增產(chǎn)。

(4)農(nóng)牧結(jié)合經(jīng)營，提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，更新腐殖質(zhì)，抑制土壤的脹縮性。根據(jù)水源和地勢條件，適當(dāng)發(fā)展水稻種植。砂姜黑土的綜合治理和開發(fā)利用，均需因地制宜和因時(shí)制宜。所謂"因地制宜"，就是要根據(jù)砂姜黑土的特性及所在地的實(shí)際情況，制定適當(dāng)?shù)挠?jì)劃和采用適宜的措施。所謂"因時(shí)制宜"，就是要考慮各地的砂姜黑土目前所處在的不同治理階段，分別制定適當(dāng)?shù)挠?jì)劃和采用適當(dāng)措施。

石灰性砂姜黑土主要分布于山東省膠菜河谷以西，小清河以南及運(yùn)河 以東的交接洼地以及河南省的南陽盆地地區(qū)，面積有776.5萬畝，占該土類面積的13.58%。

本亞類與砂姜黑土亞類的主要區(qū)別是，全剖面有強(qiáng)烈的石灰反應(yīng)，pH8-8.5，表土層游離碳酸鈣的含量達(dá)20-160克每千克，砂姜土層達(dá)120-360克每千克。本亞類主要分布在石灰?guī)r區(qū)或黃土地區(qū)，其石灰性主要受富含重碳酸鈣水質(zhì)的影響，或成土母質(zhì)本身強(qiáng)石灰性所致。石灰性砂姜黑土的區(qū)域性差異表現(xiàn)在河谷地的質(zhì)地稍輕，為砂質(zhì)粘壤:壤質(zhì)粘土，含細(xì)砂粒量高;在濱湖洼地的為粉砂質(zhì)粘土、粘土，細(xì)砂粒含量低，而粉砂粒及粘粒含量較高。土壤有機(jī)質(zhì)含量一般高于砂姜黑土亞類，但在黑土層以下又明顯降低。土壤無機(jī)磷中的鈣磷和閉蓄態(tài)磷含量很高，而土壤中游離鐵，活性鐵、結(jié)晶鐵含最則較低，均與土體中富含石灰有關(guān)。