认识“水稻土”：专为水稻种植形成的土壤，背后有哪些形成原理

水稻土并非自然形成的土壤类型，而是在长期人为干预（主要是淹水耕作）下，由原有母土（如红壤、黄壤、潮土等）改造而来的特殊耕作土壤。其形成原理涉及水文管理、氧化还原交替、物质迁移转化及生物活动等多方面因素的协同作用：

• 周期性淹水与排水：水稻生长需长期淹水（淹水阶段），收割后则排水晒田（落干阶段）。这种干湿交替是水稻土形成的核心驱动力。
• 水层隔绝氧气：淹水时，水层阻隔空气，土壤孔隙充满水，形成厌氧环境；落干时，氧气重新进入，恢复好氧环境。这种氧化还原状态周期性交替深刻改变土壤的物理、化学和生物过程。

• 粘粒分散与淀积：淹水时，土壤颗粒吸水膨胀，粘粒分散于水中；排水落干时，部分粘粒随水下渗，在犁底层（耕作层下紧实层）或心土层（如铁锰结核层）淀积，导致：
  • 耕作层（A层）结构变软、分散：利于水稻扎根。
  • 犁底层（P层）形成：粘粒淀积、机械压实共同作用，形成紧实、低透水层，起到保水保肥作用。
  • 结构变化：淹水时土壤呈糊状，落干时易板结龟裂。

• 铁锰的还原与氧化迁移：
  • 淹水（还原）：铁（Fe³⁺）、锰（Mn⁴⁺）被还原为可溶的Fe²⁺、Mn²⁺，随水下渗或侧向迁移。
  • 落干（氧化）：Fe²⁺、Mn²⁺在氧气接触处（如根际、裂隙、结构面）氧化，形成铁锰结核、锈斑、胶膜（潴育层W的典型特征）。
• pH值中和：酸性土壤淹水后pH上升（H⁺被消耗），碱性土壤淹水后pH下降（CO₂积累形成碳酸），总体趋于中性。
• 磷的有效性提高：还原条件促进Fe³⁺还原为Fe²⁺，释放被固定的磷。
• 有机质积累：厌氧环境减缓有机质分解，水稻土有机质含量通常高于母土。

• 好氧与厌氧微生物交替：淹水时厌氧菌（如产甲烷菌）活跃；落干时好氧菌活跃。
• 有机质转化：厌氧环境下，有机质分解产生有机酸、甲烷、硫化氢等，影响土壤化学性质。

• 施肥：长期施用有机肥（绿肥、粪肥）补充养分，促进有机质积累。
• 耕作：翻耕、耙地等改善通气透水性，但也可能破坏结构。
• 轮作与晒田：冬季排干种植旱作或晒田，改善土壤通气性，促进养分释放。

• 耕作层（A层）：灰色或灰棕色，糊状或小块状结构，富含有机质。
• 犁底层（P层）：紧实、板状结构，透水性差，保水保肥。
• 潴育层（W层）：氧化还原交替形成大量铁锰斑纹、结核（锈色斑纹），是水稻土标志层。
• 潜育层（G层）：长期淹水形成青灰色、糊状无结构土层（若排水不良）。

水稻土是人为水文管理驱动下，通过干湿交替引发氧化还原反应，导致铁锰迁移、粘粒淀积、有机质积累，并在耕作措施影响下形成的特殊土壤。其核心特征是周期性氧化还原交替及由此产生的剖面形态（如锈纹、犁底层），以满足水稻生长的特殊需求（保水、供肥、扎根）。