水稻土指在长期植稻下，经人为水耕熟化和自然成土因素的双重作用，形成的具有特殊剖面构型的人为土壤[1]。水稻土是湖南省重要的土壤资源，约50%分布在湘东、湘中地区[2]。早在1930年，我国针对水稻土就有专门的分类研究[3-4]。湖南省在第2次土壤普查的基础上，建立了现行的、基于发生学的6级分类系统；其中，水稻土土类包含淹育性水稻土、潴育性水稻、漂白性水稻土、潜育性水稻土等4个亚类、33个土属、162个土种[2]。近年来随着定量化系统分类的兴起，我国率先在世界上提出水耕人为土亚纲，并提出将水耕表层和水耕氧化还原层作为水耕人为土的诊断层[5]。目前，已基本确定水耕人为土的高级分类单元，并在我国东部地区逐步开展水耕人为土基层分类研究[6]，而中部、西部地区分布的大面积水稻土在中国土壤系统分类中的归属仍有待加强研究[7-11]。目前，湖南省仅见关于湘西南起源于石灰岩的水稻土在中国土壤系统分类中的归属研究[12]。笔者所在课题组选取起源于第四纪红色黏土(第四纪红土)的典型水稻土为研究对象，应用系统分类指标，确定水稻土在中国土壤系统分类中的地位，建立代表性土族、土系，不仅对补充完善我国土系基础数据库具有重要意义，也对当地农业生产实践具有参考价值。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

采样地涉及湘东的长沙、株洲、岳阳3个地级市，地势东高西低，南高北低。研究区东部主要分布“雁行式”排列的中山，西部、北部主要分布丘陵、盆地和河谷平原。在第四纪更新世时，研究区广泛分布山岳冰川，目前仍残存第四纪冰川剥蚀、堆积和冰碛物遗迹。在间冰期，山岳冰川融化，大量泥砂、砾石搬运沉积到低丘、岗地、沿河两岸和滨湖平原边缘，形成古老的第四纪红色黏土，其中以湘东地区的长浏、茶攸盆地最为典型。该区域属中亚热带湿润季风气候，年平均温度为 16～18 ℃，降水量为1 300～1 500 mm，无霜期为265～310 d，光、热、水均能满足双季稻要求，是湖南省最佳农业发展地区。起源于第四纪红土母质的水田常分布在丘陵岗地的坡下部，从上到下依次分布浅红黄泥、红黄泥和青泥田的土种组合。其传统耕作制度以双季稻—绿肥、双季稻—冬闲、双季稻—油菜为主，也有少部分为一季中稻—冬作或冬闲。

1.2 土壤样品采集和室内分析

在湖南省土壤图、母岩母质图、土地利用现状图以及第2次土壤普查资料的基础上，结合对当地农户的调查、走访结果，并参照《湖南土壤》[2]《湖南土种志》[13]中的第四纪红色黏土分类和土种描述，综合确定5个起源于第四纪红土的水稻土样点位置。参照《野外土壤描述与采样手册》中的统一标准调查成土环境、挖掘土壤剖面，描述土体发育形态、采集土壤发生层样品并拍摄景观、剖面照片。样点概况详见表1。

采用环刀法测定土壤容重；采用吸管法测定土壤机械组成，质地分类采用美国农业部分类法；pH值的测定采用电位法(液土质量比为2.5 ∶1.0)；有机质含量采用重铬酸钾—硫酸消化法进行测定；阳离子交换量采用乙酸铵交换法进行测定；全氮含量采用硒粉-硫酸铜-硫酸消化-蒸馏法进行测定，全磷、全钾含量均采用碳酸锂-硼酸熔融-ICP发射光谱法进行测定；土壤游离氧化铁含量采用连二亚硫酸钠-柠檬酸钠-重碳酸钠法进行测定[14]。基于X射线衍射方法和阳离子交换量(cation exchange capacity，简称CEC)、元素含量的测定结果综合分析土壤矿物学型。

注：Ap、Ap1、Ap2分别为耕作层、耕作层亚层、犁底层；Br为氧化还原层；Br1、Br2、Br3、Br4均为氧化还原层亚层；Br11、Br12均为以氧化铁为主的氧化还原层亚层；Br21、Br22、Br23均为以氧化锰为主的氧化还原层亚层；Cr为具有氧化还原作用的母质层；BCr为具有氧化还原作用的过渡发生层；Bbr为埋藏的氧化还原层。Apb表示埋藏的耕作层；Cr1、Cr2表示具有氧化还原作用的母质层亚层。表2、表3、表6同。

基于经验公式Tsoil=55.89-0.645×纬度-0.004×海拔-0.153×经度估算土壤温度[15]。

2 结果与分析

2.1 土壤剖面的形态特征

由表2可知，供试土壤的剖面色调以2.5Y、10YR为主，明度介于3～6之间，彩度介于3～8之间。土体深厚，大多>1.2 m，耕作层(Ap、Ap1)较浅薄且疏松，厚度仅10～17 cm。犁底层(Ap2)一般较厚且坚实，厚度达6～8 cm。在剖面上，耕作层土壤结构以粒状和团粒状为主，耕作层以下底土块状、棱块状结构发育明显。结构体表面和内部孔隙普遍存在黏粒-铁锰胶膜和铁锰斑纹，数量以中量到多量为主，在水耕氧化还原层中数量最多，甚至出现少量到多量的铁锰结核。人为干扰强烈，集中在0～60 cm土体，常发现少量瓦片、瓷片等侵入体。经诊断，土壤剖面具有典型的水耕表层、水耕氧化还原层。

注：ND指未观察到新生体或侵入体。

2.2 土壤主要理化性质

通过野外观察发现，土壤剖面几乎无明显砾石(<5%)。室内分析结果表明，土壤质地以壤土类(黏壤土和壤土)为主。由表3可知，黏粒含量介于219～408 g/kg之间，土壤剖面的黏化率介于0.6～1.2之间，仅2个样点(43-ZZ15、43-YY19)在土体控制层段内存在黏化率≥1.2的发生层，诊断为黏化层。水提土壤pH值为5.1～6.7，各样点土壤剖面上均存在pH值≥5.5的发生层，诊断该土壤剖面存在非酸性反应；游离氧化铁含量变幅较大，为9.7～43.2 g/kg，其中 43-ZZ15 和43-YY15的样点剖面上，出现水耕氧化还原层或亚层中土壤游离氧化铁含量超过耕作层1.5倍的现象，具有铁聚特征。

注：“—”表示该层无数据。

2.3 供试土壤的诊断层与诊断特性

根据《中国土壤系统分类检索(第三版)》[16]中诊断层、诊断特性及控制层段的标准，本研究所选的5个样点剖面都具备水耕表层和水耕氧化还原层的诊断表下层，且43-ZZ15和43-YY15样点土壤剖面具有铁聚特征。按照张慧智等的方法[15]，得到5个采样点土层深度为50 cm处的土温为 19.3～20.7 ℃(平均值为20.1 ℃)，属于热性。

2.4 供试土壤在中国土壤系统分类中的归属

根据《中国土壤系统分类检索(第三版)》[16]中的高级分类单元划分标准，检索供试土壤的诊断层与诊断特性，结果发现，7个剖面均属于人为土土纲、水耕人为土亚纲、铁聚(43-ZZ15和43-YY15)和简育水耕人为土土类、普通铁聚和普通简育水耕人为土亚类。

参照《中国土壤系统分类土族与土系划分建立原则与标准》进行基层分类。根据X射线衍射方法和CEC、元素含量的测定结果综合分析可知，各采样点的土壤矿物学型均属于硅质混合型，砾石含量极低(<5%)。颗粒大小级别是划分土族的首要依据，按照颗粒大小级别和剖面黏粒大小加权平均值的差异(表4)，将所选的5个土壤剖面划为2个土族，分别为黏壤质硅质混合型非酸性热性-普通铁聚水耕人为土(43-ZZ15、43-YY15)、黏壤质硅质混合型非酸性热性-普通简育水耕人为土(43-ZZ18、43-YY19、43-CS20)。在同一土族内，按照表层土壤质地和土体色调将土壤划分为5个土系，土系名称和剖面特征见表5。

3 讨论

3.1 土壤发生分类与中国系统分类的参比

根据土壤发生分类标准，本研究所选的5个第四纪红土发育的剖面土壤可以归属于人为土土纲、人为水成土亚纲、水稻土土类、淹育性(43-ZZ18)和潴育性水稻土2个亚类、红黄泥和浅红黄泥2个土属、红黄泥和浅红黄泥2个土种。在土壤系统分类中，5个样点土壤剖面分别归属人为土土纲、水耕人为土亚纲、铁聚水耕人为土和简育水耕人为土土类，在基层单元上分为2个土族和5个土系。然而，发生学分类主要按定性标准判定土种，土种性状变幅大，尤其是未量化考虑形态学特征指标。本研究在基层分类上，按发生分类标准划分的土种为2个，而按系统分类标准划分的土系为5个。因此，不能简单地将土种参比到土系，可能会参比到较多数量的土系类型。

起源于第四纪红土的5个水耕人为土，在土族划分上，按颗粒大小级别、矿物学型、石灰性和土壤酸碱反应、土壤温度等4个指标得出类似的划分结果，即它们均为黏壤质硅质混合型非酸性热性土壤。综合分析本研究区之前资料(6个样点)，也几乎均得出类似的划分结果[17]。在土系上，划分出5个土系，说明系统分类指标较强的基层分类能力可以敏感表征土体发育程度、物质组成等突变差异，对当地农业生产具有指导意义。

3.2 基层分类单元的生产性能

划分土族和土系的根本目的在于为当地生产和产业布局提供具体指导。在农业生产性能上，土体发育深厚，耕层结构良好，犁底层或底土层较坚实，可防止耕层水肥漏失。普通铁聚水耕人为土的质地较重，以壤土或黏壤土为主，但普通简育水耕人为土质地相对较轻。许胜系、枫树桥系耕层浅薄，分别为10、13 cm，宜深耕深翻，以加深耕层。

参照第2次土壤普查的水田土壤生产性能评价标准[18]，耕层土壤有机质含量丰富(36.00～52.79 g/kg)，超出一级水平(表6)。耕层全氮含量也很高，均超出一级标准，生产中应考虑适当减少氮肥投入。CEC一般介于10～20 cmol/kg之间，属三、四级水平，说明土壤供肥能力中等。八家湾系CEC达到二级水平，土壤供肥能力较强。土壤全钾含量较低(除八家湾系)，全磷含量偏低，仅为0.33～1.88 g/kg，宜科学补充磷、钾等元素。

4 结论

在湘东地区类似母质/母土(第四纪红色黏土)条件下，按照中国土壤系统分类方案，在水耕人为土亚纲下检索得到铁聚水耕人为土和简育水耕人为土2个土类，普通铁聚水耕人为土和普通简育水耕人为土2个亚类，并划分出2个土族，建立5个土系(新中系、枫树桥系、袁家系、许胜系、八家湾系)。同一地区，相同或类似物质起源的土壤，在基层分类单元上，系统分类比发生分类具有更强的分类能力，能直观、定量地划分出基层土壤类型，可为当地农业生产利用、作物布局提供直接的指导依据。

表6 第四纪红土发育水耕人为土的养分情况

土系发生层有机质含量(g/kg)全氮含量(g/kg)全磷含量(g/kg)全钾含量(g/kg)CEC(cmol/kg)新中系 Ap152.702.641.416.4415.1Ap231.611.891.256.4312.6Br111.680.670.597.3211.8Br28.140.780.438.3813.6Br34.760.510.337.819.0Br43.250.610.379.0013.6BCr2.390.560.549.4614.0枫树桥系Ap37.701.611.536.4211.9Br12.430.721.166.3912.6Apb18.610.761.056.3211.0Bbr9.750.720.736.4111.4Cr14.590.390.486.0310.5Cr23.180.330.395.8713.0袁家系 Ap44.432.221.708.3414.1Br1116.880.961.177.9418.1Br217.580.511.117.7716.7Br228.410.631.348.5420.6Br128.280.581.159.2818.2Br237.650.461.5810.8013.3许胜系 Ap136.001.861.886.5313.8Ap230.731.741.856.5513.5Br112.830.811.236.4613.7Br218.840.511.026.4214.4Br229.050.580.926.4013.2Br236.580.430.936.4615.7八家湾系Ap152.792.590.7720.5724.5Ap243.852.170.8120.7626.9Br125.970.991.2719.9224.7Br28.660.800.6621.9819.5Cr18.991.330.7420.7418.1

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