“黑土層”是指果嶺草坪下10cm左右的深（黑）色土層。通常它有一股臭雞蛋味道。該土層會降低草坪質量——使草坪變薄、枯黃，直至完全死掉。所以，黑土層被稱為草坪“黑死病”。 80年代末的美國，就曾因它而發生過大規模的本特草疫病。
金屬硫化物的積累
      美國草坪專家經過研究，發現黑土層的形成與土壤內硫酸鹽悄悄流失存在關聯。硫酸鹽減少又與厭氧菌的呼吸相關。因此，提出了一個假設：黑土層是金屬硫化物積累的結果，過程中伴隨著硫化氫的產生，而硫化氫產生于厭氧菌在低氧化還原電位環境下的呼吸作用。低氧化還原電位源于土壤中缺氧。水澇、過多的微生物呼吸作用都可能造成土壤缺氧。許多球場為了降低果嶺草坪根部pH值而施加硫元素，也會降低土壤氧化還原電位及刺激硫化氫釋放，進而產生黑土層。草坪壞死是硫化氫毒性的結果。
實驗結果
      初步研究表明，在濕沙內按4.88g/m2施加硫元素，4天時間內就會產生黑土層。更高的硫元素含量會加重黑土層，但如果不加入硫元素，即使沙土被水浸泡達33天，也不會出現黑土層。多種含硫化學品都可以造成黑土，包括含硫尿素肥料、硫酸銨鐵（Fe(NH4)2(SO4)2?6H2O）、硫酸鐵（FeSO4?7H2O）和硫酸鈣（CaSO4）或石膏。硝酸鹽，如硝酸鈣（Ca(NO3)2）、硝酸鉀（KNO3）和硝酸鈉（NaNO3）。在黑土層實驗中，金屬硫化物的存在可以通過疊氮化鈉（NaN3）與碘（I2）溶液的點滴測試來驗證。此溶液只有被金屬硫化物催化才能發生反應，產生出碘化鈉（NaI），同時釋放出氮氣（N2），化學反應式為：2NaN3 + I2→2NaI + 3N2↑上述測試表明，氮氣氣泡可以作為金屬硫化物的存在表征。
放射性硫的試驗
      放射性硫酸根可用來測試黑土層中的硫酸含量。將放射性硫酸注入一個來自本特草果嶺黑土層的土樣，它轉化為放射性硫離子。一天后轉化率達到35%，其中80%-95%以Me35S分子的形式存在，余下5%-20%變成了放射性硫化（H235S）。這個實驗證明，在真實黑土層中，硫酸因為反應而減少，并釋放出硫化氫。向同樣來源的黑土層泥土樣本里施放疊氮化合物（N3）——一種廣譜殺蟲劑、鉬酸銨（MoO42-）——針對厭氧菌的抑制劑，連同放射性硫，可以將硫酸-金屬硫化物轉化率降低到0.03%甚或0.01%。這證明了厭氧菌是硫化氫的產生原因。向黑土層樣本放入放射性硫元素，24小時后，25.2%轉化為金屬硫化物（Me35S），6.4%轉化為硫化氫。
     以上實驗都表明，硫酸和硫元素在黑土層內都很顯著地減少，實驗同時也證明，硫化氫在黑土層大量存在，它對草坪植物有極強毒性。
硫化氫的毒性
      為了驗證硫化氫是否造成草坪枯萎的罪魁禍首，研究人員將本特草草坪樣本放入1000ppm的硫化氫稀釋溶液。經過12個小時浸泡，草的地上組織停止發育；7天后枯萎，根部組織也停止發育并隨后壞死。草葉和根部都變成黑褐色，與自然黑土層上發生的狀況一樣。這個實驗證明，硫化氫嚴重殺傷本特草，也是這種物質使得球場出現黑土層后，草坪大面積枯萎。硫化物降低氧化還原電位根據以上假設，硫元素或含硫物質能直接降低土壤的氧化還原電位，從而造成黑土層。換句話說，硫元素使草根部位變成厭氧的。研究人員通過實驗驗證硫元素是否影響氧化還原電位及硫離子堆積程度。將硫元素分別按0g/m2、4.88g/m2、14.65g/m2注入果嶺沙，然后用水浸泡21天，增加硫離子堆積及降低氧化還原電位。如加入有機物能進一步增加上述效應。實驗表明，加入硫元素能增加果嶺土壤的厭氧性，尤其是土壤富含有機物情況下。硫元素也會刺激生成硫化氫和金屬硫化物。
以硝酸鹽保持氧化還原電位
      研究人員也探討了硝酸鹽能否阻止硫化氫產生。將樣本分為兩組——一組讓硫化氫和金屬硫化物自然積累，另一組施放硝酸鹽，連續20天進行對照實驗。施放硝酸鈣（Ca(NO3)2?4H2O）使樣本中氮含量達到4.88g/m2，能將氧化還原電位保持在高位5-6天，延緩了硫化氫釋放。當地9天后，氧化還原電位開始下降，金屬硫化物開始積累，黑土層隨之出現。
該實驗表明，按適宜比例施放硝酸鹽能有效保持氧化還原電位，從而阻止硫酸根（SO42-）轉化。所以硝酸鹽可作為防止黑土層的有效工具。
      以上研究證明，黑土層源自于金屬硫化物堆積，后者則是產自硫酸根的轉化或硫元素在低氧化還原電位環境下的反應。耗硫的不明細菌產生出硫化氫，然后造成黑土層。草坪枯萎與硫化氫毒性有關。硫元素實驗證明了低氧化還原電位是黑土層產生的必要條件，硫元素也是硫化氫之源。控制果嶺土壤內硫化氫含量的關鍵——也即控制黑土層的關鍵，是控制耗硫細菌的呼吸活動，可以通過施硝酸鹽氮肥及阻止硫元素的方式實現。