在中亚热带常绿阔叶林的作用下,红壤中物质的生物循环过程十分激烈,生物和土壤之间物质和能量的转化和交换极其快速。表现特点是在土壤中形成了大量的凋落物和加速了养分循环的周转。在中亚热带高温多雨条件下,常绿阔叶林每年有大量有机质归还土壤。每年每公顷常绿阔叶林约40t,温带阔叶林8~10t。我国红壤地区的常绿阔叶林对元素的吸收与生物归还作用强度较大,其中钙镁的生物归还率一般超过200以上(表1)。同时,土壤中的微生物也以极快的速度对调落物矿化分解,使各种元素进入土壤,从而大大加速了生物和土壤的养分循环并维持较高水平而表现强烈的生物富集作用。 红壤虽然进行着脱硅、盐基淋失和富铁铝化过程,但同时也进行着生物与土壤间物质、能量转化交换和强烈的生物富集,丰富了土壤养分物质来源,促进了土壤肥力发展。红壤就是在富铝化和生物富集过程相互作用下形成的。
4 剖面形态
在生长比较茂密的植被情况下,红壤剖面以是均匀的红色(10R5/8)为其主红壤
要特征。Ah层:一般厚度为20~40cm,暗棕色(10YR3/3),植被受到破坏,腐殖层厚度只10~20cm; Bs层:为铁铝淀积层,厚度0.5~2m,呈均匀红色(10R5/8)或棕红色(10R5/6),紧实粘重,呈核块状结构,常有铁、锰胶膜和胶结层出现,因而分化为铁铝淋溶淀积(BS)与网纹层(Bsv)等亚层;(S铁铝v网纹层)。
Csv层:包括红色风化壳和各种岩石风化物,呈红色、橙红色(10R6/8),另外,在B层之下,有红色、橙黄色(10YR7/8)与灰白色(10Y5/1)相互交织的“网纹层”。
Csv网纹层成因:
1随地下水升降氧化还原交替使铁质氧化物的还原和氧化而凝聚淀积而成;
2水分流动:在红色土层内,水分沿裂隙流动使铁、锰还原流失形成红、橙、灰白色条纹斑块而成。 3生物作用:生物呼吸作用产生二氧化碳,有机酸使铁锰溶解。
5 亚类划分
根据红壤成土条件、附加成土过程、属性及利用特点划分为红壤、黄红壤、棕红壤,山原红壤、红壤性土等5个亚类。其中4个亚类剖面特征可参考图。 5.1 红壤
具有红壤土类中心概念及赋予的典型特征,大部分已开垦利用,是红壤地带重要的农林垦殖基地。表土有机质含量一般为10~15gkg-1,熟化度高的可达20gkg-1;一般养分含量不高,有效磷极少;PH在4.5~5.2之间;粘重,保水保肥力差,耕性较差,有酸、粘、瘦的特性。在中国土壤系统分类(修订方案)中部分红壤相当于湿润富铁土。 5.2 棕红壤
分布于中亚热带北部,气候温暖湿润,干湿交替四季分明,是红壤向黄棕壤过渡的一个红壤亚类。上层厚薄不一,主体构型多为Ah-Bst一Cs型。A层暗棕(10YR3/3)至红红壤
棕色(5YR6/8);B层红棕色,少量铁锰斑,底土有铁锰胶膜;C层如为红色风化壳可达1米至数米;但如为基岩者则较薄。粘土矿物以高岭石为主伴生着水云母;粘粒硅铝率SiO2/AI2O3为2,8~3.0,SiO2/R2O3为2.0~2.3,风化淋溶系数(ba值)0.2~0.4(红壤0.2);pH值6.0左右;铁的活化度30%~70%,盐基饱和度40%~60%;故而棕红壤的富铝化作用强度不如红壤,但比黄棕壤强。在中国土壤系统分类(修订方案)中部分棕红壤相当于湿润富铁土。
5.3 黄红壤
主要分布于红壤带边缘低山丘陵区,在山地垂直带中,上与黄壤相接,下与红壤相连,水分状况比红壤湿润;在较湿热条件下,盐基易淋失,氢铝累积,土呈酸性,PH4.9~5.8,比红壤略低;黄红壤的富铝化发育程度较红壤弱,土体中铁铝量稍低,硅量稍高,粘粒的硅铝率为2.5~3.5;粘粒矿物除高岭石、水云母外,尚有少量蒙脱石,粘粒较红壤低;盐基饱和度和交换性钙镁较红壤低;剖面呈棕色(10YR7/6)或黄棕色(10YR7/8)。在中国土壤系统分类(修订方案)中部分黄红壤相当于湿润富铁土。
焚风效应
5.4 山原红壤
分布于云贵高原1800~2000m的高原面上,受古气候和下降红壤种植
气流焚风效应深刻影响,有别于江南丘陵上的红壤。山原红壤土体干燥,土色暗红(2.5YR4/8),土体内常见铁磐;粘土矿物以高岭石为主伴有三水铝石;粘粒的硅铝率为SiO2/AI2O32.2~2.3;PH5.5~6.0,盐基饱和度70%左右;铁的活化度60%~65%,富铝化程度不如红壤。在中国土壤系统分类(修订方案)中部分山原红壤相当于干润富铁土。
5.5 红壤性土
分布于红壤地区低山丘陵,与铁铝质石质土及铁铝质粗骨土组成复区。其特点是:土层浅薄,具有A(B)C剖面,色泽较淡,有或无红棕或棕红色薄层(B)层。
6 土类区分
6.1 与黄棕壤的区别
黄棕壤系北亚热带地带性淋溶土,淋溶粘化较红壤明显,但富铝化作用不如红壤强而具弱度富铝化过程。粘粒的SiO2/AI2O3为2.5~3.3,粘土矿物既有高岭石、伊利石,也有少量蒙脱石,PH5~6.7,盐基饱和度30%~75%。
6.2 与黄壤的区别
黄壤比红壤年平均气温低而潮湿,故水化氧化铁和铁活化度较高(10%~25%),土呈黄色(2.5Y8/6)或橙黄色(2.5Y7/8),粘土矿物因风化度低,故以蛭石为主,高岭石、水云母次之,有较多的针铁矿、褐铁矿。且有机质含量亦较高(50gkg-1~100gkg-1。
7 改良措施
红壤改良措施包括植树造林、平整土地、客土掺砂、加强水利建设、增加红壤有机质含量、科学施肥、施用石灰、采用合理的种植制度等。可以增施氮、磷、钾等矿红壤(图)焚风效应
质肥料,氮肥宜用粒状或球状深施,磷肥宜与有机肥混合制成颗粒肥施用;施用石灰降低红壤酸性;合理耕作;选种适当的作物、林木,种植绿肥是改良红壤的关键措施;旱地改水田,减少水土流失并有利于有机质积累,提高红壤生产力;保护植被,防治侵蚀,凡坡度大于25°的陡坡应以种树种草为主,小于25°的坡地根据陡缓状况修建宽窄不等的等高梯地或梯田种植。红壤-可种植物:种红壤一般可以种植稻米、茶、丝、甘蔗,山地还适于种植杉树、油桐、柑橘、毛竹、棕榈等经济林木。红壤的酸性强,土质粘重是红壤利用上的不利因素,可通过多施有机肥,适量施用石灰和补充磷肥,
防止红壤冲刷等措施提高红壤肥力。针对红壤有机质含量很低的情况,可种植绿肥,以提高红壤的有机质含量和氮素肥力。红壤速效磷普遍缺乏,增施磷肥,并提高其利用率是一项重要的农业增产措施。红壤施用石灰,一般均能收到良好的效果。
(土壤剖面)。
挖出剖面后,我们进行了质地、pH、松紧度、湿度等的测试,最后,用环刀法对A层、AB层、B层
进行了取土。 以下为实验数据:
(三)肥力评价
表1 x森林土壤普查养分等级标准 级别 1 2 3 4
有机质 g kg-1 >30 10-30
全 氮 g kg-1 >1.5 0.75-1.5
碱解氮
-1
mg kg >120 60-120
表2 x森林土壤物理性指标
级土层厚度 腐殖质腐殖质层土壤容重 别 (cm) 层厚度颜色 湿度 g cm-3
(cm) 1 2 3 4
土壤肥力评价:通过土壤肥力的评定提供森林经营管理利用的科学依据,是土壤调查的重要内容,一般的土壤肥力评价方法是依据土壤的化学肥力,物理肥力和微生物综合评定土壤肥力等级。
(1)肥力评价原则:
a 、评价单位为立地条件类型; b 、评价等级为优、良、中、劣四等
c 、评价时根据各项因素统计结果综合考虑水肥气热四个要素; d 、各项肥力划分标准可调查地区情况自行暂拟。
速效磷
-1
mg kg >20 5-20
速效钾
-1
mg kg >150 50-150
岩石裸露地
空隙(%)松紧度
>80 40-80
>20 10-20
黑色 潮湿 56疏松 浅黑或暗 润 1.14-1.26 50-56紧实 灰或暗灰 干
>1.26
(2)评价方法:
a 、化学肥力:主要根据养分元素含量(如腐殖质、全氮、速效钾、磷及其他化学性质),按50cm土层,分发生层计算的每公顷(或每母)数量(土壤体积×容重×某物质含量)评定。
b 、物理肥力:根据土层厚度、湿度、质地评定。 c 、生物肥力:有林地根据枯枝落叶层数量等。
注: Ⅰ 类地: 积分 24—30分
Ⅱ 类地: 积分 17—23分 Ⅲ 类地: 积分 10—16.5分 Ⅳ 类地: 岩石裸露地。
(四)数据计算
w0信封重量记为11g w1信封和原土重量 w2信封和烘干土重量 w3容重圈和原土重量 w4容重圈和烘干土重量
自然含水率:(w1-w2)/(w2-w0)*100% 容重:(w2-w0)/100
毛管孔隙度:(w3-w4)/100*100% 总孔隙度:(93.947-32.995*d)*% 非毛管孔隙度:总孔隙度-毛管孔隙度 计算过程:(0-11cm):
自然含水率=(170.1—137.45)/(137.45—11)×100%=25.8% 容重d=(137.45—11)/100=1.265
毛管孔隙度= (263.25-225.2)/100×100%=38.1% 总孔隙度=(93947-32.995×1.265)%=52.2% 非毛管孔隙度=52.2%-38.1%=14.1%
(11-36cm):
自然含水率=(167.05-139.9)/(139.9-11)×100%=33.04% 容重d=(139.9-11)/100=1.289
毛管孔隙度= (262.85-224.45)/100×100%=38.4% 总孔隙度=(93.947-32.995×1.289)%=51.4% 非毛管孔隙度=51.4%-38.4%=13%
(36-60cm):
自然含水率=(140.35-122.2)/(122.2-11)×100%=16.3% 容重d=(122.2-11)/100=1.112
毛管孔隙度= (259.9-214.3)/100×100%=45.6% 总孔隙度=(93.947-32.995×1.112)%=57.3% 非毛管孔隙度=57.3%-45.6%=11.7%
表 5 实习所测得数据及相应的级别和积分
根据x山地土壤评级积分标准该森林土壤属于 Ⅱ 类地.
(五)、到水土保持科技示范园对土壤及其表层植物进行观察。