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1、棕壤与褐土的对比,目录,1.棕壤与褐土成土条件比较 2.棕壤与褐土的形成过程比较 3.棕壤与褐土的剖面特征、基本理化性状比较 4.棕壤与褐土的基本类型与特征 5.棕壤与褐土的利用改良,基本概念,1.棕壤是在暖温带湿润和半湿润大陆季风气候、落叶阔叶林下，发生较强的淋溶作用和粘化作用，土壤剖面通体无石灰反应，呈微酸性反应，具有明显的粘化特征的淋溶性土壤。2.褐土是在暖温带半湿润季风气候、干旱森林与灌木草原植被下，经过粘化过程和钙积过程发育而成的具有粘化B层、剖面中有CaCO3积聚的中性或微碱性的半淋溶性土壤。,中国褐土与棕壤分布图,成土条件比较,1.棕壤成土母质多为非石灰性的残积坡积物和土状堆积物
2、。非石灰性残积物以岩浆岩为主，变质岩次之，而沉积岩较少。非石灰性土状堆积物包括黄土、洪积物等。一般来说，棕壤成土母质以花岗岩和片麻岩的风化物为主，其次为普通的砂页岩、片岩、正长岩等风化物。由这些岩石构成的山地、丘陵的坡面上，为残积、坡积物；山麓和山前倾斜平原，为厚层洪积、冲积物，二者均成棕壤。2. 棕壤形成的气候条件:棕壤主要分布区属于暖温带湿润半湿润季风区，夏季暖热多雨、冬季寒冷干燥、水热同步、干湿分明。,成土条件比较,年均温约515，=10积温27004500，无霜期120220d;降水量为5001200mm，降水主要集中夏季，干燥度在0.51.4之间。3. 棕壤的原生植被，一般认为是落叶
3、阔叶林。但现在已难以找到，绝大部分主要生长赤松和油松。,成土条件比较,褐土的成土母质多种多样，有各种岩石的风化物，但是以黄土状物质和石灰性成土母质为主，包括不同地质时期的石灰岩、钙质紫色砂页岩类的风化残积、坡积、洪积物，以及不同类型的黄土和红土。,成土条件比较,2.气候条件：属于暖温带半湿润的大陆性季风气候区，年均温1014，年降水量500800mm，年蒸发量15002000mm。3.自然植被是辽东栎、洋槐、榆树、柏树等为代表的干旱和酸枣、荆条为代表的灌木草原。目前是中国北方的小麦、玉米、棉花、苹果的主产区，一般两年三熟或一年两熟。,成土过程比较,棕壤具有明显的淋溶与粘化和生物富集成土过程。1
4、.淋溶与粘化 （1）在湿润气候下，成土过程中产生碱金属和碱土金属等易溶性盐类均被淋溶，棕壤土体中已无游离碳酸盐存在，土壤胶体表面部分为氢离子吸附，因而产生交换性酸，土壤呈微酸至酸性反应。但在耕种或自然复盐基的影响下，土壤反应接近中性，盐基饱和。,成土过程比较,棕壤的PH值整体明显低于褐土，因此，棕壤呈酸性，褐土呈碱性,成土过程比较,（2）原生矿物风化形成的次生硅铝酸盐粘粒，随土壤渗漏水下移并在心土层淀积形成粘化层，其粘粒（1.2。据微型态观察，剖面中、下部长在骨骼颗粒面、土壤结构体面和孔壁上有岛状、带状、指纹状、流状、泉华状定向粘粒胶膜。在骨骼颗粒面、孔壁上也有纤维状光性定向胶膜。因此，棕壤的
5、粘化层是由于残积粘化与淀积粘化共同作用的结果。 （3）在粘粒形成和粘粒悬移过程中，铁锰氧化物也发生淋移。全量铁锰、游离铁锰和活性铁锰自表层向下略有增加的趋势，表明铁锰氧化物有微弱向下移动的特征。因此，棕壤的心土呈鲜艳的棕色；所以，棕壤的成土过程也可称之为棕壤化过程。,成土过程比较,发育良好的棕壤剖面均有淋溶淀积现象。剖面上部形成淋溶层，粘粒含量减少；剖面中下部形成淀积层，粘粒含量增加。,成土过程比较,2.生物积累作用棕壤在湿润气候条件和森林植被下，生物富集作用较强，积累大量腐殖质，土壤有机质含量一般为50g/kg左右。但耕垦后的棕壤，生物富集明显减弱，表土有机质含量锐减。例如从费县塔山（h60
6、0m)以赤杨和辽东桤木为主的落叶阔叶林下采的酸性棕壤剖面，05cm有机质含量高达8.28%，2959厘米还含2.63%。但是，棕壤森林遭破坏的情况严重影响生物积累作用的强度。垦殖以后的棕壤，生物积累作用虽因经营集约与否有所不同，但总的说来，不如森林植被条件下积累作用强烈。,成土过程比较,成土过程比较,1.粘化作用褐土形成过程中，在水热条件适宜的相对季节，土体风化强烈，原生矿物不断蚀变，就地风化形成粘粒；在频繁干湿交替作用下，发生干缩与湿胀，有利于粘粒悬浮液向下迁移，并在裂隙与孔隙面上淀积。因此，出现残积粘化与悬移粘化两种粘化特征。褐土粘化过程以残积粘化为主，包括：一是矿物中的铁在当地水热条件下
7、，于土体内进行铁元素的水解与氧化，但是其总体含铁量不产生变异；第二是土壤原生矿物水化与脱钾的初步风化阶段，形成了大量的水化云母等次生矿物，而且也有进一步风化而形成的蛭石等。褐土悬移粘化过程比较弱。褐土具有明显的干湿季节变化，形成土体裂隙，粘土矿物在雨季中随重力水在结构体面间向下移动，粘粒下移深度及粘化层的厚度往往与区域降水成正比。,成土过程比较,山东地区褐土粘化层一般从40cm100cm，厚度约6070cm,粘化层的层位深而且厚。,成土过程比较,2.钙化作用它是指碳酸盐在土体中淋溶、淀积的过程。它一般发生在干旱、半干旱的气候条件下，母质中易溶盐类大部分淋失，而硅、铁、铝等氧化物基本未发生移动，
8、钙、镁化合物则在土体中发生淋溶与淀积，并在土体中下层形成一个钙积层。在半干润条件下，原生矿物的风化首先是大量的脱钙阶段，这个风化阶段的元素迁移特点是CaO、MgOSiO2和R2O3的迁移。但由于半干润季风气候的特点，一方面是降水量小，另一方面是干旱季节长，土体中带有Ca(HCO3)2水流的CO2分压势到一定深度即减弱而导致CaCO3的淀积，其深度一般与其降水量呈正比。,成土过程比较,伴随着淋溶与淀积过程，在褐土剖面的中下层形成一个钙积层。,成土过程比较,剖面特征 理化性质,棕壤剖面特征： 棕壤在上述成土条件和成土作用下，形成的剖面基本层次构造是O-A-Bt-C；O层：枯枝落叶层，开垦以后，此层
9、即消失；A层：腐殖质层，厚度1525cm，暗棕色（7.5YR3/4），腐殖质含量1%3%，多为细沙壤土，粒状或屑粒结构，疏松、根多、无石灰反应。Bt层：粘化淀积层厚度5080cm，干时亮棕色（7.5YR5/6），湿时暗棕色（7.5YR4/6），质地粉质壤土粘壤土，核状结构，紧实，根系少，结构体表层有胶膜和少量SiO2粉末，无石灰反应，有铁子。C层：母质层，因母质类型不同而有较大差异，但多是非碳酸盐风化壳。,剖面特征 理化性质,褐土剖面特征：典型的剖面构型为A-Bt-Ck或A-Bt-C A层：一般厚度2025cm，或者更厚一些，暗棕色（10YR4/ 44/ 6），腐殖质含量10 30k/kg 。
10、一般质地为轻壤，多为粒状到细核状结构，疏松，植物或作物根系较多，向下逐渐过渡。B层：即心土层。厚度5080Cm左右，颜色棕揭，即所谓艳色的粘化层（ 7.5YR4/65YR4/4）。一般中壤重壤，核状结构，较紧实，结构体外间或有胶膜，明显程度因亚类而异，在Bt展中有时有假菌丝状的石灰淀积，因此有可能将Bt层分为几个亚层。C层：根据母质类型而有较大的变异，如黄土状母质则疏松而深厚；如为石灰岩、沙岩等残积风化物质，则往往有石灰质残积；如为花岗岩等残积风化物质，则往往为微酸性；如在平原区，为其堆积物母质，而且有一定地下水位影响而产生潴育化过程，并有小的铁锰软质结核及锈斑等。,剖面特征 理化性质,褐土的
11、主要特征是：表土呈褐色至棕黄色；剖面中、下部有粘粒和钙的积聚；呈中性（表层）至微碱性（心底土层）反应。土壤剖面构型为有机质积聚层-粘化层-钙积层-母质层。,剖面特征 理化性质（棕壤）,亚类 母质 深度cm 有机碳(gkg) 粘粒 粘化率 棕壤 花岗岩 01 3.5 158 1 1533 2.4 175 1.10 3345 3.3 382 2.42 4580 2.5 366 2.31 80100 0.9 302 1.19 100120 0.9 149 0.94 白浆化棕壤 片麻岩 018 5.4 56 1 1823 2.2 52 1.02 2331 5.8 116 2.28 3165 1.7 3
12、26 6.39 6585 0.5 359 7.04 潮棕壤 黄土 015 17 88.1 1 1524 7.9 200.9 2.28 2456 7.4 227.7 2.58 5695 8.5 257.4 2.92 95120 10.6 283.1 3.21,1.土壤机械组成：土壤质地因母质类型不同而变化较大，发育于片麻岩、花岗岩等岩石风化残积物上的棕壤质地较粗，表土层多为沙壤土或壤质沙土，剖面中部多为粉质壤土，而坡积物或黄土状母质发育的棕壤，质地较细，表层为粉质壤土，剖面中部为粘壤土或更粘。但总的来说，在发育良好的棕壤中，由于粘化作用而使淀积层质地普遍偏粘。,剖面特征 理化性质,2.矿物分析：
13、棕壤的粘土矿物以水云母为主，还有一定量的蒙脱石、高岭石和少量的蛭石与绿泥石。粘粒（0.001mm的SiO2/Al2O3一般为2.33，全量铁锰（Fet、Mnt），游离铁锰（Fed、Mnd）和活性铁锰（Feo、Mno）均有明显淋溶淀积现象，即其含量有随深度而增加的趋势。铁锰的游离度较高，Fed/Fet大体在25%35%之间，Mnd/Mnt为50%70%；铁的活化度（Feo/Fed）多低于15%，个别可达16%18%，而锰的活化度（Mno/Mnd）则甚高，可达100%。褐土则上下变化不大，不论是铁锰的游离度或活化度均较棕壤低，这也是棕壤和褐土的区别之处。,全量铁锰（Fet、Mnt），游离铁锰（Fed、Mnd）和活性铁锰（Feo、Mno）均有明显淋溶淀积现象，即其含量有随深度而增加的趋势。铁锰的游离度较高，Fed/Fet大体在25%35%之间，Mnd/Mnt为50%70%；铁的活化度（Feo/Fed）多低于15%，个别可达16%18%，而锰的活化度（Mno/Mnd）则甚高，可达100%。,
