第6章 红壤类土壤(铁铝土)铁铝土:又称富铝土,是我国热带、亚热带湿润地区具有明显脱硅富铝化特征的土壤系列,包括热带的砖红壤、南亚热带的赤红壤、中亚热带的红壤和黄壤等4个土类铁铝土由于它们分布在我国水热条件最优越的地区,所处地形又以低山、丘陵、台地为主,故其开发利用价值高,是我国极为重要的土壤资源 共性:① 都含有不同程度的氧化铁、铝,是不同程度富铝风化的产物;② 主导成土过程是脱硅富铝化大多数具有多元发生,即形成于古老富铝风化壳 1.分布情况 呈三个土壤带分布于我过南方: (1)北纬22°以南 砖红壤 广东雷州半岛、海南、滇南及台南等地 (2)北纬22°—22° 赤红壤 南岭山脉以南(广东西部和东南部、广西西南部、福建东南部、台湾云南部分地区) (3)北纬22°—22° 红壤和黄壤 大巴山和长江以南地区 其中红壤主要分布于江南丘陵和云贵高原,黄壤主要分布于贵州高原和四川盆地 2.形成条件 砖红壤:热带雨林、季雨林 赤红壤:南亚热带常绿阔叶林和季雨林 红壤和黄壤:中亚热带常绿阔叶林(红壤偏干,黄壤偏湿) 3.基本成土过程 3.1脱硅富铝化过程 (1)脱盐基酸化,肥力下降 (2)铁铝相对富集,形成铁铝残余聚积层。
表现为铁子、铁盘等结核粘粒的硅铝率(Ki=SiO2/Al2O3)和硅铝铁率(Saf=SiO2/R2O3)的不断降低,粘粒矿物由2:l型向1:1型和铁、铝氧化物简单化的矿物演变 (3)形成大量的游离氧化铁(铁的游离度):砖红壤:85%;红壤:50%-60%进而使土壤染成不同颜色 赤铁矿 赤褐铁矿 针铁矿 褐铁矿 Fe2O3 Fe2O3.5H2O Fe2O3 H2O Fe2O3.1.5H2O Fe2O32-n.H2O 红色 红棕色 黄棕色 黄棕色 黄色 (4)随着粘粒Ki值降低,粘粒矿物简单化,胶体品质变差,负电荷减少,并产生正电荷,净负电荷减少,保肥力减弱 3.2我国几种土壤的脱硅富铝化特征 (1)我国大面积红壤具有深厚的红色土层,受到古气候的深刻影响,其粘粒Ki值较低 土类 砖红壤 赤红壤 红壤 黄壤 Ki值 1.5-1.8 1.7-2.0 1.9-2.2 2.0-2.5 (2)脱硅富铝化程度不同,粘粒矿物的组成也不同 3.3养分的生物富集过程 养分的循环迅速而强烈。
体现: (1)合成量大 (2)分解速度快 (3)耕层富盐基作用 耕层富盐基作用(生物自肥作用):植被将分散下移的养分集中地表而表土养分含量增高的过程 4.砖红壤 4.1分布 主要分布在广东雷州半岛、海南、滇南及台南等地,大致在北纬220°以南 4.2成土条件 气候:热带湿润季风气候,高温多雨、干湿季节变化明显;年均温22~25℃,最冷月(1月)均温>18℃,≥10℃积温7500~9500℃;年降水量一般为1500~2000毫米,夏季雨量集中,冬季少雨多雾,季节分配不均 植被:热带雨林、季雨林主要树种有樟科、无患子科、大戟科、番荔枝科、茶科和山毛棒科等,林木层次复杂,附生及藤本植物很多 地形:多属丘陵台地 成土母质:岩浆岩、沉积岩风化物和老冲积物 4.3基本性状 4.3.1土壤的剖面特征 土体构型:A0 –A– B – BC – C 厚度可达3米以上 A0:枯枝落叶层,厚度2-3厘米; A:腐殖质层,暗红棕色或灰棕色,厚度为15-30厘米,核状或团粒状结构,疏松而多根系; B:铁铝氧化物聚积层,棕红色或赭红色、紧实粘重,厚度不一,多块状结构,结构面上有明显的暗色胶膜,下部有时出现铁质结核、铁盘或红黄色斑状网纹层(Pl: Plinthite); BC:过度层; C:母质层。
暗红色或红色,夹半风化的母岩碎块 网纹层(Pl: Plinthite) 网纹层的产生: ①质地粘重,土层深厚,水分沿着弯曲孔隙或根孔下渗而发生不均匀性移动水流经多的地方,铁、锰还原溶解和移动强,土体发白;水流经少的地方,铁、锰还原溶解和移动弱,土体或红或黄;产生的杂色层次称网纹层 ②土壤局部酸度变化,如根际pH放生变化引起铁移动也可产生网纹层 4.3.2土壤的理化性质 质地:粘重,多为粘土,剖面中粘粒有下移现象; 粘粒硅铝率:1.5-1.8; 粘粒矿物:主要为高岭石和三水铝石,并含多量的赤铁矿土体中游离铁的含量较高,而游离硅甚低(占全硅量的1.5%以下); 有机质和全氮:在森林植被下,表层有机质的含量可达30-50g/kg,高者可达80-100g/kg;全氮可达1-2g/kg 土壤腐殖质:胡敏酸含量很低,无胡敏酸钙,HA/FA为0.1-0.4; 酸度:呈酸性至强酸性反应,pH为4.5-5.5; CEC和BS:CEC多<10cmol(+)/kg土,交换性盐基总量也低,盐基饱和度多不超过30%,交换性钙镁仅2-3 10cmol(+)/kg,97%的交换酸为交换性铝离子。
4.4砖红壤的分类 砖红壤:砖红壤亚类为砖红壤的典型亚类,主要分布在海南岛和雷州半岛南部,以及滇南和台南; 黄色砖红壤:主要见于云南河口和海南的东南部其年降水量比一般砖红壤地区高500毫米左右土壤黄化特征明显,B层呈黄棕色或黄色土壤中游离氧化铁等矿物的水合度较高,粘粒矿物以高岭石和针铁矿为主其针铁矿含量较典型的砖红壤多15%,而赤铁矿含量则少20%左右 4.5利用和改良 我国热带生物资源的重要基地和橡胶主产区;农作物可一年三熟钾、钙、镁等养分缺乏;无机磷以闭蓄态磷为主;有效硼、锌、铝等的含量低于临界值;酸度过大 5.赤红壤(砖红壤性红壤) 5.1分布 主要分布在广东西部和东南部、广西西南部、福建东南部、台湾中南部、云南德宏及临沧地区西南部,大致在北纬22”(23”)至25”之间 5.2成土条件 气候:年均温20-23℃,>10℃积温6500(6000)-7500℃;年降水量1200-2000毫米,季节分配较均匀,干湿季不甚明显 植被:南亚热带季雨林,沟谷内常有部分热带植物,其南缘植被以热带成分为主,代表的科属有苏木科、含羞草科、蝶形花科、番荔枝科、龙脑香科等,林内有攀援藤本及附生植物,种类复杂。
地形:多为低山丘陵,海拔多在1000米以下 成土母质:主要为花岗岩、流纹岩、砂页岩等风化物 5.2.1土壤的剖面特征 土体构型:A0 –A– B – BC – C 厚度可达3米以上 A0:枯枝落叶层; A:腐殖质层,灰棕色至灰色,厚度为 15-20厘米,多较好的核状结构; B:淀积层,红色及红棕色,厚度10-20厘米不等,多核块状结构,结构面上有胶膜,土体中常见铁锰结核和红黄等杂色的网状斑纹; BC:过度层; C:母质层,暗红色或红色,夹半风化的母岩碎块 5.2.2土壤的理化性质 质地:酸性岩浆岩母质发育的土壤,质地较轻,第四纪红上母质发育者较为粘重; 粘粒硅铝率:1.7-2.0; 粘粒矿物:以高岭石和埃洛石为主,常有少量的三水铝石; 有机质:表层为17.8g/kg ; 土壤腐殖质:HA/FA小于0.5; 全氮:0.87g/kg; 酸度:呈酸性至强酸性反应,pH为4.5-5.5; CEC和BS:CEC低,交换性盐基总量也低盐基呈高度不饱和状态,盐基饱和度多低于30%. 全磷量较低,盐基元素大量淋失,钙、钠只有痕迹,镁、钾也不多。
5.3赤红壤的分类 赤红壤划分为赤红攘、黄色赤红壤和赤红壤性土3个亚类 5.4利用和改良 赤红壤是我国发展粮食和热带、亚热带经济作物的重要基地其农作物可一年三熟,盛产茶、柑桔、荔枝、龙眼、香蕉、木瓜、甘蔗等,还可种植八角、芒果和洋桃等,在云南的赤红壤地区可种植紫胶、三七等,在局部地区还可栽培橡胶、咖啡等热带经济作物 6.红壤 6.1分布 东部从长江以南至南岭山地,包括江西和湖南两省的大部分,福建、广东、广西等省区的北部和安徽、浙江等省的南部;西部包括云贵高原中、北部,即云南省北部和贵州省南部,以及四川的西南部,大致在北纬250~310之间 6.2成土条件 气候:中亚热带湿润季风气候年均温16~20℃,≥10℃积温5000~6500℃,无霜期240~300天,年降水量1200~2500毫米,多集中在夏半年降落,干湿季明显; 植被:原生植被为亚热带常绿阔叶林,其中以山毛榉科的拷属、石栎属和冈栎属占优势,此外,还有樟科、茶科、冬青科、山矾科、木兰科等成分,其结构层次比砖红壤的植被简单,很少藤本及附生植物目前这类森林保存下来的不多,一般在低山丘陵上多为稀树灌丛及禾本科草类,少数为马尾松、杉、云南松等所组成的次生林; 地形:一般为低山、丘陵和高原; 成土母质:类型多样,主要有第四纪红色粘土和砂页岩、花岗岩、片麻岩、千枚岩以及少数石灰岩、玄武岩的风化物。
6.2.1土壤的剖面特征 土体构型: A0 - A-B-C(Cpl) A0:枯枝落叶层, 5厘米以下; A:腐殖质层:厚度为20~30厘米或更薄,呈暗棕色,为核粒状结构腐殖质层; B: 淀积层, 0.5~1米,个别达2米以上,呈均匀的红色、棕红色或桔红色,粘重紧实,块状结构,结构面上多铁锰胶膜; C(Cpl):母质层呈红、橙红、棕红等颜色在深厚的粘土母质和受滞水、潜水的影响处,由于铁锰的还原性移动和氧化淀积,常出现黄、红、白色相间的网纹层(Cpl)在侵蚀严重的地段,红壤的B层或C层往往出露地表,土壤肥力极度下降,植物生长困难 6.2.2土壤的理化性质 质地:一般质地较粘重,尤其第四纪红色粘土发育的红壤,粘粒含量可达40%以上,且粘粒有淋溶淀积现象; 粘粒硅铝率:1.9-2.2; 粘粒矿物:粘土矿物以高岭石为主,一般可占粘粒总量的80~85%,赤铁矿含量常在5~10%之间,伴有水云母,三水铝石则不常见 有机质:表层有机质含量多在10~50g/kg之间,在侵蚀严重的地段,有机质含量低于10g/kg; 土壤腐殖质:HA/FA为0.3~0.4; 酸度:红壤呈酸性至强酸性反应,pH4.5~6.0,在剖面中自上而下变小,底土pH可低至4.0。
交换酸中交换性铝离子占80% CEC和BS: CEC低,15~25cmol(+)/kg土盐基饱和度在40%以下 养分:有机质少,氮素缺乏;无机磷的闭蓄态磷占一半以上,而非闭蓄态磷以铁磷为主,因此有效性低,属于严重缺磷的土壤 0-P Fe-P Al-P Ca–P (%) 50-80 15-30。