第六章紅壤改良利用

Redsoilimprovementandutilization土壤改良學(xué)農(nóng)業(yè)與食品工程學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境教研室土壤改良學(xué)北京社稷壇（1420年）我國土壤顏色幾種?分別是什么?Question黑青紅白黃土壤改良學(xué)黑土，東北濕潤寒冷，微生物活動(dòng)較弱，土壤中有機(jī)物分解慢，積累較多，所以土色較黑。青土，在排水不良或長期被淹的情況下，紅土壤中的氧化鐵常被還原成淺綠色的氧化亞鐵，土壤便成了灰綠色的，如南方某些水稻田。紅土，高溫多雨的我國南方土壤中礦物質(zhì)的風(fēng)化作用強(qiáng)烈，分解徹底。易溶于水的礦物質(zhì)幾乎全部流失，只剩氧化鐵、鋁等礦物質(zhì)殘留土壤上層，形成紅土壤。白土，含有較高的鎂、鈉等鹽類的鹽土和堿土常為白色。黃土，我國黃土高原的土壤呈黃色，這是由于土壤中有機(jī)物含量較少的緣故。五色土形成的原因?土壤改良學(xué)紅壤的主要成土過程1.脫硅富鐵鋁化過程脫鹽基：在濕熱條件下，硅鋁酸鹽礦物發(fā)生強(qiáng)烈的水解，釋放出鹽基使風(fēng)化液呈中性或微堿性。這樣，一方面是鹽基離子不斷自風(fēng)化液中流失；脫硅：另一方面是分解產(chǎn)物中的硅酸在堿性風(fēng)化液中擴(kuò)散而隨鹽基一同流失(硅酸淋溶)。富鋁化：在這種強(qiáng)烈的脫鹽基與脫硅過程中，鋁、鐵、錳、鈦等元素在堿性風(fēng)化液中發(fā)生沉淀而相對(duì)富集于原來的土層中。所以，這種鐵鋁等的富集與含量增加與硅酸含量的大量淋失是相對(duì)而言的，這與灰化B層的鐵鋁錳的淀積有著本質(zhì)的區(qū)別。腐殖質(zhì)層(0-14cm)鐵鋁淀積層有的還存在鐵錳結(jié)合層Bs風(fēng)化層Cs網(wǎng)紋層2.生物富集土壤改良學(xué)第一節(jié)紅壤肥力的特點(diǎn)紅壤類型是濕熱氣候條件下，強(qiáng)風(fēng)化強(qiáng)淋洗的地帶性土壤，廣泛分布于我國熱帶、亞熱帶地區(qū)。根據(jù)第二次全國土普查匯總結(jié)果，鐵鋁土綱土壤面積10185.3萬hm2，占全國土壤資源總面積11.62%。它是我國分布最廣、種類最多、資源極為豐富、生產(chǎn)潛力最大的土壤類型之一。紅壤系列（鐵鋁土綱）包含：磚紅壤赤紅壤紅壤黃壤土壤改良學(xué)1.1紅壤有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分狀況紅壤中有機(jī)質(zhì)的貯量依其植被的類型與生長好壞、墾殖利用的途徑、土壤熟化程度和培肥措施等的不同而有較大的差異。土壤有機(jī)質(zhì)土壤的重要組成部分作物所需的各種營養(yǎng)物質(zhì)的源泉改善土壤物理和物理化學(xué)性質(zhì)反映紅壤養(yǎng)分貯量決定紅壤綜合肥力水平因?yàn)橥寥涝谘退疇顩r下，嫌氣性微生物活動(dòng)旺盛，有利于腐殖質(zhì)的合成，而其礦化速率相對(duì)較旱地緩慢。土壤改良學(xué)常綠闊葉林或次生林枯枝、落葉堆積含粗有機(jī)質(zhì)較多（4%-5%）丘陵地區(qū)（灌木草叢）人為活動(dòng)增加，生物歸還減少，礦化增強(qiáng)有機(jī)質(zhì)下降（2%-3%）耕地水耕種植旱耕種植土地利用方式對(duì)有機(jī)質(zhì)含量的影響在同等耕作施肥水平下,耕層有機(jī)質(zhì)含量水田比旱田高出0.5%~1.5%合理的水旱輪作，協(xié)調(diào)土壤微生物活動(dòng)，平衡有機(jī)質(zhì)合成與分解，實(shí)現(xiàn)培肥高產(chǎn)。土壤改良學(xué)新鮮有機(jī)質(zhì)半分解有機(jī)質(zhì)腐殖質(zhì)有機(jī)質(zhì)的分類：問：新鮮的蘋果掉在了土里，這個(gè)蘋果是什么類型的有機(jī)質(zhì)？過了一段時(shí)間后（最夠長的時(shí)間），這個(gè)蘋果是什么類型的有機(jī)質(zhì)？是土壤有機(jī)質(zhì)的主要組成部分(50%～65%),有機(jī)物經(jīng)微生物分解轉(zhuǎn)化形成的膠體物質(zhì)。黑色或暗棕色粘結(jié)性土壤改良學(xué)氮素磷素碳素鉀素微量元素土壤中其他養(yǎng)分：土壤改良學(xué)氮素紅壤本身固定銨的能力較差，約有95%的氮素存在于有機(jī)質(zhì)中。磷素磷素含量一般為0.04%~0.08%（以P2O5

），為我國溫帶土壤的1/4。植被較好如自然紅壤，其C/N一般為12~16，高的可達(dá)20；耕作紅壤大體是9~12。1-15:礦化和N的釋放會(huì)快速發(fā)生，有利于植物吸收營養(yǎng)，C/N比越低，N的釋放越快。20-30:處于礦化和同化的平衡狀態(tài)>35:促進(jìn)微生物的同化鉀素植被、母質(zhì)類型（基性巖、紫色砂頁巖、石灰?guī)r磷含量高；紅色砂巖、礫巖磷含量較低）、土壤熟化度、施肥主要來自鉀礦物（云母、鉀長石等）速效鉀、緩效鉀決定了土壤供鉀水平和潛力。土壤改良學(xué)微量元素指的是在人體中含量低于人體質(zhì)量0.005%~0.01%的元素。70種微量元素與人體健康食物水土壤改良學(xué)紅壤中微量元素影響因素：成土母質(zhì)——沉積巖中微量元素較高、火成巖微量元素較低pH——影響微量元素的有效性pH降低硼、鋅、銅、鈷、鎳等有效性增加易淋失鉬被鐵鋁氧化物固定，有效性降低石灰，pH增加鉬有效性增加紅壤富含多種微量元素（銅、鋅、錳、硼等），尤其是錳元素，平均含量為588mg/kg，銅含量適中。土壤改良學(xué)1.2酸度狀況紅壤形成于高溫高濕的生物氣候條件下，礦物質(zhì)分解徹底，淋溶強(qiáng)烈，特別是水溶性鹽基離子大量淋失。在土壤溶液中和膠體表面上存在著大量的氫離子和鋁離子，使土壤呈酸性至強(qiáng)酸性反應(yīng)，從而成為紅壤開發(fā)利用中的一大障礙因素。從母質(zhì)類型看，以石英砂巖千枚巖和花崗風(fēng)化物發(fā)育的紅壤酸度最高，其平均pH為5.06-5.10;第四紀(jì)紅色黏土，紅色砂(礫)巖和板、頁巖發(fā)育的紅壤次之，平均pH為5.17~5.27;石灰?guī)r紅壤酸度最低，pH為6.78,基本屬中性。紅壤表土標(biāo)本的統(tǒng)計(jì)，pH變幅范圍為4.2~7.3。母質(zhì)耕作制度利用方式培肥措施……酸化程度土壤改良學(xué)我國土壤的酸堿性反應(yīng)，大多數(shù)在pH4.5~8.5之間。在地理分布上有“東南酸西北堿”的規(guī)律性。大致可以長江為界(北緯33°)，長江以南的土壤多為酸性或強(qiáng)酸性，長江以北的土壤多為中性或堿性。我國土壤的酸堿性南北差異很大。土壤酸性形成的機(jī)理：一、土壤中氫離子二、土壤中鋁離子酸化水的解離有機(jī)酸的解離酸雨其它無機(jī)酸鋁離子的活化(形成酸性土壤的重要原因）土壤改良學(xué)溶液中的三價(jià)鋁離子通常以水合AL(H2O)3+形態(tài)存在水溶液中A13+極易發(fā)生水解，即使在低pH下也是如此，水解過程會(huì)產(chǎn)生氫離子。

水解反應(yīng):A13++H2O=Al(OH)2++H+A13++2H2O=Al(OH)2++2H+

A13++3H2O=Al(OH)3+3H+A13++4H2O=Al(OH)4-+4H+土壤溶液中鋁離子形態(tài)鋁中毒癥狀珊瑚狀根系、主根變短變粗.側(cè)根燒、根毛稀疏并多節(jié)瘤吸收養(yǎng)分和水分效率不高。在嚴(yán)重中毒時(shí)根變棕色，易斷并經(jīng)常壞死。鋁在酸性pH下對(duì)植物根系作用的主要部位是根尖分生組織細(xì)胞。土壤改良學(xué)土壤交換性酸量是土壤酸度的數(shù)量指標(biāo),它包括土壤所含交換性氫和交換性鋁的總和。紅壤交換性酸一般情況下，紅壤交換性氫均只占交換性酸總量的2%~3%以下，即交換性鋁占交換性酸總量的97%以上?？梢娂t壤的酸度主要由鋁離子引起。紅壤中大量活性鋁的存在，除使土壤呈強(qiáng)酸性反應(yīng)外，還由于鋁離子與土壤膠體有很強(qiáng)的結(jié)合力，極易取代鹽基離子。這是紅壤保肥性能差的重要原因之一。土壤改良學(xué)鋁在土/根界面上首先表現(xiàn)為改變細(xì)胞質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)與功能抑制與膜相結(jié)合的酶的活性，從而引起礦質(zhì)養(yǎng)分和水分吸收效率的降低；細(xì)胞分裂和伸長受到抑制，這可能是由于鋁強(qiáng)烈抑制根尖細(xì)胞激動(dòng)素的生物合成之故。鋁進(jìn)入根細(xì)胞以后在原生質(zhì)溶膠中能與DNA中的磷酸鹽相結(jié)合與鈣調(diào)蛋白起反應(yīng)，故而必影響植物的P、Ca代謝反應(yīng)。鋁離子毒害機(jī)理：土壤改良學(xué)土壤活性酸是自由擴(kuò)散于土壤溶液中的氫離子濃度直接反應(yīng)出來的酸度。等級(jí)pH值超級(jí)強(qiáng)酸<3.5極強(qiáng)酸度3.5-4.4強(qiáng)酸性4.5-5.4酸性5.5-6.4中性6.5-7.5堿性7.6-8.5強(qiáng)堿性8.6-9.5極強(qiáng)堿性>9.5土壤酸堿的分級(jí)1、土壤酸度類型(soilactiveacidity)潛性酸(soilpotentialacidity)土壤潛性酸是由于土壤膠粒上吸附著氫離子和鋁離子所造成的顯出酸性，所以它是土壤酸的潛在來源，故稱為潛性酸?？捎媒粨Q性酸度和水解酸度表示。土壤總酸度=活性酸度+潛在酸度土壤改良學(xué)紅壤的交換性鹽基紅壤交換性鹽基總量的變動(dòng)范圍較大，根據(jù)不同母質(zhì)類型的統(tǒng)計(jì)，其含量為0.45~5.28mg當(dāng)量，多數(shù)在1.08~2.40mg當(dāng)量之間。紅壤膠體表面的永久負(fù)電荷點(diǎn)主要由鋁離子所占駐，屬于鹽基高度不飽和土壤。各類母質(zhì)紅壤的鹽基飽和度(交換性鹽基占交換性陽離子總量的百分比)為15.34%~38.19%，最低者為花崗巖和紅砂巖紅壤僅15%~17%，第四紀(jì)紅色黏土和千枚巖紅壤為23%左右，板頁巖紅壤較高，為38.19%。土壤吸收復(fù)合體吸附的堿金屬和堿土金屬離子（K+、Na+、Ca2+、Mg2+）的總和土壤改良學(xué)1.3物理性質(zhì)1.顆粒組成土壤顆粒的組成特性及其排列狀況對(duì)土壤一系列物理、化學(xué)和生物學(xué)特性起決定作用從而對(duì)植物的生長發(fā)育產(chǎn)生深刻的影響。土壤顆粒分布受生物氣候條件和母質(zhì)的影響很大，耕種土壤還受人為因素影響。紅壤高溫高濕原生礦物徹底分解形成大量次生黏土礦物粗粉粒(0.05一0.01mm)含量下降,黏粒(<0.001mm)含量增加，土壤黏化趨勢(shì)較明顯因此，土壤黏重是紅壤的典型質(zhì)地特征土壤改良學(xué)土壤結(jié)構(gòu)性質(zhì)是土壤肥力的重要特征，而水穩(wěn)性團(tuán)聚結(jié)構(gòu)體的含量通常被作為土壤結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)的主要指標(biāo)。2.土壤結(jié)構(gòu)性質(zhì)水穩(wěn)性團(tuán)聚體(waterstableaggregate)是指土壤結(jié)構(gòu)體經(jīng)水浸后不立即散開，保持土壤結(jié)構(gòu)體形態(tài)不破碎。土壤改良學(xué)紅壤中，即使在表土受到嚴(yán)重侵蝕的情況下，有機(jī)質(zhì)含量極低的心土層一旦表露，由失水老化的氧化鐵鋁膠結(jié)而成的核粒結(jié)構(gòu)大量形成。這些核粒狀結(jié)構(gòu)具有很高的機(jī)械穩(wěn)定性，顆粒堅(jiān)硬而緊實(shí)，但不像有機(jī)無機(jī)團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)那樣具有良好的孔隙分布和豐富的有機(jī)質(zhì)，它的某些性質(zhì)與砂子相類似，所以又被稱為“假砂”結(jié)構(gòu)。在紅壤中不能僅用水穩(wěn)性結(jié)構(gòu)體數(shù)量來判斷，更重要的要考慮團(tuán)粒結(jié)構(gòu)質(zhì)量才能反映土壤肥力水平。核粒狀結(jié)構(gòu)土體變得疏松促進(jìn)作物生長墾種、熟化破壞土壤重新團(tuán)聚水穩(wěn)團(tuán)聚體先減后增土壤結(jié)構(gòu)改善，孔隙度增加紅壤結(jié)構(gòu)性質(zhì)土壤改良學(xué)3.水分性質(zhì)大氣降水地下水補(bǔ)給少丘陵季風(fēng)氣候雨量充沛空間分布不均季節(jié)性干旱問題紅壤的主要肥力障礙之一1-3月降水量占全年的16%~21%;4一6月降水量占全年的42%~53%;7-9月降水量占全年的18%~27%;10一12月降水量占全年的10%~15%。主因土壤改良學(xué)持水特性和水分有效性土壤結(jié)構(gòu)性質(zhì)地土壤的持水量土壤顆粒越細(xì)，持水力越強(qiáng)孔隙性差黏粒含量高凋萎系數(shù)升高黏質(zhì)紅壤的顆粒組成以細(xì)為主，持水量可達(dá)47%以上，有效水含量僅15%左右土壤改良學(xué)從不同植被看，柑橘貯水和耗水量均較大，水分利用率較高；其次是茶園和杉林；農(nóng)用地的水分利用率只有柑橘的77%。貯水量和植被的水分利用質(zhì)地黏重結(jié)構(gòu)體小而排列致密孔隙性差水分下滲緩慢10℃；6cm/h，2.9cm/h（熟化度低）雨季，結(jié)構(gòu)破壞，孔隙堵塞，降水高峰期并不是貯水高峰期土壤改良學(xué)“紅色沙漠”——紅壤第四節(jié)紅壤改良利用技術(shù)土壤改良學(xué)紅壤障礙因子改良技術(shù)物理法化學(xué)法生物法耕作措施第四節(jié)紅壤改良利用技術(shù)改善土壤結(jié)構(gòu)提高土壤肥力養(yǎng)分缺乏質(zhì)地黏重pH低季節(jié)性干濕有效水含量低水土流失……土壤改良學(xué)物理法1.水土流失梯田保土、保水興修水庫建排水設(shè)施耕作措施植樹、種草擋土墻土壤改良學(xué)你對(duì)梯田了解多少？土壤改良學(xué)1.什么是梯田？是在丘陵山坡地上沿等高線方向修筑的條狀階臺(tái)式或波浪式斷面的田地。2.梯田的作用？保水、保土、增加土地面積土壤改良學(xué)陽坡更有利于采光和通風(fēng)土壤改良學(xué)3.梯田的類型土壤改良學(xué)水平梯田與自然坡地沿地坡相同布置，即上一階梯田與下一階梯田之間保留一定寬度土壤改良學(xué)4.梯田修筑的要求梯田的寬度根據(jù)地面坡度大小、土層厚薄、耕作方式、勞力多少和經(jīng)濟(jì)條件而定，和灌排系統(tǒng)、交通道路統(tǒng)一規(guī)劃。修筑梯田時(shí)宜保留表土，梯田修成后，配合深翻、增施有機(jī)肥料、種植適當(dāng)?shù)南蠕h作物等農(nóng)業(yè)耕作措施，以加速土壤熟化，提高土壤肥力。梯田不適宜在陡坡上修建，因坡度陡，田塊面積小，一旦遇到暴雨極易造成水漫出田塊形成嚴(yán)重的水土流失土壤改良學(xué)案例：元陽哈尼梯田土壤改良學(xué)鞏固訓(xùn)練BA土壤改良學(xué)AC鞏固訓(xùn)練D土壤改良學(xué)2.養(yǎng)分缺乏物理法化學(xué)法生物法耕作措施種植豆科植物或綠肥土地輪休或合理輪作間作秸稈還田菌肥（生物肥）化肥（有機(jī)肥）施足基肥、早追氮，適當(dāng)施用磷肥、鉀肥、石灰土壤改良學(xué)3.pH低物理法化學(xué)法生物法耕作措施隨著土層深度的增加，紅壤剖面pH值逐漸（）升高合理耕作（精耕細(xì)作）種植綠肥施加有機(jī)肥化學(xué)改良劑（石灰粉、草木灰）茶樹橡膠樹pH4或4.5研究表明，在pH4.8-5.0的紅壤上，每畝施加75kg石灰，可促進(jìn)作物增產(chǎn)。土壤改良學(xué)因地制宜的發(fā)展1.四大工業(yè)原料?鋼鐵煤炭石油橡膠“樹枝里的黃金”“流淚的樹”海南三葉橡膠始于1904年，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2019年末，海南省全省橡膠種植面積790.35萬畝，占全國面積的45.66%；干膠產(chǎn)量33.08萬噸，占全國產(chǎn)量的40%。海南三葉橡膠引種——我國紅壤開發(fā)利用先河土壤改良學(xué)4.質(zhì)地黏重物理法化學(xué)法生物法耕作措施人工摻沙，增加土壤孔隙度；(草木灰、椰糠)施加菌肥，改善土壤結(jié)構(gòu)深耕翻土（曬土），種植綠肥或施加有機(jī)肥，培肥土壤，（有機(jī)質(zhì)半分解可使土壤疏松