南方紅壤特性問題及改良策略

聶國樹

(中國林科院亞熱帶林業(yè)實驗中心，江西 分宜 336600)

1 紅壤概述

紅壤廣義上是指一種分布在非洲熱帶以及東部亞熱帶地區(qū)的具有一定富鋁化合物特性的土壤，呈紅色或黃色(因其氧化鐵水化程度差異造成)[1]。紅壤所在地區(qū)具有典型的亞熱帶季風(fēng)氣候特征，夏季高溫多雨，冬季溫暖干旱，四季分明。我國紅壤區(qū)年均氣溫大約在14～26 ℃，最熱月均溫26～38 ℃；最冷月均溫為1～14 ℃，年降雨量大約為1200～2500 mm。

我國紅壤的形成主要是土體脫硅富鋁化和生物富集作用這兩個過程在不同的生物、氣候條件下相互作用的自然結(jié)果。土體中的脫硅富鋁化是大自然形成紅壤的一個重要地球化學(xué)過程；而生物富集作用直接影響紅壤發(fā)育，這兩個生物化學(xué)過程對紅壤形成發(fā)育的影響具有相輔相成，不可分割的統(tǒng)一性[2]。

2 紅壤的理化性質(zhì)

由于紅壤區(qū)高溫多雨，土壤礦物質(zhì)遭受強(qiáng)烈的風(fēng)化，生物化學(xué)循環(huán)旺盛，造就了紅壤獨(dú)特的理化性質(zhì)。更有研究表明，紅壤性土壤的物理過程和力學(xué)性質(zhì)的變化與土壤中大量存在的鐵鋁氧化物以及高嶺類粘土礦物密切相關(guān)[3]。

2.1 紅壤的結(jié)構(gòu)特征

土壤顆粒(包括土壤團(tuán)聚體)和粒間孔隙的排列與組合形式即為土壤結(jié)構(gòu)特征，它直接影響了土壤的抗蝕性、持水性、土壤水的移動性、農(nóng)耕的難易程度及根系舒展等性狀。大量生產(chǎn)實踐表明，創(chuàng)造并保持良好的土壤結(jié)構(gòu)是紅壤合理利用的必要條件[4]。

土壤顆粒是土壤結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)成單元，其很大程度上由其母質(zhì)及其風(fēng)化的程度來決定；土壤孔隙是土壤透水、通氣及其根系伸展等性能的直接影響因子，尤其在半干旱、干旱和熱帶高溫多雨區(qū)，孔隙度往往是土壤滲水性、保水性以及表土流失程度的決定因素；因與紅壤孔隙及抗蝕等性能密切相關(guān)，土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性一度是熱帶紅壤研究的熱點(diǎn)，不少研究表明，一般發(fā)育良好的紅壤都具有特殊的穩(wěn)固結(jié)構(gòu)，這可能是因為鐵鋁氧化物膠結(jié)性較強(qiáng)，同時也與高嶺類粘土礦物的膨脹性較小密不可分[5]。

2.2 土壤水分特征

盡管紅壤所處地帶年降雨量較為充沛，但是由于降雨時空分布不均及紅壤不合理的開發(fā)利用，不少紅壤區(qū)都存在相當(dāng)程度的干旱現(xiàn)象，嚴(yán)重阻礙了作物生產(chǎn)。

一般來說，熱帶粘質(zhì)紅壤穩(wěn)定性團(tuán)聚體含量較高，孔隙度較好，因此具有良好的透水性，但在雨滴擊濺侵蝕作用下，土壤細(xì)粒流失下移，表層土壤孔隙被堵塞，地表板結(jié)，土壤滲透性變差;土壤保持水分的能力主要受到土壤質(zhì)地和結(jié)構(gòu)作用的影響。一方面，由于紅壤多由細(xì)小顆粒構(gòu)成，質(zhì)地良好，因此土壤的持水量相對較高；另一方面，土壤結(jié)構(gòu)的差異性也是土壤持水量的重要影響因素之一。土壤的供水性很大程度上受到水流的速率和土壤水分容量(即植物根系從土壤中吸收的比水容量和有效水含量)的直接影響，不同紅壤系列的有效含水量不盡相同，且紅壤的比水容下降很快，所以即便在降雨充沛的紅壤分布區(qū)，保持土壤水分也是不容小覷的問題。

2.3 土壤的化學(xué)性質(zhì)

由于紅壤分布區(qū)高溫多雨，土壤風(fēng)化淋溶極為強(qiáng)烈，致使紅壤的鐵鋁氧化物含量高。其中氧化鐵與固相表面性質(zhì)密切相關(guān)，而鋁離子屬于吸附性陽離子，會使土壤呈現(xiàn)較低的pH值(較強(qiáng)的酸性)。

3 我國紅壤現(xiàn)存問題及其改良策略

我國長江以南地區(qū)廣泛分布著包括紅壤、黃紅壤、棕紅壤、水稻土以及其他多種類型的非地帶性紅壤。紅壤分布區(qū)具有典型的亞熱帶季風(fēng)氣候特征，雨熱同期，生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性高，生物地球化學(xué)循環(huán)強(qiáng)烈，生產(chǎn)潛力巨大。該區(qū)以生產(chǎn)水稻、棉花、大麻等經(jīng)濟(jì)作物為主，是我國重要的糧食生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)作物和經(jīng)濟(jì)林木發(fā)展基地。然而近一個世紀(jì)以來，由于人口激增，不合理的開墾放牧，森林過度砍伐以及農(nóng)林管理不良等原因，廣大紅壤區(qū)生態(tài)環(huán)境遭到破壞，土壤肥力衰退，自然災(zāi)害頻繁，退化程度位列第二，僅次于我國黃土高原地帶[6]，長期以來嚴(yán)重阻礙了我國紅壤區(qū)水土資源的綜合利用。研究結(jié)果表明，土壤有機(jī)質(zhì)減少很可能是紅壤理化性質(zhì)快速退化的原因，因此必須加強(qiáng)植被保護(hù)、增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，以防止紅壤理化性質(zhì)進(jìn)一步惡化。

以江西省紅壤改良開發(fā)為例，闡述紅壤利用改良的主要技術(shù)經(jīng)驗。江西雖然降雨豐富，但是分布不勻，春夏多雨，秋冬少雨，干濕季節(jié)明顯。因此，首先，要修建農(nóng)村水利農(nóng)田工程，提水上山，平整農(nóng)村山地，大力建設(shè)基本農(nóng)田，促進(jìn)穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)。水是農(nóng)業(yè)的血液，修建梯田有利于紅壤丘陵區(qū)保水保肥，為建設(shè)穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)農(nóng)提供了充足的土壤和水分條件。研究發(fā)現(xiàn)，坡耕地改梯田后，蓄水效益可至65%以上，保土效益則在80%以上，徑流量和泥沙侵蝕量也有相當(dāng)程度的減少。因此，務(wù)必重視坡耕地改梯田的保水保土措施以保護(hù)紅壤區(qū)土壤[7]。

其次，多施有機(jī)肥料，種好綠肥，推動綠肥耕作制的實施。大量實踐證明：擴(kuò)種和種好豆科綠肥是開辟有機(jī)肥源，改良土壤，提高農(nóng)作物產(chǎn)量的根本途徑。在紅壤區(qū)的地低田地里，冬季綠肥以種植耐寒、耐旱性較強(qiáng)的豌豆和大麥為宜。在水、肥條件有所改善后，種植紫云英等豆科綠肥最好，以點(diǎn)播或條播方式適當(dāng)增加播種量，以磷增氮，接種根瘤菌等，能大幅度地提高青草產(chǎn)量。同時提倡采取多種綠肥混播(以豆科綠肥為主)，這是江西省群眾長期與自然災(zāi)害作斗爭，有效實現(xiàn)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的生產(chǎn)經(jīng)驗。隨著種植綠肥，增施磷肥等改土措施的全面運(yùn)用，化學(xué)氮肥的補(bǔ)充配合，土壤肥力的逐步提高，鉀肥在紅壤地區(qū)的效果也日益明顯。以往研究在低產(chǎn)量水平上，鉀肥在紅壤旱地施用有一定效果。近年來試驗，增施鉀肥不但對旱作大豆有增產(chǎn)作用，而且在中等肥力以上的紅壤性稻田，也有較明顯的效果，特別是根外追施，成本低，收效大。

再次，要因地制宜，兼顧用養(yǎng)，合理安排輪作制度。針對不同熟化的紅壤，因土種植，實行輪作換茬的耕作制度是改良利用紅壤的重要步驟。一般新墾地以耐貧瘠、耐旱、耐酸性較強(qiáng)的紅薯、綠豆等作物與養(yǎng)地作物結(jié)合種植為好，比例為1∶1，以達(dá)到培肥改土的目的。在不同輪作換茬中，結(jié)合施肥進(jìn)行土地深翻，加深耕作層，是提高土壤保水蓄水能力，創(chuàng)造高產(chǎn)土壤環(huán)境的重要條件，而江西省紅壤地區(qū)早有“冬深耕”的經(jīng)驗。

最后，要在全面規(guī)劃基礎(chǔ)上，實行農(nóng)林牧結(jié)合，山、水、田、林綜合治理。實踐證明：開發(fā)紅壤必須堅持全面規(guī)劃的原則，因地制宜，農(nóng)、林、牧結(jié)合，山、水、田、林綜合治理，才能有效地利用與改良土壤，實現(xiàn)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。丘陵紅壤區(qū)由于土層厚度、坡度與侵蝕等情況的差異，在全面規(guī)劃中，必須根據(jù)農(nóng)、林、牧業(yè)的特點(diǎn)，因地制宜地進(jìn)行合理的安排。坡度小于10°的緩坡谷地以及丘陵低地地區(qū)適宜發(fā)展農(nóng)牧業(yè)；坡度大于10°，土層肥厚地區(qū)，可推行農(nóng)林結(jié)合，種植經(jīng)濟(jì)果木和多年生作物；坡度25°以上的陡坡地區(qū)，應(yīng)退耕還林，以鄉(xiāng)土樹種為主，以發(fā)展適應(yīng)性強(qiáng)的速生豐產(chǎn)林和多年生灌木為主，擴(kuò)大森林植被，保持水土，加速荒山綠化，實現(xiàn)農(nóng)林牧全面發(fā)展。農(nóng)牧結(jié)合可為實現(xiàn)多種經(jīng)營、治田改土奠定基礎(chǔ)。通過發(fā)展畜牧業(yè)，施加有機(jī)肥料，一方面促進(jìn)農(nóng)作物產(chǎn)量的增加，有效地提高紅壤有機(jī)質(zhì)含量，增加土壤肥力，為再生產(chǎn)創(chuàng)造前提條件；另一方面，植物作為牲畜家禽重要的食物源，其產(chǎn)量的增加可為畜牧業(yè)提供飼料源，有利于畜牧業(yè)的發(fā)展[8]。