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]。紅壤所在地區具有典型的亞熱帶季風氣候特征，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過程；而生物富集作用直接影響紅壤發育，這兩個生物化學過程對紅壤形成發育的影響具有相輔相成，不可分割的統一性[2]。

2 紅壤的理化性質

由于紅壤區高溫多雨，土壤礦物質遭受強烈的風化，生物化學循環旺盛，造就了紅壤獨特的理化性質。更有研究表明，紅壤性土壤的物理過程和力學性質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[3]。

2.1 紅壤的結構特征

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

土壤顆粒是土壤結構的基本構成單元，其很大程度上由其母質及其風化的程度來決定；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，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，土壤結構穩定性一度是熱帶紅壤研究的熱點，不少研究表明，一般發育良好的紅壤都具有特殊的穩固結構，這可能是因為鐵鋁氧化物膠結性較強，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利用，不少紅壤區都存在相當程度的干旱現象，嚴重阻礙了作物生產。

一般來說，熱帶粘質紅壤穩定性團聚體含量較高，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，土壤細粒流失下移，表層土壤孔隙被堵塞，地表板結，土壤滲透性變差;土壤保持水分的能力主要受到土壤質地和結構作用的影響。一方面，由于紅壤多由細小顆粒構成，質地良好，因此土壤的持水量相對較高；另一方面，土壤結構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，保持土壤水分也是不容小覷的問題。

2.3 土壤的化學性質

由于紅壤分布區高溫多雨，土壤風化淋溶極為強烈，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密切相關，而鋁離子屬于吸附性陽離子，會使土壤呈現較低的pH值(較強的酸性)。

3 我國紅壤現存問題及其改良策略

我國長江以南地區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。紅壤分布區具有典型的亞熱帶季風氣候特征，雨熱同期，生態系統的生物多樣性高，生物地球化學循環強烈，生產潛力巨大。該區以生產水稻、棉花、大麻等經濟作物為主，是我國重要的糧食生產、經濟作物和經濟林木發展基地。然而近一個世紀以來，由于人口激增，不合理的開墾放牧，森林過度砍伐以及農林管理不良等原因，廣大紅壤區生態環境遭到破壞，土壤肥力衰退，自然災害頻繁，退化程度位列第二，僅次于我國黃土高原地帶[6]，長期以來嚴重阻礙了我國紅壤區水土資源的綜合利用。研究結果表明，土壤有機質減少很可能是紅壤理化性質快速退化的原因，因此必須加強植被保護、增加土壤有機質含量，以防止紅壤理化性質進一步惡化。

以江西省紅壤改良開發為例，闡述紅壤利用改良的主要技術經驗。江西雖然降雨豐富，但是分布不勻，春夏多雨，秋冬少雨，干濕季節明顯。因此，首先，要修建農村水利農田工程，提水上山，平整農村山地，大力建設基本農田，促進穩產高產。水是農業的血液，修建梯田有利于紅壤丘陵區保水保肥，為建設穩產高產農提供了充足的土壤和水分條件。研究發現，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程度的減少。因此，務必重視坡耕地改梯田的保水保土措施以保護紅壤區土壤[7]。

其次，多施有機肥料，種好綠肥，推動綠肥耕作制的實施。大量實踐證明：擴種和種好豆科綠肥是開辟有機肥源，改良土壤，提高農作物產量的根本途徑。在紅壤區的地低田地里，冬季綠肥以種植耐寒、耐旱性較強的豌豆和大麥為宜。在水、肥條件有所改善后，種植紫云英等豆科綠肥最好，以點播或條播方式適當增加播種量，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害作斗爭，有效實現高產穩產的生產經驗。隨著種植綠肥，增施磷肥等改土措施的全面運用，化學氮肥的補充配合，土壤肥力的逐步提高，鉀肥在紅壤地區的效果也日益明顯。以往研究在低產量水平上，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，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、耐酸性較強的紅薯、綠豆等作物與養地作物結合種植為好，比例為1∶1，以達到培肥改土的目的。在不同輪作換茬中，結合施肥進行土地深翻，加深耕作層，是提高土壤保水蓄水能力，創造高產土壤環境的重要條件，而江西省紅壤地區早有“冬深耕”的經驗。

最后，要在全面規劃基礎上，實行農林牧結合，山、水、田、林綜合治理。實踐證明：開發紅壤必須堅持全面規劃的原則，因地制宜，農、林、牧結合，山、水、田、林綜合治理，才能有效地利用與改良土壤，實現高產穩產。丘陵紅壤區由于土層厚度、坡度與侵蝕等情況的差異，在全面規劃中，必須根據農、林、牧業的特點，因地制宜地進行合理的安排。坡度小于10°的緩坡谷地以及丘陵低地地區適宜發展農牧業；坡度大于10°，土層肥厚地區，可推行農林結合，種植經濟果木和多年生作物；坡度25°以上的陡坡地區，應退耕還林，以鄉土樹種為主，以發展適應性強的速生豐產林和多年生灌木為主，擴大森林植被，保持水土，加速荒山綠化，實現農林牧全面發展。農牧結合可為實現多種經營、治田改土奠定基礎。通過發展畜牧業，施加有機肥料，一方面促進農作物產量的增加，有效地提高紅壤有機質含量，增加土壤肥力，為再生產創造前提條件；另一方面，植物作為牲畜家禽重要的食物源，其產量的增加可為畜牧業提供飼料源，有利于畜牧業的發展[8]。