土地利用方式对紫色丘陵区土壤团聚体的影响

郑杰炳 瞿雪梅 周珉羽等

摘要非洲土壤是地球上最贫瘠的土壤之一。以布隆迪土壤为研究对象，对布隆迪的土壤形成条件、基本类型性质及改良利用进行论述，为决策者和布隆迪土壤资源合理开发利用提供参考。

关键词土壤类型；性质；改良；布隆迪

中图分类号S155.1文献标识码A文章编号0517-6611（2014）23-07848-03

基金项目广西科学研究与技术开发计划项目（桂科合1412500727）。

作者简介石达金（1964- ），男，广西梧州人，农艺师，从事农作物栽培技术方面的研究。*通讯作者，研究员，硕士，从事土壤与肥料研究工作。

收稿日期20140707非洲土壤是地球上最贫瘠的土壤之一。最近几十年来，非洲农业发展缓慢，非洲农民仅平均施用其他地区10%的肥料。非洲国家土壤肥力正面临衰退的威胁，主要表现在土地的农业生产力降低、水土流失严重、土壤酸化板结、养分亏缺、有机质含量下降等[1-5]。这一威胁已对农业生产产生不良影响，引起一些非洲国家及一些国际性研究机构的重视。近年来，欧盟委员会、非洲联盟和联合国农粮组织的科学家们对非洲不同种类的土壤进行鉴定与分类[6]，以改善农业耕种手段，提高农业收成，帮助农民改善生活。根据布隆迪农科院提供的土壤相关资料，对布隆迪的土壤形成条件、基本类型性质及改良利用进行论述，为有意向非洲发展的中国种植企业了解布隆迪土壤及其资源合理开发利用提供参考。

1布隆迪的地理位置

布隆迪地处非洲中东部赤道南侧，29°～30°54′E，2°20′～4°28′S，北与卢旺达接壤，东、南与坦桑尼亚交界，西与刚果（金）为邻，西南濒坦噶尼喀湖。布隆迪属内陆国家，国土面积27 834 km2，其中水面面积占8%。地形地貌多样化，有平原、高原和山地，大部分由东非大裂谷东侧高原构成，全国平均海拔1 600 m，有“山国”之称。

2成土条件

土壤的形成与发育受气候（C）、生物（O）、地形（R）、母质（P）和时间（T）等因素的综合影响。因此，美国国土壤学家Hans Jenny曾用函数定量对土壤和环境因子之间的关系进行相关分析，提出土壤形成与5种成土因素的函数关系为S=（C，O，R，P，T），并且把这5种成土因素拼成“corpt”，从生态观点出发作为土壤的同义词使用。19世纪末，俄国土壤学家杜恰耶夫创立了土壤统一形成学说，认为土壤是上述5种成土因素共同作用下的独立自然体。

2.1气候气候决定母质的物理、化学风化和淋溶过程的强度，也影响到生物繁衍的速度。布隆迪地处亚热带及热带，高温、湿、热，从而化学风化、淋溶作用比较强。这就决定布隆迪的土壤以酸性富铝化土壤为主的特点。

布隆迪地处亚热带、热带，西部湖滨与河谷及东部为热带草原气候，中西部属热带山地气候。年降雨量为1 000～1 400 mm，年平均降雨量为1 140 mm；年平均气温为20～24 ℃，最热为9月，月平均气温20.2 ℃，最冷在6月，月平均气温18.4 ℃。全年可分4个季节，干湿季节分明，3～5月为大雨季，6～9月为大旱季，10～12月为小雨季，1～2为小旱季。日均温≥10 ℃的年积温为5 700～8 800 ℃，日均温≥10 ℃的年积温随海拔高度的增加而降低。

布隆迪境内多高原和山地，平均海拔1 600 m。英博（Imbo）平原气温为20～23 ℃，炎热干燥； 基比拉（Kibira）山脉地区气候凉爽，雨量充沛，温度低于15 ℃；高原山区气候温和，温度在17～20 ℃之间；首都布琼布拉市的平均气温为24 ℃，最高可达33 ℃。

2.2生物生物对土壤形成和肥力发展的作用是巨大的。它由动物、植物和人类组成。动物如蚯蚓既是土壤腐殖质的消化者又是合成者。它通过摄食与排泄把心土搬到表土，使得表土形成含腐殖质的团粒结构。植物则是土壤腐殖质的最大提供者。它通对自身的光合作用形成生物体，丰富土壤有机质，而且通过根系的吸收富集土壤中植物的营养元素，归还土壤而构成生物的循环。人类在开发利用土壤的过程中通过施肥和收获投入和带走来改变土壤的性质，干预植物营养的循环。

布隆迪有林地面积21.1万hm2，其中有9.5万hm2人工林、5.6万hm2自然森林和6.0万hm2果树林。自然森林植物种类丰富，森林结构复杂多样，高大的乔木占绝对优势，但无明显的群落优势种。林下藤本植物茂密，还有大量的附生植物和寄生植物。高大乔木树干的基部常形成板狀根，并有老茎生花现象。最常见的植物有鼠李、银桦、墨西哥柏等。除了自然森林，植物群落中主要是大型的禾本科草类，点缀着散生较矮的乔木。人工植被主要为园林（主要为芭蕉）、人造林、人工经济林（主要是桉树）。

2.3地形布隆迪是一个内陆国家，位于东非大裂谷之上，境内地形复杂。坦噶尼喀湖东岸突然高耸起来的陡峭山脊是非洲两大河流尼罗河水系与刚果河水系的分水岭，有“非洲之心”之称。根据海拔和生态学的因素，布隆迪地形分为5个完全不同的类型：海拔为775～1 000 m的西部英博（Imbo）平原；西部高地，海拔为1 000～2 600 m穆莫瓦（Mumirwa）陡峭山地；位于西部的刚果-尼罗河山脉，海拔在1 400～2 000 m中部高原；海拔在1 200～1 400 m东部布吉塞拉洼地和海拔在1 200～1 400 m东北部库莫苏洼地。

布隆迪地形和水系.4母质和时间非洲是冈瓦纳古陆的核心部分，绝大部分地面由地质构造上很稳定的高原所组成，在高原范围内缺乏近代褶皱山系，太古代基岩在多处出露，共约占大陆总面积的1/3。前寒武纪基底的最古老部分由一些稳定的克拉通组成。经过地质时期的长期演化，整个非洲形成一个单一的克拉通。到前寒武纪末期，非洲地盾和地台已经形成，构成非洲大陆的基础和核心。

布隆迪的绝大部分岩石是在前寒武纪时期形成，只有少量为新生代时期形成。布隆迪的土壤按成土母质的来源可大体分为沉积岩、岩浆岩和变质岩三大类。新生代时期形成的玄武岩和冲积物分布在布隆迪的西部，即英博平原。前寒武纪时期形成的岩石主要有石英石、片麻岩、千枚板岩、变质石英岩、斜长角闪岩、花岗质片麻岩及白云质亮晶鲕粒灰岩。白云质亮晶鲕粒灰岩分布在布隆迪东南部。

2.5土壤主要类型及分布根据国际土壤分类参比基础系统分类，布隆迪的主要土壤有铁铝土、黏绨土、雏形土、黏磐土、灰土、盐土、变性土、黑土、淋溶土、聚铁网纹土、潜育土、低活性强酸土、薄层土、有机土等。铁铝土面积最大，主要分布在布隆迪的中部和北部；其次是黏绨土，主要分布在西部高原及英博平原的西部。除了西部的英博平原、一些特殊的地形位置（如山顶、山麓、冲积地）之外，全布隆迪各地都有雏形土分布。各种土壤类型分布见。

注：Ach.低活性强酸土；CMd.雏形土；FLd.淋溶土；FRg，FRh，FRr，FRu.铁铝土；GLm.潜育土；HSf.有机土；LPd.薄层土；NTh，NTr.黏绨土；PHh.黑土；PLe.黏磐土；PTd.聚铁网纹土；PZe.灰土；SCg.盐土；Vre.变性土。

布隆迪土壤分布土壤基本类型的性质

3.1铁铝土铁铝土是在湿润热带和亚热带地区具有富铝化、富铁铝化和富铁化作用的土壤总称，是在中更新世或晚更新世以前，陆地表面未受冰川和新冲积物影响，在高阶地上高度风化发育的古老自成型土壤。铁铝土在布隆迪有广泛分布。

在热带和亚热带高温、高湿气候条件下，不仅土壤原生矿物分解强烈，次生铝硅酸盐也进一步分解，硅酸和盐基大量被淋失，铁、铝等氧化物相对积聚，有时形成网纹或铁盘。反映土壤富铝化作用强度的标志，一般用黏粒（小于0.002 mm或小于0.001 mm）全量化学组成中氧化硅与氧化铝的分子比值（硅铝率，Ki值）表示，Ki值越小表明富铝风化度越高。土壤胶体主要黏土矿物为一水软铝石、三水铝石、水铝矿、高岭石、赤铁矿、针铁矿以及少量水云母等。典型铁铝土的土壤风化壳厚度可达10 m至数10 m，质地黏重均一。层次分异不明显。除表层外，土壤颜色多为红色，变异色调可为红黄、棕黄等，富含铁锰矿物的土壤呈深红色。土壤阳离子交换量低，盐基极不饱和，呈强酸性反应。在发育完好的土层中，除铁、铝、锰、钛氧化物含量较高外，常有游离的铁、铝存在。土壤有机质分解迅速，含量偏低，腐殖质组成以富里酸为主。

布隆迪铁铝土的土壤表层黏粒含量为48.4%～66.4%，质地为黏土或重黏土。土壤表层有机碳含量为0.94%～5.85%。土壤呈强酸性反应，土壤水浸pH在4.6～5.5之间，盐浸（KCl）pH在4.0～4.2范围。这是由于在亚热带或热带湿热气候条件下，土壤淋溶作用强烈，致使大量盐基离子淋失，土壤胶体上的氢、铝离子占有更大优势而酸化。土壤的盐基饱和度较低，在4.5%～36.6%之间，而在交换性阳离子组成中铝占优势，交换性铝饱和度在58.5%～91.8%之间，表明土壤在其风化成土过程中盐基被强烈淋溶，有铝聚现象。土壤表层细土部分实际阳离子交换量（ECEC）较低，在2.67～5.05 cmol（+）/kg黏粒之间。土壤阳离子交换量是影响土壤缓冲能力高低，也是评价土壤保肥能力、改良土壤和合理施肥的重要依据。

3.2盐土盐土是指表土层含可溶性盐超过0.6%～2.0%的一类土壤。盐土中常见的水溶性盐类有钠、钾、钙、镁的氯化物、硫酸盐、碳酸盐和碳酸氢盐等。根据成土过程、土壤性态特点，布隆迪盐土为洪积盐土，分布于英博平原。

水溶性盐类在土壤表层或土体内逐渐积聚的过程即盐化过程是导致盐土形成的主要原因。气候干旱和地下水位高是盐化发生的必要条件。在干旱、半干旱地区，溶有各种盐类的地下水因蒸发作用而沿土壤毛管孔隙上升至地表，其中的液态水分子汽化，水中的各种盐类则残留于土壤表面及土体，久而久之，土壤即因水溶性盐类日益增多而盐化成为盐土。

布隆迪盐土的土壤表层黏粒含量为12.8%～22.1%，质地为壤质砂土。土壤表层有机碳含量为1.98%～2.65%。土壤呈强碱性反应，土壤水浸pH为10.1～10.3。土壤中钠含量为20.2～31.4 cmol（+）/kg黏粒之间，硫酸根、碳酸根含量分别为0.22%～0.74%和2.35%～2.80%。土壤盐基交换量在24.0～34.6 cmol（+）/kg黏粒之间。

4铁铝土和盐土改良利用

4.1铁铝土改良利用布隆迪铁铝土处于热带、亚热带的气候条件下，水热充沛，生物资源丰富，蕴藏着巨大的生产潜力，是布隆迪热带亚热带林木、果树和糧食作物的重要生产基地。目前利用方式现状是林地、旱地、牧地和水田，还有少量荒山荒地。由于布隆迪地形起伏，降水强度较大，在开垦利用中稍有不慎，就会引起严重的土壤侵蚀，致使土壤理化性状恶化。据统计，土壤侵蚀面积约占其国土面积的45%，土壤侵蚀模数约4 500 t/km2。土壤有机质含量低，盐基饱和度和阳离子代换量低，缺乏氮、磷、钾、钙、镁等营养元素。土壤呈强酸性反应，有100万hm2土壤由于铝饱和度高而引起铝毒害。

根据土壤的农化性状，改良土壤的措施，首先要中和土壤酸度。酸度的降低会增加磷的有效性，增加钙、镁的供应量，降低交换铝的毒害作用。中和酸度使用的物质应以石灰粉、白云石粉、泥炭、滤泥为主。根据交换性铝的数量，计算石灰的需要量。1 cmol（+）/kg黏粒的交换性铝需要1 cmol（+）/kg石灰来中和，折成施入450 kg/hm2钙。然后，根据石灰石粉的含钙量，再换算成石灰石粉或白云石粉的施用量。作物对交换性铝的忍受程度不同。一般，木薯、玉米、黄豆、花生、红薯、红麻、旱稻临界铝的饱和度分别为75%、30%、0～25%、40%、30%、15%、40%～60%。其次，增施有机质和磷钾肥。直接施用有机肥可以提高土壤有机质，同时采取用地和养地结合的措施。可用豆科与非豆科作物间种、轮作，豆秸回田。只有这样，才能提高土壤的有机质含量。第三，根据土壤中磷钾含量水平和作物种类，合理增磷钾肥。因此，在对铁铝土的合理利用中，应充分发挥水热条件的优势，以建立良好生态系统，防止水土流失。同时，采取针对性措施，克服瘦、酸、黏等障碍因素，合理开发荒原，因土种植，合理布局，不断提高土壤肥力。

铁铝土是布隆迪重要的土壤资源之一。铁铝土多被利用为游垦、粗放牧业和经营农业等，主要栽植玉米、小麦、菠萝、香蕉、咖啡、茶叶等作物及赤桉、巨桉、墨西哥柏等经济用材林。

4.2盐土改良利用盐土农业生产的主要障碍因素是土壤盐渍化，含盐量高。盐土须经过改良，消除对植物的危害后才能利用。改良方法包括降低土壤含盐量、降低地下水位、淡化浅层地下水及培肥土壤、抑制返盐等，可分为水利改良和农业改良两类。水利改良措施主要包括排水、冲洗淋盐、放淤、种植水稻。农业改良措施主要包括耕作、施肥、轮作、种植牧草和植树造林等，也可以种植高粱、棉花、田菁等耐盐作物，施用石膏、磷石膏、亚硫酸钙、硫酸亚铁、硫磺等土壤改良剂。采用盐土改良措施，须统筹兼顾，统一规划，因地制宜，综合治理，改良与利用相结合。

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