棕壤是世界上一种重要的农业土壤,广泛分布于欧洲、北美洲和亚洲。在北美主要分布于美国东部;在亚洲主要分布于中国、朝鲜北部和日本;在欧洲主要分布于英国、法国、德国、瑞典、巴尔干半岛,以及俄罗斯等国的南部山地。在中国棕壤主要分布于辽宁中东部、山东半岛和冀东地区,在辽西、鲁南、河北、安徽、滇中、滇南、川北的低山或中山区也有分布。
暖温带湿润地区落叶阔叶林和针阔混交林下发育的淋溶型土壤。在中国土壤系统分类中,属于淋溶土纲湿润淋溶土亚纲,简育湿润淋溶土土类;在美国土壤系统分类中,大致相当于淡色始成土壤[注]、湿润淋溶土[注];在联合国世界土壤图例中,大致相当于饱和始成土单元[注]和高活性淋溶土[注]集合土类。又称棕色森林土。
棕壤是世界上一种重要的农业土壤,广泛分布于欧洲、北美洲和亚洲。在北美主要分布于美国东部;在亚洲主要分布于中国、朝鲜北部和日本;在欧洲主要分布于英国、法国、德国、瑞典、巴尔干半岛,以及俄罗斯等国的南部山地。在中国棕壤主要分布于辽宁中东部、山东半岛和冀东地区,在辽西、鲁南、河北、安徽、滇中、滇南、川北的低山或中山区也有分布。
棕壤主要分布区属暖温带湿润、半湿润海洋性季风气候,夏季温暖多雨,冬季寒冷干燥,年平均气温5~14℃,≥10℃年积温3000~4500℃·日,年降水量500~1200毫米,干燥度在0.5~1,无霜期180~220天,土壤冻结深度可达1.5米。棕壤带的雨热同步有利于土壤中的化学风化作用、淋溶-淀积作用和生物累积作用的进行。母质以各种岩石的残积、坡积物和第四纪黄土性沉积物为主,地下水位深。原始植被为落叶阔叶林、常绿-落叶阔叶-针叶混交林,因受人类活动影响多是次生林,主要树种有辽东栎、蒙古栎、椴、械和油松等。阶地和低丘的棕壤大部分已辟成农田和果园,其肥力发展变化受人为措施影响很大。
棕壤上落叶阔叶林的生物循环比较旺盛,每年凋落大量富含钙、钾的枯枝落叶积聚地表,其根系分布虽然密而深,但每年仅有极少部分死亡。表土层有机残体经微生物分解,产生的盐基与腐殖酸结合,就在凋落物层下,形成一个盐基饱和度较高、微酸性至中性的薄腐殖质层。棕壤化学风化强烈,黏化作用明显,风化产生的黏粒和铁铝氧化物,随重力水向下淋移,经长期积聚在中、下部形成黏淀层。其特点是在结构面上覆有黏粒、铁锰胶膜和二氧化硅粉末。在剖面中还聚有小铁锰结核。发育时间较短或土体较薄的棕壤,缺乏黏淀层,铁锰结核亦不明显。棕壤土体内碳酸盐和可溶盐均被淋失,交换性阳离子主要为钙、镁、钾,土壤腐殖质层以下的盐基轻度不饱和。
棕壤剖面由凋落物层(O)、腐殖质层(A)、黏淀层(Bt)、母质层(C或R)构成。腐殖质层较薄,一般在15~25厘米,灰棕至暗棕色,团粒、团块状结构;下为较厚的黏淀层,黄棕色至棕色,多棱块状和核状结构,结构体表面一般有黏粒胶膜和铁锰胶膜,有时结构体中可见铁锰结核,发育条件不稳定状况下,则黏淀层不明显。再下逐渐过渡为母质层,残积物母质层多半是风化碎块。
棕壤全年的水分变化大体是,表层30厘米厚的水分季节变化显著,4月开始融冻至4月中旬水分可从250克/千克逐渐降至100克/千克以下;6月下旬直至开始结冻,水分含量稳定在250~400克/千克;而80厘米以下水分状况相对稳定。从作物需要看,除5月至6月中旬作物苗期土壤水分较缺外,其余时间都相当充足。
腐殖质层的有机质含量在40~90克/千克,全剖面呈微酸性反应,盐基饱和度一般在80%以上,但酸性棕壤在土体中下部则低于50%。发育于第四纪黄土状母质的棕壤的耕作层,有机质含量一般在15~20克/千克,呈中性反应,交换性盐基以钙镁为主,有的有效性磷钾含量也较高。黏土矿物以水云母和蛭石为主。有时可见蒙脱石和高岭石。质地较黏,阳离子交换量较大,又因心土有黏化层顶托,保肥力较强。
由于区域性水热条件以及成土母质的差异,棕壤形成了不同的亚类。根据其主要成土过程所表现的程度和有关附加成土过程的影响可将棕壤划分为五个亚类:①普通棕壤。也称典型棕壤。此亚类具有棕壤土类的主要属性,土体较厚,黏淀层发育较好,托水托肥,下部通透性较差,微酸性至中性,自然肥力较高。②白浆化棕壤。指腐殖质层或耕层以下具有白浆层的棕壤,这是区别于棕壤其他各亚类最重要特征。多分布于丘陵缓坡,母质是黄土性物质或坡积物。由于心土层黏重,土壤受上层滞水或侧渗水淋洗影响,产生白浆化过程,在腐殖质层下有白浆层,呈灰白色,粉砂质,呈弱酸性至酸性反应,有机质及养分含量低,黏淀层有铁锰胶膜和铁锰结核,通透性极差。③酸性棕壤。多分布在山地,母质是酸性岩残积物,盐基含量较低,淋溶作用较普通棕壤更强,盐基不饱和程度大,pH5.6~6,交换性铝多于交换性氢,黏淀层发育不良。④潮棕壤。主要特征与普通棕壤相同。主要分布在坡麓及山前平原,母质多为坡积物或坡洪积物。由于受土坡内部径流或地下水(1~4米)返润影响,产生草甸过程。表土有机质含量较普通棕壤高,剖面下部每年受地下水支持的上升水周期性浸润影响,使底土层产生潴育化过程,常有有锈纹、锈斑和铁锰结核。此亚类土壤适于开发农田,作物产量较普通棕壤高,是农业稳产区。⑤棕壤性土。是处于弱度发育阶段剖面分化不明显的一类棕壤。主要分布于剥蚀缓丘、低山丘陵、中山坡及山脊,常与粗骨土、石质土镶嵌分布。棕壤性土的土体较薄,通常不超过50厘米,其下为半风化母岩;剖面构型为A-(B)-C或O-A-(B)-C(符号含义见土层符号);原生矿物风化弱,粗骨性强。
棕壤地区气候温暖湿润,土壤肥力较高,是中国比较稳定的农业区。在地形平缓地区,大部分已开垦耕种。潮棕壤土质疏松,水肥条件较好,肥力高,适宜种植玉米、小麦和蔬菜。白浆化棕壤宜种喜湿的大豆和小麦。普通棕壤肥力中等,适种玉米、大豆和高粱。丘陵坡地的普通棕壤盛产水果,品质优良。如辽南的苹果、桃,绥中白梨中外驰名。坡地还适于发展柞树养蚕,其产量在中国居于前列。
棕壤农果用地当前主要存在水土流失、施肥不足和土壤肥力退化等问题。棕壤森林资源较丰富。在自然状态下,为森林植被所覆盖,是林木生长的重要基地。棕壤具有很高的自然肥力和良好的气候条件,很早以来就被人们开发利用,发展农作物、果树、柞蚕、人参、造林和畜牧等。棕壤通过长期耕种、培肥与改良,会产生熟化过程,耕种棕壤的肥力变化主要取决于水土保持以及施肥管理等措施。