长期施用化肥对南方稻田土壤酸化和盐基离子损失的影响

【目的】利用长期定位试验评估氮、磷、钾化肥配施对土壤酸化程度、交换性铝产生量和盐基离子损失量的影响,为维持土壤健康生产和农田可持续利用提供依据。【方法】采用始于1984年的肥料长期定位试验,选取不施肥(CK),磷钾肥配施(PK)、氮磷肥配施(NP)、氮钾肥配施(NK)和氮磷钾肥配施(NPK)5个处理,采集每个处理的0—10、10—20、20—40和40—60 cm土层土样,分析土壤pH、交换性酸、交换性盐基离子总量、交换性盐基离子累积量、酸碱缓冲容量和酸化速率等指标。【结果】经过连续33年不同施肥处理的定向培育后,CK、PK、NP、NK和NPK处理0—20 cm土层pH较试验前分别下降0.82、0.91、1.13、0.8和1.19个pH单位,导致表层土壤明显酸化,酸化速率分别达到了1.10、1.22、1.46、1.13和1.58 kmol·hm^(-2)·a^(-1)。与CK处理相比,NP和NPK处理的0—40 cm土层显著酸化,土壤pH分别下降0.28—0.38和0.35—0.46个单位,土壤交换性酸分别增加了35.5%—110.0%和30.4%—120.5%,特别是交换性铝分别增加56.2%—157.6%和73.7%—189.8%,土壤交换性盐基离子总量分别减少6.3%—14.9%和9.9%—13.2%,盐基饱和度降低2.9—14.9和2.6—15.4个百分点;NK处理的0—20 cm土层略有酸化,土壤交换性酸增加53.5%—55.0%,盐基饱和度降低6.0—7.1个百分点;PK处理的0—60 cm土壤酸化均不明显,土壤交换性酸增加和交换性盐基离子总量减少差异均不显著。【结论】长期施化肥对土壤酸化程度和盐基离子损失量的影响表现出明显差异。其中,NPK和NP长期处理加剧土壤酸化进程,且酸化深度到达40 cm,盐基离子损失量和交换性铝的产生量大幅增加,初步估算施用化肥导致土壤pH降低1个单位,土壤交换性盐基离子的损失量约是土壤交换性酸增加量的一倍左右;长期磷钾配施、氮钾配施对土壤酸化的影响较小,盐基离子损失量和交换性铝增加量相对较少。

广西甘蔗主产区土壤酸化特征分析

【目的】分析广西甘蔗主产区土壤pH现状和分布特点及土壤pH与交换性盐基离子含量、土壤交换性铝含量的关系,为探明广西蔗区土壤酸化机制及土壤酸化治理提供科学依据。【方法】2023年春季在广西15个甘蔗种植面积较大的县(区、市)共采集515个地块的0~20 cm土壤样品,分别采用去离子水、0.01 mol/L CaCl_(2)溶液和1 mol/L KCl溶液测定土壤pH[分别标记为pH(H_(2)O)、pH(CaCl_(2))和pH(KCl)],同时测定交换性盐基离子、交换性酸和交换性铝含量,分析土壤pH与交换性盐基离子和盐基饱和度的关系,以及交换性铝积累对土壤p H的响应。【结果】广西甘蔗主产区土壤p H(H_(2)O)平均值为4.52,其中pH(H_(2)O)<4.5的强酸性土壤占63.9%;pH(CaCl_(2))和p H(KCl)平均值分别为4.06和3.71,与pH(H_(2)O)相比分别低0.46和0.81。土壤交换性酸平均含量为4.59 cmol/kg,且>6.0 cmol/kg的土壤占比32.8%。交换性铝是交换性酸的主要组分,在交换性酸含量>4.0 cmol/kg的土壤中,交换性铝占比超过80.0%。交换性铝含量与pH(KCl)的拟合优度最高(R^(2)=0.9005),当土壤交换性铝含量为2.0cmol/kg时,其所对应的pH(H_(2)O)、pH(CaCl_(2))和pH(KCl)的平均值分别为4.67、4.07和3.66。土壤交换性钙、交换性镁和交换性钾的平均含量分别为4.67、0.42和0.49cmol/kg,土壤交换性钙含量<1.5 cmol/kg的土壤占比31.1%,交换性镁含量<0.25 cmol/kg的土壤占比31.7%,交换性钾含量以介于0.2~0.6 cmol/kg的土壤占多数,约为46.8%。土壤盐基饱和度平均为49.5%,且有15.3%的土壤盐基饱和度在20%以下。盐基饱和度、交换性钙和交换性镁含量与土壤pH(H_(2)O)、pH(CaCl_(2))和pH(KCl)均呈极显著正相关(P<0.01)。【结论】广西甘蔗主产区出现严重的土壤酸化现象,pH≤4.5的土壤占大多数。钙镁缺乏、盐基饱和度偏低和铝毒危害风险较高已成为广西甘蔗主产区土壤酸化的主要特征。

模拟酸雨对烟田土壤酸化及烟草生长发育的影响

我国西南地区是全球酸沉降负荷最高的地区之一,为明确酸性降水给烟田生态系统产生的可能危害,在田间利用自动模拟酸雨监测仪,模拟自然降雨(CK,pH 6.3)、超纯水(T1,pH 6.8)和酸雨(T2,pH 3.5)3种条件,测定其对土壤酸化及阳离子特征、烟草长势、生物量及氮磷钾积累量的影响。结果表明:(1)与CK和T1相比,T2土壤pH显著降低且随时间推移各处理之间差异逐渐增大;T2土壤交换性酸及铝离子含量显著增加,CEC和盐基总量下降;(2)T2显著抑制烟草生长发育,显著降低烟株株高、茎围、有效叶数及叶片长、宽,CK的茎和叶生物量最高,T1的根生物量最高;(3)根中氮和钾的积累量均为T2最低;茎和叶中氮的积累量表现为T2>T1>CK,茎和叶中钾的积累量表现为CK>T2>T1;磷的积累量在不同部位中差异不大,整体表现为T2最低。可见pH 3.5的酸雨能导致土壤明显酸化,显著抑制烟株生长发育,应采取有效措施控制其发生危害。

关于西部果区土壤酸化与盐渍化的形成原因及防治措施研究

随着农业现代化进程的不断推进,我国西部地区的果园面积迅速增加。然而,由于长期不合理地施肥和灌溉方式,导致果树生长环境中的土壤质量逐渐恶化,出现了严重的酸性化和盐渍化问题。本文以天水市果区为研究对象,对土壤酸化和盐渍化的形成原因进行了深入分析,并探讨了有效的防治措施。通过对相关文献的梳理和实地调查数据的分析,发现土壤酸化和盐渍化的主要原因是化肥过度使用和农业管理不当引起。针对这些问题,提出了包括合理使用化肥、改善灌溉条件、调整农业结构在内的防治措施。通过这些研究,旨在为改善天水果区的农业生产条件、提高农民的生计和保护土地生态环境提供可行的建议和解决方案。

耕地土壤酸化改良农户行为的逻辑路径与驱动力分析

从农户主体维度出发,提出耕地土壤酸化改良农户行为的逻辑主要沿“认知—意向—行为”路径,运用结构方程模型(SEM),探究耕地土壤酸化改良农户行为的主要驱动力,为后续土壤酸化治理政策执行指出了重点方向。结果表明:(1)农户土壤酸化治理意向、农户个人特征对其酸化治理行为分别在1%、2%的水平上具有显著正向影响;(2)土壤酸化认知、经济利益驱动、治理便利条件对农户酸化治理意向分别在1%、2%、1%的水平上具有显著正向影响;(3)经济利益驱动对土壤酸化认知在3%的水平上具有显著负向影响;(4)土地耕作情况对酸化治理意向在1%的水平上具有显著负向影响;(5)农户酸化治理行为的选择受多个因素的影响,应重视农户对土壤酸化的认知度,通过提高农户土壤酸化治理意向来推动农户采取土壤酸化治理行为,加强科普宣传,从现实耕作情况出发,为农户自发采取酸化治理行为提供便利条件,辅以土壤酸化治理的激励政策,调动农户参与土壤酸化治理的积极性,提升土壤酸化治理的实际效果。

土壤酸化对柑橘产量和品质的影响研究

柑橘自身具有独特的风味而备受青睐,长年位居我国水果销量前列。我国柑橘种类较为丰富,栽培品种一般会选择宽皮柑橘,其中甜橙和金柑较少。柑橘果肉口感,形状大小和果皮的颜色都是消费者挑选的重要因素,但是柑橘在生长过程中会受到生态因子和田间管理等其他因素的影响,因此在品质方面所呈现出的状态不一致。本文分析土壤酸化对柑橘产量和品质的影响,针对土壤酸化形成原因予以明确,以此提出具有针对性的解决措施。

平江县耕地土壤酸化现状与改良措施探讨

通过对比平江县2011—2021年耕地土壤pH值监测数据与第二次土壤普查pH值结果,分析全县耕地土壤的酸化现状及成因。为突破土壤酸化对当地农业可持续发展的制约,结合平江县生产实际,从化学改良、生物改良、科学施肥和深耕轮作4个方面提出了酸化土壤改良措施。结果表明:平江县2011—2021年耕地土壤pH值为5.53,相比于第二次土壤普查结果,下降了0.34,且pH值下降以水田为主,下降了0.51,水田酸化现象严重。

恩施山区土壤酸化治理技术模式与效果评价

恩施山区土壤酸化程度严重,pH值小于5.5的土壤面积超过50%。近年来,在相同的田间施肥管理模式下,对pH值小于5.5土块分别采用增施有机肥、增施化肥、增施有机肥+石灰、有机肥+增施化肥的处理方式进行田间施肥管理,探索最有效的土壤酸化治理种植技术。结果表明,单独增施有机肥和单一增施化肥有一定的增产效果,但有机肥和化肥搭配施用的增产更加明显。采用施加“有机肥+石灰”(推荐用量为每亩施有机肥500 kg、石灰100 kg)的土壤酸化治理模式后,作物亩增产49.12 kg,增幅达到10.32%,增产幅度最大,且能显著提高土壤pH值、增加土壤有机质含量,该治理模式可以在山区酸化土壤治理上推广。

重庆酸雨区不同林型对土壤酸化和真菌群落的影响

不同林型土壤的酸化缓冲能力不同,真菌在土壤系统中扮演着重要的角色,而对土壤真菌群落结构和组成与土壤酸化的关系缺乏深入研究。以重庆铁山坪林场的马尾松纯林(Pi)和经马尾松纯林改造后的香樟纯林(Ci)、木荷纯林(Sc)、马尾松-香樟混交林(Pi_Ci)以及马尾松-木荷混交林(Pi_Sc)为研究对象,每个林型分别设置4个20 m×20 m的样地,分别采集腐殖质层(O层)和淋溶层(A层)土壤进行土壤性质及真菌群落分析,以探讨酸雨区森林土壤真菌群落与缓解土壤酸化的关系。研究表明:(1)与Pi相比,Ci土壤酸化明显缓解(高pH低NH_(4):NO_(3)),且能有效提高土壤全磷(TP)含量;而Sc虽然土壤pH值与Pi没有显著差异,但显著(P<0.05)提高了NH_(4):NO_(3),且显著降低土壤TP和全钾(TK)含量(P<0.05);(2)不同林型土壤真菌群落多样性以Ci最为丰富,且表征土壤酸化的指标pH值、阳离子交换量(CEC)与真菌多样性显著正相关(P<0.05),NH_(4):NO_(3)与多样性显著负相关(P<0.05);(3)林型和土层都对真菌群落结构有显著影响(P<0.001),且林型的影响大于土层的影响;而土壤酸化程度将五个林型的土壤真菌群落区分成两个大类:Ci和Pi_Ci;Pi,Sc以及Pi_Sc。(4)Ci中有益菌(如Mortierella)更多,Pi以外生菌根真菌占优势(Russulaceae、Russula、Tomentella以及Sebacina);Sc以及Pi_Sc则含有更多的植物病原菌(Cladophialophora,Paecilomyces,Venturiales)、嗜酸菌及产酸菌(Paecilomyces,Penicillium)。在酸雨区受损马尾松林地种植香樟促进土壤真菌多样性提高,且产酸真菌、嗜酸菌丰度降低,而有益真菌丰度增加,可有效缓解土壤酸化;而种植木荷后土壤中的病原菌、嗜酸菌和产酸菌相对丰度增加,导致土壤进一步酸化。因此,通过将受酸雨损害严重的马尾松纯林改造成香樟纯林或马尾松-香樟混交林,有助于缓解土壤的酸化,实现酸雨区森林生态系统的可持续发展。

福建省土壤酸化现状与治理对策——以福建省18个县(市、区)为例

以福建省18个县(市、区)为调查位点,对土壤酸化现状及治理情况开展调查。通过实地调查、取样分析和数据收集,获得各调查位点土壤pH值数据。结果表明,18个县(市、区)中,强酸性(pH≤5.0)土壤占13个,酸性(5.0<pH≤5.5)土壤占5个。2017—2021年,在福建省的9个设区市中,有7个市的土壤酸化问题依然严重。通过“线上问卷+电话访谈+实地调查”的方式,对地方政府、农户和企业3类调查对象开展调研,摸清了福建省土壤酸化治理现状及面临的问题。研究表明:应高度重视土壤酸化治理工作,充分利用福建省丰富的贝类加工副产物贝壳,将其加工成土壤调理剂,达到治理土壤酸化,缓解土壤重金属污染,提高作物产量和品质,助推经济绿色发展的效果。基于“重协同、强产业、全链条、促发展”的治理理念,结合成功案例,提出政府主导、校企助推、人才助农、精准施策的“政产学研用”多元互助模式,共同推动土壤治理。

基于文献计量学的岩溶耕地土壤酸化与钙碳互作抑酸研究趋势分析

以Web of Science核心集(web of science core collection)和中国知网(CNKI)数据库为基础,采取统计与聚类的分析方法,基于文献计量学知识,借助Cite Space信息可视化软件,分别对1993—2023年在web of science core collection和1924—2023 CNKI中发表的土壤酸化文献进行索引分析;通过对web of science core collection中4 772篇、CNKI中2 482篇相关文献中的热点、关键词、时间线等展开多角度可视化分析,统计并绘制有关国际国内土壤酸化研究文献的关键词、时间图谱等图表,挖掘国际国内土壤酸化研究发展趋势及方向。结果表明:土壤酸化研究主体由森林土壤酸化逐步转向耕地土壤酸化,研究范围从单一的p H值及影响因子的相关分析进阶至致酸离子与抑酸离子的双向互作分析,土壤酸化路径的分子生物学、动力学特征研究更趋于细化。

茶园土壤酸化修复技术研究进展

近年来,伴随着茶园种植年限和种植面积的增加,茶园土壤酸化问题已成为土壤环境质量领域的研究热点。适宜茶树生长的土壤pH范围为4.0~6.5,过低的pH环境会抑制茶树的生长代谢,影响土壤肥力,降低茶叶产量及品质,严重威胁茶园的自然生态环境与可持续发展。文章综述了近年来茶园土壤酸化的研究进展,总结了我国茶园土壤酸化的现状、原因及治理修复措施,并展望了茶园土壤酸化未来的研究方向。

喀斯特地区茶园土壤酸化机理及防治措施

近年来,随着中国农业的迅速增长,茶叶的生长受到越来越多的关注。然而,随着时间的推移,土壤pH值的变化也变得越来越严峻。本研究通过综合研究贵州等地的茶叶生长情况,探讨了影响土壤pH值的内部原因与外部影响。采取有效的技术手段,如使用白云石粉、合理的施肥以及进行有效的生态修复,可以有效地阻止茶园的土壤变质。为茶园土壤调控管理和茶园发展规划提供科学依据。

浅析土壤酸化对柑橘产量和品质的影响及改良措施

柑橘适宜生长的土壤pH为5.5~6.5,土壤过酸会影响柑橘的生长,导致树势衰弱、产量降低、品质下降等,土壤酸化已成为制约柑橘产业可持续发展的重要障碍。近年来,针对土壤酸化的原因、危害及改良方面已有较深入的研究。笔者综述了土壤酸化的过程及原因、酸性土壤对柑橘根系为害症状、对柑橘矿质元素吸收的影响、对柑橘产量和品质的影响以及土壤改良等方面的最新研究进展,并展望了未来的研究方向,以期为柑橘产业的健康发展提供理论基础。

15年实测氮沉降下竹仙洞小流域土壤酸化研究

以2000—2015年珠海竹仙洞水库小流域湿地松林、台湾相思林和灌木丛为样本,对其土壤属性指标进行相关性分析和主成分分析。结果表明,经过15年自然演替,3个群落的土壤可交换酸度呈下降趋势,其中台湾相思林和灌木丛酸度降低达到显著或极显著水平,受Al^(3+)含量影响较大;3个群落的可交换Mg^(2+)、K^(+)、Na^(+)在两种土层均有不同程度的显著下降,而可交换Ca^(2+)的变化仅在台湾相思林中显著;总氮、总碳含量均呈上升趋势。主成分分析显示,台湾相思林的生物量丰富、土壤腐殖质多,固氮作用强,故对氮沉降的酸缓冲能力更强。

生物质炭和Ca(OH)_(2)缓解土壤酸化过程中植物铝毒性的模拟对比研究

随着外源酸输入,酸性土壤改良剂的石灰效应逐渐消退,土壤再次酸化形成铝毒害。作为一种新型酸性土壤改良剂,生物质炭施用后土壤的复酸化过程尚不清楚。本研究通过循环酸浸洗耦合根伸长试验,对比研究了施用生物质炭和熟石灰(Ca(OH)_(2))后土壤的复酸化过程及其对植物的铝毒性。结果表明,循环酸浸洗有效模拟了土壤的复酸化过程。随着模拟酸化年限增加,生物质炭和Ca(OH)_(2)处理土壤中玉米根系伸长均逐渐受到了抑制。生物质炭相较于Ca(OH)_(2)有效缓解了酸化过程对植物根系的抑制作用。在模拟12年酸输入时,生物质炭处理中玉米根相对伸长率较Ca(OH)_(2)处理高18.6%,生物质炭相较于Ca(OH)_(2)处理展现出更为长效的酸性土壤改良潜力。这一方面是由于生物质炭通过表面阴离子官能团质子化作用减缓了酸化过程中土壤pH的降低,抑制了土壤铝的活化。在模拟12年酸输入时,生物质炭处理土壤溶液Al^(3+)浓度较Ca(OH)_(2)处理低33%。另一方面,酸化过程中生物质炭持续释放Mg^(2+),在模拟12年酸输入时,生物质炭处理土壤溶液Mg^(2+)浓度和植物Mg^(2+)吸收量均较Ca(OH)_(2)处理高2倍以上。较高的Mg2+浓度可通过调控植物对Al^(3+)的生理响应,缓解植物铝毒害症状。该研究结果可为土壤酸化长效阻控提供理论依据和技术支撑。

基于土壤调理剂的蜜柚果园土壤酸化治理措施

针对福建漳州土壤为强酸性至弱酸性的情况和平和县在发展蜜柚产业出现的化肥施用不科学,导致果园土壤酸化,直接影响到蜜柚品质等问题,对平和县使用土壤调理剂开展土壤酸化治理项目的情况进行调查,取样进行pH值变化分析,证实土壤调理剂能提高土壤pH值,提出“土壤调理剂+有机肥”“土壤调理剂+种植绿肥+自然留草”“土壤调理剂+配方肥”“土壤调理剂+新型肥料”4种土壤酸化治理模式,分析果园使用矿物石灰的可行性,为改善果园土壤pH值提供参考。

土壤酸化对双季早、晚稻产量的影响

土壤pH是影响水稻生长的重要因素,目前还不清楚土壤酸化对双季水稻产量的影响。本研究利用硫酸调节土壤pH结合移栽后浇灌不同pH的水使土壤酸化。结果表明,随着土壤pH的下降,双季早、晚稻生育期延长,物质生产量下降,产量降低,当浇灌水pH下降至4.5以下,土壤pH下降至5.0以下时,双季早、晚稻产量下降明显,其中早稻平均下降7.82%,晚稻平均下降8.06%;当浇灌水pH下降至3.5以下,土壤pH下降至4.5以下时,双季早、晚稻产量下降幅度更大。土壤酸化主要抑制双季早、晚稻前期分蘖的发生,导致每穗粒数降低,结实率和千粒重也表现出下降的趋势。

有机肥的碱度及其减缓土壤酸化的机制

采用元素分析法计算了我国主要有机肥种类的平均碱度,并与相关文献进行对比,讨论了有机肥碱度的影响因素及其减缓土壤酸化的机制。结果表明,不同种类的有机肥碱度范围为58.1～372.8 cmol/kg,碳酸钙当量为29.0～186.4 g/kg,其大小顺序为谷物秸秆<豆科秸秆≈绿肥≈新鲜粪便≈普通堆肥<高温堆肥≈厩肥。有机肥的碱度与其钙含量呈极显著正相关(r=0.98,P<0.001,n=32),与其碳含量呈显著负相关(r=-0.64,P<0.001,n=32),主要取决于其中有机酸盐的当量浓度。农产品移除和有机肥投入对于农田土壤酸化是互逆的两个过程,长期有机肥投入可弥补农产品移除引起的土壤盐基矿物损失。施用碱度较高的有机肥(如高温堆肥或厩肥)可有效控制农田土壤酸化,并可节约施用成本,提高有机肥的资源利用率。

湖南洞庭湖区土壤酸化及其对土壤质量的影响

酸雨沉降引起的土壤酸化是当前全球最大的环境问题之一,湖南洞庭湖地区是中国土壤酸化非常严重的地区之一。随着土壤的酸化,Cd和Pb等有害元素的水溶态和交换态含量上升,特别是土壤在碱性至弱酸性范围内,Cd的生物活性急剧提高,给农作物安全生产带来了危害。土壤酸化还造成K、Na、Ca、Mg等盐基离子大量淋失,有益元素有效态含量也急剧减少,土壤肥力下降,养分贫瘠,土壤质量下降。针对土壤酸化带来的种种影响,提出了建议:提高能源利用率;增施有机肥,提高土壤缓冲能力;改进施肥结构;适量施用石灰、白云石粉,调整土壤pH值。