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。

粤北红茶区土壤酸化改良与茶叶品质形成研究

为研究土壤调理剂对粤北红茶区土壤酸化改良与茶叶品质形成的影响,以广东省英德市茶园成龄英红九号茶树为研究对象,设置5个不同处理:CK(不施肥对照)、CF(常规施有机肥对照)、SC(仅施用土壤调理剂)、SC+CF(常规施有机肥条件下配施土壤调理剂)和FBO(常规施有机肥条件下增加蚯蚓),研究土壤调理剂单独施用或与有机肥结合施用相对于其他处理对改良酸化茶园土壤效果的影响,为粤北茶园土壤酸化的防治和改良提供可行性建议以及为指导茶园生产管理提供理论依据。主要结果如下:(1)不同处理对茶园土壤酸化改良的效果不同。其中,相对于CK组,单独添加有机肥牛粪组对提高酸性土壤pH有显著促进作用(P<0.05),而其他处理对提高酸性土壤pH的促进作用差异不显著。(2)不同处理对茶叶产量和品质的影响不同,但均有提高产量和品质的作用,其提高产量的促进效果排序为:SC>SC+CF>CF>FBO,同时SC处理显著增加了茶叶氨基酸含量。

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。

多年施用有机肥对植烟土壤酸化的缓解作用

【目的】探明多年有机肥还田对植烟土壤酸化的影响,为植烟土壤的酸度调控提供科学依据。【方法】以我国北方典型的植烟棕壤为研究对象,采用连续8年田间定位试验设置CK,不施肥;T_(1),单施化肥(N、P_(2)O_(5)、K_(2)O分别为82.20 kg/hm^(2)、83.25 kg/hm^(2)、249.75 kg/hm^(2));T_(2),在化肥基础上配施有机肥(N、P_(2)O_(5)、K_(2)O分别为82.20 kg/hm^(2)、83.25 kg/hm^(2)、249.75 kg/hm^(2),有机肥15.00 t/hm^(2));T_(3),单施有机肥(有机肥22.50 t/hm^(2))共4个处理,通过测定土壤的活性有机碳、pH、土壤交换性酸和土壤交换性盐基含量,分析其对土壤酸化的影响。【结果】与CK相比,单施化肥处理显著降低土壤pH;施有机肥处理增加土壤pH,其中,单施有机肥处理T_(3)效果最显著;施有机肥处理可显著降低交换性酸含量,其中,主要降低土壤交换性铝含量,对交换性氢含量的影响不显著,T_(3)降低效果最显著;施有机肥处理可显著增加交换性盐基总量,但分别对土壤交换性钾钠钙镁影响不显著;随着施肥和耕作年限的增加,施肥处理土壤的总有机碳和活性有机碳含量较CK均有所增加,其中,土壤活性有机碳含量显著增加,以无机肥配施有机肥处理T2效果最优,较CK显著增加143.14%。【结论】植烟土壤经多年有机肥还田后,土壤质量显著提升,有效防治土壤酸化。在实际生产中,合理配施有机肥,既能防治土壤酸化,又能全面提升土壤质量。

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。

河南省耕地土壤酸化现状及对策研究

长期以来,由于不合理的土地利用与耕作管理,河南省部分区域土壤出现酸化现象,成为农业生产和粮食增收的障碍因素之一,越来越受到大众的关注。摸清河南省土壤酸化现状十分必要,可为酸化土壤治理研究提供数据支撑。一、土壤酸化现状通过对历史资料的查阅和统计数据的梳理。

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。

湖南洞庭湖地区土壤酸化特征及机理研究

湖南省洞庭湖地区是中国酸雨沉降和土壤酸化严重的地区之一,酸雨沉降具有明显的季节性和地域性差异,酸雨沉降与土壤酸化具有较好的空间对应性,但土壤酸化的程度还取决于土壤中盐基离子的含量。在土壤酸化较严重的地区,垂向上,土壤酸化深度已达50cm左右,土壤酸化伴随着大量的可溶性铝的溶出。在土壤pH值与盐基离子、氮和硫含量的关系曲线上,存在着pH值突变的临界点(临界点pH值为8),在碱性范围内,硅酸盐和铝硅酸盐矿物的水解使大量盐基离子溶出,中和了因SO42-和NO3-的输入而造成的土壤酸化,但当pH值下降到小于7·25的中酸性范围时,酸性物质和碱性物质组成的土壤缓冲体系失去缓冲作用,酸性物质略有增加,就会导致土壤迅速酸化。

中国茶园土壤酸化现状与分析

【目的】茶树是我国重要的经济作物,由于其较好的经济效益,近年来茶树种植面积不断扩大,但是土壤酸化问题也日益突出。对已发表的茶园土壤pH的文献进行整理和分析,明确我国主要产茶省份茶园土壤pH情况,为茶园土壤调控管理和茶园发展规划提供科学依据。【方法】以我国主要产茶区土壤酸化情况为研究对象,筛选收集中国知网和web of science上2000-2016年发表的相关文献,利用加权平均的方法计算全国以及各产茶省份茶园土壤平均pH,以及在各个区间的分布情况。利用文献数据,比较茶园和周边森林土壤pH的差异。同时利用测土配方施肥数据,对安溪县和松阳县两个典型产茶县不同作物类型下土壤pH进行比较分析。【结果】全国茶园土壤平均pH为4.73,各省份间存在很大差异。山东和河南两省茶园土壤pH超过5.5,分别达到5.76和5.54,江西省茶园土壤pH最低,只有3.86。从土壤pH在各区间的分布来看,只有41%的茶园的土壤pH在4.5-5.5这一最适宜茶树生长的范围。高达52%的茶园的土壤pH在4.5以下,属于不适宜茶树生长的强酸性土壤。与森林相比较,种植茶树显著降低了土壤pH。种茶历史悠久的安溪县茶园土壤pH为4.2,远低于水稻土壤的5.2和果蔬等土壤的6.2。在种茶历史相对较短的松阳县,茶园土壤pH为5.1,也分别低于水稻和果蔬等土壤的5.2和5.4。【结论】我国茶园土壤酸化严重,全国茶园土壤平均pH为4.73,超过52%的土壤的pH在4.5以下,属于不适宜茶树生长的强酸性土壤。后期应当加强茶园土壤酸化调控,以防止茶园土壤继续酸化,实现茶叶长期可持续发展。

连续施用不同比例鸡粪氮对水稻土有机质积累及土壤酸化的影响

【目的】土壤酸化是自然过程。随着农业集约化发展,土壤酸化在部分农田呈加速趋势,而施肥是目前农田土壤酸化加速的重要诱因,研究有机肥和化肥对土壤酸化的作用差异及机理,对合理指导施肥及耕地保育有重要的意义。【方法】通过测定不同施肥处理的不同组分有机质含量及酸碱缓冲容量,探明不同施肥处理的酸化影响,从土壤有机质和盐基累积角度对有机-无机肥料不同比例配施条件下土壤酸化特征进行了研究。【结果】1连续5年在等氮量(N270 kg/hm2)且有机-无机肥料不同配施比例的处理中,水稻产量以有机肥比例为25%~50%的处理最高,其平均产量比单施化肥处理提高了5.1%,比对照提高44.9%。但处理间无显著性差异;2土壤各活性有机质及总有机质等指标中仅总有机质含量随鸡粪施用比例的增加而持续增加,不同比例有机无机肥配合施用后,土壤的高活性有机质及低活性有机质均高于CK和纯化肥氮处理,但随着有机肥投入比例的升高,除中活性有机质和水稻产量之间呈显著的正相关外(P=0.0067**),高活性有机质、活性有机质及总有机质含量与水稻产量之间的相关性不显著(对应的概率值分别为P=0.192,P=0.208,P=0.160);3施肥提高了土壤的碳库管理指数(CPMI),且其随有机肥施用比例的上升呈增加趋势。增施鸡粪提高土壤的交换性盐基离子(Ca2+、Mg2+、K+、Na+)含量,导致阳离子代换量(CEC)和pH随鸡粪施用比例的提高而升高。供试土壤酸碱缓冲容量为2.07~2.36cmol/kg,随鸡粪施用比例的上升而增加,其与土壤阳离子代换量及有机质含量呈显著正相关。表明增施鸡粪可使土壤pH及酸碱缓冲容量上升,与鸡粪使土壤盐基累积量及有机质含量的提高有关。【结论】连续有机-无机肥施用下,土壤pH上升和酸碱缓冲容量的提高可能与该试验点下盐基离子和有机质含量随鸡粪施用比例上升有关,但其最终上升幅度及平衡点尚需进一步研究。鸡粪氮替代化肥氮比例为25~50%时,土壤性质最优,水稻产量最高。

模拟酸雨对土壤酸化和盐基迁移的影响

研究了中国南方主要酸性土壤类型在模拟酸雨影响下土壤酸化和其缓冲性能及盐基的迁移特征，结果表明，酸雨淋洗引起土壤ＰＨ降低，盐基离子淋失，随着酸雨溶液pＨ的降低，土壤酸化趋势加剧，盐基淋失量增加，红壤对酸雨的缓冲性能好于砖红壤。淋出液中Ｋ+，ｗａ+，ｃａ2+，Mｇ2+含量加上淋洗后土壤交换性 K+，Nａ2+，Ca2+，Mｇ2+含量大于原土壤中交换性Ｋ+，Ｎａ+，Ｃａ2+，Ｍｇ2+总量，说明在酸雨淋洗下，土壤中某些矿物发生风化溶解，释放盐基进入土壤。

土壤酸化对温室气体排放影响的培育实验研究

利用不同pH值的模拟酸雨(SAR)淋洗处理42个月获得具有不同累积酸化程度土壤,对其进行室内培养并研究了土壤温室气体CO2、CH4和N2O的排放特征.结果表明,一定的酸化累积促进CO2排放,而累积到某值时(如pH3.05的SAR淋洗42个月)又抑制CO2的排放;而CH4和N2O的排放基本上随酸化累积程度的加深而增加.相关分析显示,土壤pH值不是造成不同累积酸化程度土壤温室气体排放差异的直接原因;CO2和CH4排放差异主要是由于酸化累积过程导致土壤碳、氮以及其他养分元素含量的差异造成的,而导致N2O排放差异的产生原因却十分复杂.

土壤酸化及天然土壤溶液中铝的形态

采用真空式土壤溶液采样器收集了宜昌、巫山松树林中天然土壤溶液，采用高效液相色谱法Ａｌ－Ｌｕｍｏｇａｌｌｉｏｎ柱后荧光检测，分析测试了土壤溶液中可溶性铝的形态，研究了由于土壤酸化引起天然土壤溶液中不同形态铝的迁移转化结果表明，天然土壤溶液中含有不同形态的铝，主要是有机铝、 ＡＩＳＯ４＋、 ＡＩＦ２＋、 Ａｌ（ＯＨ）２＋、 Ａｌ３＋等．宜昌、巫山地区土壤溶液中活性铝（Ａｌ３＋、 ＡｌＯＨ２＋）的含量比较低．土壤的酸化使得天然土壤溶液中总铝含量增加、铝形态的优势态发生变化，即土壤的酸化使得天然土壤溶液中活性铝－Ａｌ３＋、ＡｌＯＨ２＋含量和比例增加．土壤酸化还降低了大然土壤溶液中的ＢＣ／Ａｌ比值，这些变化的结果都增加了对森林潜在的危害．