广东省酸性硫酸盐水稻土作物产量的主要限制因子分析

【目的】酸性硫酸盐水稻土(ASPS,简称反酸田)因强酸严重限制水稻生长,其产量远低于全国平均水平,是我国南方典型中低产田。为了进一步提高反酸田的水稻产量,需要对反酸田土壤的主要限制因子进行分析,以更好地对症下药,有效合理地改良土壤。本研究调查了不同产量水平下酸性硫酸盐水稻田的理化性状,探讨限制水稻生长的关键土壤化学因子,为反酸田的改良提供理论依据。【方法】 根据前期调查结果,选择3种产量水平(4500、 3000、 1500 kg/hm2)的代表性反酸田为研究对象,并以因强酸而撂荒的水稻田作为对照,于2013年6月28日在不同采样点各采集8个耕作层土壤样品,测定其有机质, 酸度, 氮、 磷、 钾养分以及微量元素含量等化学性状指标,比较不同田块间各种化学性状的差异,并通过相关分析、 主成分分析探讨影响反酸田水稻生长的关键土壤化学因子。【结果】反酸田的酸度水平极高,其pH值在3.0~4.0之间,水溶性酸、 交换性酸和吸持性酸含量分别达到0.6~5.6、 2.7~6.3和1.3~14.1 cmol/kg; 不同调查田块的酸度水平差异显著,高产田块的各种形态酸含量均显著低于低产田块,尤以水溶性酸和吸持性酸的差异更明显。随产量水平的降低,反酸田的有效磷、 速效钾含量显著降低,而水溶性硫、 交换性硫、 交换性锰、 交换性铝含量显著提高,交换性钙、 交换性锌、 交换性铜含量差异不显著,反映出缺磷、 缺钾、 硫酸盐含量过高、 铝毒、 锰毒显著限制了反酸田的水稻产量。相关分析表明,土壤有效磷、 速效钾与各种形态酸含量和硫酸盐含量显著负相关,而交换性钙、 锰、 铜、 锌、 铝与各种形态酸含量和硫酸盐含量显著正相关,表明反酸田水稻产量的主要限制化学因子受土壤酸含量及硫酸盐含量的水平影响。主成分分析表明,水溶性硫、 交换性硫、 交换性铝、 交换性酸、 交换性锰、 水溶性酸、 吸持性酸、 pH值、 有效磷、 速效钾等组成一个相对均质的变量群组,概括了64.99%的不同产量水平下反酸田理化性状的总变异度,为影响反酸田产量的主要土壤化学因子。其中水溶性硫、 交换性硫、 交换性铝、 交换性酸、 交换性锰、 水溶性酸、 吸持性酸为影响反酸田产量水平的负效应变量,而pH值、 有效磷、 速效钾为影响反酸田产量水平的正效应变量。【结论】硫酸根含量过高、 铝毒、 锰毒、 酸毒、 缺磷、 缺钾是限制反酸田产量的主要土壤化学因子。酸、 硫酸盐是反酸田的发育产物,是影响广东省反酸田水稻生长的原生及根本性障碍因素,而铝毒、 锰毒、 缺磷、 缺钾等是因土壤中酸、 硫酸盐含量较高时引起的次生障碍因素。因此,在反酸田的改良过程中需以减缓黄铁矿氧化、 促进黄钾铁矾水解,降低耕层土壤酸、 硫酸盐含量为主要目标。     

干湿交替格局对川西南干热河谷土壤碳氮释放的影响

有机碳和氮素含量低、结构性差等土壤退化特征,是干热河谷土壤退化的普遍现象,漫长旱季与集中雨季使干热河谷干湿交替格局不同于其他区域。通过监测不同干湿交替模式下培养土壤的呼吸、水溶性有机碳(DOC)和水溶性氮(DN)动态,评估干湿交替特征对干热河谷土壤有机碳和氮库退化的影响。结果显示,风干土壤再湿润对土壤呼吸具有激发效应,可使呼吸强度增加1.52~7.13倍;随着干湿交替次数的增加,激发效应随之衰减,经过多次干湿交替后(当周期为3d,则干湿交替5次)降至某一稳定水平,干湿交替周期越长(周期长于12d),土壤再湿润后导致的土壤呼吸激发效应的衰减越不明显。土壤DOC和DN含量同样受再湿润激发,但DOC和DN激发效应滞后于土壤呼吸,干湿交替多次后土壤DOC和DN随之降低并稳定低于最初水平,而随着干湿交替周期延长,DOC和DN在每个干湿交替末期含量变化不明显。这暗示干湿交替尽管可激发土壤DOC和DN释放,但是这种激发效应随干湿交替次数和周期延长而降低,因此对土壤碳氮动态的影响有限,干湿交替格局可能不是干旱河谷土壤有机碳和氮素退化的主要原因。     

胡敏酸对钾素耗竭土壤固定外源钾的影响

通过室内恒湿和干湿交替培养试验,研究了钾素受到生物耗竭的耕地棕壤对外源钾的固定特征和施用胡敏酸后对土壤固钾作用的影响。结果表明,在保持土壤处于饱和含水量的恒湿条件下,施用外源钾(K)483. 7mgkg-1,经过一天培养土壤的固钾量和固钾率分别达到265. 8mgkg-1和54. 95%,第3天土壤的固钾量达到最大值,为268. 0mgkg-1,再继续恒湿培养,土壤的固钾量有小幅度降低的趋势。然而,恒湿培养4天以后再经过风干1天,土壤的固钾量呈大幅度升高,固钾率提高30. 31%;在恒湿和干湿交替条件下培养,施用胡敏酸对土壤固钾状况的影响不同:施用胡敏酸不仅没有表现出降低土壤固钾量的作用,反而在第3个干湿交替循环周期结束后提高了土壤的固钾量,但在恒湿条件下施用胡敏酸表现出降低土壤固钾量的作用,与对照之间的差异达到了显著水平。     

干湿交替对土壤性质影响的研究

开展干湿交替对土壤理化性质影响的研究,对于认识土壤侵蚀机理、缓解土壤侵蚀的发生具有重要意义。通过干湿交替的研究进展、干湿交替对土壤物理性质、土壤化学性质和土壤微生物特性的影响四个方面分析了干湿交替发展历程及其对土壤性质影响的过程和机理,相关研究表明:干湿交替的相关研究在各个时段有所侧重,干湿交替对土壤物理性质的影响与土壤容重、抗冲性、崩解速率和膨胀收缩率有关,对土壤化学性质的影响与土壤有机质分解、氮素矿化磷素吸附与释放等因素关系密切;干湿交替通过影响土壤呼吸和微生物生物量,使得土壤微生物特性发生改变。根据现有研究中存在的干湿处理量化指标不相一致、干湿处理方式局限于室内模拟及忽略干湿处理过程土壤相关性质动态变化过程等问题,提出定量化干湿处理指标、开展原位小区干湿处理试验、关注干湿交替过程中土壤形态发育情况和化学元素迁移差异及其微生物活性动态变化等研究展望,拟对土壤侵蚀和水土保持研究提供一定理论指导。     

酸性硫酸盐土的形成、 特性及其生态环境效应

酸性硫酸盐土(ASS)是全球沿海周边广泛分布的土壤种类,其铁、 硫元素的生物地球化学过程在全球物质循环过程中具有重要地位,但ASS也是最低质的土壤类型之一。ASS成土母质常形成于富含有机质、 海水浸泡的江口、 海湾等热带亚热带滨海环境,经异化细菌还原海水硫酸盐而形成四方硫铁矿(FeS)、 硫复铁矿(Fe3S4)、 黄铁矿(FeS2)等多种还原态Fe-S矿物沉淀物。ASS成土母质形成过程中的生物活动、 化学反应相当活跃,还原态Fe-S矿物沉淀物将环境中游离的金属、 稀土元素以及痕量元素固定下来,实现海水净化、 金属富集作用。因自然条件变化或者人为干扰等影响,ASS成土母质中的还原态Fe-S矿物被氧化而形成ASS。富含还原性硫化铁矿物的成土母质经一系列复杂反应,被氧化形成氢氧化铁、 酸、 硫酸盐等最终产物,同时伴生多种铁、 硫生物中间产物,以及强酸土壤环境。强酸环境下,铝、 镉、 锰、 砷、 铬等有毒金属的活性大幅提高,而磷、 钾、 锌、 硼等必需营养元素含量显著降低,严重危害实地动植物生长。另一方面,ASS中的酸和活化的重金属随雨水、 径流、 毛细管等途径进入河流、 地下水,威胁周边生态安全。目前,ASS的形成机理已基本被揭示,以及ASS发育过程中的生态环境效应已基本清晰。然而,我国早期学者主要关注ASS的铁、 铝、 硫含量水平,以及ASS发育农田的改良应用,对于ASS的发育过程、 生态功能及风险等尚未形成系统的认识。近年来,随着耕地面积不断萎缩,开发改良ASS等低产田块是提高我国粮食产量水平的重要措施。因此,为了合理开发利用ASS,尽量降低ASS的生态风险,亟需对ASS的形成机理、 发育过程、 土壤特性、 生态环境效应进行全面综述。本文首先对ASS的形成条件与过程进行综述,进一步梳理了ASS中硫的演变和铁的地球化学过程,并着重阐述了ASS的酸性特点,最后对ASS的生态环境效应进行了讨论。结合我国研究现状,展望了进一步研究ASS的主要问题,旨在为科学开发和利用酸性硫酸盐土提供参考。     

稻作对酸性硫酸盐土酸分布及迁移的影响

【目的】酸性硫酸盐土(ASS)酸含量极高,Fe、 Al、 Mn、 As等有毒金属移动性强。许多开发利用方式不仅影响其成土母质黄铁矿的氧化程度并可能带来生态风险,稻作利用被认为是生态风险较低的方式。本研究开展水田和荒地两种利用条件下ASS中酸含量调查研究,探讨稻作利用方式对ASS酸含量的影响。【方法】于2013年8月,在广东省台山市发育于珠江三角洲滨海ASS的水稻田和严重酸化的长期撂荒地采集土壤样品,从土表向下0—300 cm范围内采用宽45 mm的土钻每20 cm采集1个样品,每个剖面共采集15个样品。比较两种利用方式下ASS各土层土壤pH值、 水溶性酸、 交换性酸、 吸持性酸含量,探讨稻作利用方式对ASS酸分布及运移的影响。【结果】珠江三角洲平原ASS的酸含量极高,在0—80 cm深度范围内,总存在酸含量随着土层深度加深而提高,土层深度每下降20 cm,总存在酸含量就平均提高61.62%; 80 cm以下土层总存在酸含量随着土层深度下降逐渐降低,其中80—180 cm深度范围内的降幅较大,土层深度每下降20 cm,总存在酸含量就平均降低61.62%; 当土层深度下降至220 cm时,pH值上升到6.0,酸含量非常低。稻作利用方式显著影响ASS的酸含量及其在土壤剖面的迁移情况。与荒地比较,稻田0—80 cm土层的总存在酸含量显著降低,其中水溶性酸、 交换性酸和吸持性酸含量平均降幅分别为77.01%、 36.75%、 27.74%,水溶性酸和交换性酸的差异达到显著水平,吸持性酸仅在0—20 cm 和60—80 cm土层的差异达到显著水平; 100—120 cm深度范围内稻田的总存在酸含量显著高于荒地,其中水溶性酸、 交换性酸和吸持性酸含量的增幅分别为128.19%、 54.87%、 154.96%,120—240 cm土层中,稻田的交换性酸和吸持性酸含量稍高于荒地,但差异不显著; 240—300 cm土层中,稻田的酸含量与荒地基本相同。总体上,稻作方式改变了ASS中酸在土壤剖面的分布,其中0—80 cm土层中酸含量显著降低,而100—120 cm土层的酸含量显著提高,并以吸持性酸为主要形式固定累积下来。稻田在0—80 cm深度范围内的水溶性硫含量显著低于荒地; 而稻田100—120 cm土层的水溶性硫含量则显著高于荒地,其他土层的差异不显著。水溶性硫与水溶性酸、 交换性酸和吸持性酸均显著正相关,表明稻作利用方式可能通过影响硫酸盐矿物的转化过程而改变ASS的酸分布及迁移。【结论】稻作利用方式显著降低上层土壤酸含量,并加强了酸淋洗下移作用,使100—120 cm土层中的酸含量大幅提高,并以黄钾铁矾等羟基硫酸盐次生矿物暂时吸持固定下来。因此,稻作利用方式有效降低ASS酸含量水平,降低ASS对实地作物的危害作用,但因其强淋溶作用可能加大了对地下水体污染的风险。     

干湿交替对黄土崩解速度的影响

耕作土壤在降雨、灌水之后,其由翻耕后的疏松状态逐渐变得较为紧实,土粒之间会重新结合,土壤结构得到重组。土壤抵抗侵蚀能力发生了一定变化。通过土盒模拟土壤干湿交替过程,研究耕作土壤干湿交替过程中土壤容重和静水崩解变化。采用Richards模型对土壤崩解过程进行了模拟,分析干湿交替对土壤崩解速度的影响,结果表明：随土壤干湿交替次数的增加,土壤容重增长缓慢,土壤的固结从快变慢。随干湿交替次数的增加,土壤的崩解速度逐渐降低。其崩解过程可划分为缓慢崩解阶段、指数崩解阶段和崩解完成阶段。随干湿交替次数的增加,缓慢崩解阶段延长,指数崩解阶段推迟出现。经3次干湿交替后,土壤崩解速度显著降低,土壤抗蚀性增强。     

干湿交替过程对黄土高原几种主要土壤钾有效性的影响

室内模拟试验研究不同温度条件下干湿交替对黄土高原区四种土壤有效钾的影响,结果表明:(1)土壤钾有效性受干湿交替过程影响较大,干湿交替次数与有效钾含量间具有y=a+blogx函数关系;(2)温度升高,增强了干湿交替的剧烈程度,提高土壤钾的固定量,显著降低了土壤钾的有效性;(3)建立了反映干湿交替次数、土壤物理性粘粒和粘粒含量比值、以及钾固定量三者之间的关系方程。     

寒区旱区间歇性干旱对接种根瘤菌苜蓿草地土壤养分动态的影响

通过盆栽法模拟田间土壤的干湿交替变化过程和强度,研究了寒区旱区间歇性干旱条件对接种根瘤菌(Rhizobia)苜蓿(Medicago sativa L.)草地土壤养分的影响。结果表明:1年龄苜蓿接种根瘤菌能显著提高土壤全N、有机质、速效N、速效K和速效P含量,而对土壤pH和全P含量影响不大,间歇性干旱处理能显著降低土壤全N、有机质、全P、速效N、速效P和速效K含量,且土壤养分下降量总体上为有机质>全P>全N>速效K>速效N>速效P;通过相关和回归分析,土壤全P和有机质含量的下降量与干湿交替间隔周期呈显著直线正相关(P<0.05),土壤速效K和速效P含量的下降量与干湿交替间隔周期呈显著直线负相关(P<0.05);当干湿交替间隔周期相同时,土壤全N、全P、速效N和有机质含量的下降量,50%田间持水量的处理大于80%田间持水量的处理,而土壤速效K和速效P含量的下降量,50%田间持水量的处理小于80%田间持水量的处理。     

干湿交替灌溉对富硒土壤硒形态及水稻硒积累的影响

以自然富硒土壤为试材,采用盆栽试验,探讨了轻干湿交替、重干湿交替、正常管理和淹水状态下的土壤硒形态及水稻硒积累。结果表明:籽粒产量以轻干湿交替处理最高,比淹水处理高22.17%,二者差异显著。所有处理水稻不同部位的含硒量均表现为根(0.411~0.695mg/kg)茎(0.214~0.378mg/kg)叶(0.187~0.327mg/kg)谷壳(0.156~0.235mg/kg)籽粒(0.132~0.185mg/kg)。籽粒含硒量和土壤可溶态硒含量以重干湿交替处理最高,淹水处理最低,其中二者含硒量差异也达显著水平。土壤有效硒含量与水稻根、茎叶、谷壳和籽粒中硒含量均呈现显著或极显著正相关(0.939**,0.896**,0.793**,0.723*)。水稻根的硒吸收系数也以重干湿交替处理最高(0.438),淹水处理最低(0.259),表明干湿交替提高了水稻硒吸收能力。综合分析得出,干湿交替灌溉不但能提高水稻产量,还能提高稻米硒含量,且比正常管理节约用水,整体表现以轻干湿交替处理为最佳。     

某极度酸化的酸性硫酸盐土壤中可溶性和交换性酸的特征

An extremely acidified acid sulfate soil(ASS) was investigated to characterise its soluble and exchangeable acidity,The results showed that soluble acidity of a sample dtermined by titration with a KOH soulution was much significantly greater than that indicated by pH measured using a pH meter,paricularly for the extremely acidic soil samples,This is because the total soluble acidity of the extremely acidic soil samples was mainly composed of various soluble Al and Fe species,possibly in forms of Al sulfate complexes(e.g.,AlSO4^ ) and feerous Fe(Fe^2 )_,It is therefore suggested not to use pH alone as an indicator of soluble acidity in ASS,particularly for extremely acidic ASS,It is also likely that AlSO4^ actively participated in cation exchange reactions.It appears that the possible involvement of this Al sulfate cation in the cation adsorption has significant effect on increasing the amount of acidity being adsorbed by the soils.     

不同灌溉方式对保护地土壤酸化特征的影响

自连续13a在同一地块以不同灌溉方式进行灌溉试验的保护地,分层采集沟灌、滴灌、渗灌3个处理0～60cm土层土壤样品,研究灌溉方式对土壤酸化特征的影响。结果表明,3种灌溉处理土壤活性酸度和交换性酸含量均随着土层加深而降低,各处理间土壤活性酸度在0～40cm土层差异明显,总体为沟灌>渗灌>滴灌;土壤交换性酸差异出现在0～30cm土层,为渗灌>沟灌>滴灌;土壤交换性Al3+随土层加深呈先增加后降低的变化趋势,且以滴灌含量最低。各处理土壤盐基饱和度(BS)随土层加深而增加,在0～30cm土层为滴灌>渗灌>沟灌。土壤pH与交换性酸、硝态氮含量呈极显著负相关,与盐基饱和度、特别是Ca2+饱和度呈极显著正相关;Al3+占交换性酸比例与有机质含量呈极显著负相关。总之,保护地土壤酸化与硝态氮含量、盐基饱和度、有机质含量关系密切;与沟灌和渗灌相比,滴灌更利于抑制土壤酸化。     

电渗析与酸淋洗模拟紫色土酸化的效果比较

为了比较电渗析与酸淋洗试验模拟紫色土酸化的效果,在重庆地区采集了不同pH(5.00和7.06)的2个紫色土,分别进行不同天数(1,2,5,7,10天)的电渗析和酸淋洗试验处理,并分析了试验处理前后土壤的酸度特征和交换性盐基成分含量变化。结果表明,在整个10天的淋溶处理过程中,2种紫色土的pH均无显著变化,说明紫色土具有一定的酸缓冲能力,短期的酸雨淋溶不能实现紫色土的严重酸化。而采用电渗析处理10天后,中性紫色土和酸性紫色土的pH分别降低3.4和1.1个单位。在整个电渗析处理过程中,土壤的交换性酸含量显著升高,盐基离子大量淋失。电渗析可以实现对紫色土的快速酸化处理。2种紫色土中,电渗析处理后中性紫色土的酸化程度大于酸性紫色土。这是由于中性紫色土的表面负电荷量更高,导致更多致酸离子吸附在土壤胶体表面,最终造成中性紫色土的酸化程度更加严重。因此,电渗析处理比酸雨淋溶处理对紫色土酸化效果更好,且可用于紫色土的酸化机理研究。进一步结合2种方法的技术可操作性,认为电渗析法是研究紫色土酸化问题的一种有效技术手段。     

有机肥替代化学氮肥提升红壤抗酸化能力

  【目的】  长期过量施用化学氮肥加剧了红壤区农田土壤酸化,严重制约着该区域农业的可持续发展。施用石灰和有机肥是防治红壤酸化的主要措施,我们研究了有机无机肥配合提高红壤抗酸化能力的作用与机理。  【方法】  本研究基于2009年在湖南祁阳中国农业科学院红壤站开展的有机肥替代化学氮肥长期定位试验,其中4个处理分别为单施化肥(由于酸化严重,于2018年底添加石灰改良)、有机肥替代化肥氮20%、40%和60%,供试有机肥为猪粪。采集2018和2020年的土壤样品,分析各施肥处理红壤pH、交换性酸铝、阳离子交换量、有机质、酸缓冲能力等指标的变化及相互关系。  【结果】  至2018年,单施化肥处理较试验之初土壤pH降低了0.48个单位,交换性酸、铝分别增加了2.74和1.06 cmol/kg;添加石灰改良后,土壤pH升高了0.58个单位,交换性酸、铝分别降低了2.62和1.45 cmol/kg。有机肥替代化肥氮40%和60%处理均可有效防治红壤酸化,其中以替代60%处理效果最佳;至2020年60%有机替代处理土壤pH较初始值提高了0.78个单位,交换性酸和交换性铝分别降低了1.10和1.25 cmol/kg。有机肥替代化肥氮40%和60%处理较单施化肥处理显著提高了土壤阳离子交换量,而石灰改良前后土壤阳离子交换量无显著变化。土壤酸缓冲曲线表明,土壤交换性铝含量随着pH的降低而显著升高,单施化肥、有机肥替代化肥氮20%、40%和60%处理的斜率分别为2.71、2.42、1.93和0.16;土壤交换性铝对pH响应斜率与土壤pH、交换性镁、阳离子交换量、交换性钾、有机质含量呈极显著或显著负相关关系。  【结论】  有机肥替代40%以上化学氮肥既能防治红壤酸化,又能提升红壤抗酸化能力。土壤阳离子交换量和有机质可能是导致土壤交换性铝对pH响应差异的主要因素,即阳离子交换量和有机质含量高的土壤pH降低1个单位时,交换性铝增幅较小,但其作用机理还有待进一步研究。     

长期施用氮磷钾肥和石灰对红壤性水稻土酸性特征的影响

利用34年的长期定位施肥试验,研究不施肥(CK)、施氮磷钾肥(NPK)和氮磷钾化肥配施石灰(NPK+Ca O)对红壤性水稻土不同形态酸、土壤盐基离子及水稻植株阳离子吸收量的影响,探讨土壤交换性H+和Al3+占交换性酸的比例、土壤盐基离子、植株带出阳离子数量与土壤酸度的关系。结果表明,长期NPK处理早、晚稻土壤p H较CK处理分别降低0.2和0.3个单位,交换性酸提高2.3倍和4.2倍,水解性酸提高35.4%和40.0%;NPK+Ca O处理早、晚稻土壤p H较NPK处理分别提高0.5和0.7个单位,较CK处理分别提高0.3和0.4个单位,交换性酸、水解性酸均显著低于NPK和CK处理(p0.05)。土壤交换性H+、Al3+含量高低顺序均为NPK+Ca OCKNPK。土壤交换性盐基离子以交换性Ca2+所占比例最大(81.8%~89.3%),NPK+Ca O处理交换性Ca2+较CK和NPK处理分别提高40.1%和62.9%。交换性Ca2+、交换性盐基离子、盐基饱和度与土壤p H正相关,与交换性酸、水解性酸负相关,交换性Mg2+与交换性酸、水解性酸负相关,交换性Na+与水解性酸负相关。植株移出带走的钙、镁、钾、钠离子量及其总量对土壤p H、交换性酸和水解性酸有一定影响,但其相关性均不显著。研究表明长期施用化肥条件下通过配施石灰可有效缓解稻田土壤的酸化,促进酸性稻田土壤的生态修复与改良。     

Differential soil acidification caused by parent materials and land-use changes in the Pearl River Delta region

Soil acidification occurs widely across the world, which has been partly attributed to land-use change. However, measureable effect of land-use change as well as parent materials on soil acidification remains poorly understood. Here, a typical area with intensive land-use change in the Pearl River Delta of China was chosen for this study. Topsoil (0–20 cm) and subsoil (20–40 cm) samples (n = 169) under different land uses (paddy fields, vegetable lands and orchards) and parent materials (granite and alluvial sediment) were collected in 2020. Soil pH, exchangeable base cations, exchangeable acidity and pH buffering capacity were measured to evaluate the status of soil acidification. The change of soil pH over the last 15 years was evaluated via comparing with historical data (n = 329) in 2005. The results showed a higher exchangeable acidity and lower pH buffering capacity and exchangeable base cations of soils derived from granite compared with soils derived from alluvial sediment in 2020. In the last 15 years, significant soil acidification under different parent materials was observed under vegetable lands and orchards but not paddy fields. Faster pH decline was found under land-use change from paddy fields compared with the unchanged vegetable lands or orchards. Furthermore, stronger acidification under the same land-use change was observed for soils derived from granite compared with soils derived from alluvial sediment. These results indicate that land-use change induced soil acidification is dependent on parent materials. This study implies that cropping management such as suitable rotation operation may slow soil acidification, and measures including straw returning may ameliorate acidified soils.     

浙江中部红壤施用石灰对土壤交换性钙、镁及土壤酸度的影响

为了确定红壤施用石灰后钙、镁移动和土壤酸化速率,监测了耕层（10～20ｃｍ）和底土（20～60ｃｍ）的ｐＨ和交换性Ca2+、Mg2+、Al2+的长期变化。结果表明,耕层交换性Ca2+在施用石灰后的一年半时间达到最高值,此后随着时间的推移而急剧减少;而底土的交换性Ca2+随石灰用量的增加和施用石灰后时间的推移而增加。镁在土壤剖面中的移动比钙快;施用石灰后耕层和底土酸度的降低与交换性Ca2+的增加基本同步。在本试验条件下,不论施用石灰与否都存在着复酸化过程,但施用石灰后复酸化作用更强。     

落叶松人工林土壤酸度变化与无机磷形态的关系

 为了科学地经营落叶松人工林,持续改善其土壤质量和提高林分生产力,研究东北东部山地不同发育阶段落叶松人工林土壤酸度变化,以及活性酸(pH值)、交换性酸和水解性酸与无机磷形态的关系。结果表明:1)随林龄的增大,根际土壤活性酸(pH值)持续降低,根际土壤的交换性酸、交换性铝明显增加,根际土壤Ca-P和O-P与水解性总酸度的相关系数减小,Fe-P与交换性酸、交换性铝的相关系数增大。2)根际土壤活性酸、水解性总酸度变化对根际土壤Al-P含量的变化影响较大,尤其是在幼龄林、近熟林和成熟林二者之间达到了极显著或显著水平;根际土壤Ca-P含量的变化主要受根际土壤活性酸的影响;各年龄阶段根际土壤Fe-P含量与水解性总酸度关系密切;根际土壤O-P含量随着土壤交换性酸、水解性总酸度的增高而降低。3)非根际土壤酸度与非根际土壤无机磷形态的相关性不明显。     

秸秆直接还田及炭化还田对土壤酸度和交换性能的影响

【目的】 本研究旨在通过连续4年田间微区定位试验,比较等氮磷钾养分条件下秸秆炭化还田与等量秸秆直接还田对土壤酸度及交换性能的影响,以期为土壤酸化改良及秸秆、生物炭资源合理利用提供理论依据。 【方法】 试验以沈阳农业大学植物营养与肥料研究所玉米渗滤池微区定位试验为基础,共设6个处理,分别为不施肥 (CK)、氮磷钾配施 (NPK)、单施生物炭 (C)、生物炭+NPK(CNPK)、单施秸秆 (S)、秸秆+NPK(SNPK)。其中NPK、CNPK和SNPK处理养分投入总量相等,均为N 225 kg/hm2、P₂O₅ 112.5 kg/hm2和K₂O 112.5 kg/hm2,S处理秸秆施用量为4500 kg/hm2,单施生物炭处理生物炭施用量为1500 kg/hm2。应用化学分析法对土壤活性酸、交换性酸、阳离子交换量及交换性盐基离子进行分析和测定。 【结果】 经过连续4年的不同施肥处理,施用生物炭及秸秆均显著提高了土壤pH,降低了土壤交换性酸总量和交换性铝含量,但各处理间交换性H+含量差异不显著。相较于试验前土壤 (pH 6.05),单施生物炭和单施秸秆处理分别使土壤pH提高了0.55和0.45个单位。在等氮磷钾养分条件下,CNPK和SNPK处理较试验前分别使土壤pH提高了0.31和0.13个单位,且CNPK处理显著高于SNPK,但二者之间对土壤交换性酸含量的影响无显著差异。同时各处理交换性盐基离子总量均显著高于CK,单独施用生物炭对提高土壤盐基总量、交换性Ca2+和交换性Mg2+的效果显著优于单独施用秸秆。在等秸秆量与等氮磷钾养分条件下,秸秆炭化还田及秸秆直接还田较不施肥对照分别使交换性盐基总量提高了17.6%和15.1%,且秸秆炭化还田对提高土壤有效阳离子交换量的效果显著优于秸秆直接还田。与CK处理相比,C、CNPK、S和SNPK处理分别使土壤阳离子交换量提高了1.68、2.52、1.53、2.30 cmol/kg,其中以CNPK处理效果最佳。 【结论】 在等秸秆量和等氮磷钾养分条件下,施用生物炭和秸秆能有效降低土壤酸度和交换性酸中交换性铝含量,提高土壤盐基离子含量及交换性能,且秸秆炭化还田的效果更为明显。