山东省土壤酸化特征及其影响因素分析

为弄清山东省土壤酸化状况,采用统计分析和空间分析方法,对山东省测土配方施肥项目数据进行分析,并与第2次全国土壤普查的部分数据作比较,分析山东省不同区域、不同土地利用类型、不同土类的土壤酸化状况。结果表明:1)山东省的酸化土壤面积为126.4万hm2,占全省土壤面积的8.13%,与第2次全国土壤普查相比,酸化面积增加了8.07%;2)山东省土壤p H值呈现自西向东、由北向南逐渐减小的趋势,酸化土壤集中分布在鲁东和鲁南地区的威海市、烟台市、日照市、青岛市和临沂市;3)不同土地利用类型中,园地中的茶园酸化程度较重,耕地酸化程度最轻;4)不同土类中,棕壤酸化程度最重,潮土酸化程度最轻。山东省土壤酸化呈现严重的趋势,其自然地理气候条件、不同土地利用方式以及施肥管理等是可能导致土壤酸化的主要原因。     

江西茶园土壤酸化及对策

为全面摸清江西茶园土壤酸化现状,为政府部门宏观决策提供科学依据,文章调查了江西18个茶叶生产县203个代表性茶园的土壤p H,通过统计分析得出:江西茶园土壤p H整体水平较酸,平均为4.65,最高为6.95,最低为3.51,其中低于4.5的强酸性土壤占样本数的43%;各个县的酸度情况根据p H高低划分了五类,其中星子县属于茶树生长最适酸度区域,修水、铜鼓、南昌等9个县属于重度酸化区域。变异特征表现为时间上随着茶园种植年限的延长,土壤p H呈缓慢下降趋势,但下降的速度因土壤类型的不同表现出不同的差异,空间上无明显特征。科学平衡施肥、施用土壤改良剂和合理耕作能够遏制土壤酸化趋势。     

亚热带典型小流域景观格局对耕地土壤酸化的影响

土壤pH是影响粮食产量的重要因素,土壤酸化是造成土壤退化的重要因素且成因较为复杂,景观格局是生态过程的重要影响因素,其对土壤酸化的影响机制尚不明确。本研究以广州市流溪河流域作为研究区域,以样点缓冲区作为研究单元,基于2010年的759个耕地表层土壤样点pH和1980s土壤pH分布,使用景观格局指数、地统计与相关性分析方法,分析流域耕地土壤酸化时空变化特征,定量探究景观格局对耕地土壤酸化的时空影响。研究结果表明:①2010年流域耕地以酸性土壤为主,土壤样点pH均值为5.79,86.03%的样点和97.3%的耕地土壤pH6.5;不同耕地类型土壤pH均值:水浇地(6.03)水田(5.68)旱地(5.62);各类土壤的pH均值:河积土田(5.92)水稻土(5.84)赤红壤(5.66)紫色土(5.55)黄壤(5.40)红壤(5.39)。②1980—2010年土壤酸化显著,31.23%的样点和24.76%的耕地土壤pH下降;水田和旱地土壤酸化显著,水浇地有pH上升的趋势;除河积土田外各类耕地土壤酸化显著,黄壤最显著,红壤次之。③流域自上游往下游,耕地土壤pH递增且分布变得更复杂,上游和中游东西两侧及下游东侧的pH较小,且在1980—2010年酸性土壤向外蔓延趋势显著;中游中部及下游西侧出现了pH升高的复杂组合。④除旱地、灌木林地、草地和未利用地之外的类型景观格局指数都与耕地土壤pH存有显著相关性,pH与水域和道路密度景观水平指数呈显著正相关,本研究选出各类景观的土壤酸化敏感性景观格局指数,发现自然林的破坏,水田、园地和水域的破碎化,不透水建设用地的零散分布有造成耕地土壤酸化风险,大片水域的流水更新与水田的集聚化可降低土壤酸化风险。本研究可为耕地土壤酸化防治与景观优化提供参考依据。     

酸雨对黄土磷的淋溶效应

采用室内土柱模拟淋溶试验,分析了陕西省杨凌区3种土壤在5个酸雨梯度的侵蚀作用下,土壤磷的释放和迁移规律.结果表明,酸雨会使土壤受到一定程度的酸化,而土壤的酸化程度与酸雨的pH值、土壤的类型、土壤的pH值、阳离子交换量、有机质含量有关.土壤对酸雨的缓冲能力由大到小的顺序为:腐殖质层＞母质层＞黏化层.随着酸雨累积淋溶量的增加,土壤磷的释放总量呈增加趋势,但淋失率会下降.酸雨的pH值为5时土壤磷的累积淋失量最大,土壤磷的累积淋失量和淋失率顺序为:腐殖质层＞黏化层＞母质层.酸雨对腐殖质层的磷具有最强侵蚀效应.母质层和黏化层的酸化主要发生在土壤表层,而腐殖质层酸化主要发生在土壤底层,酸雨侵蚀后腐殖质层酸化最严重.长期的酸雨侵蚀会导致土壤磷流失,造成土壤养分贫瘠化.     

吉林省农田耕层土壤pH的时空变化特征

本研究通过分析2005~2013年测土配方施肥项目在吉林省采集的大量土壤样品,明确了不同地区农田耕层土壤pH的空间变异特征,并与第二次土壤普查数据对比探讨了土壤pH的变化趋势。结果表明,目前吉林省农田耕层土壤pH分布在3.8~9.1之间,平均值为6.5。不同类型农田土壤pH的高低顺序为:黑钙土风沙土草甸土黑土白浆土≈暗棕壤水稻土。空间上,吉林省农田耕层土壤呈现自西向东逐渐降低的分布特征,以西部白城市的通榆县最高而东部延边朝鲜族自治州的汪清县最低。时间上,与第二次土壤普相比,吉林省各种土类的pH存在共性的土壤酸化趋势。不同土类间pH的降幅存在较大差异,代表性的黑土下降约0.5个单位,酸化程度较大的草甸土和水稻分别下降了1.4和1.6个单位,而酸化程度较小的白浆土下降了0.1个单位。吉林省农业生产中应控制化肥用量,调整肥料品种,合理增施有机肥,大力推广秸秆还田,从而缓解土壤酸化趋势,改善土壤肥力。     

武陵秦巴山区不同母质植烟土壤抗酸化性能研究

为探究武陵秦巴山区烟田土壤的抗酸化性能及其影响因素,分别采集区域典型母质发育黄棕壤和黄壤,比较不同母质发育土壤的酸缓冲容量差异,结合模拟酸化实验对不同土壤的潜在酸化风险进行了初步评估。结果表明,土壤初始pH和母质类型均显著影响土壤酸缓冲容量大小。除硅质岩发育黄棕壤外,酸性土壤的酸缓冲容量较相同母质发育的中性土壤低22%～81%。在中性土壤中,碳酸盐类母质发育黄棕壤和黄壤含有较多碳酸盐,酸缓冲容量分别较硅质岩类母质发育黄棕壤和黄壤高44%和16%。酸性黄棕壤和黄壤则呈相反趋势。模拟酸化结果表明,酸缓冲容量较高的土壤,在外源酸输入时,土壤pH下降较为缓慢,土壤溶液铝和交换性铝增幅相对较小,潜在酸化风险较低。12种供试土壤中,泥质岩发育的酸性黄棕壤酸缓冲容量最低,仅为11.79 mmol·pH^-1·kg^-1,对外源酸极度敏感,潜在酸化风险最高。在武陵秦巴山区不同母质发育土壤中,需重点关注泥质岩发育黄棕壤酸度的变化,并采取有效措施增强其抗酸化性能,降低土壤酸化风险。     

亚热带耕地土壤酸化程度差异及影响因素

准确揭示区域耕地土壤酸化程度及其原因对于耕地质量提升和农业可持续发展具有重要意义。本研究利用地处亚热带的福建省1982年36 777个和2008年236 445个耕地表层土壤调查样点属性建立的1∶25万耕地土壤数据库,借助GIS技术与灰色斜率关联分析模型探讨了26年间全省耕地土壤酸化程度及其原因,为省域耕地土壤酸性调控提供科学依据。结果表明:1982—2008年间福建省67.60%的耕地土壤发生不同程度酸化,其中强度、中度和弱度酸化面积分别占全省耕地总面积的0.83%、18.26%和48.52%。就行政区域差异而言,强度酸化耕地主要分布在龙岩市,占全省强度酸化耕地总面积的86.88%,其次为泉州市,占比为8.39%;中度酸化耕地主要分布在南平市、龙岩市和泉州市,分别占全省中度酸化耕地总面积的29.88%、18.10%和16.94%,弱度酸化耕地则遍布全省各县市区。从土壤类型差异来看,潜育水稻土、渗育水稻土和酸性紫色土亚类的酸化面积比例较大,分别占相应亚类总面积的82.87%、72.37%和69.20%;但渗育和潴育水稻土亚类的酸化程度较为严重,强度、中度和弱度酸化的渗育和潴育水稻土面积分别占全省耕地相应酸化程度总面积的98.94%、84.51%和87.36%。从土地利用类型差异分析,水田和水浇地的酸化面积比例较高,分别占相应利用类型总面积的70.35%和60.78%。灰色斜率关联分析模型分析表明,1982—2008年间酸雨、高温多雨气候及化肥大量施用是引起福建省耕地土壤酸化的主要外因,故严控工业含硫等酸性废气排放进而控制酸雨和合理调整施肥结构是减缓全省耕地土壤酸化的必要途径。     

近40年来陕西省耕层土壤pH的时空变化特征

以陕西省耕层土壤为研究对象,利用1980s第2次土壤普查数据和2017年的705个样点分析数据,基于地统计学和ArcGIS分析耕层土壤pH时空变化特征,并采用相关分析和方差分析方法探讨其影响因素,对于陕西农业可持续发展及生态环境保护具有极其重要的意义。结果表明,陕北、关中及陕南地区耕层土壤pH均值依次为8.25、7.91、6.25,分别为弱碱性、弱碱性和弱酸性;各行政区耕层土壤pH排列顺序为延安榆林铜川咸阳渭南西安宝鸡商洛安康汉中。时间上,与1980s相比,陕北和关中耕层土壤呈碱化趋势,陕南耕层土壤呈酸化趋势;各行政区除榆林、安康、汉中和商洛耕层土壤呈酸化趋势,其余各市耕层土壤均呈碱化趋势。空间上,陕北和陕南耕层土壤pH拟合的最优半方差函数模型为线性模型,关中耕层土壤pH拟合的最优半方差函数模型为高斯模型,均表现出较强的空间相关性。陕北耕层土壤pH空间分布呈零星斑状特征,关中和陕南耕层土壤pH空间分布呈东部高于西部特征。坡向、海拔与陕西省耕层土壤pH显著相关,坡度越小,海拔越高,pH越大,不同类型的土壤pH存在差异。建议陕北和关中地区防治土壤盐碱化问题,陕南地区防治土壤酸化问题,以促进农业可持续发展和保障区域粮食安全。     

中国酸性土壤利用的科学问题与策略

中国土壤酸化呈现出全国普遍发生的趋势,对作物产量、农产品品质和生物多样性造成不利影响。自20世纪50年代以来,我国在酸性土壤方面开展了大量工作,取得显著成效,但因我国酸性土壤分布详情不明、土壤酸化机制存在争议、耐逆作物品种缺乏、作物酸害阈值不清、改良产品及技术落地性差等问题,酸性土壤利用仍受到极大限制。针对上述问题,绘制了新的中国土壤酸碱度图,明确了我国酸性土壤的分布详情,讨论了土壤酸化机制特别是氮肥与土壤酸化之间的关系,论述了土壤酸化的危害,解析了植物和微生物对酸性土壤的响应和适应机制,提出了分区分级分类改良、酸度改良和肥力提高并重、有机无机肥配施、发展特色农业等酸性土壤改良和利用策略,建议进一步加强酸性土壤新型改良剂、作物酸害阈值、氮肥高效利用、中微量元素、耐逆作物育种和土壤酸化模型等方面研究,以期为酸性土壤可持续利用提供支撑。     

基于灰色关联-结构方程模型的土壤酸化驱动因子研究

准确揭示区域耕地土壤酸化的关键驱动因素对于耕地土壤酸化调控和质量提升具有重要意义。以福建省为研究区域,在利用1:5万省域耕地土壤类型空间数据库、1982年36 777个和2016年56445个耕地表层调查样点土壤属性数据以及气象站点相关气候要素、酸雨监测点降水pH和化肥施用量等数据建立省域耕地土壤酸化及其可能影响因素空间数据库基础上,借助灰色斜率关联和结构方程分析模型,深入探讨1982—2016年间福建省耕地土壤酸化的关键驱动因素。灰色斜率关联分析结果表明,年均单位面积施肥量、土壤阳离子交换量(CEC)、土壤黏粒、年均降水量、降水年均pH和土壤有机质等6个因子是福建省耕地土壤酸化的主要驱动因素;结构方程模型分析进一步阐明大量施用化肥、多雨气候条件以及酸雨是加速福建省耕地土壤酸化的关键驱动因素。合理优化施肥结构实现科学减量施用化肥和严控工业酸性废气排放控制酸雨形成是减缓福建省耕地土壤酸化的必要途径。     

酸沉降影响下近20年来衡山土壤酸化研究

对不同时期采自衡山东坡垂直带谱上6个典型土壤剖面Ah层和AB层的样品分析,土壤酸化指标研究结果表明,近2 0年来,由于酸沉降的影响,由花岗岩风化物发育的各类土壤,都有不同程度的酸化,表现在pH值下降,交换性酸,尤其是交换性Al3 增加,交换性盐基总量减少,盐基饱和度下降,特别是土壤酸缓冲性能和土壤酸害容量降低。相比之下,山顶的常湿淋溶土和山麓的湿润富铁土酸化更明显,而山体中部的常湿富铁土酸化进程较慢,山体上部的常湿雏形土酸化进程更慢,表明土壤酸化除了与土壤酸沉降量有关外,还与土壤类型有关     

酸性土壤改良技术领域专利情报分析

土壤过度酸化是导致全球土壤退化的主要因素之一,土壤酸化会降低土壤肥力,危害作物生长发育,加重土壤重金属污染等。中国农田土壤酸化问题严重,改良酸性土壤以实现农田可持续发展备受关注。基于incoPat专利数据库对2020年前酸性土壤改良技术领域的专利进行计量学统计,探讨该领域技术研发的现状、应用和趋势。结果表明,中国在该领域专利申请数量整体呈现快速增长的态势,国内申请占全球总申请量的85%。酸性土壤改良技术以综合型改良为主,在改良土壤酸度的同时更加关注土壤养分的缺乏;土壤酸化模拟预测方法、采用土壤酸化改良装置可以提高改良效果,更加高效、环保、多功能的改良技术不断涌现;当前,高校和科研机构的专利转化率较低,企业研发实力尚需加强。酸性土壤改良技术市场前景广阔,应加强新技术、新材料的研发,促进专利技术产业化发展。     

电动模拟土壤酸化及其交换性离子组成变化

土壤酸化及其环境效应研究是土壤环境领域的重要内容。自行设计了模拟土壤酸化的电动装置,该装置由直流电源、反应槽、石墨电极组成,并采用四种不同类型土壤,研究了电动模拟土壤酸化后土壤pH、交换性酸和交换性阳离子组成的变化。实验结果显示,经电动处理后土壤pH发生明显变化,土壤pH由阳极到阴极逐渐升高,pH变幅为水稻土燥红土红壤赤红壤,水稻土的pH变化比红壤更为明显;土壤交换性H+和Al~(3+)含量在阳极附近最高,交换性Al~(3+)占交换性酸总量达65%以上;交换性Ca~(2+)、Mg~(2+)、K~+和Na~+表现出离阳极越远,含量越大的规律,其中交换性Ca~(2+)和Mg~(2+)在模拟酸化后含量变化较大,而交换性K~+和Na~+的变化幅度相对较小。结果表明,电动处理可快速获得不同pH梯度的土壤样品,并模拟了土壤酸化过程中的阳离子迁移过程,是模拟土壤酸化及其效应研究的有效方法。     

土壤酸化及其调控研究进展

本文综述了近30年来国内外在土壤酸化及其调控方面的研究进展。重点介绍了土壤自然酸化过程及其酸沉降、铵态氮肥、作物生长和土地利用等对土壤酸化的加速作用;土壤酸化对土壤肥力、养分循环和土壤生物的负面影响;土壤酸化的预测和控制及酸化土壤的改良和修复。本文可为我国南方酸化红壤的改良、利用和管理提供参考。     

不同种植年限酸化果园土壤微生物学性状的研究

土壤微生物学指标能够反映土壤质量,是敏感的土壤质量指标。本文以山东果园土壤急剧酸化为背景,研究了山东5个不同种植年限酸化果园(5a～30a)土壤pH值、土壤的微生物数量、土壤微生物量和酶活性的变化,分析果园土壤微生物学性状与土壤pH值的相关性。结果表明:随着种植年限的延长,除真菌、磷酸酶活性只在一定范围内呈现波动趋势外,土壤pH值与微生物数量,土壤微生物量、土壤酶活性呈现不同程度下降。其中酸化果园土壤pH值与微生物量碳、蔗糖酶、过氧化氢酶之间都存在着极显著相关,相关系数分别为0.92、0.97和0.94。土壤微生物数量、土壤微生物生物量、土壤酶活性之间也存在着某种关联,集中体现在土壤酶活性之间及与土壤微生物生物量之间。     

1984年以来广东水稻土pH变化趋势及影响因素

利用广东省1984年以来的长期定位监测数据,对全省20多年来的水稻土pH变化趋势进行了分析。结果表明:1984年以来,全省水稻土整体呈现明显的酸化趋势,期间水稻土pH下降了0.33单位,强酸和酸性土壤的分布频率呈明显的上升趋势,分别增加了3.2%和21.9%;珠三角地区的水稻土pH下降了0.54单位,明显高于其他区域。单施化肥使土壤pH降低,而长期坚持化肥结合有机肥施用可以提高土壤抵抗酸化的能力,提高水稻土pH。重化肥而轻有机肥是导致广东省水田土壤pH下降的主要原因,同时日益严重的酸雨也是加速土壤pH下降的重要因素。今后应重视施用有机肥,减缓水稻土的酸化进程。     

土壤酸化成因及其对农田土壤-微生物-作物系统影响的研究进展

自然土壤酸化是一个缓慢的过程,但是农田土壤因频繁的人类活动加速了这一过程,从而给农田土壤-微生物-作物系统带来一系列的负面影响。论文从大气酸沉降、施肥和管理方式、种植作物以及作物移除四个方面介绍了农田土壤酸化的主要原因;重点阐述了土壤酸化对农田土壤肥力、土壤盐基离子以及土壤酸缓冲体系的影响。总结了酸性农田土壤对土壤细菌群落结构、功能性微生物（如氨氧化古菌和氨氧化细菌等）群落结构以及土传病害的影响;分析了土壤酸化对作物的毒害作用,如造成农作物减产、迫使作物根系受到铝毒害等;从外源添加物减缓土壤酸化角度,论述了可持续利用酸性土壤的策略,提出了土壤酸化后的改良措施,展望了土壤酸化需进一步探究的课题。     

江苏省太仓市耕地地力调查与质量评价——土壤pH、有机质、全氮、有效磷、速效钾和CEC的变化

本文是江苏省太仓市耕地地力调查与质量评价工作的部分成果总结,主要是通过将2005年数据与1980年第二次土壤普查数据对比,分析土壤pH、有机质、全N、有效P、速效K和CEC的变化情况。结果表明:太仓市耕作土壤存在日趋酸化的趋势,有机质和全N含量总体上处于中等水平,且增加缓慢;虽然有效P含量增加趋势明显,但仍处于较低水平;速效K含量处于缺乏状态,且呈现降低趋势;土壤保肥性和缓冲能力属于中等水平,且CEC存在降低的趋势。调查表明,应采取有效的对策缓解土壤酸化的趋势,改善施肥措施,减少化学N肥的施用,增加有机肥、P肥和K肥的施用量。     

基于Web of Science和万方专利对土壤酸化和改良材料研究的计量分析

土壤酸化问题在近年来广受土壤和环境领域关注。为探索土壤酸化和改良材料应用现状，本文以Web of Science核心合集和万方专利数据库为基础，以“acid* soil*” or “soil acidi*”为检索式检索1990-2019年的期刊论文，以“酸化/酸性土壤改良剂/调理剂”为主题词检索2010-2019年的发明专利，分别检索出10193篇期刊论文和297篇发明专利，采用VOSviewer、CiteSpace和HistCite等可视化软件对关键词、期刊、作者、机构、国家等字段进行共现、共被引和引文分析等。结果表明土壤酸化及其改良材料得到越来越多的重视，进一步加强土壤酸化及其改良研究对土壤基础科学发展具有重要意义；研究领域聚焦于土壤酸化的生物化学过程、土壤铝毒及其防治、土壤重金属活化及其钝化、土壤酸化及其改良材料应用四大方面；近10年来，土壤酸化改良主要聚焦于石灰、农业废弃物/副产品、工业废弃物/副产品和矿物类等热点改良材料，而生物质炭、天然高分子、腐植酸盐和微生物菌剂等新型热点材料越来越受到学者的关注；高产国家美国、中国和澳大利亚等农业大国合作关系密切；高产机构中国科学院、中国科学院大学和西澳大学等机构有密切合作关系；高产作者Baligar VC，Xu renkou，Fageria NK等有密切合作关系。本研究有助于全面了解土壤酸化及其改良研究领域现状和趋势，为土壤酸化调控和可持续发展提供重要参考和依据。     

龙山县植烟土壤 pH时空变异与影响因子研究

为研究龙山县植烟土壤 pH时空变异特征与其影响因子,分别于 2000与 2015年在龙山烟区采集土壤样品 191和 300个进行土壤 pH与各指标的测定,利用描述性统计、地统计学、相关分析、多重比较、逐步回归与等样本平滑回归对该地区土壤 pH的时空变异与其影响因子进行了研究。结果表明:从描述统计来看 15年间龙山县植烟土壤 pH均值由 6.32变为6.03,降幅为4.64%,极低(<5)的样本增加了19.05%,偏低(5.0～5.5)的样本增加了 1.1%,适宜(5.5～ 7.0)的样本降低了 19.45%;从时空变化来看,pH在 5.0～ 6.0范围的区域大幅增加,6.0～ 7.0范围的区域大幅减少,总体呈酸化趋势,但有小部分区域 pH呈碱化趋势,有两级分化现象。由相关分析与逐步回归分析得出土壤交换性钙、交换性镁为土壤 pH酸化的外在控制因子,有效硫与碱解氮为土壤酸化的外在致酸因子,土壤粘粒为土壤酸化的内在致酸因子,海拔也对 pH有重要影响。