保護(hù)地土壤酸化的原因及其應(yīng)對(duì)措施

王振學(xué)

目前我國北方保護(hù)地土壤酸化現(xiàn)象較為普遍，并且呈現(xiàn)加重的趨勢，嚴(yán)重影響到保護(hù)地作物的安全生產(chǎn)。2014年8月，山東省鄒城市看莊鎮(zhèn)村民田玉帶反映，早春保護(hù)地馬鈴薯收獲后種植的玉米到大喇叭口期就停止了生長，雨水較多的年份可以逐漸恢復(fù)正常生長，但干旱年份出現(xiàn)絕產(chǎn)現(xiàn)象。我們?cè)谟衩妆憩F(xiàn)異常的地塊取土進(jìn)行化驗(yàn)，化驗(yàn)結(jié)果顯示所采的土樣pH值為5.5。同年8月又在曲阜市陵城鎮(zhèn)保護(hù)地甜瓜田里測定土壤pH值，測定結(jié)果為6.2。根據(jù)這些實(shí)例，我們對(duì)保護(hù)地土壤酸化的原因進(jìn)行了分析，并提出了應(yīng)對(duì)措施。

一、保護(hù)地土壤酸化的原因

土壤pH值取決于成土母質(zhì)和立地條件，同時(shí)受到年降水量、耕地深度、施肥量以及施肥種類等因素影響。保護(hù)地種植業(yè)的發(fā)展壯大，改變了傳統(tǒng)的種植模式，大量肥料特別是酸性化肥的大量施用，加速了土壤酸化的進(jìn)程。土壤酸化的發(fā)生原因主要有以下幾個(gè)方面。

1. 年降水量過少的土壤易酸化?? 夏季保護(hù)地一般不再種植作物，多露天休耕，降雨量大的地區(qū)或年份，土壤不易酸化或酸化速度慢。這與土壤中的酸離子和水解后的金屬離子形成難以溶解的化合物有一定關(guān)系;同時(shí)，酸離子被雨水稀釋后沉積到犁底層以下，難以對(duì)作物造成危害。

2. 土壤有機(jī)質(zhì)含量過低加重酸化?? 土壤有機(jī)質(zhì)中的腐殖質(zhì)有著巨大的比表面積和表面能，具有較強(qiáng)的吸附性，以及較高的陽離子代換能力，在很大程度上能緩沖土壤中H+的濃度。目前山東省鄒城市保護(hù)地春茬馬鈴薯種植面積有2萬畝，在肥料使用上復(fù)合肥占80%左右，商品有機(jī)肥占20%左右，農(nóng)家肥幾乎為零，由于常年大量使用化肥以及質(zhì)量參差不齊的商品有機(jī)肥，土壤有機(jī)質(zhì)含量逐年降低，很多地塊有機(jī)質(zhì)含量小于28克/千克，土壤緩解H+能力不強(qiáng)，致使土壤酸化趨勢加重。

3. 旋耕的耕作方式造成土壤酸化?? 調(diào)查發(fā)現(xiàn)，保護(hù)地常年采取旋耕的方式，耕層淺，90%以上的為冬季種植經(jīng)濟(jì)作物，很難實(shí)現(xiàn)凍垡，致使土壤板結(jié)，通透性差，土壤中嗜酸有益菌活性降低，導(dǎo)致H+長期在土壤中累積，造成土壤酸化。

4. 不合理的施肥方式加快土壤酸化?? 調(diào)查發(fā)現(xiàn)，90%的保護(hù)地種植戶，種植作物的產(chǎn)量與效益主要依賴各種各樣的化肥，酸性肥料如硫酸鉀或硫酸鉀型復(fù)合肥常年大量使用，是導(dǎo)致土壤酸化的另一個(gè)因素。種植戶偏愛的磷酸二銨所含的五氧化二磷與水反應(yīng)生成磷酸，磷酸在土壤中大量積累，加快了土壤酸化的進(jìn)程。還有有機(jī)肥——雞糞，由于其含有大量的84消毒液、呈現(xiàn)酸性，據(jù)大量的調(diào)查結(jié)果，施用雞糞的地塊土壤酸化嚴(yán)重。

二、土壤酸化對(duì)作物的影響

1. 影響作物的正常生長?? 土壤中的中微量元素如鈣、鎂、鈉等在酸性土壤中會(huì)顯著減少且易隨水淋失，影響作物的正常生長，致使保護(hù)地經(jīng)濟(jì)作物綜合抗性逐年降低，投入產(chǎn)出比縮小。

2. 重金屬中毒?? 土壤中鐵、錳、鋅、鋁等重金屬化合物，在酸性土壤環(huán)境條件下，極易水解成重金屬陽離子，這些陽離子在土壤中達(dá)到一定濃度后就會(huì)對(duì)作物產(chǎn)生毒害作用。主要表現(xiàn)為植株生長不良，葉片出現(xiàn)重金屬中毒癥狀，如葉片失去光澤呈現(xiàn)灰白色或邊緣焦枯等。

3. 導(dǎo)致微生物活性降低?? 土壤有益菌都適宜在中性土壤中生長發(fā)育，如硝化細(xì)菌適宜的pH值為6.5～7.9，自生固氮菌為6.6～7.5，纖維素分解菌為6.8～7.5。隨著土壤環(huán)境的酸化，土壤中有益菌活性降低，直接影響有機(jī)質(zhì)的礦化和氮的固定。

4. 影響作物對(duì)肥料的吸收與利用?? 土壤酸化直接影響作物對(duì)各種元素的吸收與利用，當(dāng)土壤pH值降低至4.0左右時(shí)，即使施肥作物也難以利用，表現(xiàn)出生長不良、缺素癥狀，嚴(yán)重時(shí)根系生長受阻，主根短而細(xì)，呈黃褐色，后期變成黑褐色，植株生長不良或停止生長，直至死亡。

5. 對(duì)種子發(fā)芽勢有影響?? 種子發(fā)芽勢與土壤pH值有一定的相關(guān)性，土壤pH值小于2時(shí)種子不發(fā)芽，當(dāng)pH值在2～2.5之間時(shí)種子發(fā)芽異常，在2.5～7范圍內(nèi)，發(fā)芽勢隨著pH值的上升呈顯著的正相關(guān)。如2010年山東省鄒城市北宿鎮(zhèn)菜農(nóng)侯以安所育的越冬黃瓜苗，由于苗床土pH值低，造成出苗困難，出苗后根系不伸長。

三、酸化土壤應(yīng)對(duì)措施

1. 配方施肥?? 配方施肥不僅表現(xiàn)在農(nóng)作物增產(chǎn)效應(yīng)上，而且在培肥土壤、提高土壤肥力的同時(shí)，能夠在一定程度上避免因盲目大量施用化肥造成的土壤酸化現(xiàn)象。配方施肥是在科學(xué)測土的前提下，根據(jù)作物種類、需肥特點(diǎn)以及土壤中可利用的養(yǎng)分，合理搭配“三要素”與中微量元素之間的合理比例，規(guī)避化肥對(duì)土壤的污染，提高肥料的最大利用率。

2. 分階段施肥?? 對(duì)于采收期長、產(chǎn)量高的保護(hù)地作物如嫁接黃瓜、嫁接茄子，可采取分次施肥方法，減少底肥使用量，在作物生長發(fā)育階段根據(jù)作物的形態(tài)表現(xiàn)，有針對(duì)性地施用相應(yīng)的肥料?？刹扇_施、葉面施肥方式，滿足作物對(duì)養(yǎng)分的需求。

3. 增施有機(jī)肥?? 長期以來，化學(xué)肥料由于施用后效益高、見效快，受到保護(hù)地種植戶的普遍偏愛;商品有機(jī)肥在一定時(shí)期備受農(nóng)民青睞，但由于生產(chǎn)原料的參差不齊，質(zhì)量差的有機(jī)肥往往引起對(duì)土壤的二次污染。保護(hù)地所使用的雞糞一定要腐熟并晾曬7～10天后再施用，防止殘留在雞糞里的84消毒液對(duì)土壤造成污染。

4. 施用生物菌肥?? 生物菌肥是以優(yōu)質(zhì)有機(jī)質(zhì)為基質(zhì)發(fā)酵而成的新型肥料，除了具有增加土壤有機(jī)質(zhì)的作用外，還具有平衡土壤菌落、提高作物綜合抗性等多種效果。該肥具有一定的吸附能力，能夠吸附游離在酸性土壤中的重金屬離子成為難以溶解的化合物，不再對(duì)農(nóng)作物造成危害。2013年我們?cè)卩u城市看莊鎮(zhèn)前疙村、滕州市界河鎮(zhèn)西萬院村早春保護(hù)地馬鈴薯上進(jìn)行了菌肥施用試驗(yàn)，主要做法是在馬鈴薯種植前溝施木質(zhì)素菌肥，每畝用量為80千克。經(jīng)定點(diǎn)觀測馬鈴薯的生長勢、綜合抗性，收獲時(shí)測產(chǎn)，以及馬鈴薯收獲后對(duì)種植的夏玉米跟蹤調(diào)查，施用木質(zhì)素菌肥的處理馬鈴薯生長勢、綜合抗性均優(yōu)于未施用菌肥的地塊（CK），夏玉米在生長發(fā)育期間沒有出現(xiàn)停止生長現(xiàn)象;施用木質(zhì)素菌肥的地塊比對(duì)照平均增產(chǎn)15.3%;土壤pH值由原來的5.8提高到6.3。

5. 化學(xué)措施?? 酸性和強(qiáng)酸性土壤同時(shí)存在著鈣、鎂、硅等中微量元素失調(diào)現(xiàn)象，此類保護(hù)地除了采取上述技術(shù)措施外，還應(yīng)當(dāng)采取化學(xué)措施，包括施用生石灰和堿性肥。生石灰每畝用量為100千克。生產(chǎn)實(shí)踐表明，施用生石灰極易引起土壤有機(jī)質(zhì)的迅速流失，造成土壤板結(jié)、通透性差，不利于作物根系生長，因此施用時(shí)最好增加有機(jī)肥的用量，一般增加30%～40%。堿性肥料包括鈣鎂磷、硅鈣肥等，這些肥料在施用時(shí)最好與腐熟的有機(jī)肥混合，以起到相互促進(jìn)的效果。

6. 秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)的運(yùn)用?? 秸稈生物反應(yīng)堆就是以秸稈為原料在腐熟菌劑的作用下為保護(hù)地種植的作物提供所需要養(yǎng)分的同時(shí)提高地溫。內(nèi)置式生物秸稈反應(yīng)堆與酸性土壤形成一個(gè)隔離層，避免酸性土壤對(duì)作物的危害，確保植物的安全生產(chǎn)。山東省兗州區(qū)興隆鎮(zhèn)劉學(xué)才的日光溫室連續(xù)種植8年，由于連年施用大量的化肥，造成土壤嚴(yán)重酸化（土壤pH值為4.9），出現(xiàn)嚴(yán)重死棵現(xiàn)象。2010～2013年我們?cè)邳S瓜生長發(fā)育期間采取了內(nèi)置式秸稈生物反應(yīng)堆處理，深冬季節(jié)植株沒有表現(xiàn)節(jié)間短、葉片硬等低溫癥狀，常見的霜霉病、灰霉病、黑星病等發(fā)病率低，黃瓜口感好。由此可見，采用內(nèi)置式生物秸稈反應(yīng)堆技術(shù)是能夠在酸性或強(qiáng)酸性土壤中確保作物安全生產(chǎn)的有效措施之一。

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