土壤酸化原因、阻控技術(shù)及改良策略分析

摘要" 對(duì)研究區(qū)1980s農(nóng)業(yè)土壤普查數(shù)據(jù)和2010s測(cè)土配方施肥項(xiàng)目中20 000多個(gè)土壤樣本pH數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，探討土壤的pH變化趨勢(shì)、土壤酸化的原因、主要阻控技術(shù)以及適宜的土壤改良措施。結(jié)果表明，1980s—2010s研究區(qū)土壤pH平均值呈下降趨勢(shì)，中性土壤比例下降13.1%，酸性土壤比例增加14.4%，土壤pH下降1個(gè)單位的土壤面積占比24.48%。分析認(rèn)為土壤酸化由成土母質(zhì)和化肥施用、土地利用方式、酸雨以及草木灰等堿性物質(zhì)施用量減少等多種因素造成；基于土壤酸化原因，探討了現(xiàn)行的土壤酸化阻控技術(shù)，包括堿性物質(zhì)中和技術(shù)、有機(jī)肥料替代化肥技術(shù)、農(nóng)業(yè)工程措施降漬治漬技術(shù)及綠肥+生物菌肥改良技術(shù)；提出了適宜研究區(qū)實(shí)際情況的土壤改良措施，包括增加石灰、有機(jī)物灰渣等堿性物質(zhì)和增加有機(jī)肥料等。

關(guān)鍵詞" 土壤酸化；測(cè)土配方施肥；阻控技術(shù)；土壤改良

中圖分類號(hào)" S156.6 """文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼" A """文章編號(hào)" 1007-7731（2025）03-0080-05

DOI號(hào)" 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2025.03.018

Analysis of soil acidification causes， resistance control techniques and improvement strategies

HONG Guosheng

（Huangshan Agricultural Technology Extension Center， Huangshan 245000， China）

Abstract" A comparative analysis was conducted between agricultural soil survey data from the 1980s and over 20 000 soil pH samples from the soil testing and formula fertilization project （2010s） in the study area. The trends in soil pH variation， causes of soil acidification， primary control technologies， and appropriate soil improvement measures were explored. The results showed that the average value of soil pH in the study area showed a decreasing trend from 1980s to 2010s， the proportion of neutral soil decreased by 13.1%， the proportion of acidic soil increased by 14.4%， and the proportion of soil area decreased by 1 unit of soil pH accounted for 24.48%. The analysis showed that the accelerated soil acidification was caused by many factors such as the application of soil parent material and chemical fertilizer， land use mode， acid rain， and the reduction of the application amount of alkaline substances such as plant ash. Based on the causes of soil acidification， the current technology of soil acidification resistance and control was discussed， including alkaline neutralization technology， organic fertilizer replacing fertilizer technology， agricultural engineering measures to reduce and control stains， and green fertilizer + biological fertilizer improvement technology.The soil improvement measures suitable for the actual situation of the study area were put forward， including adding alkaline substances such as lime， organic ash and residue and increasing organic fertilizer.

Keywords" soil acidification; soil testing and formula fertilization; resistance control technology; soil improvement

酸堿性是土壤的基本特性[1]，其不僅影響作物對(duì)營養(yǎng)元素的吸收、土壤生物化學(xué)性質(zhì)、營養(yǎng)物質(zhì)的有效性和作物的生長發(fā)育等，還對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響[2]。土壤酸堿分布整體格局是在整體氣候格局背景下，通過漫長的地質(zhì)大循環(huán)和生物小循環(huán)作用形成的，特別是重要耕作區(qū)的南方紅黃壤區(qū)在自然和人為因素雙重作用下，土壤酸化已成為影響該地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要因子之一，尤其在高投入高產(chǎn)出的集約化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)較為突出[3-5]。土壤pH是衡量耕地土壤酸堿性的重要指標(biāo)之一。分析土壤pH的時(shí)空變化特征，探討土壤酸化的原因以及土壤改良措施，對(duì)地方區(qū)域土壤資源的持續(xù)利用和高效管理以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力提升具有積極意義[6]。本研究對(duì)研究區(qū)1980s土壤普查的土壤pH數(shù)據(jù)、2010s測(cè)土配方施肥項(xiàng)目中20 000多個(gè)土壤樣本pH數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，探究土壤pH的變化趨勢(shì)，以及適宜采樣區(qū)的酸化土壤改良措施。

1 數(shù)據(jù)與方法

數(shù)據(jù)來源于1980s土壤普查的土壤pH數(shù)據(jù)、2010s測(cè)土配方施肥項(xiàng)目中20 000多個(gè)土壤樣本的pH、不同pH分級(jí)的土壤面積及占比數(shù)據(jù)。通過比較1980s、2010s土壤pH的變化趨勢(shì)，總結(jié)分析其土壤酸化的原因、常見的土壤酸化阻控技術(shù)，結(jié)合研究區(qū)實(shí)際情況，提出適宜的土壤改良措施。

2 土壤pH變化趨勢(shì)

2.1 土壤酸堿度總體情況

由表1～2可知，該地土壤酸堿度1980s總體呈弱酸性，土壤pH在4.00～8.00，平均值5.82，酸性土壤占43.0%，弱酸性占32.0%，兩者合計(jì)75.0%；中性、堿性土壤分別占20.0%、5.0%。酸性土壤主要分布在XNX和SX等區(qū)域；中性、弱堿性土壤主要分布在QMX東部，SX北部和TXQ、YX周邊；弱酸性土壤主要分布在山間河谷、盆地和丘陵地區(qū)。

由表1～2可知，該區(qū)域2010s土壤酸堿度總體呈酸性，酸性面積占比51.8%，土壤pH平均值5.32。對(duì)研究區(qū)各采樣區(qū)土壤酸性面積和占比進(jìn)行分析（表3），該區(qū)域酸性耕地土壤面積61 292.1 hm2，占51.8%；弱酸性土壤面積44 465.7 hm2，占37.6%；中性土壤面積8 195.2 hm2，占6.9%；弱堿性土壤面積4 457.8 hm2，占3.8%。其中，HSQ、XNX和HZQ采樣區(qū)的土壤酸化程度較為嚴(yán)重，分別占全區(qū)耕地面積的86.1%、81.8%和73.6%；其他采樣區(qū)的占比均在36.8%～51.3%。

2.2 土壤pH變化情況

由表1～2和圖1可知，研究區(qū)土壤pH平均值從5.82（1980s）降低至5.32（2010s），降低了0.5個(gè)單位，下降了8.6%；30年來酸性土壤面積增加，中性土壤比例下降13.1%，酸性土壤比例增加14.4%；研究區(qū)XNX和SX山區(qū)農(nóng)田酸性土壤比例增加，1980s呈中性、弱堿性的TP、YX盆地均變化為酸性農(nóng)田土壤，山間盆地、河谷和丘陵地帶酸性土壤面積增加較多。

由表4可知，土壤pH下降1個(gè)單位的土壤面積33 988.1 hm2，占比24.48%；下降0.5～1.0個(gè)單位的土壤面積47 949.6 hm2，占比34.54%；下降0～0.5個(gè)單位的土壤面積39 147.7 hm2，占比28.20%。土壤pH下降較大的地區(qū)主要分布在TP、YX盆地等城鎮(zhèn)周邊以及茶園分布較多的XNX和SX山區(qū)，各縣區(qū)之間土壤pH有一定差異，但整體處于相同區(qū)間內(nèi)。

XT盆地以及SX地區(qū)的土壤pH相對(duì)其他地區(qū)較高，該區(qū)域處于陡峭的山地之中，年均降水量1 550～1 650 mm，相對(duì)干燥，成土母質(zhì)多為酸性沉積巖、砂巖、礫巖和基性變質(zhì)巖；而其他區(qū)域土壤主要是酸性紫色土和潴育水稻土，土壤pH相對(duì)偏低，呈弱酸性或酸性。

3 土壤酸化原因分析

土壤酸化本質(zhì)是緩慢的自然過程，主要由自然條件下成土母質(zhì)的易酸性引起。楊向德等[7]研究認(rèn)為，土壤酸化是土壤中H+增加及鹽基離子減少的過程，其本質(zhì)是H+、Al3+被土壤吸附后，與其中的堿性鹽基離子（Ca2+、Mg2+、Na+和K+等）發(fā)生交換，最后使其淋失。徐仁扣[8]對(duì)土壤酸化及其調(diào)控機(jī)理研究提出，受高強(qiáng)度人為活動(dòng)影響，以及酸雨形成、土地利用方式的轉(zhuǎn)變及化學(xué)肥料的過量施用等，導(dǎo)致土壤酸化速度提高。

3.1 自然條件下成土母質(zhì)的易酸性

Wang等[9]對(duì)不同種植年限的茶園進(jìn)行實(shí)地檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)土壤酸化伴隨土壤的發(fā)生和發(fā)育，其強(qiáng)度受基巖、母質(zhì)、降水、溫度、地形和地貌等諸多因素的影響。采樣區(qū)土壤是由侏羅紀(jì)中生代燕山期粗?；◢弾r侵入體形成的酸性母巖發(fā)育而成，因此有大面積的酸性花崗巖侵蝕剝落物分布；山坡南麓花崗巖侵入體邊緣，是部分東北走向的震旦紀(jì)綠色硬千枚巖、變質(zhì)砂巖及覆蓋其上的紅土層，成土母質(zhì)部分也呈酸性。張倩等[10]研究施氮對(duì)紫色土硝酸根和鹽基離子耦合遷移的影響，得出成土母質(zhì)有利于酸性土壤的發(fā)育，特別是在強(qiáng)降水和灌溉條件下，農(nóng)田土壤中大量的鹽基離子（Ca2+、Mg2+、Na+和K+等）被酸性陽離子（H+、Al3+等）取代，使土壤顆粒表面吸附態(tài)H+迅速積累，而顆粒表面吸附態(tài)Ca2+、Mg2+等陽離子不斷減少，導(dǎo)致土壤酸化[7]。這也解釋了研究區(qū)土壤弱酸性、酸性面積占比較高，并在1980s—2010s土壤酸化呈逐漸上升趨勢(shì)的原因。

3.2 人為活動(dòng)影響

徐仁扣等[11]通過文獻(xiàn)查閱和實(shí)地勘測(cè)對(duì)人為活動(dòng)促進(jìn)土壤酸化的原因進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)隨著人為活動(dòng)的強(qiáng)度不斷增加，農(nóng)業(yè)土壤的高強(qiáng)度利用，及化肥過量施用導(dǎo)致大量外源H+不斷進(jìn)入土壤，土壤酸化過程加速，并對(duì)生態(tài)環(huán)境和農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)造成一定危害。

3.2.1 化肥施用 銨態(tài)氮肥等通過硝化細(xì)菌的硝化作用釋放質(zhì)子直接或者間接地導(dǎo)致了土壤酸化加速。翟衡等[12]對(duì)設(shè)施葡萄土壤酸化形成的原因進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)過磷酸鈣、硫酸鉀等化肥含有大量酸性陰離子，其被作物吸收后，可能有部分殘留在土壤中，導(dǎo)致土壤陽離子比例發(fā)生變化，陰離子和陽離子比例失衡，造成土壤pH下降。高小龍[13]對(duì)土壤酸化原因進(jìn)行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)大量施用氮肥會(huì)產(chǎn)生NO3，氮肥在硝化作用下釋放大量H+，導(dǎo)致土壤中的H+過量堆積，超出土壤對(duì)酸的分解能力，從而出現(xiàn)酸化現(xiàn)象。

3.2.2 土地利用方式變化 土地利用方式改變及農(nóng)作物種植對(duì)土壤酸化有重要影響。自然土壤轉(zhuǎn)為農(nóng)業(yè)耕作土壤，農(nóng)作物收獲過程中會(huì)從土壤中移走部分Ca2+、Mg2+和K+等鹽基養(yǎng)分，翻耕和灌溉等農(nóng)事活動(dòng)進(jìn)一步加速了農(nóng)田土壤鹽基離子的流失，導(dǎo)致農(nóng)田土壤酸化加速。豆科植物從土壤中吸收的Ca2+、Mg2+和K+等無機(jī)陽離子多于無機(jī)陰離子，導(dǎo)致根系向土壤釋放質(zhì)子，加速土壤酸化[8]。茶樹種植也會(huì)加速土壤酸化[9]。茶葉是研究區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的支柱產(chǎn)業(yè)之一，現(xiàn)有面積超5.33萬hm2，且種植面積還在不斷增加，茶樹種植對(duì)該地區(qū)土壤的加速酸化有一定作用。近年來，隨著農(nóng)業(yè)種植業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，蔬菜等高附加值經(jīng)濟(jì)作物種植在研究區(qū)農(nóng)業(yè)用地中的比例不斷增加，這也是研究區(qū)土壤加速酸化的原因之一。

3.2.3 酸雨 徐仁扣[8]通過衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)酸雨形成的主要因子是含氮化合物和工業(yè)及汽車尾氣排放物中的SO2，酸沉降導(dǎo)致土壤溶液中SO42-和NO3-濃度增加，促進(jìn)了鹽基離子的淋失，加速了土壤酸化。研究區(qū)酸性成土母質(zhì)對(duì)酸沉降較為敏感，隨著該地區(qū)工業(yè)的發(fā)展，酸雨對(duì)土壤酸化造成影響的可能性逐漸增加。

3.2.4 草木灰、石灰等堿性肥料施用量減少 草木灰、石灰等堿性肥料施用量減少，對(duì)加速土壤酸化有一定的影響。近年來，石灰、鈣鎂磷肥等堿性物質(zhì)生產(chǎn)量、施用量下降；此外，部分地區(qū)大量使用液化氣灶，減少了植物秸稈等草木灰來源，對(duì)阻控土壤進(jìn)一步酸化有一定影響。

4 土壤酸化阻控技術(shù)

土壤酸化是一個(gè)復(fù)雜的過程，主要是由產(chǎn)生和消耗H+不平衡所致?；谏鲜鲅芯繀^(qū)土壤酸化特征和原因，探究適宜該地區(qū)土壤酸化的主要阻控技術(shù)。

4.1 堿性物質(zhì)中和技術(shù)

施用石灰、草木灰和鈣鎂磷肥等堿性物質(zhì)，對(duì)改良酸性土壤效果較好，且能增加土壤中磷、鉀等養(yǎng)分[13]。將植物秸稈等農(nóng)業(yè)廢棄物與石灰、堿渣等物質(zhì)配合施用效果更好。堿性物質(zhì)中和技術(shù)對(duì)pHlt;5.5的酸性土壤有較好的改良效果。

4.2 有機(jī)肥料替代化肥技術(shù)

開展測(cè)土配方、精準(zhǔn)施肥等科學(xué)施肥技術(shù)，可以減少化肥施用量，特別是減少尿素和銨態(tài)氮肥的施用，有利于減少H+排放，起到改良土壤的效果。作物秸稈、農(nóng)業(yè)廢棄物及其制備的有機(jī)肥料含有一定量的堿性物質(zhì)，尤其以雞糞和羊糞等制備的有機(jī)肥料含有較多的堿性物質(zhì)，用該有機(jī)肥料替代部分化肥施入土壤中，可以促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成，起到改善土壤酸堿度的作用。可見，有機(jī)肥料替代化肥技術(shù)對(duì)于維持農(nóng)田土壤酸堿平衡是可行的。

4.3 農(nóng)水工程措施降潛治漬技術(shù)

冷浸田是研究區(qū)主要的酸性土壤之一，通過加大冷浸田的農(nóng)水工程建設(shè)，降低地下水位，同時(shí)開展種地與養(yǎng)地結(jié)合、農(nóng)田深耕日曬種養(yǎng)結(jié)合，有利于土壤中還原性物質(zhì)氧化，加速土壤熟化，達(dá)到改良酸性土壤的目的。該技術(shù)在研究區(qū)潛育性水稻土改良中可以大力推廣。

4.4 綠肥+生物菌肥改良技術(shù)

綠肥是有機(jī)肥的重要來源。蔣曉敏等[14]研究了酸化耕地綠肥種植，發(fā)現(xiàn)綠肥種植不僅可以增加土壤養(yǎng)分含量，提高土壤肥力，減少化肥用量，還可以降低大量施用養(yǎng)殖場有機(jī)肥帶來的重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)，提升土壤pH，改善土壤環(huán)境質(zhì)量。將套種豆科作物+施用生物菌肥等作為核心技術(shù)進(jìn)行推廣應(yīng)用，可以加快土壤生物體系修復(fù)，平衡土壤酸堿度和提高肥力。

5 土壤酸化改良策略分析

針對(duì)土壤酸化特征及形成原因，以及現(xiàn)行的主要土壤酸化阻控技術(shù)，結(jié)合研究區(qū)實(shí)際情況，提出土壤改良策略。

5.1 增加石灰、有機(jī)物灰渣等堿性物質(zhì)施用

增施石灰和富含養(yǎng)分的農(nóng)業(yè)廢棄物灰渣是一種直接、有效的改良措施。高小龍[13]對(duì)土壤酸化和鹽漬化的原因及預(yù)防對(duì)策進(jìn)行研究，提出增施石灰等堿性物質(zhì)對(duì)酸化土壤有改良作用，還可以利用石灰、石粉等物質(zhì)形成沉淀物，有效降低鋁的毒性。因此，增施石灰等堿性物質(zhì)，或增施富含養(yǎng)分的農(nóng)業(yè)廢棄物灰渣，或增施與動(dòng)植物等生物質(zhì)產(chǎn)生的灰渣是該地區(qū)酸性土壤改良的有效措施。

5.2 施用有機(jī)肥料、綠肥及酸性土壤改良劑

張佳蕾等[15]研究表明，有機(jī)肥料含有一定量的堿性物質(zhì)，將石灰等無機(jī)改良劑與有機(jī)肥、秸稈或秸稈生物質(zhì)炭按一定的比例配合施用，可以中和土壤酸度，提高土壤肥力，保持土壤養(yǎng)分平衡。因此，引導(dǎo)農(nóng)戶對(duì)村莊附近交通方便的耕地增施熟化的農(nóng)家肥，對(duì)偏遠(yuǎn)地塊農(nóng)田增施商品有機(jī)肥及酸性土壤改良劑；實(shí)行綠肥種植模式，以提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，平衡土壤養(yǎng)分，推廣保護(hù)性耕作，實(shí)現(xiàn)用地與養(yǎng)地結(jié)合。增施有機(jī)肥料等措施較適合大面積推廣。

5.3 推廣測(cè)土配方、精準(zhǔn)及定額制等科學(xué)施肥技術(shù)

在測(cè)土配方項(xiàng)目基礎(chǔ)上，繼續(xù)對(duì)研究區(qū)土壤進(jìn)行取樣和檢測(cè)，依據(jù)土壤養(yǎng)分狀況和作物需肥規(guī)律，調(diào)整施肥結(jié)構(gòu)，提出氮、磷和鉀的適宜比例及用量，協(xié)調(diào)養(yǎng)分比例及增施相應(yīng)量的中微量元素肥料?；具_(dá)到精準(zhǔn)施肥和定額制施肥，使養(yǎng)分供應(yīng)平衡，同時(shí)又可滿足作物各生育期對(duì)養(yǎng)分的需要，有目的地進(jìn)行養(yǎng)分補(bǔ)給，逐漸解決施肥不平衡造成的土壤酸化問題。

5.4 實(shí)施農(nóng)水工程改良措施

采取農(nóng)水工程措施降潛治漬和實(shí)行水旱輪作，是研究區(qū)農(nóng)田土壤阻控土壤酸化的有效改良措施之一。對(duì)農(nóng)田特別是冷浸田開展農(nóng)水工程建設(shè)，提前開好靠山溝和排水溝，降低土壤的地下水位，在水稻收割后，開展水旱輪作，抑制土壤酸化。張春生[16]研究表明，對(duì)酸化嚴(yán)重的農(nóng)田土壤，可在合理施用肥料的同時(shí)，實(shí)行水旱輪作土地利用模式；同時(shí)，降低地下水位，實(shí)行旱土覆蓋栽培技術(shù)，改良土壤結(jié)構(gòu)，使土壤酸度逐漸趨于中性[17]。

綜上，本文探討了土壤的pH變化趨勢(shì)、土壤酸化的原因以及適宜的土壤改良措施。采樣區(qū)土壤pH平均值呈下降趨勢(shì)，中性土壤比例下降15.7%，酸性土壤比例增加16.1%，土壤pH下降1個(gè)單位的土壤面積占比24.48%。土壤酸化由成土母質(zhì)和化肥施用、土地利用方式、酸雨以及草木灰等堿性物質(zhì)施用量減少等多種因素造成；基于土壤酸化原因，探討了現(xiàn)行的土壤酸化阻控技術(shù)，提出增加石灰、有機(jī)物灰渣等堿性物質(zhì)和增加有機(jī)肥料等適宜研究區(qū)實(shí)際情況的土壤改良措施。

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（責(zé)任編輯：何" 艷）