酸性土壤的有机改良研究硕士毕业论文

1、. . . . 酸性土壤的有机改良研究中文摘要向酸性黄棕壤和酸性红壤中加入非豆科物料的油菜秸秆、小麦秸秆、水稻秸秆、玉米秸秆和豆科物料的大豆秸秆、花生秸秆、蚕豆秸秆、紫云英、豌豆秸秆，通过室培养实验比较不同植物物料对2种酸性茶园土壤的改良效果。经过65天的室培养，9种植物物料以20 g/kg的加入比例下均可以提高酸性黄棕壤的pH，其中豆科物料处理效果优于非豆科物料处理；黄棕壤最终pH与植物物料中氮含量(r2=0.93)、灰化碱含量(r2=0.73)以与盐基阳离子含量(r2=0.74)呈显著正相关。9种植物物料均增加了酸性黄棕壤的交换性盐基和盐基饱和度，豆科物料和玉米秸秆、稻草等处理降低了酸性黄

2、棕壤交换性铝的量。豆科物料可以减少酸性黄棕壤中可溶性铝，特别是Al-F和Al3+的量，其中Al-F是酸性土壤中可溶性铝的主要组分，Al3+是对作物有毒害作用的主要可溶性铝组分；而所有植物物料均使土壤溶液中有机单核铝的浓度增加。经过75天的室培养，以20 g/kg的比例加入9种植物物料也均提高了红壤的pH，其变化幅度取决于植物物料中灰化碱和氮含量；灰化碱含量高而氮含量相对较低的豆科物料，如花生秸秆和蚕豆秸秆，使红壤pH相对对照增幅较大；而氮含量较高的豆科物料则因为氮的硝化作用释放质子，从而对红壤pH提高较小。所有植物物料均能显著增加红壤交换性盐基离子，降低红壤交换性铝的量，并降低了红壤可溶性铝，

3、特别是对作物有毒害作用的铝形态，从而缓解了红壤中铝对植物的毒害作用。分别以5、10和20g/kg3种水平向酸性黄棕壤和红壤中加入稻草、花生秸秆和紫云英，通过室培养实验研究了不同植物物料在不同加入量下对两种酸性土壤的改良效果。同种等量植物物料对红壤酸度的改良效果明显优于其对黄棕壤酸度的改良效果。在5-20g/kg加入量围，植物物料对土壤酸度的改良效果随植物物料加入量的增加而增加。在温室盆栽和田间试验中，使用有机物料花生秸秆、稻糠、紫云英，无机物料碱渣、石灰以与有机和无机混合处理改良酸性土壤，结果表明有机和无机物料普遍可以改善酸性土壤理化性质，促进作物生长，增加作物产量。有机物料相对无机物料效果温

4、和。关键词：植物物料，酸性土壤，酸度改良，土壤pH，交换性盐基，交换性铝，可溶性铝，铝形态Study on the Amelioration of Acid Soils by Organic MaterialsNing Wang (Soil Science)Directed by Professor Renkou XuAbstractThe amelioration effects of acid Alfisol and acid Ultisol were investigated by incorporating various plant materials, incluidng cano

5、la straw, wheat straw, rice straw and corn straw, soybean straw, peanut straw, faba bean straw, Chinese milk vetch shoot and pea straw into the soils with incubationmethod.Acid Alfisol pH increased after 65 days incubation with all the plant materials incorporated with the addition ratio of 20g/kg,

6、and the legume plant materials resulted in more increase than the non-legume plant materials. The final Alfisol pH well positively correlated with ash alkalinity (r2=0.73), base cations (r2=0.74)and N content (r2=0.93)in these plant materials. The exchangeable base cations and base cation saturation

7、of the Alfisol increased after incubated with each of these nine plant materials. The decrease in soil exchangeable Al was also observed after all legume plant materials, corn straw and rice straw incorporated. Al-F complexes were predominant species of soluble Al. The incorporation of the legume ma

8、terials decreased Al-F complexes and the toxic species of Al3+ obviously and thus decreased soil soluble Al to greater extent.Both the legume plant materials and the non-legume plant materials increased soil organic monomeric Al to some extent.Soil pH increased after incorporatedeach of the same nin

9、e plant materials into an acid Ultisol and incubated for 75 days. The degree of amelioration of the soil acidity by the plant materials was found to depend on the ash alkalinity and N content of the materials; the legumes with higher ash alkalinity but lower N content, such as peanut straw and faba

10、bean straw, led to the largest increase in the soil pH, while the legumes withhigher N content showed less amelioration of the acidity because of release of protons during nitrification of mineralized N during the incubation. The incorporation of the plant materials also increased soil exchangeable

11、base cations and reduced soil exchangeable Al, and thus decreased the toxicity of Al in the soil.Rice straw, peanut straw and Chinese milk vetch shoot were chosed to exmined the amelioration effects on the acidity of acid Alfisol and acid Ultisol with the incubation experiments at three levels of pl

12、ant materials added: 5, 10 and 20g/kg. The amelioration effects of plant materials on acid Ultisol were greater than those on acid Alfisol. In the range of 5-20g/kg of plant materials incorporated, the amelioration effects were increased with the increase in the amount of the plant materials added.O

13、ur pot and field experimental studies showed that the application of peanut straw, rice straw, Chinese milk vetch shoot, alkaline residue and lime ameliorated soil acidity and improved physical and chemical emvironments of soils, and thus promotedthe crop growth and increasedthe crop yields.Organic

14、materials had the moderate ameliorating effects on acid soil when compared with inorganic amendments.Keywords：Plant materials, Acid soil, Amelioration of soil acidity, Soil pH, Exchangeable base, Exchangeable Al, Soluble Al , Aluminum species目 录第一章 研究综述11 土壤酸化与危害11.1 土壤酸化的机理11.2 土壤酸化的现状与危害12 酸性土壤的改良

15、22.1 石灰改良剂22.2 其他矿物和工业废弃物的改良作用32.3 有机物料改良剂52.4 其它改良剂73 酸性土壤的管理73.1合理选择氮肥品种73.2作物秸秆还田73.3 合理的水肥管理73.4 合理选择作物品种84 结语8参考文献8第二章 不同植物物料对酸性茶园黄棕壤的改良效果111 材料和方法121.1 土壤和植物物料121.2 培养实验设计131.3 培养结束后土壤分析测定131.4 数据处理132 结果和讨论142.1 植物物料对酸性茶园黄棕壤pH值的影响142.2 植物物料对酸性茶园黄棕壤交换性能的影响162.3 植物物料对酸性茶园黄棕壤可溶性铝的影响173 结论19参考文献2

16、0第三章 不同植物物料对酸性茶园红壤的改良效果231 材料和方法231.1 土壤和植物物料231.2 培养实验设计231.3 培养结束后土壤样品分析测定241.4 数据处理242 结果和讨论242.1 植物物料对酸性茶园红壤pH值的影响242.2 植物物料对酸性茶园红壤交换性能的影响282.3 植物物料对酸性茶园红壤可溶性铝的影响293 结论31参考文献31第四章 3种植物物料与不同加入量对酸性红壤和黄棕壤的改良效果比较331 材料和方法331.1 土壤和植物物料331.2 培养实验设计341.3 培养结束后土壤分析测定341.4 数据处理342 结果和讨论342.1 不同植物物料与加入量对酸

17、性茶园土壤pH值的影响342.2 不同植物物料与加入量对酸性茶园土壤交换性能的影响382.3 不同植物物料与加入量对酸性茶园土壤可溶性铝的影响393 结论41参考文献42第五章 不同有机和无机物料对酸性土壤改良的初步盆栽试验和田间试验效果431 酸性茶园红壤和黄棕壤的初步温室盆栽试验431.1 供试土壤和改良物料431.2盆栽试验设计441.3 盆栽试验结束后样品分析测定方法441.4 盆栽试验结果分析451.4.1 不同改良物料处理对玉米植株的影响451.4.2 不同改良物料处理对土壤pH的影响451.4.2 不同改良物料处理对土壤交换性能的影响462 不同改良物料对酸性黄红壤的初步田间试验

18、效果472.1 田间试验土壤和改良物料472.2 田间试验设计方案472.3 样品分析测定方法482.4 田间试验结果分析482.4.1 不同改良物料处理对作物产量的影响482.4.2 不同改良物料对酸性黄红壤pH和交换性铝的影响482.4.3 不同改良物料对酸性黄红壤交换性盐基的影响493 不同改良物料对酸性红壤的初步田间试验效果503.1 田间试验土壤和改良物料503.2 田间试验设计方案503.3 样品分析测定方法513.4 盆栽试验结果分析513.4.1 不同改良物料处理对作物产量的影响513.4.2 不同改良物料对酸性红壤pH的影响513.4.3 不同改良物料对酸性红壤交换性能的影响

19、524 初步结论53附录54 个人简历54 硕士期间正式发表或接受发表的期刊论文54 致5557 / 65第一章 研究综述1土壤酸化与危害1.1 土壤酸化的机理土壤酸化是土壤形成和发育过程中普遍存在的自然过程。在多雨的自然条件下，降水量远高于蒸发量，土壤中的淋溶作用非常强烈，使得土壤溶液中的盐基离子易随渗滤水向下移动，土壤中易溶盐减少。土壤溶液中的氢离子取代土壤阳离子交换位上的盐基离子，土壤的盐基饱和度下降，氢饱和度增加。土壤酸化过程中氢离子来源主要有水的离解、碳酸的离解、有机酸的离解、酸性沉降与生理酸性肥料的施用等1。由于氢质黏土不稳定，当土壤有机矿质复合体或铝硅酸盐黏粒矿物表面吸附的氢离子

20、达到一定限度后，这些粒子的晶格结构就会遭到破坏，铝氧八面体就会解体，使铝离子脱离了八面体晶格的束缚，转变成交换性铝离子。土壤交换性铝的水解使土壤表现出酸度特征，依据水解程度的不同，一个铝离子(Al3+)水解可以产生1-3个氢离子。土壤中的微生物呼吸作用产生的碳酸、植物根系分泌的有机酸类物质等自然过程，以与作物收获带走碱性物质、施用生理酸性肥料、工业生产所产生的酸性沉降等人为影响都会引起或促进土壤的酸化。1.2 土壤酸化的现状与危害世界围来看，酸性土壤主要存在于多雨的温带地区以与热带、亚热带地区。温带地区的酸性土壤主要分布在北美、北欧，以酸性灰化土为主。我国长江以南广泛分布大面积的酸性土壤，主要

21、集在、和等南方省份，总面积约为2亿公顷2。大部分酸性土壤的pH值小于5.5，其中很大一部分小于5.0，甚至更低。而且随着我国经济、社会的发展，我国酸性土壤面积和土壤酸化程度还有进一步增加的趋势。土壤酸化后，土壤中含铝的原生和次生矿物风化加速而释放大量铝离子，形成植物可吸收形态的铝化合物。植物过量吸收铝，不仅会降低植物产品品质，而且会对植物体特别是植物根系生长产生极大影响，甚至导致植物中毒死亡。土壤酸化使阳离子交换量和盐基饱和度降低，土壤矿物质营养元素流失严重；土壤酸化还使土壤对磷酸根和钼酸根的固定作用增强，土壤磷和钼的有效性降低，导致土壤贫脊化，影响植物正常生长和发育。土壤酸化还会引起土壤中有

22、毒重金属元素的活化，不仅影响作物生长，还会通过食物链危害人体或动物体的健康。土壤酸化会影响土壤微生物的活动，土壤酸化后土壤微生物数量会减少，微生物的生长和活动受到抑制，并从而影响土壤有机质的分解和土壤中C、N、P、S的循环。2酸性土壤的改良土壤酸化已成为影响农业和生态环境健康的一个重要因素，酸性土壤的改良也成为研究的热点。酸性土壤改良的效果与改良剂的性质和土壤本身的性质有关，同时还需考虑经济效益，因此目前改良剂的选择已经从传统的碱性矿物质如石灰、石膏、磷矿粉等转变为选择廉价、易得的碱性工业副产品和有机物料等。2.1 石灰改良剂在酸性土壤中施用石灰或者石灰石粉是酸性土壤改良的传统和有效的方法。使

23、用石灰可以中和土壤的活性酸和潜性酸，生成氢氧化物沉淀，消除铝毒，迅速有效的降低酸性土壤的酸度，还能增加土壤中的交换性钙的含量。在酸性红壤上的试验结果表明，每亩施用石灰石粉200kg，3年后表层土壤酸度显著降低，土壤pH增加2-3个单位，但底层土壤酸度变化不大3。在酸性红壤地区施用石灰的试验表明，土壤耕层交换性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也有所增加。实验结果还表明施用石灰后土壤存在复酸化过程，即石灰的碱性消耗后土壤再次发生酸化，而且酸化程度比施用石灰前有所加剧4。其原因是施用石灰增加了HCO

24、3-活度，加速了有机质的分解和增加了植物秸秆和籽粒移走的Ca2+4。因此，虽然在酸性土壤上施用石灰是改良酸性土壤的经济、便捷方法，但是频繁地通过施用石灰来调节土壤的酸度可能会加剧土壤的酸化；而且过量施用石灰有可能抑制作物的生长。在烟稻轮作试验中(第一季种植烟草，第二季种植水稻)，酸性土壤(pH5.0)上每千克土施石灰0.2-0.4g能明显促进当季烤烟生长，但施用石灰过多对烤烟生长不利。从施用石灰的后效来看，每千克土施石灰0.4g，明显抑制第2季水稻生长5。此外，由于石灰在土壤中的移动性不高，长期、过量施用石灰会造成表层土壤的板结，并且会引起营养元素的失衡。另外也有关于田间施用石灰导致土壤中的镁

25、被置换淋失的报道。2.2 其他矿物和工业废弃物的改良作用除了利用石灰改良酸性土壤的传统方法外，人们还发现利用某些其他矿物和工业废弃物也能改良土壤酸度，如白云石、磷石膏、粉煤灰、磷矿粉和碱渣等矿物和制浆废液污泥等工业废弃物。白云石是碳酸钙和碳酸镁以等分子比形成的结晶碳酸钙镁化合物。在酸性黄红壤上的试验表明：酸性黄红壤施用白云石粉可以降低土壤交换性铝的含量，提高土壤pH值和交换性钙、镁的含量，显著提高作物产量，且有明显的后效。施用白云石粉后第2-6季作物分别较对照增产21.5-48.6、9.4-16.2、10.9-44.6、7.9-22.0和6.6-29.86。磷石膏是磷复肥和磷化工行业的副产物，

26、它的主要成份是硫酸钙，还有一定量的PO43-、F-、Fe3+、A13+与未分解的磷矿粉和酸不溶物等。过去主要用于改良碱性土壤，近年用作酸性心土层的改良剂，效果很好。磷石膏改良底层土壤可概括为“自动加石灰效应”，即土壤与硫酸钙反应后，SO42 -和OH-之间的配位基交换作用产生碱度7。将“自动加石灰效应”具体化，其反应为：A1(OH)3 + CaSO4 A1(OH)SO4 + Ca(OH)2A12SiO3(OH)4 + 2CaSO4 + 5H2O 2A1(OH)SO4 + 2H2SiO4 + 2Ca(OH)2在红壤上的试验表明：红壤在施用氮磷钾化肥基础上，施用磷石膏具有明显增产和改土效果。第一茬

27、作物施用磷石膏处理比对照增产11.9-34.2，残效比对照增产4.9-29.4。施用磷石膏后能使茎叶中Ca、S含量升高，Mg的含量降低，有利于根系生长，降低了铝的毒害；使土壤Ca、S、P含量增加，提高交换性盐基总量。施用磷石膏提高了心土层土壤盐基饱和度，改善土壤物理性状，如容重下降，总孔隙度和非毛管孔隙度增加，土壤结构改善，团聚体破坏率降低，红壤通透性和结构性增强8。粉煤灰是火力发电厂的煤经高温燃烧后由除尘器收集的细灰，呈粒状结构。主要含硅、铝、铁和微量元素，pH值在10-12之间。粉煤灰中含有CaO、MgO等碱性物质，可以中和土壤中的酸性物质。研究表明粉煤灰施入红壤性中低产田可以中和土壤酸性

28、，提高土壤养分，降低土壤容重，增加孔隙度，并且有利于保湿保墒，使水、肥、气、热趋向协调，为作物生长创造了良好的土壤环境。红壤性中低产田上的试验表明以每亩施粉煤灰15吨计算，可以使土壤pH提高近1个单位9。碱渣是制碱厂的废弃物，其主要成分为CaCO3、Mg(OH)2等，pH值为9.0-11.8，呈碱性。根据X射线衍射、扫描电子显微镜等综合分析可知碱渣主要矿物成分是结晶不良的方解石，次要矿物有伊利石、绿泥石、高岭石等。碱渣中含有大量农作物所需的Ca、Mg、Si、K、P等多种元素，用此代替石灰改良酸性、微酸性土壤，可调整土壤的pH值；加强有益微生物活动，促进有机质的分解，补充微量元素的不足，使农作物

29、增产效果显著。造纸制浆废水处理产生的沉淀固体称之为“木质素污泥”，含有来自制浆原料中的木质素等有机质和相当量的石灰质，与石灰、粉煤灰等具有某些相似的物理化学性质。木质素污泥具有较强的碱性，且含有多种植物生长需要的常量和微量元素与有机质。将其施用于酸性土壤，不仅能中和土壤的酸度，还能补充酸性土壤所缺乏的Ca等有益于植物生长的元素。在省的酸性土壤上的研究结果表明，施用造纸制浆污泥使中强酸性土壤的酸度降低，抑制土壤中铝的活性，对削减土壤铝毒害和提高土壤磷的有效性也有积极作用10。另外，磷矿粉、城市污水处理厂产生的碱性污泥(alkaline-stabilised sewage sludge produ

30、ct)、炼铝工业产生的赤泥、燃煤烟气脱硫副产物等也都应用于酸性土壤的改良，并取得一定的效果11-14。以上的一些改良剂虽然能在一定程度上中和土壤酸度，原料也比较充足，但也存在一些不足之处。如施用白云石需消耗宝贵的矿产资源，也会增加农业生产的成本；大多数工业废弃物含有一定量的有毒金属元素，如磷石膏、磷矿粉中含有少量的铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)、砷(As)、铬(Cr)，粉煤灰中也含有少量的铅(Pb)、镉(Cd)、砷(As)、铬(Cr)。虽然含量很少，但长期施用仍然存在着污染环境的风险。2.3 有机物料改良剂在农业上利用有机物料改良酸性土壤已经有千余年的历史。土壤中施用有机物质不仅能提供作物

31、需要的养分，提高土壤的肥力水平，还能增加土壤微生物的活性，增强土壤对酸的缓冲性能。有机物料可以降低土壤交换性铝的含量，还能与单体铝复合，减轻铝对植物的毒害作用。用作改良土壤的有机物料种类很多，在农业中取材也比较方便，如各种农作物的茎秆、家畜的粪肥、绿肥和草木灰等等。利用有机物料改良酸性土壤的研究，目前国的相关报道还很少，多数集中在利用种植绿肥等调节土壤酸度方面。在西南部的酸性土壤上种植格拉姆柱花草(一种从澳大利亚引进的豆科柱花草属牧草)并施于土壤中，三年和五年后土壤pH值分别比对照提高了0.22和0.3415。试验表明在马来群岛的强酸性土壤(pH小于3.5)上分别施用泥碳(peat)、泥碳和绿

32、肥、泥碳和水稻秸秆、泥碳和鸡粪以与泥碳和油坊软泥(Palm oil mill sludge)均能不同程度地减少土壤中铝对作物可可豆秧苗的毒害作用16。因为泥碳中含有一定量的腐敏酸和富里酸，能与铝形成不溶性有机物-铝络合物。向土壤中加入绿肥，会增加铝在土壤固相表面的吸附；绿肥分解产生的有机阴离子与土壤表面羟基的配位交换反应将OH-释放至土壤溶液中，可以中和土壤酸度，降低土壤铝的活性。泥碳可以解除铝毒，石灰可以降低土壤酸度，将泥碳与石灰混合施用也可以取得更好的改良酸性土壤的效果。焚烧作物秸秆产生草木灰在农村中很常见，木材工业的残余物的焚烧也会产生很多的草木灰，这些草木灰对酸性土壤也有很好的改良作用

33、。施用草木灰对酸性贫瘠土壤主要有两方面的作用17，一个是草木灰在土壤中会产生石灰效应，使土壤的pH值大幅度升高，Ca、Mg、无机碳、SO42-含量增加，而SO42 -和OH-之间的配位基交换作用也提高了碱度；另一方面，草木灰能增加土壤养分含量，除N、P外，特别是K含量丰富，能极大提高土壤钾含量。将猪粪与小麦秸秆混合，在一定条件下腐熟8周后施于酸性红壤中，发现土壤的pH升高，土壤无机态铝浓度降低；研究还发现施用猪粪和小麦秸秆对缓解铝毒的作用比用碳酸钙更明显18。近年来的研究结果表明，某些植物物料对土壤酸度具有明显的改良作用19-22，这种改良作用不仅仅是通过增加土壤的有机质来增加土壤CEC，而且

34、因为植物物料或多或少含有一定量的灰化碱，能对土壤酸度起到直接的中和作用，可在短期见效。在一定条件下，豆科类植物物料比非豆科类植物物料的改良效果更佳，如将羽扇豆的茎和叶与酸性土壤一起培养，其pH增加的最大值可达1-2个单位20。豆科植物物料对土壤酸度具有较好改良效果的原因与这类植物生长过程中其根系对无机阴、阳离子的不平衡吸收有关，由于生物固氮作用，豆科植物在生长过程中其根系会从土壤量吸收无机阳离子如Ca、Mg、K等，导致植物体无机阳离子的浓度高于无机阴离子的浓度，为保持植物体电荷平衡，植物体有机阴离子浓度增加，这些有机阴离子是碱性物质，当植物物料施于酸性土壤时，这些碱性物质会很快释放，并中和土壤

35、酸度。测定结果表明，羽扇豆茎和叶所含灰化碱的量是小麦秸秆的7倍多20。豆科类植物物料能够提高土壤pH的另一个原因是有机氮的矿化，豆科植物的固氮作用使其体积累了大量的有机氮，有机氮的矿化反应是一个消耗质子的过程，这一过程也使土壤pH升高。但矿化反应产生的铵离子的硝化反应是一个释放质子的过程，这一过程将抵消豆科植物物料对土壤酸度的中和作用，相关反应如下：固氮反应 N2 + H2O + 2R-OH = 2R-NH2 + 3/2O2矿化反应 R-NH2 + H2O + H+ = NH4+ + R-OH硝化反应 NH4+ + 2O2 = NO3- + H2O + 2H+因此，豆科植物物料对酸性土壤的改良

36、效果决定于上述灰化碱、矿化反应和硝化反应等三方面作用的总和，而植物物料中无机阳离子的浓度和总氮的含量起着决定性作用20, 21, 23。我国农村废弃的植物物料资源丰富，如能利用这些植物物料资源，开发绿色环保型酸性土壤改良剂，一方面可以解决农业生产对改良剂的需求和农村废弃物的处置问题，另一方面还节约了农业的成本，也符合目前我国建设资源节约型社会的总体方针。2.4 其它改良剂近年来，人们还开发出营养型酸性土壤改良剂，即将植物所需的营养元素、改良剂与矿物载体混合，制成营养型改良剂。这种改良剂加入土壤后，在改良酸度的同时还提供植物所需的钙、镁、硫、锌、硼等养分元素，起到一举两得的效果24。另一种复合型

37、改良剂除了供应养分、降低酸度外，还具有疏松土壤、提高土壤的保水性的功能25。3 酸性土壤的管理对已经发生酸化的土壤，可以通过施用改良剂中和土壤酸度，恢复土壤的生产力。对于具有潜在酸化趋势的土壤，通过合理的土壤管理可以减缓土壤的酸化进程，促进农业的可持续发展。3.1合理选择氮肥品种铵态氮肥的施用是加速土壤酸化的重要原因，这是因为施入土壤中的铵离子通过硝化反应释放出氢离子。但不同品种的铵态氮肥对土壤酸化的影响程度不同，对土壤酸化作用最强的是(NH4)2SO4和(NH4)H2PO4, 其次是(NH4)2HPO4，作用最弱的是尿素和硝酸铵26。因此，对外源酸缓冲能力弱的土壤，应尽量选用对土壤酸化作用弱

38、的铵态氮肥品种。3.2作物秸秆还田作物的秸秆还田不但能改善土壤环境，而且还能减少碱性物质的流失，对减缓土壤酸化是有益的。植物在生长过程中，其体会积累有机阴离子(碱)。当植物产品从土壤上被移走时，这些碱性物质也随之移走。3.3 合理的水肥管理铵态氮的硝化与产生的NO3-随水淋失是加剧土壤酸化的重要原因。因此，通过合理的水肥管理，以尽量减少NO3-的淋失也是减缓土壤酸化的有效措施，如选择合理的施肥时间，让施入土壤的肥料尽可能为植物吸收利用。另外，确定合理的氮肥用量，也可以减少氮肥损失，减缓土壤酸化，因为过量施用氮肥必然导致氮肥在土壤中的残留和淋失。酸性土壤上多施有机肥，可在一定程度上改良土壤的理化

39、性质，提高土壤生产力，还能减缓土壤酸化。3.4 合理选择作物品种豆科植物生长过程中，其根系会从土壤中吸收大量无机阳离子，导致对阴阳离子的吸收不平衡，为保持体的电荷平衡，它会通过根系向土壤中释放质子，加速土壤酸化27。豆科植物的固氮作用增加了土壤有机氮的水平，有机氮的矿化与随后的硝化也是加速土壤酸化的原因27。因此，对酸缓冲能力弱、具有潜在酸化趋势的土壤，应尽量减少豆科植物的种植。4 结语我国长江以南地区分布着大量的酸性和弱酸性土壤，由于致酸气体排放所导致的酸沉降的增加与一些不当的农业措施的采用，土壤酸化的进程明显加速。施用改良剂以中和土壤酸度、提高土壤肥力、恢复酸性土壤的生产力对农业的持续发展

40、和生态环境的保护具有双重重要意义。开发新型高效、廉价和绿色环保的酸性土壤改良剂是今后的一个重要研究方面。对具有潜在酸化趋势的低缓冲性、弱酸性土壤，应加强管理，采用科学合理的农艺措施，在不影响农业收成的情况下减缓土壤的酸化进程。参考文献1 黄昌勇. 土壤学(第一版). : 中国农业, 2000. 171-1722 易杰祥, 吕亮雪, 国道. 土壤酸化和酸性土壤改良研究. 华南热带农业大学学报, 2006, 12(1): 23-273 王敬华, 孔晓玲. 施用石灰石粉对红壤酸度的影响.中国科学院红壤生态实验站. 红壤生态系统研究(第一集). : 科学, 1992. 141-1454 孟赐福,傅庆林

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49、nitrogen contents of organic matter determine its liming potential. Soil Science Society of America Journal, 1997, 61: 86-9224 郭和蓉, 琼贤, 少玲, 等. 营养型土壤改良剂对酸性土壤的改良. 华南农业大学学报(自然科学版), 2003, 24(3): 24-2625 福兴, 造华, 徐明岗, 等. 红壤复合改良剂研制与其功效. 土壤肥料, 2000(1): 42-4426 Coventry DR, Farhoodi A, Xu R K. Managing soil

50、Acidification through Crop Rotations in Southern Australia. RENGEL Z. Handbook of Soil Acidity. New York, USA: Maecel Dekker, Inc. 2003. 407- 42827 徐仁扣, Coventry D R. 某些农业措施对土壤酸化的影响. 农业环境保护, 2002, 21(5): 385-388第二章 不同植物物料对酸性茶园黄棕壤的改良效果茶树是热带和亚热带地区的一种重要经济作物，茶树生长喜酸好铝，同时茶树生长会引起茶园土壤严重酸化，并且其酸度随着茶树种植年限的增加而不

51、断提高1,2。许多研究表明，适宜茶树生长的土壤pH值围为4.5-6.0，其中5.5是最适值3,4。1994年所测定的句容高庙、宜兴新街和高淳青山茶场的表层土壤pH(H2O)值分别为4.87、4.76、4.475，2004年测得句容高庙、宜兴新街和高淳青山茶场的表层土壤pH(H2O)值分别降低到4.36、4.27、4.406。茶园土壤酸化一方面因为茶树自身的物质循环造成的4,7,8，茶树对铝的大量富集，并通过凋落物返还到土壤表层，从而使土壤深处的铝逐渐在土壤表层聚集，增加了表层土壤中的可溶性铝，这是引起茶园土壤酸化的主要原因，活性铝浓度较高是酸性茶园土壤的特点之一；另一方面，茶园追求产量而大量施

52、用的生理酸性肥料和工业污染导致的酸性沉降等也是茶园土壤酸化的重要原因。土壤酸化直接引起土壤交换性铝和土壤溶液中可溶性铝的增加，虽然铝对茶树的生长有好处，但是铝对土壤微生物有毒害作用9。虽然茶树适宜生长在酸性的土壤中，但是土壤的过度酸化和土壤中过量铝的存在会影响茶树的生长和茶叶的品质。传统、有效的改良酸性土壤的方法是撒施石灰粉和白云石粉等无机矿物，但是大面积的长期施用不仅会消耗宝贵的矿物资源，增加农业生产的成本，特别是在一些发展中国家，而且长期使用石灰还会引起表层土壤板结和养分失衡，因此需要寻求一种廉价高效的替代酸性土壤改良剂10。已有研究表明，许多植物物料和树叶可以在一定程度上提高酸性土壤的p

53、H11-14。土壤pH变化的方向和大小主要取决于植物物料中氮和灰化碱的含量、土壤的初始pH以与植物物料的分解程度和分解速度。土壤初始pH的波动主要因为植物物料中氮素的矿化和硝化作用，而长期的土壤pH变化则主要受灰化碱的影响15。植物物料中的灰化碱以与有机氮的矿化作用是引起土壤pH升高的主要因素，而矿化氮的硝化过程则造成了土壤pH的降低14,16。另外，有机物料通过与铝形成络合物而降低酸性土壤中铝毒的作用17-20，而且植物秸秆作为改良剂施入土壤，也是废弃物利用的一种形式。相关研究多在农田酸性土壤上进行，而本研究选用采自茶园酸性土壤，使用9种不同植物物料来研究植物物料改良茶园土壤的不同效果，探讨

54、植物物料在茶园土壤中的酸度改良机制，同时也可为其他酸性土壤改良提供参考。1 材料和方法1.1 土壤和植物物料供试土壤采自市浦口区茶园的强酸性土壤(pH=4.13，通过土壤pH的原位现场测定确定)，土壤类型为黄棕壤，采样深度为0-10cm，土壤样品自然风干，根据实验需要分别研磨过1mm和2mm筛备用。土壤有机质含量为33.76g/kg，阳离子交换量为17.72 cmol(+)/kg，交换性氢和铝的量分别为0.43和5.01cmol(+)/kg，交换性钾、钠、钙、镁的量分别为2.17、1.12、6.02、1.57cmol(+)/kg。9种植物物料分别采自与附近地区，其中非豆科植物物料包括油菜秸秆、小麦秸秆、水稻秸秆、玉米秸秆；豆科植物物料包括大豆秸秆、花生秸秆、蚕豆秸秆、紫云英、豌豆秸秆，80下烘干磨细