酸性土壤的特点篇1
关键词：喀斯特地区；土力学特性；土壤紧实度；内摩擦角；黏聚力
中图分类号：S152
文献标识码：a文章编号：16749944（2017）10012803
1引言
我国是世界上喀斯特地貌面积最大的国家之一[1]，喀斯特地貌地区极易发生土壤侵蚀，我国西南喀斯特地区土壤侵蚀导致的石漠化问题正逐渐演变为我国第三大生态问题[2]。目前，国内部分学者对喀斯特地区土壤退化[3]、土壤质量演变[4，5]等方面进行了研究，但我国喀斯特环境土壤侵蚀的有关研究工作仍极为薄弱。
土壤侵蚀是外部侵蚀营力与土壤本身的抗蚀能力共同作用的过程与结果。土壤本身力学特性是土壤侵蚀的内因，研究土壤的力学特性，有助于认知土壤侵蚀的机理。结合紧实度、内摩擦角、黏聚力综合反映不同碳酸盐岩发育形成的自然土壤的侵蚀力学特征，为水土保持工作提供参考依据。
2研究区概况及研究方法
2.1研究区地理位置及地质地貌状况
研究区位于贵州省中部偏北的贵阳市，地理位置处于东经106°27′～107°03′，北26°11′～26°55′之间，海拔872～1659m。在地质构造上，属于黔中地台的一部分，地处苗岭中段，在贵州高原的第二台阶上，属全国东部向西部高原过渡地带。区内地表的岩层以碳酸盐类岩石分布面积最广，约占全市面积的71%，因而喀斯特地貌极为发育。该研究采集地点选择了贵阳市内喀斯特地貌较为典型的息烽县、修文县、清镇市以及花溪区与乌当区。
2.2采样方法
该研究采取沿道路线路穿越的方式进行采样，在采样区分岩性选取道路两侧较为完好的林地或灌草地作为样地，进行常规剖面调查并采集不同土层的袋装土与原状土。共选取了41个样地，其中，纯白云岩样地9个，纯灰岩样地19个，泥灰岩样地6个，泥质白云岩样地7个。
2.3土壤紧实度的测定
紧实度采用垂直测量和水平测量两种方法，垂直测量采用美国DiCKeY-john6100型土壤紧实度仪，笔者将其简称为“垂直”土壤紧实度仪。水平测量采用浙江农业大学土化系研制的土壤紧实度仪，对其简称为“水平”土壤紧实度仪。测量时先挖好剖面，确定各土层厚度，然后在剖面周围选5个点，均匀使劲，将“垂直”土壤紧实度仪压入不同的土层，测定垂直土壤紧实度。测量水平土壤紧实度时，先将剖面削整齐，在各土层的中部附近垂直于挖好的剖面均匀用力，将“水平”土壤紧实度仪匀速压入土层中，并记录读数。两种土壤紧实度的测量都需在各土层实测5次，若遇到异常值还需要补测，最后求其平均值，作为该土层的紧实度值。
2.4土壤抗剪强度指标测定
在每个土层用20mm×61.8mm不锈钢环刀每层取4份原状土，带回实验室后按照土工试验方法（GB/t50123-1999）标准，采用ZJ―Ⅱ型等应变直剪仪进行快剪试验（15圈/min）[6]，通过作抗剪强度与垂直压力（100、200、300、400kpa）的关系图，求得黏聚力c和内摩擦角φ。
抗剪强度采用库伦公式为：
τf=σtgφ+c（1）
式（1）中：τf为土的抗剪强度（kpa）；σ为作用在剪切面上的法向应力（kpa）；φ土壤内摩擦角（°）；c为土壤黏聚力（kpa）。
3结果分析
3.1碳酸盐岩发育形成自然土壤的力学总体特征
对碳酸盐岩发育形成的自然土壤力学特征统计（表1）得出：①碳酸盐岩发育形成的自然土壤垂直紧实度集中于900～1200kpa之间，均值为1026.6kpa，水平紧实度集中于3～8kg/cm3之间，均值约为5.41kg/cm3；②碳酸盐岩发育形成的自然土壤的黏聚力集中于30～50Kpa之间，均值为41.72kpa；③碳酸盐岩发育形成的自然土壤内摩擦角大多处于10～25°之间，均值为18.08°。
3.2不同碳酸盐岩发育总成自然土壤紧实度
土壤紧实度主要受土壤机械组成、有机质、含水量、孔隙度及石砾含量的影响，集中反映了土壤内部的力学状况，可作为土壤侵蚀特征的力学指标。将野外调查的紧实度数据按不同的岩性与土层进行归类统计与方差分析得到表2，对不同碳酸盐岩发育形成的土壤的紧实度进行进行LSD检验，得到表3。
从表2与3可知，岩性对土壤的紧实度影响显著。这是由于不同碳酸盐岩的矿物成分，所含杂质等有所不同，致使其风化成土后土壤的机械组成（尤其是黏粒含量）、有机质等存在差异，土壤颗粒间的紧密状况及颗粒间的粘结力有所差异，使得土壤紧实度各不相同。
3.3不同碳酸盐岩发育形成自然土壤的抗剪特征
土壤抗剪强度由滑动面上土的黏聚力（阻挡剪切）和土的内摩阻力两部分组成，用土壤的黏聚力c（kpa）与内摩擦角φ（°）来表示。土壤的抗剪特性与土壤侵蚀密切相关，是土壤侵蚀的重要力学特征指标。
对喀斯特地区不同碳酸盐岩发育形成的自然土壤进行直剪试验测得的数据进行归类统计与方差分析得到表4，在此基础上对各抗剪指标分岩性与土层进行LSD检验得到表5。
4结论与讨论
碳酸盐岩发育形成的自然土壤紧实度较高，土壤抗蚀性较强。4种碳酸盐岩发育形成的自然土壤紧实度以泥灰岩最低，当产生蓄满产流后，泥灰岩发育的土壤较容易受到侵蚀，应加强泥灰岩区的水土保持工作。
碳酸盐岩发育的自然土壤的黏聚力较强，4种碳酸盐岩发育形成的自然土壤的黏聚力以纯白云岩与纯灰岩区的较高，而泥质白云岩与泥灰岩区的较低，从黏聚力来看，纯碳酸盐岩区发育形成的自然土壤的抗蚀性要高于泥质碳酸盐岩区，相比之下，纯碳酸盐岩区发育的土壤坡面不容易发生崩塌。
不同碳酸盐岩发育形成的自然土壤其a层的内摩擦角集中在10～25°之间，略高于B层。4种碳酸盐岩发育形成的自然土壤的内摩擦角总体表现为石灰岩组高于白云岩组。
参考文献：
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酸性土壤的特点篇2
关键词：南疆；绿洲-荒漠过渡带；土壤；盐碱化
中图分类号S714文献标识码a文章编号1007-7731（2017）07-0081-05
abstract：themethodsoffieldsamplingandlaboratoryanalysiswereusedtoanalyze0～60cmsoilfromsamplingpointofgoldp.euphraticaforestofZepuCountyinSouthernXinjiang，YigaltownofShacheCounty，YarkantRiverBridgeofmengaitiCounty，andSharmaforestfarmofBachuCounty.ResultsshowaveragepHvalueofthesoillayersisover8.SaltionsincludeK+，So42-，Cl-，na+andHCo3-，hesaltcontentisin1.409g/kg～6.953g/kg.SoilpH，electricalconductivityandsaltionshavedecreasedwiththesamplingdepthincreases，andtheconductivity，So42-，Cl-andCa2++mg2+arestrongcorrelationwiththesamplingdepth，hecorrelationbetweenotherindexesisnotstrong.thesoilsaltionsintheverticaldirectionshowthelaw，inthedistributionofhorizontaldirectionismorecomplex；thedegreeofsoilsalinizationintheecotonebetweenoasisanddesertisnotserious，Carbonateandbicarbonateinsaltarethemost.asthedepthincreases，heproportionofcarbonateandbicarbonateincreasesfirstlyandthendecreases.theuppersoilismainlysodicsalinesoil，hemiddlelayerissodasalinesoil，andlowersoilistheprimaryofpuresodasalinesoil.Cl-/So42-valueisbetween0～1，revealingtheupperismainlychloridesulfatesalinesoil，hemiddlelowerismainlysulphatesalinesoil.eC25andSo42-，Cl-，na+aresignificantlypositivelycorrelatedinthe0～20cmlayer，alsoaffectedbyCo32-.itissignificantlynegativelycorrelatedwithK+withlowcontent，butshowasignificantpositivecorrelationbetweeneC25andtotalsalt.
Keywords：SouthernXinjiang；oasisdesertzone；Soil；Salinization
土壤的}碱化近年来越来越受到全世界科学家的关注，盐碱土分布十分广泛，全世界盐碱土约占土地总面积的10%，而我国的盐碱土地几乎为耕地总面积的1/3[1]。土壤的盐碱化已经直接对我国的农业产生了有害影响，同时也对生态系统和生物圈造成了压力，对经济的发展构成了威胁，制约着现代农业和畜牧业的发展[2]。经过国内外学者长期以来的研究，目前在盐碱化土壤的形成、分类、分布、利用[3-4]及改良等方面已经取得了丰富的成果。
新疆幅员辽阔，其面积占全国的1/6，具备丰富的土地资源，是我国重要的农业产区。但是新疆的土地受自然因素和气候条件的影响普遍存在盐碱化的现象，新疆各类盐碱土总面积约占土地面积的1/8，占平原地区土地面积的1/4[5]。以天山为界线，新疆分为北疆和南疆，南疆地域广袤，气候干旱，降雨极少，土壤盐碱化现象具有普遍性、严重性和多样性，塔里木盆地和塔克拉玛干沙漠周围有许多绿洲。因此，研究南疆绿洲-荒漠过渡带土壤的盐碱化对南疆盐碱化土地的综合利用和改良具有重要意义。
1研究区概况
南疆通俗指的是新疆境内天山以南的地区，包括昆仑山脉新疆部分，塔里木盆地甚至吐鲁番盆地。南疆的温带大陆性干旱气候非常典范，年降水量不足100mm。南疆有中国最大的沙漠――塔克拉玛干沙漠和中国最长的内陆河――塔里木河。
2土壤样品的采集和研究方法
2.1土壤样品的采集
2.1.1土壤采样点的布设通过综合考虑，选取了处于绿洲与荒漠过渡带的泽普县金胡杨林、莎车县依盖尔其镇、麦盖提县叶尔羌河特大桥和巴楚县夏玛勒林场4个采样区域，每个采样区根据区域的大小分别布设了相应数量的采样点，目的是为了所得到的数据具有代表性和特征性。
2.1.2土壤样品的采集和预处理采样点避开了道路两旁、田地边缘、化粪池旁等一些会造成干扰的特殊的地形部位。为研究各采样点盐碱化的特征，分0～20cm、20～40cm和40～60cm3层采取土样，从下向上依次采样，每层采样质量约1kg，放置在自封袋中，用记号笔标记编号、深度、时间，每个采样点须用GpS记录准确的坐标。
2.2样品的测定土壤酸度的测定采用pH计测定法，使用仪器为上海雷磁pHS-3C型pH计；土壤电导率的测定，使用仪器为上海雷磁DDS-307电导仪；土壤速效钾的测定采用1mol・L-1nH4ac浸提-火焰光度法，使用仪器为thermoice3000Series火焰光度计；土壤钙和镁的测定采用eDta滴定法；土壤交换性钾和钠的测定采用火焰光度法，使用仪器为thermoice3000Series火焰光度计；土壤碳酸根和重碳酸根的测定采用双指示剂-中和滴定法；土壤氯离子的测定采用硝酸银滴定法；土壤硫酸根的测定采用eDta间接络合滴定法。
3结果与分析
3.1土壤盐离子含量分析由表2可知：土壤各层pH值均值>8、盐离子以K+、So42-、Cl-、na+、HCo3-为主，na+含量很高，钠碱化度（eSp）>5%属于盐碱土范围[6]；根据李述针对新疆情况提出的分级方案，测试土样属于碱土（eSp>40%）[7]。土壤含盐量在1.409～6.953g/kg，HCo3-在0.114～0.424g/kg，Cl-在0.005～0.062g/kg，So42-在0.039～0.082g/kg，Ca2++mg2+在0.073～1.153/kg，K+在0～2.49g/kg，na+在0.91～3.393g/kg。研究地区表层土样含盐量最高，平均为4.728g/kg，中层次之，平均为4.216g/kg，下层最少，平均为3.434g/kg，且含盐量和深度呈负相关。
通过观察数据发现，土壤pH、电导率及盐离子随采样深度增加均有降低趋势，且其中电导率、So42-、Cl-以及Ca2++mg2+与采样深度呈负相关，其他指标相关性不强。在各项指标中，上中下层pH的变异系数1，认为强变异性；上中下层HCo3-、上中下层Cl-、中层K+、上中下层So42-、上层Ca2++mg2+、上中下层na+和上中下层全盐量的差异系数介于0.1～1，认为中等变异性。总体来说，土壤盐分离子在垂直方向变化有规律，在水平方向分布情况比较复杂。
3.2土壤盐渍化程度及盐渍化类型分析根据刘国华[8]等的研究成果，对本研究的土壤样品进行分类（表3）。研究地区土壤盐分为1.409～.953g/kg，在非盐渍化和轻度盐渍化范围。由表3得知，0～20cm和20～40cm层有轻度盐渍化，，所占比例为30.8%～33.3%，远小于非盐渍化的66.7%～69.2%；40～60cm盐分含量均
参考相关文献[9-10]，对土壤盐渍化进行划分，各盐分类型所占比例（表4）显示，研究地区的各个土层中Co32-+HCo3-/Cl-+So42-值大于4的土样占16.7%～76.9%，为纯苏打盐土，Co32-+HCo3-/Cl-+So42-值介于1～4的土样所占比例为23.1%～100%。表明上层土样以苏打盐土为主，中层全为苏打盐渍化土，下层以纯苏打盐渍化土为主。仅在上层出现8.3%的土样Co32-+HCo3-/Cl-+So42-1，说明盐分中碳酸盐和重碳酸盐最多。同时Co32-+HCo3-/Cl-+So42-值介于1～4的土样所占比例占总土样的66.0%，说明氯化盐和硫酸盐所占比例接近碳酸盐和重碳酸盐。随着深度增加碳酸盐和重碳酸盐所占盐分比例先增大后变小。
Cl-/So42-的值在0～1，上层：氯化物-硫酸盐盐渍化土占91.67%，硫酸盐盐渍化土占8.33%；中层：氯化物-硫酸盐盐渍化土占38.46%，硫酸盐盐渍化土占61.54%；下层氯化物-硫酸盐盐渍化土占30.77%，硫酸盐盐渍化土占69.23%。在上层氯化物-硫酸盐盐渍化土为主，中下层以硫酸盐盐渍化土为主，且随着土壤深度增加，氯化物-硫酸盐盐渍化土的比例在减少，这与Cl-、So42-与土壤深度相关性大小有关。
3.3土壤盐离子之间相关性分析土壤盐离子之间的相关分析有助于了解}分在土壤里的存在形态，进而帮助了解盐分的运动趋势[11]。通过excel进行相关性分析，相关系数0.3为相关。再用excel进行显著性分析，p
由于采样土壤中个别样品K+含量极低，接近空白，致使实验结果出现偏差，出现0～20cm、20～40cm层eC25与K+负相关的结果。总的来说，eC25与So42-、Cl-、na+呈极显著正相关，总盐与Cl-、K+、Ca2++mg2+极显著正相关，eC25与总盐呈极显著正相关，与巴建文等[13]的研究结果基本一致。在0～20cm，eC25与Co32-极显著正相关，说明eC25除受So42-、Cl-、na+影响外，也受Co32-影响[12]。
4结论与讨论
本次采集的绿洲-荒漠过渡带土壤样品经实验测定土壤各层pH值均值>8、盐离子以K+、So42-、Cl-、na+为主，na+含量很高，钠碱化度（eSp）>5%属于盐碱土范围；根据李述针对新疆情况提出的分级方案，测试土样属于碱土（eSp>40%）。土壤含盐量在1.409～6.953g/kg。土壤pH、电导率及盐离子随采样深度增加均有降低趋势，且其中电导率、So42-、Cl-以及Ca2++mg2+与采样深度相关性较强，其他指标相关性不强。研究表明该地区土壤盐分离子在垂直方向变化有规律，在水平方向分布情况比较复杂。
通过分析结果表明，南疆绿洲-荒漠过渡带土壤上层盐渍化程度不严重，盐分中碳酸盐和重碳酸盐最多，随着深度增加碳酸盐和重碳酸盐所占盐分比例先增大后变小。上层土样以苏打盐土为主，中层全为苏打盐渍化土，下层以纯苏打盐渍化土为主。经分析，Cl-/So42-的值在0～1，表明在上层氯化物-硫酸盐盐渍化土为主，中下层以硫酸盐盐渍化土为主，且随着土壤深度增加，氯化物-硫酸盐盐渍化土的比例在减少，这与Cl-、So42-与土壤深度相关性大小有关。可有针对地采用技术手段对盐碱化现状进行改良。
总的来说，eC25与So42-、Cl-、na+呈极显著正相关，在0～20cm层eC25除受So42-、Cl-、na+影响外，也受Co32-影响，在K+含量极低的情况下可能出现与K+显著负相关情况，但是eC25与总盐呈极显著正相p。因此，在南疆绿洲-荒漠过渡带用电导率表征土壤含盐量具有可行性[13]。该区域HCo3-和Ca2++mg2+很高，总盐与Cl-、K+、Ca2++mg2+极显著正相关。分析上、中、下3层的相同盐离子含量的相关性，结果表明：HCo3-在上层与下层的含量呈现极显著正相关，So42-在上层与中层的含量呈现极显著正相关，在中层与下层的含量呈现极显著负相关，总盐在上层和下层的含量呈现极显著正相关。
由于南疆绿洲-荒漠过渡带地域广大、地形复杂、分布零乱，受自然、人为影响具有多样性，导致盐碱化特征并不完全重合。
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酸性土壤的特点篇3
关键词：成土母质；土壤；优势作物；湖南
中图分类号：F326.2文献标识码：a文章编号：1674-0432（2011）-04-0138-2
岩石是构成土壤的物质基础，它的矿物组成、结构、构造和风化特点，对土壤的理化性质和发育状况有着直接的影响，从而影响到农作物的生长、土壤的利用方式和生产布局等。湖南省的地质情况非常复杂，不同地质时代的岩层都有出露，构成了湖南省成土母质众多的特点。
湖南土壤以成土母质来划分，主要的土壤类型有板页岩黄红壤、棕黄壤，碳酸盐岩红壤，泥灰岩红壤、灰红壤，砂页岩红壤、灰黄壤、沙红壤，紫色碎屑岩紫色土、紫砂土，第四系红土土壤，冲积土，花岗岩麻砂土（红壤）［1］等。
1板页岩黄红壤、棕黄壤
板页岩黄红壤、棕黄壤的母质主要有赋存于冷家溪群、板溪群的板岩、粉砂质板岩、绢云母板岩等。矿质元素（可溶态）丰富，尤其是富含p、mo、Cu、mn、Fe，含Ca量最低，该类型土壤受其母质的影响，通透性好，保水保肥力强，颗粒构成适宜，含沙壤土，属于弱酸―酸性土。湖南省内主要分布在岳阳、古丈等地。板页岩黄红壤、棕黄壤较适宜生长杉、竹、梓、樟、松、茶叶（君山银针等）和油茶等作物。
2碳酸盐岩红壤
碳酸盐岩红壤的母质主要是赋存于寒武系中上统，奥陶系，泥盆系的灰岩、白云岩、白云质灰岩。矿质元素（可溶态）一般含Fe丰富，但含mo、mn、mg、K较高，质地粘性强，保水保肥力强，通透性较差，土壤呈弱酸性，省内主要分布于张家界、湘西一带。碳酸盐岩红壤生长的主要优势作物有松、柏、油茶和枣等。
3泥灰岩红壤、灰红壤
泥灰岩红壤、灰红壤的母质主要是赋存于中泥盆统棋梓组下部、上泥盆统马鞍山组的泥灰岩夹泥质灰岩、钙质粉砂岩，矿质元素（可溶态）除Ca含量较高之外，其他矿质元素均较贫乏。该类型的土壤受其成土母质的影响，通透性差，含砂好，保水保肥力强，属于轻粘土―重粘土，呈中性至碱性，主要分布于湘中、湘南一带，适宜生长的优势作物主要有柏、枣、烤烟、辣椒和柑橘。
4砂页岩红壤、灰黄壤、砂红壤
砂页岩红壤、灰黄壤、砂红壤的母质主要是赋存于中泥盆统跳马涧组、上泥盆统云麓宫组岳麓山组、云台观组、石炭系下统测水段的中粗粒碎屑岩、砂质页岩和炭质页岩等，矿质元素（可溶态）主要是含K量较高，其余的矿质元素均较为贫乏。该类型的土壤偏砂性，通透性好，保水保肥力弱，砂壤土，酸性。在湖南全省各地均有分布，适宜生长的优势作物主要有杉、竹、松和油茶。
5紫色碎屑岩、紫色土、紫砂土
紫色碎屑岩、紫色土、紫砂土的母质主要是赋存于三叠系中统巴东组和白垩系、第三系的紫色砂页岩、砾岩、砂岩，受其母岩的影响，矿质元素（可溶态）含Ca、mg和Fe非常丰富，但是B、p、n的含有量贫乏，该类型的土壤通透性好，保水保肥力强，呈弱酸―碱性，主要分布于衡阳、醴―攸、茶―永、沅―麻等地，适宜生长的优势作物主要有柏、松、枣、烤烟和柑橘。
6第四系红土土壤
第四系红土土壤的母质主要是赋存于第四系更新世的网纹状红土，受其母岩的影响，矿质元素（可溶态）含Fe、mn丰富，但是Ca、mg的含有量较为贫乏，质地偏砂―粘重，土壤呈弱酸性。该类型的土壤遍布全省，适宜各种作物生长。
7冲积土，潮土
冲积土，潮土的母质主要是赋存于第四系更新世的砂、砂砾、砂质粘土、粉砂细质粘土、淤泥，矿质元素（可溶态）含Zn、Cu、mn、Fe、p较丰富，B、Ca、mg的含有量较为贫乏，该类型土壤通透性好，偏砂，中壤―轻壤土；土壤呈弱酸性―弱碱性，主要分布于洞庭湖平原和湘、资、沅、澧四水流域范围内，以湖南常德、益阳和岳阳市较为集中，其他的地市多沿河作片状或带状分布，生长的主要优势作物有油茶、茶叶、柑橘、柚和香芋。
8花岗岩麻砂土（红壤）
花岗岩麻砂土（红壤）主要是赋存于燕山期、加里东期和印支期的岩浆岩（酸性为主，中酸性次之，基性最少）里，矿质元素（可溶态）较为贫乏，土壤质地偏砂，保水保肥力差，砂壤土，酸性，主要分布以湘南、湘东地区为主，其次在湘中，湘西北较为少见，适宜生长的优势作物主要是松树，局部地方生长的有杉树。
酸性土壤的特点篇4
1.1样品采集与分析项目
2011—2013年水稻冬闲期，在福建尤溪、顺昌、浦城、建瓯、上杭、闽侯(2样点)、建宁(2样点)、闽清、漳平、武夷山、宁化、建阳、延平、永安和泰宁15县(市)选择17对典型冷浸田与同一微地貌单元内的非冷浸田表层土壤(0~20cm)进行采样(表1)。采集的土壤分别代表福建省常见的氧化型黄泥田(剖面构型a-ap-p-C)、还原型冷浸田(剖面构型ag-G)、以及氧化还原型灰泥田、青底灰泥田、灰黄泥田或灰砂泥田类型(剖面构型a-ap-p-w-G/C)。本研究土壤样品测定的指标共有41项，其中，生化指标12项(脲酶、转化酶、过氧化氢酶、磷酸酶、硝酸还原酶、微生物生物量C、微生物生物量n、微生物生物量C/总C、微生物生物量n/总n、真菌、细菌、放线菌)，化学指标25项(pH、有机质、碱解n、速效K、全n、全K、缓效K、有效B、有效S、交换性Ca、交换性mg、有效mn、有效Cu、no3--n、还原性物质总量、活性还原性物质、Fe2+、mn2+、C/n、全p、阳离子交换量(CeC)、速效p、有效Fe、有效Zn、C/p)，物理指标4项(粘粒、土壤水分、浸水容重、物理性砂粒)。累计理化、生化属性数据计1394个。土壤微生物生物量C、微生物生物量n测定参照鲁如坤[9]方法。即微生物生物量C用氯仿熏蒸-K2So4浸提法，浸提液用日本岛津Shimadzu500有机C分析仪测定，薰蒸杀死的微生物中的C，被K2So4所浸提的比例取0.38；土壤微生物生物量n测定样品前处理同土壤微生物生物量C方法，浸提后的水溶液用Shimadzu500测定，薰蒸杀死的微生物中的n，被K2So4所提取的比例取0.45。土壤脲酶活性、过氧化氢酶活性、转化酶活性、磷酸酶、硝酸还原酶活性依次用靛酚蓝比色法、高锰酸钾滴定法、硫代硫酸钠滴定法、磷酸苯二钠比色法与酚二磺酸比色法测定；土壤微生物区系采用稀释平板计数法。土壤有效Zn、Cu、Fe、mn采用Dtpa混合溶液浸提-原子吸收分光光度计法；还原性物质总量与活性还原性物质采用硫酸铝溶液浸提，分别用重铬酸钾溶液氧化与高锰酸钾溶液氧化测定。
1.2数据处理
数据经excel整理后，17对冷浸田与非冷浸田土壤的41项理化、生化属性利用DpS统计软件进行配对t检验分析，在17对样品41项理化、生化属性中，选择差异显著的因子属性数据库用于构建冷浸田土壤质量评价因子的mDS，mDS确定利用SpSS13.0统计软件的因子分析进行主成分分析，再利用DpS软件进行相关分析(α=0.05)。
2结果与分析
2.1福建冷浸田土壤主要理化、生化特征
冷浸田与同一微地貌单元内非冷浸田之间的41项属性因子中，有28项的t检验达到显著差异水平。从生化特征来看，转化酶、过氧化氢酶、磷酸酶、硝酸还原酶、细菌、真菌和放线菌、微生物生物量C和n、微生物生物量C/总C、微生物生物量n/总n等11项因子差异明显。其中，冷浸田土壤的过氧化氢酶、转化酶活性分别比非冷浸田高58.3%和22.1%，差异达到显著水平，这可能是由于冷浸田长期处于淹水厌氧环境，生物代谢过程产生了有害性的过氧化氢累积，致使过氧化氢酶作用基质含量高，一定程度上激活了过氧化氢酶活性；另外，由于处于厌氧状态下的土壤有机质难以矿化，有机质累积进一步诱导了冷浸田的微生物分泌较多的转化酶，以促进有机化合物的矿化。而冷浸田土壤的磷酸酶、硝酸还原酶活性、细菌、真菌、放线菌数量、微生物生物量C和n、微生物生物量C/总C、微生物生物量n/总n指标显著低于非冷浸田，其中，磷酸酶与硝酸还原酶分别仅相当于非冷浸田的52.2%和33.4%，这可能是由于冷浸田土壤中的磷素和no3--n含量低，因而供给微生物转化的底物也少，降低了磷酸酶和硝酸还原酶活性。冷浸田土壤中细菌、真菌和放线菌数量分别仅相当于非冷浸田的70.2%、62.5%和54.0%，可能原因是冷浸田普遍处于低温还原状态，不利于土壤微生物活动，微生物区系与微生物生物量C、n也随之降低。从表2可以看出，微生物生物量C和n、微生物生物量C/总C、微生物生物量n/总n分别仅相当于非冷浸田的37.8%、56.3%、27.8%和44.7%，这主要是由于微生物生物量C是活性有机质的主要组分，尽管土壤微生物生物量仅占有机碳的1%~3%，但它在有机质动态中起着很重要的作用，其含量显著低于非冷浸田，反映出冷浸田土壤有机质“品质”较差的特性。
2.2冷浸田土壤质量评价因子最小数据集的构建
2.2.1冷浸田土壤质量评价因子主成分分析
冷浸田与非冷浸田之间土壤属性达到显著性差异的有28项，为了抓住这些关键因子，以达到快速治理与改善土壤理化、生化性状的目的，本文采用主成分分析对这些因素进行因子分析，以减少参评土壤因子，同时也解决数据冗余的问题。首先，选择特征值≥1的主成分(pC)，特征值≥1的pC有5个，前5个pC累计贡献率78.5%(表5)，说明这5个pC已基本上反映了冷浸田土壤性状变化的主要影响因素。对各变量在各个pC上的旋转因子载荷大小进行选取，一般认为系数绝对值在0.8以上的初始因子对构成的评价因子具有重要的影响力。其中，第1pC主要由C/n、细菌、放线菌初始因子构成，主要反映土壤生化特征；第2pC主要由微生物生物量n、微生物生物量n/总n初始因子构成，主要反映土壤活性有机n特征(属生化范畴)；第3pC主要由还原性物质总量、活性还原性物质总量初始因子构成，主要反映土壤还原特征；第4pC主要由全n、物理性砂粒初始因子构成，主要反映土壤物理特征与化学养分特征；第5pC主要由全p初始因子构成，主要反映土壤化学养分特征。综上所述，由C/n、细菌、放线菌、微生物生物量n、微生物生物量n/总n、还原性物质总量、活性还原性物质总量、全n、物理性砂粒、全p10项候选因子组成的评价因子体系可以基本反映出28项初始评价因子构成的土壤质量信息。
2.2.2冷浸田土壤质量评价因子最小数据集的确定
对10项候选因子进一步进行相关分析表明，土壤不同因子间存在显著的相关性。根据土壤质量评价因子相对独立性原则，依据专家经验法对上述10项因子进行优化。C/n生态化学计量特征反映土壤C、n物质循环以及生态系统的主要过程，对土壤质量起着重要作用，其自然进入mDS；土壤细菌与放线菌均为微生物区系，二者与C/n均呈显著相关，但细菌与C/n相关系数较小，信息独立性较放线菌大，且在土壤养分转化过程中发挥着极其重要的作用，故细菌进入mDS，而舍去放线菌因子；微生物生物量n(mBn)与mBn/总n呈显著相关，且mBn与其他因子无显著相关，其信息相对独立，因而选择微生物生物量n进入mDS；还原性物质总量与活性还原性物质呈显著正相关，由于还原性物质与其他因子无显著相关，信息相对独立，故选择还原性物质总量进入mDS；物理性砂粒反映土壤空隙结构、土壤水分渗透性能及耕作难易以及养分转化的物理指标，且除与全n显著相关外，其余均无显著相关，其信息独立，故选择进入mDS；全n与全p均属化学指标，全n与物理性砂粒、还原性物质总量均呈显著正相关，而全p除与物理性砂粒显著正相关外，与其余因子均无显著相关，且全p也与冷浸田限制因子速效p呈显著正相关，该因子体现了mDS内的指标相关性低而与mDS外的指标相关性强的特点，故选择全p进入mDS，而舍去全n因子。基于相关分析并结合专家经验法，最终确定冷浸田土壤质量评价因子mDS由C/n、细菌、微生物生物量n、还原性物质总量、物理性砂粒、全p6项因子组成。
2.3冷浸田土壤质量评价因子mDS表征与应用
建立完善耕地质量评价体系、明确不同地力等级耕地的划分标准，是制订相关政策与法规的重要依据，也是强化执法力度的重要保障[20]。进行土壤质量评价时，评价因子的选取应全面、综合地反映土壤肥力质量的各个方面，即土壤的养分贮存、释放，土壤的物理性状和生物多样性[21]。mDS则是反映土壤质量的最少因子参数的集合。通过主成分分析、相关分析并结合专家经验筛选出的冷浸田土壤质量评价因子mDS覆盖了土壤物理、化学与生化指标。其中，化学指标包括C/n、全p、还原性物质总量因子，其表征土壤养分与水分保持、碳储藏与土壤团聚体维护以及冷浸田土壤还原因子功能；物理指标为物理性砂粒因子，其表征土壤水分与化学物质的吸附和运输；生化指标包括细菌、微生物生物量n，其表征微生物活动及养分循环通量。通过优化筛选出的mDS可用于冷浸田土壤质量评价，也适合于冷浸田改良效果的评价。李桂林等基于苏州市1985—2004年土地利用变化情况，在采样分析的两套土壤属性数据(各12个土壤候选参数集)上，得到各包含6项因子的土壤质量评价mDS及其20年尺度上的变化规律，发现mDS因子略有不同，但变化不大。其中，4项(有机质、pH、有效K、全K)相同，另外，1985年的mDS中还包括有效p、总孔隙度，2004年的mDS中还包括全p及容重。从中可以看出，冷浸田的土壤质量评价因子mDS选择与一般类型土壤质量评价mDS选择是有差别的。这与冷浸田土壤性质的特殊性分不开。如对于一般类型土壤质量评价而言，土壤还原性物质参数一般不会被选入mDS，而对冷浸田而言，土壤还原性物质对作物生长造成毒害，是限制生产力提升的重要“瓶颈”因子，故被选入mDS；同样，土壤微生物生物量n与微生物生物量C类似，其表征冷浸田土壤有机氮库的“质量”而被选入mDS。当然，当冷浸田土壤通过治理后，还原性物质下降为次要限制因素，或冷浸田通过改良演变为灰泥田、青底灰泥田或灰黄泥田等氧化型、氧化还原型土壤类型时，其土壤质量评价mDS选择可能也随之发生改变，此条件下土壤有机质、pH或可作为重要的肥力限制因子代替现有冷浸田质量评价mDS中的因子。另外，本研究冷浸田类型为发生学分类名称，其覆盖潜育性水稻土的5个主要土种类型，上述参评因子选择确定也可为冷浸田土壤系统分类土系区分提供借鉴，如青泥田、浅脚烂泥田、深脚烂泥田的土壤还原强度逐渐增加，其有机质和物理性砂粒含量也有相似趋势，因而可以根据还原性物质总量、C/n和物理性砂粒含量等诊断特性或诊断现象加以区分，同样，对于锈水田，按系统分类，可根据潜育土表层亚铁含量和还原性物质总量，划分出相应的土系。用主成分方法筛选质量评价因子，可有效减少数据冗余，但也可能存在参评土壤因子信息丢失的问题。有报道认为，通过主成分分析并结合矢量常模(noRm)的方法可能对评价因子mDS选择更完善。另外，在提出mDS的基础上，进一步通过专家咨询或模糊数学方法对各评价因子指标“好坏”进行描述并最终构建冷浸田土壤质量评价模型有待进一步研究。
3结论
酸性土壤的特点篇5
关键词：氮污染；非饱和土壤；地质环境效应；邢台市平原区
非饱和土壤水分运动和溶质迁移作为田间物质循环的一个重要过程，在降雨产流、农田灌溉等方面受到愈来愈多的重视，土壤中水分和溶质运移一直是土壤一水环境系统的研究热点。利用邢台市平原区的黑龙港、滹滏和滏西平原区水质监测资料，对氮污染物在地下水中迁移的过程变化进行分析，研究环境地质条件变化的情况下土壤水分运动与溶质迁移规律，为该区或类似地区地下水保护提供科学依据。
污染物在地下水系统中的迁移过程，是复杂的物理、化学及生物因素综合作用过程。地表污染物进入含水层时，绝大部分必须通过包气带，它具有输水和储水功能，所以也具有输送和储存液体污染物的功能，同时还具有延缓或衰减污染的效应。
1、氮污染物吸附效应对水质的影响
1.1 物理吸附效应
物理吸附是一种物理作用，这种吸附作用发生原因主要是胶体具有巨大的比表面积和表面能所致。www.133229.Com物理吸附中的吸附质一般是中性分子，吸附力是范德华引力，吸附热一般小于40kj/m0l，被吸附分子不是紧贴在吸附剂表面上的某一特定位置，而是悬在靠近吸附质表面的空间中，所以这种吸附是非选择性的、且能形成多层重叠的分子吸附层。物理吸附是可逆的，在温度上升或介质中吸附质浓度下降时会发生解吸。氮类污染物吸附效应主要有以下几种。
土壤质地：机械过滤作用主要取决于介质的性质及污染物颗粒大小。在松散地层里，颗粒越细，过滤效果越好；在坚硬岩石裂隙地层里，其过滤效果不如松散地层好，裂隙越大，过滤效果越差。因为黏土矿物主要集中在黏粒和细粉沙粒级中，所以黏粒和细粉沙含量越高的土壤固氮能力越强。
溶液中氨离子浓度：土壤对氨离子的固定量一般随溶液中氨离子的浓度的增加而增大。
伴随离子：黏土矿物对氨氮(nh＋4)会产生固定外，对钾离子也存在着同样的固定方式，所以钾离子和铵离子会竞争固定位置，钾离子的存在会抑制黏土对铵离子的固定。
1.2 化学吸附效应
化学吸附是指胶体微粒所带电荷对介质中异性离子的吸附，或者是由于液体中的离子靠强化学键(如共价键)结合到固体颗粒表面。化学吸附热一般在120－200kj/m0l，有时可达400kj/m0l以上。温度升高往往能使吸附速度加快。通常在化学吸附中只形成单分子层，且吸附质分子被吸附在固体表面的固定位置上，不能再做前后左右方向的迁移。这种吸附一般是不可逆的，但在超过一定温度时也可能被解吸。
就特定的物质而言，阳离子的吸附亲和力是不同的，影响阳离子吸附亲和力的因素有：同价离子，其亲和力随离子半径离子水化程度而差异，一般来说，吸附亲和力随离子半径增加而增加，随水化程度的增加而降低。离子半径越小，水化程度越高。例如，na＋、k＋、nh＋4的离子半径分别为0.98nm、1.33nm和14.3m，其化学半径分别为7.9nm、5.373nm和53.2nm。它们的亲和力分顺序为nh＋4＞k＋＞na＋。
岩土颗粒表面多带负电荷，吸附阳离子，但ph小于零点电位ph时，颗粒表面带正电荷，也吸附阴离子。阴离子的主要吸附规律为：ci－和no－3最不易被吸附。
对氮类污染物而言，化学吸附作用的结果，使nh－4大部分被吸附在土壤中，则no－3不易被吸附。因此，硝酸盐容易被淋溶到地下水中，是造成地下水的氮污染的主要原因。
1.3 吸附效应对地下水质的影响
土壤颗粒和土壤胶体对氨氮都具有很强的吸附作用。土壤颗粒对于氨氮的吸附作用特性取决于土壤颗粒大小和矿物组成，土壤胶体对铵离子的吸附作用取决于胶体的组成和表面性质。土壤对氨氮的吸附作用在氮素运移与转化过程中主要表现在两个方面：由于土壤对氨氮的吸附作用，使得大部分的可交换性铵得以保存在土壤中；另一方面，从氮素对地下水污染来看，由于土壤对氨氮具有保持作用，阻滞了氨氮向深层土壤的淋失，减轻了氮素对地下水的污染。但是当土壤对氨氮的吸附达到最大值时，即土壤对氨氮的吸附作用达到饱和时，在渗入水流的作用下氨氮还可能进入地下水中，加重对地下水的氮污染。
土壤砂性愈强，硝态氮淋溶损失的潜在可能性愈大，黏重土淋溶较慢。通过对邢台市平原区3个水资源分区地下水含氮量进行分析，水质资料采用2001年－2008年地下水监测资料，土壤性质导致硝酸盐氮对地下水渗入量比较明显，滏西平原区土壤性质以中、粗砂为主，地下水中硝酸盐氮多年平均含量为4.94mg/l；黑龙港平原区土壤性质主要以黏土、细砂为主，地下水中硝酸盐氮多年平均含量为0.62mg/l。滏西平原地下水硝酸盐氮含量是黑龙港平原的8.0倍。表1是不同分区地下水含氮量多年平均统计结果。
2、硝化作用与反硝化作用对水质的影响
化学氮肥施入土壤后，被作物吸收利用的只占其施入量的30％－40％，剩余部分氮肥经各种途径损失于环境中，并对水环境造成污染。在农田氮素进入地表水和地下水过程中，各种形态的氮素之间、氮素与周围介质之间，始终伴随和发生一系列物理、化学和生物化学转化作用。
在通气条件下由土壤微生物(细菌、真菌和放线菌等)能把氨和某些胺类化合物氧化为硝态氮化合物。作用较强的硝化细菌是一种好气性细菌，属于自营性细菌的一类，包括两种完全不同代谢群：亚硝酸菌属及硝酸菌属。亚硝酸细菌(3l称氨氧化菌)将氨氧化成no－2。硝酸细菌(又称硝化细菌)将亚硝酸氧化成no－3。土壤中的硝化作用受多种因素的影响，其中主要有土壤的水分和通气条件、土壤温度和ph、施入肥料的种类和水量，以及耕作制度和檀物根系等。
2.1 硝化作用
硝化作用是微生物将氨氮氧化为硝酸盐氮。在有氧条件下，经亚硝化细菌和硝化细菌的作用氧化为硝酸盐的过程称为硝化作用，可分为两个阶段：
第一阶段：2nh＋42no－2＋2h2o＋4h＋
第二阶段：2no－2＋o22no－3
硝化作用形成的硝酸盐氮也是植物容易吸收利用的氮素，但硝酸盐氮比氨氮较容易从土壤中淋失进入地下水。影响硝化作用的因素有以下几种。
土壤含水量和通气性：硝化作用是一个生物氧化过程，硝化微生物是好气性微生物，它的活性受土壤通气性影响很大，而土壤通气又受控于土壤含水量，一般在田间最大持水量的50％－60％时，硝化作用最旺盛。由于硝化作用需要良好的通气条件，所以硝化作用一般在通气良好的旱地土壤中。表2为邢台市黑龙港平原区土壤含水量监测成果。
土壤ph值：土壤ph值与硝化作用有良好的相关性，在ph值5.6－8.5范围内，随着ph值升高，硝化作用的速率成倍增加。实验证明：酸性条件有利于亚硝酸氮的还原，碱性条件有利于氨氮的氧化，通过对邢台市平原区地下水ph值监测结果分析，该区地下水呈碱性，有利于硝化反应的进行。表3为邢台市平原区地下水ph值变化情况统计表。
土壤温度：大多数生物反应都受温度的影响。在一定温度范围内，温度升高能促进硝化作用的进行，一般来讲硝化作用最适宜的温度是20℃－25℃，但是不同气候条件下土壤中的硝化细菌适宜的温度是不一样的。根据该区的地理位置，夏季的温度是硝化反应适宜的温度，再加上该时期又是暴雨季节，大量雨水入渗加速了硝酸盐氮进入地下水的进程。
nh＋4的供应：硝化作用首先需要底物nh＋4的供应，如果条件不适于有机质释放氨或未使含氨肥料，则不会产生硝化作用。土壤中nh＋4的主要来源与氮肥施用量有关。目前，邢台市使用的化肥主要是氮肥、磷肥、钾肥和复合肥四种，其中氮肥使用量最大。化肥的使用，对保持农业高产稳产发挥重要作用。根据邢台市统计局化肥施用量统计资料，邢台市多年平均氮肥施用量572716t，复合肥135746t，按折纯法计算，氮肥的总含氮量为192737t。邢台市现有耕地面积675077hm2，平均施用化肥含氮量为286kg/hm2。
nh＋4，no－3易溶于水，一般情况下，带负电荷的土壤胶体表面对nh＋4保持于土壤中；而对no－3产生副吸附(排斥作用)，使no－3存在于土壤溶液中，易被淋失。
表层土的氮大部分是有机氮，约占总氮的90％以上。尽管某些植物也能直接利用氨基酸，但植物摄取氮几乎都是元机氮，植物吸收无机氮并以有机氮形式贮存起来。土壤中无机态氮主要是人为施用化肥形成的铵态氮nh＋4和硝态氮n0－3，它们是植物摄取的主要形态。铵态氮是由土壤有机质通过微生物的铵化作用而生成，能为带负电荷的土壤胶体所吸附，不易流失。硝态氮能直接被植物吸收，由于是阴离子不能被土壤吸附而易流失。亚硝态氮、n2o、no、no2等在土中停留时间短，只是在硝化、反硝化过程和硝酸盐还原中作为微生物转化氮的中间物而存在。
2.2 反硝化作用
在嫌气条件下，多种微生物可对硝态氮发生反硝化，而将底物(no－3和no－2)还原成气体no、n2o和n2或氮氧化物。土壤中的反硝化作用受到多种因素影响，主要有土壤含水量和通气状况、土壤温度、土壤有机碳含量、植物根系、耕作，以及n03－n的浓度和施氮量等。而温度是影响反硝化的最重要因素，其次是土壤含水量。反硝化作用使硝酸盐还原成气态氮，从而降低了土壤中氮素营养的含量，对农业生产不利。影响反硝化作用的因素有以下几种。
土壤含水量和通气性：硝化作用主要是一个嫌气条件下进行的生物还原过程，所以土壤通气直接影响到反硝化作用的进程，而土壤通气条件直接受控于土壤水分。旱地雨后会造成局部嫌气条件，会产生反硝化作用；旱地深层也会有反硝化作用。
土壤易分解有机质：土壤中易分解的有机质含量高，会促进反硝化作用，因为易分解的有机物质在分解过程中会消耗掉土壤中的氧，间接地促进了土壤嫌气条件的形成。
土壤温度：反硝化作用在2℃－60℃内随温度的增加而增加，温度超过60℃，反硝化作用收到抑制，温度过低也能抑制反硝化作用。
土壤ph值：反硝化作用能进行的ph值范围比较宽，ph值3.5－11.2都有反硝化作用存在，ph值7－8时反硝化作用最大，但强酸强碱条件都会抑制反硝化作用。
土壤中硝酸盐含量：土壤中硝态氮(或亚硝态氮)是产生反硝化作用的先决条件。在一定的浓度范围内，no－3含量与反硝化速率呈正相关，但浓度过高、过低，都会抑制反硝化作用，no－3浓度过高时，会抑制反硝化细菌的生长，从而抑制反硝化作用。
3、氮污染物迁移过程对地下水水质影响分析
由于一般污染物并非直接接触地下含水层，而是经过非饱和带向下迁移的，而非饱和带由气、液、固三相构成的多孔介质体，土壤中的溶质可以以气态形式扩散和挥发，可以被稀释、浓缩。同时溶质可以气态、液态形式在土壤体内迁移或迁移到土体外部。污染物在非饱和带运移时，还会发生各种复杂的物理、化学和生物反应，导致各种物质浓度发生变化，这些迁移转化过程与土壤质地、结构、含水量和温度以及溶质本身特性有关。
3.1 影响氮在土壤中运移的因素
水和溶解态硝酸根的向下移动，受重力以及土壤水势差和化学势差控制。有两个条件对硝酸盐向深层移动极为重要：一是要有硝酸盐存在；二是水向下移动。后一条件决定于水的渗漏，因为淋溶作用只能出现在有过量水灌进土壤的时候。
影响硝酸根从土壤表层淋溶的因素和过程大致分为两类：一类影响土壤的水流，从而影响硝酸根的移动，因为硝态氮一般不受土壤吸附作用的影响；另一类影响土壤中氮素转化，从而影响硝酸根浓度。影响土壤中氮淋溶渗入的主要因素有降雨量、土壤性质、肥料种类和用量以及植物覆盖度等。 对于同一种土壤，则因氮肥的种类有关，根据实验资料，氮肥淋失量的大小随氮肥品种及施用量的不同而有明显的差异，其中硝酸氮淋失量最高，尿素与硫酸铵的淋失量较低。氮肥淋失量的多少与施肥时期也有密切关系，特别是在植物根系尚未完全发育时，施用大量氮肥会加剧对地下水的污染。
3.2 地下水中各类氮污染物监测结果分析
氮对地下水污染受降水量、土壤性质、植物植被、化肥品种等多种因素制约，其中使用氮肥多少是造成地下水氮污染的前提条件。由于以上土壤氮循环过程受土壤环境中生物、化学、物理因素影响，变得极其复杂。由于土壤颗粒吸附氨氮，而几乎不吸附硝酸盐，因此，氨氮基本上滞留在土壤上层或中层，而硝酸盐在下层大量存在，亚硝酸盐作为消化和反消化过程的中间产物，存在时间有限，因而淋溶损失也并不严重。
对于较高浓度的含铵态氮溶液，在渗入排水作用下，尽管土壤能够吸附一部分铵态氮，但是大部分铵态氮还是能随水流渗入下部水层和浅层地下水中，对土壤和地下水造成氮污染。
邢台水环境监测中心从1991年开展对平原地下水水质的监测工作，设置水质监测点41处，水质监测站网密度217km2/站。每年5月、9月进行监测。利用2001年－2008年地下水监测资料，计算出邢台市平原区地下水氮类污染物的每年平均值，计算结果见表4。
由地下水监测结果可以看出，氨氮在土壤中迁移转化，受多种因素影响的作用，存在较大的不确定性，导致地下水中的含量变化幅度较大，不同年份监测结果变化幅度较大，可能与年降水量大小和强度有关。亚硝酸盐氮作为中间产物，变化幅度大与影响因素有密切的相关性。地下水中氮类污染物主要以硝酸盐氮的形式存在，占氮类污染物的96％左右。地下水中硝酸盐氮呈增长趋势，通过对1991年－2000年资料分析，变化幅度在0.5－2.0mg/l之间，也是呈增长的趋势。2001年－2008年的变化幅度在1.06－3.87mg/l之间，地下水中含量增长显著。这种增长的趋势能延续多久，地下水中硝酸盐氮含量能增长到多大，是有待于进一步研究的问题。
4、结 论
氮类化合物是农作物必需的一种肥料，氮肥的使用对提高农作物产量发挥了重要作用。但由于施肥不当或施肥过量，会对土壤和地下水产生污染。
有机氮在土壤中的主要存在形式为氨氮、亚硝酸盐和硝酸盐氮。该研究区区域内土壤性质、ph值、温度等多种因素，氮类污染物的存在形式均有利于土壤中硝化反应，抑制反硝化反应。
酸性土壤的特点篇6
关键词：含硅、钙土壤调酸剂；酸性水稻土；水稻产量
中图分类号：S156.2文献标识码：B文章编号：0439-8114（2017）06-1045-03
Doi：10.14088/ki.issn0439-8114.2017.06.013
abstract：inthetwoquarter，theacidricesoilphysicalandchemicalpropertiesandriceyieldinHubeiprovinceofriceproducingareaswereevaluatedbyusingsiliconandcalciumsoilconditioner.theresultsshowedthattheapplicationofdifferentamountofcontainingsiliconcalciumimprovedthesoilpHupto0.29，increasedthesoilsiliconaluminumratioupto0.23，hadacertaineffectofthesoilcationexchangecapacityandtheincreaseupto1.90cmol（+）/kg，increasedthericeseedsettingrateupto5.56%，increasedthegrainweightupto0.73g，hadlittereffectofthebulkdensityofsoilandthesoilorganicmatter，totalnitrogen，availablenitrogenandavailablephosphorusetc.theresultsindicatedthatinheavyacidicsoilapplicationofsilicon，calciumsoilconditionercouldimprovethesoilacidity，Si/alratioandimprovethecationexchangecapacity，whichhavelitterobviouseffecttothesoilstructureandothernutrientcontent，contrarytoriceyield.
Keywords：siliconandcalciumsoilconditioner；acidricesoil；riceyield
硅是水稻生命活动中大量需要和吸收的重要元素，对水稻产量的形成有很大的影响[1]。硅能改善水稻的形态结构，提高产量和品质，同时能提高水稻抗性，包括增强水稻的抗倒性、抗病虫害能力和抗逆境能力，还可以提高氮、磷利用率，减轻一些重金属的毒害作用[2]。
湖北省50%以上的水稻土分布在中部广袤沃野的低丘平原，是湖北省的鱼米之乡[3]，近年来，随着水稻产量和化肥施用量的逐年提高，种植水稻的土壤酸化趋势日益严重。湖北恩施州耕地土壤pH≤5.0的过酸性耕地占总面积的20.53%，超过50%的土壤呈酸性或强酸性[4]；黄冈市现有耕地中，由于多年的演变，部分耕地土壤由碱性转为中性，中性土壤转为酸性，还有的由一般酸性转变为强酸性[5]。耕地土壤酸化后主要影响土壤养分的有效性，破坏土壤结构，耕性变差，导致作物减产，农产品品质下降[6]。
含硅、钙土壤调酸剂是一种适用于酸性土壤水稻种植的土壤调理改良剂，为了验证其应用于酸性土壤改良及对水稻的增产效果，于2015年5～11月进行了相关产品应用于水稻土的田间试验，现将试验结果报告如下。
1材料与方法
1.1试验点基本情况
试验点设置在武穴市大金镇周干村，北纬29°59′，东经115°37′，地势平整，雨水充沛，排灌方便。于2015年4月（试验前）到试验点取土，土壤基本理化性状见表1。
1.2材料
1.2.1供试作物早稻为鄂早18，晚稻为湘优69。
1.2.2供试肥料及土壤改良剂早稻：基肥每公顷施30%（15-7-8）配方肥600kg，分蘖肥每公顷施46%尿素150kg，穗肥每公顷施46%尿素75kg和60%钾肥150kg。
晚稻：基肥每公顷施45%（19-13-13）配方肥600kg，分蘖肥每公顷施46%尿素75kg，穗肥每公顷施46%尿素75kg和60%钾肥75kg。
土壤调酸剂所含主要成分含量为Cao≥32%、Sio2≥16%、K2o≥5%。
1.3试验设计
试验连续进行两季，4月20日早稻育苗，5月13日小区，沟宽0.6m，埂宽0.4m，并取基础土壤，16日施基肥并移栽，株距0.2m，行距0.17m，5月22日施分蘖肥，6月23日施穗肥。
7月5日晚稻育苗，7月22日每小区取3点土样和6兜植株样，7月24日收割早稻，8月1日晚稻施基肥并移栽，株距0.2m，行距0.18m，8月7日施分蘖肥，9月9日施穗肥，10月29日每小区取3点土样和6兜植株样，11月1日收割晚稻。
设4个处理：处理1（CK），常规施肥；处理2，常规施肥+等养分含量肥料（折合K2o含量为75kg/hm2）；处理3，常规施肥+土壤调酸剂1500kg/hm2；处理4，常规施肥+土壤调酸剂1800kg/hm2；以上各处理化肥施用量、施用方法及农艺措施相同。
小区面积40m2，长8m、宽5m，小区间筑田埂并用薄膜覆盖相隔，试验设4次重复，随机区组排列。试验前、后分小区取0～20cm土壤样品，测定土壤pH、阳离子交换量等。
2结果与分析
2.1土壤调酸剂的改土效果
2.1.1土壤调酸剂对土壤pH的影响土壤调酸剂调节土壤pH的效果见表2。由表2可知，第一季水稻收获时，处理1对照（常规施肥）pH为4.93，增施等养分含量肥料处理为4.89，降低了0.04；增施土壤调酸剂1500、1800kg/hm2处理pH分别为5.14、5.17，与对照相比，增施土壤调酸剂1500、1800kg/hm2处理pH分别提高了0.21、0.24；第二季水稻收获时，4个处理pH分别为4.90、4.89、5.18、5.19，增施等养分含量肥料处理比对照降低0.01，增施土壤调酸剂1500、1800kg/hm2处理与对照相比，pH分别提高了0.28、0.29，表明增施土壤调酸剂能够提高土壤pH。
2.1.2土壤调酸剂对土壤有机质和有效养分的影响由表3可知，早稻收获时对照（常规施肥）有机质含量为20.2g/kg，增施等养分含量肥料处理与对照相比差异不明显；增施土壤调酸剂1500、1800kg/hm2处理有机质含量分别为20.3、20.5g/kg，与对照相比差异不明显；4个处理的全氮、有效磷含量差异也不明显；4个处理速效钾含量差异比较明显，其中增施等养分含量肥料处理比对照增加5.3mg/kg，增施土壤调酸剂1500、1800kg/hm2处理分别增加1.8、2.3mg/kg；4个处理硅铝率差异明显，其中对照为2.25，与对照相比，增施等养分含量肥料处理降低了0.01，增施土壤调酸剂1500、1800kg/hm2处理分别提高0.05、0.09；4个处理阳离子交换量差异比较明显，增施等养分含量肥料处理为16.00cmol（+）/kg，比对照降低0.33cmol（+）/kg，增施土壤调酸剂1500、1800kg/hm2处理与对照相比分别增加1.90、1.77cmol（+）/kg；增施土壤调酸剂1500、1800kg/hm2处理与对照、增施等养分含量肥料处理相比，土壤容重减少，但差异不明显。
晚稻收获时，增施等养分含量肥料、土壤调酸剂1500、1800kg/hm2处理有机质含量分别为21.5、21.2、21.5g/kg，与对照相比（21.3g/kg）差异不明显；4个处理的全氮含量差异也不明显；增施等养分含量肥料处理有效磷含量比对照增加1.5mg/kg，而对照、增施土壤调酸剂1500、1800kg/hm2处理之间差异不明显；4个处理间速效钾差异明显，与对照相比，其中增施等养分含量肥料处理增加5.6mg/kg，增施土壤调酸剂1500、1800kg/hm2处理均增加1.9mg/kg，增幅为2.13%；4个处理间硅铝率差异明显，其中对照为2.23，与对照相比，增施等养分含量肥料处理降低0.03，增施土壤调酸剂1500、1800kg/hm2处理分别提高0.22、0.23；4个处理阳离子交换量差异比较明显，与对照相比，增施等养分含量肥料处理增加0.18cmol（+）/kg，增施土壤调酸剂1500、1800kg/hm2处理分别增加1.10、1.64cmol（+）/kg，增幅分别为6.88%、10.25%；4个处理间的土壤容重差异不明显。
2.2土壤调酸剂对水稻生长发育及产量的影响
2.2.1土壤调酸剂对水稻生长发育的影响早稻：与对照（常规施肥）相比，每公顷增施1800kg调酸剂处理结实率提高了5.56个百分点，千粒重增加0.73g，每穗粒数多10.15粒；每公顷增施1500kg处理结实率提高了3.18个百分点，千粒重增加0.67g，每穗粒数多5.55粒（表4）。
晚稻：与对照（常规施肥）相比，每公顷增施1800kg调酸剂处理结实率提高了2.79个百分点，千粒重增加0.40g，每穗粒数多8.70粒；每公顷增施1500kg调酸剂处理结实率高2.03个百分点，千粒重增加0.35g，每穗粒数多7.50粒（表4）。
2.2.2土壤调酸剂对水稻产量的影响水稻使用土壤调酸剂，与对照（常规施肥）相比，每公顷增施1800kg调酸剂处理早稻增产幅度为6.18%，晚稻增产幅度为6.95%；每公顷增施1500kg调酸剂处理早稻增产幅度为5.10%，晚稻增产幅度为6.44%（表4）。
3小结与讨论
1）土壤调酸剂应用于pH在5.0左右的水稻土，对土壤pH有一定的影响，可以明显提高土壤pH、硅铝率和阳离子交换量，以每公顷增施1800kg调酸剂处理效果最佳；增施土壤调酸剂处理的全氮、碱解氮、有效磷含量差异均不明显，说明施用土壤调酸剂对土壤养分含量影响不大；4个处理的土壤容重有差异但是差异不大，表明土壤调酸剂可以改良土壤结构但是影响有限。
2）在对水稻产量影响方面，增施土壤调酸剂处理的水稻株高高于对照，产量相对空白对照表现为增产，且增产幅度与土壤调酸剂增施量呈正相关，以每公顷增施1800kg{酸剂处理的增产幅度最大，达6.95%，说明土壤调酸剂通过对土壤酸根离子的中和作用，缓解了土壤严重酸化趋势，从而有利于水稻生长，促进水稻分蘖、抽穗，为后期增产打下基础。
3）两季水稻收割后，增施等养分含量肥料处理的土壤pH与对照相比，均表现为降低，阳离子交换量早稻表现为降低，而晚稻表现为增加，对其他土壤理化指标影响不明显；对水稻产量影响也不明显。结果表明，由于本试验田块酸性偏重，在施肥量达到一定程度（当地常规施肥方式）后继续加大施肥量，对水稻增产无效，反而会进一步加重土壤酸化，对土壤结构也有影响。
4）在酸性较重土壤（pH在5.0左右）中施用土壤调酸剂可以提高土壤pH、硅铝率和阳离子交换量，对土壤结构和其他养分含量影响不明显，对水稻增产效果明显。应用中可以根据土壤酸化程度，合理调整土壤调酸剂用量。
5）随着土壤酸化程度的提高，水稻土特别是冷浸田中重金属含量超标风险很大。土壤pH与土壤有效态铬含量之间呈负相关[7]；外源硅施入土壤后，可以使土壤中的交换性镉的量下降，从而抑制植物对镉的吸收，缓解镉对植物的毒害作用[8]。在镉污染土壤上选用适宜的中微量和有益元素，能有效降低水稻对镉的吸收和稻米中的镉含量[9]。含硅、钙调酸剂对水稻土中重金属镉具有一定的钝化作用，但是钝化效果还有待进一步试验验证。
参考文献：
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酸性土壤的特点篇7
我国的化肥施用量增长速度快，呈现逐年递增的趋势。1985年全国化肥施用总量为1775.8万t，2002年达4339.5万t，比1985年增长1.4倍，年平均增长率为8%[2,3]。与此同时，单位面积化肥施用量也呈逐年递增趋势，2002年达到了333.7kg/hm2[2,3]（图2），高于世界平均水平。施用化肥可提高土壤肥力，改善土壤性状,创造最佳的植物营养环境,从而提高农产品的质量。但是，化肥用量并非越大越好。一般来说，各种作物对化肥的平均利用率，氮为40%～50%，磷为10%～20%，钾为30%～40%[4]。通常，化肥施用量越高，流失到环境中的数量也就越大，对生态环境的污染程度也就越高。以氮肥为例，由于施用量较高，而利用率较低，损失严重。据对我国主要粮食作物氮肥去向的研究的数据，我国氮肥的利用率在9%～72%之间，平均为30%～41%[5]化肥每年的流失量占施用量的40%左右[6]。化肥的过量施用与地区经济的发展水平有密切关系。一般来说主要发生在经济相对发达地区，尤其是种植蔬菜等经济作物的田块上。此外，也与农业生产的发展，化肥品种的单一性、施肥的盲目性、施用技术的不合理等因素有关。
2化肥施用与土壤生态环境
2.1引起土壤酸化和板结，导致土壤肥力下降长期施用化肥对土壤的酸度有较大的影响。在江西红壤中，盆栽试验结果表明，在酸性红壤中施用硫酸钾、硫酸铵等，都会使红壤的酸度有不同程度的增大[7]。同时，硫酸钾在中性和石灰性土壤中生成硫酸钙，而在酸性土壤上生成硫酸，因此在中性和石灰性土壤上长期大量施用硫酸钾，土壤中钙会逐渐减少，而使土壤板结。土壤酸化和土壤板结使耕地土壤退化，生产力降低，并可活化有害重金属元素如铝、锰、镉、汞、铅、铬等，增加它们在土壤中的活性，或导致有毒物质的释放，使之毒性增强，进一步对土壤生物造成危害。土壤酸化还能溶解土壤中的一些营养物质如钾、钙、镁等，在降雨和灌溉的作用下，向下渗漏补给地下水，使得营养成分流失，造成土壤贫瘠化，影响作物生长。大量的施用化肥，用地不养地，造成土壤肥力的普遍下降。据调查，由于长年施用化肥，华北平原土壤有机质已降到1%左右，全氮含量不到0.1%，在东北三江平原，多年重用轻养，使土壤有机质的含量从10%～11.5%下降到3%～5%[8]。从第二次全国土地普查的1403个县的汇总来看，土壤有机质低于0.6%的农田占10.6%；农田总面积的52.6%缺磷，23%缺钾，14%磷钾俱缺。由于大量使用以氮肥为主的化肥，导致很多土壤中磷或钾成为限制肥力的主要因子；缺硼、钼、锰、锌和铜的农田分别为25.6%、34.8%、15.8%、38.0%和5.2%[9]。
2.2化肥中的有害物质对土壤的污染制造化肥的矿物原料及化工原料中，含有多种重金属放射性物质和其它有害成分，它们随施肥进入农田土壤造成重金属污染。磷肥的施用，不可避免地带给土壤许多有害物质：镉、锶、氟、镭、钍等。施用磷肥过多，会使施肥土壤含镉量比一般土壤高数十倍、甚至上百倍，长期积累将造成土壤镉污染[10,11~13]。由于镉在土壤中移动性很小，不易淋失，也不为微生物所分解，被作物吸收后很易通过饮食进入并积累于人体，是某些地区骨通病、骨质疏松等重要病因之一。但是据鲁如坤等测定[14]，我国磷矿镉含量范围在0.1～571mg/kg，但大部分在0.2～2.5mg/kg，比世界主要国家磷矿都低。目前随磷肥进入土壤中的镉含量最多为0.59g／hm2,远远低于我国最低绝对环境容量（0.73kg/hm2）[15]。可以认为，国产磷肥长期施用时所带入土壤的镉量不至于造成环境问题。但是，我国还进口一些国外磷矿，这些磷矿一般含镉量远远高于我国磷矿。对于这些磷矿生产的磷肥，应对其含镉量加以监测，以确保我国土壤不受污染。有些化肥中还含有机污染物，以致生产出含酚量较高、具有异味的农产品。另外，大量施用石灰氮（氰化钙）可产生双氰胺、氰酸等有害物质，抑制土壤硝化作用，引起土壤污染，严重威胁着粮食生产。三氯乙醚的污染是一个比较典型的事例［16］，它是由于施用含三氯乙醚的废硫酸生产的普通过磷酸钙肥料所引起的。其中666.7hm2以上的污染事故在山东、河南、河北、辽宁、苏北、皖北等地曾多次发生，受害品种包括小麦、花生、玉米等10多种农作物，轻则减产，重则绝收。有的田块毁苗后重新播种多次仍然受害，损失很大。
2.3造成土壤硝酸盐（no3-）污染和土壤次生盐渍化频繁施用氮肥能直接影响土壤中no3-－n的含量水平。在过量施用氮肥和大量灌溉的情况下，肥料氮主要以硝酸态形式从土壤中淋溶损失。有试验结果表明，土壤中的硝态氮含量随施肥量的增加而增加[17~19]。古巧珍等通过大田长期定位施肥试验研究了土壤剖面硝态氮分布与累积，表明长期单施化学氮肥或氮钾、氮磷、氮磷钾肥使土壤no3--n大量积累，从而随土壤水分，通过土壤-植物系统而部分淋失[17]。与大田作物相比，蔬菜保护地施肥量大且施肥次数频繁。由于温室大棚内土壤水分蒸发快，土壤返盐现象比较严重[20]。因此大量施用化肥，容易使保护地no3-离子大量剩余与迅速累积，加速了土壤盐积和次生盐渍化[21]。崔正忠等对黑龙江省四个中心城市蔬菜保护地土壤养分变化趋势进行了研究，分析结果表明，过量施用无机肥料，致使一些保护地土壤速效氮、磷、钾含量过高，部分土壤含盐量高达0.567%，出现盐渍化现象[22]。另外，由于农民缺乏必要的技术指导，对n、p、K及微量元素肥料使用缺乏科学知识，只注重施用见效快的氮肥，导致养分供应失衡，影响作物正常吸收利用，势必引起土壤盐分的过剩而累积。设施栽培条件下，次生盐渍化通常是造成连作障碍的重要因素之一，盐分的过分积累会造成作物生理性干旱，甚至生理毒性物质的形成[23]。
3化肥施用与水环境
3.1为水体富营养化提供氮、磷等营养源
农业生产中大量施用化肥，使氮、磷等营养元素大量进入水体，引起水体富营养化，造成化肥对地表水的非点源污染。据估计，沉入河、湖的氮素约有60%来自化肥[1]。美国环保部门一项研究报告也同样估计，每年流入河流中的氮和磷量有29.1%~67.5%的n，25.0%~45.9%的p来自农田径流，并随着施肥量的增加而增加，农田是水体富营养化的主要营养源，施肥对地表水和地下水中氮、磷含量的增加有重要影响[24]。吕耀等报道：太湖流域等农业集约化较高的地区出现了施肥过量以及肥料结构不合理的现象,造成大量氮通过地表径流进入太湖，从而加剧了太湖水体富营养化[25]。张兴昌等则发现径流流失的无机氮主要以硝态氮为主[26]。
3.2氮素淋溶污染地下水
农业上长期大量施用化肥是造成地下水硝酸盐污染的重要原因。长期使用氮肥的地区，地下水含氮量在逐年增高。氮肥进入土壤后，经硝化作用产生no3-，除了被作物吸收利用外，其余的no3-不能被负电的土壤胶体吸附，因而随降雨下渗而污染地下水[8]。朱建华等认为施用氮肥不仅增加了土壤表层硝酸盐含量，同时也容易造成大量的硝酸盐被淋洗到深层土壤，形成对地下水的潜在威胁[27]。据调查，京、津、唐地区69个观测点的地下水，半数以上硝态氮含量超标，高者达67.7mg/kg[28]。有资料表明，北京市郊菜田因施用氮肥过多，地下水硝态氮含量为61.6～124.0mg/kg[29]。农田施用氮肥对地下水的污染很普遍[30]。在大量施用氮肥地区，食用水中硝态氮含量经常超过最大允许量[31]。
4化肥过量施用对作物品质及食物链的影响
过量施用化肥，不但造成肥料养分的浪费，而且对植物体内有机化合物的代谢产生不利影响。在这种情况下，植物体内可能积累过量的硝酸盐、亚硝酸盐。过量的硝酸盐和亚硝酸盐在植物体内的积累一般不会使植物受害，但是这两种化合物对动物和人的机体都是有很大毒性的，特别是亚硝酸盐，其毒性要比硝酸盐高10倍[32]。植物性产品中高含量的硝酸盐会使其产品品质明显降低。硝酸盐以过多的有毒的数量被作物大量吸收，成为作物产品的污染源。对同一种作物，氮肥施用愈多，土壤中的no3--n含量也愈高，则作物体内的no3--n含量也将随之提高[33~36]，进而经由食物或饲料，影响进入人体或畜禽体内的no3--n含量。尽管no3-本身毒性不大，但它在人体肠胃中经硝酸还原细菌的作用会转化成no2-，从而可能引起人体血液缺氧中毒反应，导致患有高铁血红蛋白血症，甚至引起窒息和死亡[32]。蔬菜是一种容易富集和残留硝酸盐污染的作物。人体摄入的硝酸盐有81.2%是来自蔬菜[37]，而施入土壤中的各种n肥又是蔬菜累积硝态氮的主要来源[38]。孙权等对宁夏灌於旱耕人为土氮肥(n)与大白菜产量及菜体和土体中硝酸盐累积的关系进行了田间试验研究[39]，结果表明，在设计范围内，施用n明显增加土体各土层中的硝态n含量，内叶硝酸盐含量随施n肥量的增加而增加，外叶硝酸盐含量在高施n时，随生育期延长而增加。陈新平等调查表明，北京市郊菜地施氮量高达每季781.5kg/hm2，过量的氮肥施用造成蔬菜（特别是叶菜类蔬菜）硝酸盐含量过高，在每公顷施氮量225～675kg的范围内，小白菜地上部分硝酸盐含量达3993～4504mg/kg[40]。
养分投入不平衡已成为制约蔬菜产量和品质提高的重要因素，超高量的化肥施用存在着巨大的环境风险。氮营养过剩一方面会导致蔬菜叶面积过大,结实不良,易感病虫害,对不良气候环境的抗逆性变弱；另一方面,氮过量会造成土壤中亚硝酸、氨气等气体挥发而引起作物地上部分直接受害，造成气体障碍[41]。磷过量，菜地土壤较其他土壤有效磷含量要高出十倍至数十倍，高磷土壤蔬菜生育期明显延长，并由于作物对n、p的过量吸收，而引起其他营养元素的缺乏、营养失调等生理病害，严重影响蔬菜的产量和品质，如形成番茄脐腐病、空果、条腐果，青椒小果，黄瓜苦味，莴苣的叶烧病以及甜瓜、芹菜的心腐病等[42]。马朝红等依据蔬菜生长需肥特性和养分平衡原理[7]，结合随机抽样调查数据分析，结果表明，武汉市市郊东西湖区蔬菜养分投入量远高于蔬菜生长需肥量，导致氮、磷在土壤中的大量积累，其中以磷最为突出，每季蔬菜磷的积累量达到220~380kg/hm2，氮积累量为80~210kg/hm2，必然会对产品品质和产量带来负面影响，增加农业环境风险。胡承孝等以潮土、黄棕壤为供试土壤，选取小白菜、番茄分别为叶菜类、果菜类代表，在土培条件下研究了氮肥水平对蔬菜品质的影响，分析表明，随着氮素水平的提高，蔬菜营养品质下降，蔬菜体内维生素C、可溶性糖含量下降，氨基酸总量及谷氨酸，脯氨酸等氨基酸含量，非蛋白氮与总氮比值升高，可滴定酸度呈直线增加，n含量逐渐增加，而p、K含量逐渐减少，硝酸盐污染加剧[43]。
5化肥施用与大气环境
化肥对大气环境的影响主要集中在氮肥上，氨挥发及nox的释放等会使大气中氮含量增加而带来一系列的影响。硝化及反硝化释放n2o到大气中造成温室效应,氮肥的使用对其它温室气体CH4及Co2的释放也有影响。而且CH4、Co2等气体在大气中的含量增加，不仅能引起温室效应，而且还能够引起臭氧层的破坏。
5.1氨挥发
氨态氮肥是化学氮肥的主体，施入土壤的氨态氮肥很容易以nH3的形式挥发逸入大气。农业生态系统中nH3的释放量每年为107t，主要来自于nH4+-n肥和动物排泄物中nH3的挥发。据王文兴等[44]估计，我国1991年全国人为源氨的排放量为8.91×106t，其中氮肥施用的排氨量占氮肥使用量的18%。据朱兆良[45]估计，我国农田氮素的主要损失途径为氨挥发、反硝化和淋失及径流损失。综合有关资料看出，稻田中氮的损失主要是反硝化和氨挥发，分别占氮肥施用量的16%~41%和9%~40%[46]。旱地，特别是石灰性土壤上撒施尿素、碳酸氢铵的nH3挥发损失很大，一般为所施n量的10%～25%[47,48]。在石灰性水稻田，由于灌溉稻田表面水层的pH高达7～8，撒施或分次施用尿素（或碳酸氢铵）的nH3挥发量很大，有时高达所施n量的40%～50%[49]。硝酸盐淋失和氮素径流损失主要发生在降水量和强度较大的地区和季节，约占氮肥施用量的0.23%~30%[23]。由此可见，我国农田氨挥发的氮素损失量可能占肥料氮肥施用量的10%以上。氨是一种刺激性气体，对眼、喉、上呼吸道刺激性很强。高含量的氨还可熏伤作物，并引起人畜中毒事故。大气氨含量的增加，可增加经由降雨等形式进入陆地水体的氨量，是造成水体富营养化的一个因素。
5.2n2o和noX的排放
随着化肥的大量施用，大气中氮氧化物含量不断增加。化肥施入土壤，有相当一部分以有机或无机氮形态的硝酸盐进入土壤，在土壤反硝化微生物作用下，会使难溶态、吸附态和水溶态的氮化合物还原成亚硝酸盐，同时转化生成氮和氮氧化物进入大气，使空气质量恶化。1992年ippC工作报告指出，由于人类活动加强，大气中n2o的含量正急剧增加，由农业系统中无机和有机氮肥的施用及生物固氮作用产生的n2o量约占年排放量的60%[50]。根据Veldkamp和Keller[51]估计，大约有所施n肥的0.5%是以nox的形式损失。
5.3CH4和Co2的排放
化肥深施能明显降低稻田CH4的释放。如尿素的深施对降低甲烷排放速度效果最好，而施在土壤表面则能增加甲烷排放。硫酸铵也是如此，虽然表施和深施都能降低CH4排放量，但施在稻田表面对降低甲烷排放程度却比施在土壤深层低得多，大致低5~10倍[52]。施肥量对稻田CH4的排放，尤其对化肥施用量的影响，研究结果相差很大，难以定论。如Cicernoe等发现施硫酸铵的稻田甲烷排放是不施肥田的5倍；Schiitz则发现施用硫酸铵总体上降低了甲烷的排放，而有些试验则认为，施肥量对甲烷特征影响不大，或没有明显规律[53]。在江苏句容稻田试验中，施氮量为100kg/hm2和200kg/hm2的处理甲烷排放量高于不施氮肥处理，但施氮量最高300kg/hm2的处理却低于对照处理[54]，所以化肥用量对稻田甲烷排放的影响仍有待进一步研究。随着农业集约化程度的提高，化肥的大量使用将会促进农田Co2的排放，如尿素地Co2通量大于不施尿素地Co2排放通量值，在整个观察期，两种田Co2平均排放量分别是262mg/(m2•h)和177mg/(m2•h)[55]。
6防治对策
随着肥料施用量的不断增加,化肥对农业生态环境的消极影响日益明显,促使人们开始反思大量施用化肥可能带来的某些问题及副作用。在国际上，掀起了以低投入、重有机，将化肥使用保持较低的水平，保障食品安全和环境安全为中心的持续农业运动，提倡推广以尽量低的化肥投入，尽量小的对环境的破坏与化肥在农业生产中的高效增产作用相结合为主要目的的“施肥制度”。若单纯地靠拒绝使用化肥来控制其污染影响是不现实的。最重要的是增加科技教育的投入，提高农民的科学素质，提高全民的环境意识，才可以有效地做到合理施肥。这与国家的政策调控也有关，核心的问题是怎样在粮食产量与环境保护、作物产量与品质之间找到平衡点，对我们国家来说，温饱问题还是非常重要的。无粮不稳，一方面要保证产量，另一方面则要保护环境。农业和土壤科学的研究要与生产实践紧密结合，做到从实践中来，再回到实践中去。研究不同土壤在不同耕作制度下的合理施肥技术，并通过地方政府定期向农民。针对当地土壤生态条件的特点，制定相应对策，科学合理地使用化肥，充分有效地发挥其肥效，尽量减轻和避免对环境的不良影响。根据我国目前土壤肥力状况和肥料资源的特点，提出以下对策。
6.1确定化肥的最适施用量
施肥量特别是氮肥，不应当超过土壤和作物的需要量。不同的土壤和相同土壤的不同地块，在养分含量上往往存在着很大的差异。而且不同作物和同一作物的不同品种，各有其不同的生育特点，它们在其生长发育过程中所需要的养分种类、数量和比例也都不一样。因此，在拟定施肥建议时必须严格按照作物的营养特性、预期产量和土壤的农化分析结果，来确定化肥的最适施用量。即要了解土壤肥力，这样才能做到合理施肥，减少淋失对生态环境的不良影响。但是由于预测土壤的供氮量比较困难,一般用“以土定产，因产定氮”法。太湖地区的水稻和小麦的田间试验统计结果证明了这一方法的可行性[45]，因此可据此并结合已有的经验确定大面积上氮肥的施用量。
6.2化肥与有机肥结合施用
实现作物养分综合管理，有机和无机相结合，是提高作物生产力和氮肥利用率的重要措施之一。有机肥是营养比较齐全的肥料而且含有丰富的有机物，对改善土壤的物理性状，提高土壤养分含量具有重要作用。据西北农业大学在米脂县的调查[49]，小麦连作多年的坡耕地，土壤有机质和全氮含量下降。而经过苜蓿倒茬的坡耕地，土壤有机质和全氮含量分别增加0.18%和0.02%(绝对值)。有机肥是供给微生物能量的主要来源，而化肥却能供给微生物生长发育所需的无机养料。因此，二者配合使用就能增加微生物的活性，促进有机物的分解，增加土壤中的速效养分，以满足作物生长的需求。有机－无机肥料结合施用符合我国肥源的国情，也是培肥土壤、建立高产、稳产农田的重要途径。
6.3氮、磷、钾等肥料配合施用
目前，我国氮、磷、钾比例及土壤养分状况与作物对养分的吸收状况不相协调。关键是必须从宏观上调整肥料结构，在配合施肥的基础上，采取“适氮、增磷、补钾”的施肥技术，使植物的矿质营养处于最佳状态。在目标施氮量中扣除一定比例的氮肥（如10%～20%[32]），视需要进行补施，这样可避免氮素过多的危害和流失。在当前钾肥亏缺较大的情况下，应当充分利用农家肥中的钾，以缓解钾素供应不足的矛盾，将有限的钾肥资源用在严重缺钾的土壤和需钾量高的作物上。同时，应重视发展我国高含量复合肥料，并以增加高含量磷肥和氮磷复混肥为主攻方向，这样既起到调整氮磷比例，又能起到逐步改变我国化肥品种结构以单一、低含量为主的现状。
酸性土壤的特点篇8
关键词：作物；必需营养元素；来源；施肥影响因素；肥料种类
中图分类号：F321.4文献标识码：a文章编号：1674-0432（2013）-22-1
1作物必需的营养元素及来源
作物需要的营养元素已知的有16种，作物需要较多的大量元素：碳、氢、氧、氮、磷、钾、镁、钙、硫9种，需要量少的微量元素：铁、氯、硼、锰、铜、锌、钼7种。每种大量元素的含量约占作物干物质重的千分之几到百分之几十，每种微量元素的含量占作物干物质重的十万分之几到千分之几。
作物所需营养元素的来源和状态是多种多样的，碳来自空气的二氧化碳，氢和氧来自空气和水的分解，碳、氢、氧三种营养元素，作物可以从空气和水中得到充足的供应，其他元素都是来自土壤，它们多以离子状态，通过根、叶进入植物体内。其中钙、镁、硫铁及其他微量元素，土壤中含量较多，或作物需要量少，除局部地区外，一般不缺乏。作物需要量多而靠土壤供给的氮、磷、钾等营养元素，在我国广大农田中都有不同程度的缺乏，这种营养元素供需矛盾，只有通过施肥给以补充，才能满足作物的需要。
2影响施肥效果的因素
2.1气候条件
主要考虑施肥前后的温度、雨量等情况。因为它们影响作物对养分的吸收、影响肥料在土壤中的变化及肥效发挥的快慢。在一定的温度范围内，温度升高，作物呼吸作用加强，吸收养分也增加。在低温条件下，作物对氮的吸收有较大影响，对磷钾的吸收影响较少。低温季节多施磷、钾肥，可以增加作物的抗逆性。温度过高，易造成土壤干旱，作物吸收养分少，生长缓慢，严重干旱时，会引起作物萎蔫或死亡。降雨量多少，直接影响土壤水分，土壤水分适宜以促进肥料的溶解和分解，有利于作物吸收，如雨水多，稀释土壤溶液浓度，加速养分淋失，降低肥效，所以雨天不宜施肥。在晴天施肥也要考虑土壤干湿程度，地湿施浓些，干时稀些，以免引起土壤溶液浓度过高影响作物生长。日照对作物吸收养分的影响也很大，作物在有充足的光照下，光合作用强，新陈代谢旺盛，吸收养分较多；反之吸收养分则少。
2.2土壤条件
土壤酸碱反应影响作物生长，也影响土壤中养分的有效性。各种作物生长都要求一定的酸碱反应，大多数作物喜欢中性或弱酸性土壤，过酸过碱的土壤都不适宜作物生长。酸性土壤含有较多的游离铁、铝离子，对作物有毒害作用，铝能抑制植物细胞的分裂，还能使磷酸固定，影响磷肥肥效。在酸性红、黄壤施用石灰，促使铝离子沉淀，避免铝的危害；碱性土壤含有强碱性的碳酸钠和碳酸氢钠，使种子难以发芽，作物也难以生长，必须进行洗碱，多施有机肥料，配合施用酸性或生理酸性肥料。
3作物营养特性
作物吸收养分具有选择性，不同作物或同一作物的不同器官，营养元素的含量都有较大差别，这是选择吸收的结果。一般说来禾谷类作物需要较多的氮、磷素营养；糖料作物和薯类作物需要较多的磷、钾素营养；豆科作物虽富含氮素，因与根瘤菌共生，能直接利用空气中的分子态氮，故不需大量施用氮肥。作物不同生育时期所需营养元素的种类、数量、比例都是不一样的。一般生长前期吸收营养的数量、强度均较低，随着生长发育的需要，养分吸收逐渐增多，后期转入成熟期，养分的吸收又逐渐减弱，各种作物又各具特点。
4肥料的种类和施肥方法
有机肥料又称农家肥料，包括农家的各种废弃物，人畜粪尿、厩肥、堆肥、沤肥、油饼、绿肥、青草、沟塘泥等。这类肥料的主要特点是：种类多，来源广，成本低，便于就地取材；养分含量全面，既有大量元素又有微量元素，养分分解释放缓慢，肥效稳长；所含有机质和分解过程中形成的腐殖质可以改良土理化性状，，提高土壤肥力；它在分解过程还能生成二氧化碳，有利于光合作用。由于有机肥具有上述特点，适于各种作物和土壤，一般都用作基肥，在土壤翻耕前均匀撒施、耕翻入土，使土肥相融，供作物整个生长发育期间所需的养分。
酸性土壤的特点篇9
关键词茶叶；土壤改良；硫磺；草炭
中图分类号S156文献标识码a文章编号1007-5739（2015）08-0232-01
茶树（Camelliasinensis）属山茶科山茶属多年生常绿木本植物，性喜温暖湿润气候，多生长在温暖湿润的热带、亚热带和暖温带地区。茶树属于典型的喜酸性植物，其根系必须在酸性土壤下生长。
济源市地处北纬35°12′，东经112°，属于典型的温带大陆性季风气候，土壤多为石灰质土壤，pH值多在7～8之间。由于济源是茶仙卢仝故里，为弘扬卢仝茶文化，培育地方特色产业，增加农民收入，在中国农科院茶叶研究所的指导下，选择条件相对适宜的地方进行土壤改良调节，进行了茶叶栽植试验，并进行跟踪检测和茶叶栽培研究，目前茶叶长势良好，取得了初步成效。
1材料与方法
1.1试验地选择
依据茶叶生长特性，选择背风向阳、土质中性偏酸的区域进行土壤改良和种植茶叶试验，本研究选择了王屋镇清虚村和思礼镇郑坪村2个地方。两地地表耕层土壤均为弱酸性，自然环境优美，周边远离工业企业。王屋清虚试验地位于王屋山区的清虚发山村，地处两山之间，为20世纪70年代人工建造的梯田，土质为少砾质中性砂石土，周边山林茂密，山上有机质含量高，沟内山泉水充足。思礼郑坪试验地毗邻九里沟景区，三面环山，为山区自然梯田，土质为多砾质薄层砂石土和红黏土。
1.2试验材料
硫磺：S的含量≥99%，水分≤2%，砷含量≤0.0001%，细度不低于400目。草炭：pH值≤6.0，有机质≥60%，腐植酸≥10%。茶树品种选择适应性较强的龙井43、天台黄茶、北斗等品种，所有茶苗均在3月22日前栽植完成。
1.3试验方法
2013年3月初，用挖掘机对茶园土地进行深翻和改良，全园深翻80cm，在深翻前将硫磺粉1950kg/hm2均匀撒施在地表，然后进行深翻，将硫磺均匀混入土中，并平整土地，捡拾石块和杂物[1-2]，共深翻改良土地4.2hm2。
土壤深翻后，按照茶园种植要求，采用双行双株条栽方式种植，大行距1.5～1.6m，小行距30～40cm，株距25cm。在茶苗定植前按规定的行株距开好种植沟，种植沟宽50cm、深30cm。开好种植沟后将草炭165～180m3/hm2均匀施入沟内（厚约5cm），并将硫磺按0.1kg/m（种植沟长度）均匀撒施在草炭表面，然后覆土回填，等待种植[3-4]。
1.4数据采集
土壤改良前，在2个试验区域共选择有代表性的5个地块，每个地块分别采集20、50、80cm3个不同深度的土样进行检测。每块地进行3点混合取样，所有地块不同深度按平均值进行记录。土壤改良60d后，每月中旬对上述5个点分别采集土样进行检测，分别于5月、6月、7月、8月、10月、11月重复采集土样进行检测，跟踪pH值变化情况[5]。
每次土壤检测后，对5个试验点数据进行原始记录，为降低试验误差，每次对不同深度数据进行算术平均，取平均值进行记录分析。
2结果与分析
将不同深度土壤pH值在坐标上进行标注，形成土壤pH值变化曲线，与对照不同土壤深度pH值进行比较。由土样检测数据（表1、图1）可以看出，由于试验地区属于典型的温带大陆性季风气候，年降雨量在600mm左右，且降雨多集中在夏季，土壤蒸发量明显大于降雨量，因此土壤逐渐碱化，并且在一定范围内随深度增加，土壤pH值逐渐增加。
在施用硫磺、草炭改良后，土壤pH值明显降低。20cm的耕层土壤，未处理前pH值已经在6.25，属于酸性土壤，并且受灌溉、降雨、耕作等农事影响，土壤pH值有所降低，但变化幅度不大；50、80cm土壤，在改良后效果显著，达到了茶叶生长的要求。
从土壤深度看，处于50cm深的土壤，由于受其他干扰因素较少，且在改良过程中硫磺、草炭等施用均匀，因此改良效果最好，pH值相对稳定均匀。
从硫磺施用时间来看，从60d开始，土壤pH值已经明显降低，在4个月后效果达到最好，在未来的连续监测中，pH值变化不大，相对稳定，并且均在茶叶生长的适宜范围，达到了预期目的。
3结论
试验结果表明，用硫磺、草炭调节土壤pH值是可行的。硫磺对土壤pH值的调节主要特点是效果持久稳定，其作用机理是硫磺施入土壤后被硫细菌氧化成硫酸酐，硫酸酐再转化成硫酸起到了调节pH值的作用，硫磺施入土壤后需要分解后才能起到调节土壤pH值的作用；草炭用于土壤改良最主要的作用是能够增加土壤的有机质。
综上所述，通过调节土壤pH值和添加土壤有机物料，可以有效地解决土壤条件对茶叶栽培的限制，为扩大茶叶种植范围，实现南茶北移，弘扬历史文化，提供切实可行的方法。
4参考文献
[1]谢兆森，吴晓春.蓝莓栽培中土壤改良的研究与进展[J].北方果树，2006（1）：1-4.
[2]张昌爱，张民，曾跃春.硫对石灰性土壤化学性质的影响[J].应用生态学报，2007（7）：1453-1458.
[3]湛润生，岳新丽.硫磺在石灰性土壤改良中的应用[J].山西大同大学学报，2009（1）：42-44.
酸性土壤的特点篇10
关键词：土壤肥力；土壤组成；土壤酸碱度
中图分类号：S158文献标识码：a
1土壤及土壤肥力
土壤是地球陆地上能够生长绿色植物的疏松表层。土壤能够生长植物是因为绿色植物生长发育必需的生活条件除日光外、水分、养分、空气和热量都是全部或部分通过土壤供给的，所以人们把土壤供给和协调植物生长发育所需要的水分、养分、空气和热量的能力，称为土壤肥力。土壤肥力是土壤的本质特征。土壤肥力因环境条件的改变而不断地发生变化。如果利用合理，土壤可以越种越肥，否则，土壤就会越种越瘦。因此，提高土壤肥力的关键是科学的管理和利用土壤。
2土壤的组成
2.1土壤质地
土壤矿物质以大小不等的土粒形式存在于土壤中。土粒分为石砾、砂粒、粉砂粒和黏粒4级。任何土壤都含有砂粒、粉砂粒和黏粒，但不同的土壤含有大小土粒数量比例不同。土壤中不同大小土粒的百分比称为土壤质地。根据土壤质地，可将土壤分为砂土、壤土、黏土3大类。砂土含砂粒多，黏粒少。土粒间孔隙大，透水性强、保水力弱，土壤水分容易缺乏，养分含量少，保肥力弱，土壤供肥力低，通气良好，有机质容易分解，昼夜温差大，早春土温容易回升，农民称砂土为暖性土。土质松散，易耕易种，不板结。因此，作物在砂土栽培时，种子容易发芽，出苗快、出苗齐，易发小苗，但中期容易脱肥，不发老苗；黏土与砂土恰好相反，含黏粒多，砂粒少，土粒间孔隙小，透水性差，保水力弱，遇水易内涝，矿质养分含量高、转化慢，土壤供肥持续时间长，土壤通气不良，有机质分解慢，早春土温不易回升，农民称凉性土。湿时泥泞，干时坚硬，宜耕期短。耕、种困难，不发小苗，发老苗；壤土具有砂土和黏土的优点，即具有良好通透性、保水保肥性，土性不冷不热，农民称温性土。土粒不散不黏，适于耕作，既发小苗也发老苗，是良好的质地类型。
2.2土壤有机质
土壤具有机质包括动植物残体、施入土壤的有机肥料和经过微生物作用形成的腐殖质。土壤有机质是土壤的重要组成部分，它不仅含有植物所需要的各种养分，而且对改良土壤也有重要作用。土壤有机质含量的多少，是衡量土壤肥沃程度的一项重要指标。土壤有机质在微生物作用下经常处在复杂的变化过程中。这种变化，概括起来有2种过程：在好气微生物作用下，将有机质分解成为可溶性无机养分，供作物吸收利用，这是有机质矿化过程；在嫌气微生物作用下，有机质转化过程中重新合成一种新的复杂有机物质―腐殖质，这是有机质的腐化过程。腐殖质是土壤有机质存在的主要形式，腐殖质能够改良土壤结构、保存养分，在一定条件下，腐殖质经过分解，又能变为可供植物利用的可溶性养分。矿质化过程是释放养分的过程，而腐殖化过程却是积累养分的过程，2种过程要求的环境条件不同。在温度高、氧气足、水分适宜的条件下，好气性微生物活跃，以矿化过程为主供应作物养料，但不利于养分的积累，易造成养分流失。
2.3土壤微生物
生活在土壤里的细菌、真菌、放线菌统称为土壤微生物。土壤微生物在土壤中具有非常重要的作用：它能把复杂的有机质分解成简单的无机养分，供植物吸收利用，同时还能把有机质转化为腐殖质，改良土壤。有些微生物能固定空气中的氮素，还有些微生物能把土壤中固体矿物质逐步分解为可溶性养分以供植物吸收利用。越是肥沃的土壤，其中微生物的数量越多。
3土壤酸碱度
土壤溶液中溶解的物质，有的产生氢离子，有的产生氢氧离子，当土壤溶液中氢离子数量多于氢氧离子数量时，土壤就显酸性；当氢氧离子数量多于氢离子数量时，土壤就显碱性。只有当土壤溶液中氢氧离子的数量和氢离子的数量相当时，土壤才呈中性。因此，土壤溶液中氢离子和氢氧离子的浓度大小称为土壤酸碱度。一般的土壤多是中性，只是略微偏酸、偏碱而已。而南方的红壤、黄壤是酸性土；北方的盐碱土是碱性土壤。不同的作物对土壤酸碱度的要求不同，有的喜酸而酸，有的比较抗碱，但大多数作物都不能在过酸过碱的土壤上生长。土壤酸碱度对土壤养分的有效性有很大的影响，过酸过碱的土壤易使磷固定，难被植物吸收，也使其他养分转化受到影响。所以，在施用化学肥料时，碱性肥料施在酸性土壤里效果最好。酸性肥料施在碱性土壤里最好。土壤微生物的活动也受酸碱度的影响，过酸过碱同样不宜于微生物活动。