土壤酸化原因、阻控技术及改良策略分析

土壤酸化原因、阻控技术及改良策略分析

土壤酸化是影响农业生产的重要因素之一。本文通过对比1980s和2010s的土壤pH数据，分析了土壤酸化的变化趋势及其原因，并提出了相应的改良措施。研究发现，研究区土壤pH平均值呈下降趋势，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个单位的土壤面积占比24.48%。文章探讨了土壤酸化的原因，并提出了碱性物质中和技术、有机肥料替代化肥技术等改良策略。

土壤酸化现状

通过对研究区1980s农业土壤普查数据和2010s测土配方施肥项目中20 000多个土壤样本pH数据进行比较分析，探讨土壤的pH变化趋势、土壤酸化的原因、主要阻控技术以及适宜的土壤改良措施。结果表明，1980s—2010s研究区土壤pH平均值呈下降趋势，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个单位的土壤面积占比24.48%。

土壤酸化原因

土壤酸化由成土母质和化肥施用、土地利用方式、酸雨以及草木灰等碱性物质施用量减少等多种因素造成。具体原因分析如下：

1. 自然条件下成土母质的易酸性：研究区土壤是由侏罗纪中生代燕山期粗粒花岗岩侵入体形成的酸性母岩发育而成，因此有大面积的酸性花岗岩侵蚀剥落物分布。成土母质有利于酸性土壤的发育，特别是在强降水和灌溉条件下，农田土壤中大量的盐基离子（Ca2+、Mg2+、Na+和K+等）被酸性阳离子（H+、Al3+等）取代，使土壤颗粒表面吸附态H+迅速积累，而颗粒表面吸附态Ca2+、Mg2+等阳离子不断减少，导致土壤酸化。

2. 人为活动影响：

• 化肥施用：铵态氮肥等通过硝化细菌的硝化作用释放质子直接或者间接地导致了土壤酸化加速。过磷酸钙、硫酸钾等化肥含有大量酸性阴离子，其被作物吸收后，可能有部分残留在土壤中，导致土壤阳离子比例发生变化，阴离子和阳离子比例失衡，造成土壤pH下降。
• 土地利用方式变化：自然土壤转为农业耕作土壤，农作物收获过程中会从土壤中移走部分Ca2+、Mg2+和K+等盐基养分，翻耕和灌溉等农事活动进一步加速了农田土壤盐基离子的流失，导致农田土壤酸化加速。茶树种植和蔬菜等高附加值经济作物种植的增加，也是研究区土壤加速酸化的原因之一。
• 酸雨：酸雨形成的主要因子是含氮化合物和工业及汽车尾气排放物中的SO2，酸沉降导致土壤溶液中SO42-和NO3-浓度增加，促进了盐基离子的淋失，加速了土壤酸化。
• 草木灰、石灰等碱性肥料施用量减少：近年来，石灰、钙镁磷肥等碱性物质生产量、施用量下降；此外，部分地区大量使用液化气灶，减少了植物秸秆等草木灰来源，对阻控土壤进一步酸化有一定影响。

土壤酸化阻控技术

基于上述研究区土壤酸化特征和原因，探究适宜该地区土壤酸化的主要阻控技术：

1. 碱性物质中和技术：施用石灰、草木灰和钙镁磷肥等碱性物质，对改良酸性土壤效果较好，且能增加土壤中磷、钾等养分。将植物秸秆等农业废弃物与石灰、碱渣等物质配合施用效果更好。碱性物质中和技术对pH<5.5的酸性土壤有较好的改良效果。

2. 有机肥料替代化肥技术：开展测土配方、精准施肥等科学施肥技术，可以减少化肥施用量，特别是减少尿素和铵态氮肥的施用，有利于减少H+排放，起到改良土壤的效果。作物秸秆、农业废弃物及其制备的有机肥料含有一定量的碱性物质，尤其以鸡粪和羊粪等制备的有机肥料含有较多的碱性物质，用该有机肥料替代部分化肥施入土壤中，可以促进土壤团粒结构的形成，起到改善土壤酸碱度的作用。

3. 农水工程措施降潜治渍技术：冷浸田是研究区主要的酸性土壤之一，通过加大冷浸田的农水工程建设，降低地下水位，同时开展种地与养地结合、农田深耕日晒种养结合，有利于土壤中还原性物质氧化，加速土壤熟化，达到改良酸性土壤的目的。该技术在研究区潜育性水稻土改良中可以大力推广。

4. 绿肥+生物菌肥改良技术：绿肥是有机肥的重要来源。绿肥种植不仅可以增加土壤养分含量，提高土壤肥力，减少化肥用量，还可以降低大量施用养殖场有机肥带来的重金属污染风险，提升土壤pH，改善土壤环境质量。将套种豆科作物+施用生物菌肥等作为核心技术进行推广应用，可以加快土壤生物体系修复，平衡土壤酸碱度和提高肥力。

土壤酸化改良策略

针对土壤酸化特征及形成原因，以及现行的主要土壤酸化阻控技术，结合研究区实际情况，提出土壤改良策略：

1. 增加石灰、有机物灰渣等碱性物质施用：增施石灰和富含养分的农业废弃物灰渣是一种直接、有效的改良措施。增施石灰等碱性物质，或增施富含养分的农业废弃物灰渣，或增施与动植物等生物质产生的灰渣是该地区酸性土壤改良的有效措施。

2. 施用有机肥料、绿肥及酸性土壤改良剂：有机肥料含有一定量的碱性物质，将石灰等无机改良剂与有机肥、秸秆或秸秆生物质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，保持土壤养分平衡。因此，引导农户对村庄附近交通方便的耕地增施熟化的农家肥，对偏远地块农田增施商品有机肥及酸性土壤改良剂；实行绿肥种植模式，以提高土壤有机质含量，平衡土壤养分，推广保护性耕作，实现用地与养地结合。增施有机肥料等措施较适合大面积推广。

3. 推广测土配方、精准及定额制等科学施肥技术：在测土配方项目基础上，继续对研究区土壤进行取样和检测，依据土壤养分状况和作物需肥规律，调整施肥结构，提出氮、磷和钾的适宜比例及用量，协调养分比例及增施相应量的中微量元素肥料。基本达到精准施肥和定额制施肥，使养分供应平衡，同时又可满足作物各生育期对养分的需要，有目的地进行养分补给，逐渐解决施肥不平衡造成的土壤酸化问题。

4. 实施农水工程改良措施：采取农水工程措施降潜治渍和实行水旱轮作，是研究区农田土壤阻控土壤酸化的有效改良措施之一。对农田特别是冷浸田开展农水工程建设，提前开好靠山沟和排水沟，降低土壤的地下水位，在水稻收割后，开展水旱轮作，抑制土壤酸化。

综上所述，研究区土壤pH平均值呈下降趋势，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个单位的土壤面积占比24.48%。土壤酸化由成土母质和化肥施用、土地利用方式、酸雨以及草木灰等碱性物质施用量减少等多种因素造成；基于土壤酸化原因，探讨了现行的土壤酸化阻控技术，提出增加石灰、有机物灰渣等碱性物质和增加有机肥料等适宜研究区实际情况的土壤改良措施。