曾 斌
(邻水县土壤肥料工作站,四川 邻水 638500)
所谓土壤酸化,具体指的就是在自然条件与人为条件下,土壤的酸度明显增强,导致土壤pH值下降。土壤酸化可降低土壤养分的有效性,而重金属的活性提高,土壤逐渐退化,对作物的发育与生长造成负面影响。深入研究并分析酸化土壤改良技术研究进展具有一定的现实意义。
在改良土壤酸化方面,可以合理地施用石灰,使作物充分吸收所需的养分,这也是提高作物产量与品质的主要措施。目前,对石灰改良酸化土壤的研究取得了理想的成果。根据土壤培养试验结果可以发现,石灰用量和供试酸性土壤的pH、硅、钙以及镁等有效含量存在正相关的关系,将石灰施用在酸性土壤中,可以使土壤中磷的含量增加[1]。也有研究成果表明,施用石灰后,已经酸化的烟田,其内部过氧化氢酶与土壤转化酶等的活性明显提高。也就是说,石灰的施用能够改善土壤酸化的情况,提高土壤酶活性的改善速度。
作物秸秆等有机物在缺氧,且不超过700℃的条件下裂解而形成的固体产物被称作生物质炭。在高温裂解后,生物质的芳香化程度会加深,表面积与空隙率也会逐渐增加,同时在表面形成碱性基团。施用生物质炭,可以使土壤的容重下降,而土壤阳离子交换量则会增加,作物吸收氮素的能力与利用效果不断提高。由此可见,生物质炭可以改善土壤的酸化情况,提升土壤盐基饱和度,一定程度上优化土壤的理化性质,为其保肥能力的恢复提供必要的保障。
使用四种生物质炭原材料,并将其置于300~600℃的条件下以不同的时间制备生物质炭,在制炭条件不同的情况下,生物质炭虽都是碱性,但热解的时间越长,原材料的颗粒越小,生物质炭的碱性基团含量就会越多。所以说,生物质炭的添加可以使酸性土壤的pH值增高,最重要的是,酸性土壤的改良能力会根据生物质炭碱性基团的增多而不断优化。
所谓的土壤调理剂,具体指在土壤当中添加可以对其物理性质、化学性质以及生物性质有效改善的物料,使土壤结构不断改良,减少土壤盐碱的危害,对已经污染的土壤加以修复[2]。就目前来讲,土壤调理剂的类型较多,最常见的就是白云石与碱渣。
其中,白云石属于碳酸盐矿物,含有丰富的钙元素和镁元素。研究发现,在土壤中添加白云石,90 d后,土壤的潜性酸含量相对稳定。碱渣则是制碱厂废弃物,碱性特征明显,其中所含的钙元素与镁元素、钾元素对于作物的健康生长具有积极的影响。在盆栽试验中,采用碱渣处理的方式,可使土壤的pH值提高1.72,土壤中的交换性铝含量也会随之下降。
一般酸性土壤中的钙元素、镁元素十分缺乏,而磷元素会受到铁元素与铝元素的影响,导致土壤的利用率不高,不利于作物产量的提高。在这种情况下,科学合理地施用碱性肥料,可以对酸性土壤中的碱性元素进行补充,使土壤酸化的情况得到改善,不断增强土壤的肥力,使作物的产量不断增加。
草木灰是植物体燃烧后残留的灰分,碱性含量较多,能够满足植物生长的营养元素。其属于传统的土壤肥料,来源广泛且生产难度不大,目前被广泛应用在农业生产中[3]。然而,草木灰的获得必须要燃烧秸秆,这必然会引发严重的环境问题,所以其应用也逐渐减少。
根据相关研究结果发现,部分植物物料可以改良酸性土壤性能。室内培养紫云英及豌豆秸秆的试验发现,其植物物料可以有效改良酸性土壤。其中,以上两种植物的秸秆都可提高土壤的pH值,土壤内部的阳离子交换量会随之增多,而交换性铝含量会下降。
作物的种类不同,对土壤内部离子的吸收也存在明显的区别。在这种情况下,一旦种植的作物不合理,就必然会影响其产量,甚至还会破坏土壤的结构,导致土壤严重退化。相关研究表明,豆科植物生物固氮会使土壤中的有机氮含量明显提高,但土壤中的矿化与氮硝化会导致土壤出现酸化的情况,此外,豆科作物的残茬也会加快土壤的酸化速度[4]。
导致土壤酸化的主要原因还有铵态氮肥的过量使用,所以,要有效改良酸化土壤,就应当保证施肥与浇水的合理性与适度性。只有这样,才能够降低氮肥的损失量,使氮肥的实际利用率不断提高,尽量减缓土壤酸化的速度,同时规避施肥量过大所引发的氮肥残留问题。
可以采取秸秆还田的方式,在收获作物的过程中将土壤的碱性物质带走。秸秆还田能够对碱性物质加以补充,使土壤有机质增加,改善土壤团粒结构。
目前对土壤酸化原理及机制的研究已收获了丰硕的成果,但缺少长期的定位试验,在土壤酸化理化性质改变及其影响作物生长发育程度方面的研究缺乏系统性。而酸性土壤改良技术始终将重点放在土壤改良剂的研究上,研究的整体性不够。为此,上文针对酸化土壤改良技术进行了重点研究,并从土壤改良剂与农艺措施两方面做出系统分析,以期能够为酸化土壤的改良提供有价值的参考。