新邵县稻田土壤酸化的现状和改良措施

陈光明 新邵县农业局

土壤酸化主要是指土壤中H+和Al3+数量的增加.据报道，我国酸化土壤达到了2.04×108hm2，占到了国土面积的40%，其中大部分土壤pH值低于5.5，甚至在4.5以下，土壤酸化已成为影响农作物产量的重要因素。近年来，新邵县水稻生产上出现了分蘖力下降，结实率和有效穗减少，病虫害发生范围广、危害程度深，施肥效果差，水稻产量明显偏低。为寻找这种现象产生的原因，笔者查找了新邵县近20年来的气象资料，对新邵县第二次土壤普查资料、2008年-2010年实施测土配方施肥项目的土壤检测结果及近年来对稻田土壤pH值的动态监测结果进行了系统分析，初步认定土壤pH值下降，耕作层土壤酸化是一个非常重要的原因。

一、新邵县稻田土壤酸碱度的现状

1.第二次土壤普查时期新邵县耕地土壤酸碱度状况。第二次土壤普查时新邵县稻田土壤pH值基本处于4.5-6.5之间，pH值小于4.5的水田1885亩，占水田总面积的0.57%，pH值为4.5-5.5的46513亩，占14.06%，pH值为5.5-6.5的282359亩，占85.37%。可见全县绝大部分的水田土壤pH值处于5.5-6.5之间，基本适合水稻的正常生长。

2.新邵县耕地土壤酸碱度现状和变化情况。2008年至2010年实施测土配方施肥项目时，在第二次土壤普查的基础上对全县耕地土壤进行了调查取样测试，基本摸清了第二次土壤普查以来全县耕地土壤的pH值变化情况。从对全县稻田土壤pH值统计结果可知（表1），我县稻田土壤全面酸化。如pH值4.5-5.5的稻田土壤面积在第二次土壤普查时为46513亩，仅占全县稻田总面积的14.06%，而本次测土配方施肥调查统计的面积达到了308438亩，占全县稻田调查总面积的49.35%，本次调查较第二次土壤普查增加了261925亩，在稻田面积中的占比增加了35.29%，而pH值在5.5-6.5最适宜水稻生长的稻田面积仅为312750亩 ，占全县稻田调查总面积的50.04%，而占比却下降了35.33%。可见，新邵县稻田土壤酸化已成普遍现象，最适宜水稻生长的稻田大幅度减少。

表1 新邵县稻田土壤PH值面积变化表

二、稻田土壤酸化的原因分析

土壤自然酸化是土壤中动植物呼吸作用产生的碳酸及动植物残体经微生物分解产生的有机酸使土壤变酸。造成土壤酸化的主要原因是人为因素。主要有两方面：一是酸性气体的大量排放导致酸沉降的增加，空气中的CO2、SO2经过化学反应形成强酸通过雨水进入土壤；另一方面是不当的农业措施，如大量施用化肥特别是铵态氮肥，造成土壤酸化。经调查，造成我县稻田土壤酸化的主要原因有以下四点：

1.有机肥施用量减少。据研究，施用有机肥能平衡土壤的酸碱度，而增施有机肥可提高土壤有机质含量，改善土壤结构，增强土壤保水保肥能力，减少土壤养分流失。近年来，我县农户养殖的家禽、家畜数量锐减，而养殖大户的粪尿肥过于集中，加之劳力成本增加，运输费用连年增长，农户施用有机肥的积极性降低，耕地有机肥的投入量逐年减少，有些交通不便的耕地甚至从未使用过有机肥。据调查，1990年代我县各类有机肥施用总量为36.45万吨，亩平445.8公斤，2010年全县有机肥施用总量为26.57万吨，亩平324.9公斤，减少27.1%。另外有机肥施用方法不当也可使土壤酸化，施用未经腐熟的有机肥，因农作物秸秆在土壤中进行厌氧呼吸，产生大量的亚硝酸根和胡敏酸等酸性物质，而增加土壤酸度。

2.长期过量施用化学肥料。长期过量施用化肥是造成耕地土壤酸化的重要原因。过量施用化肥使土壤中ˉPO4、ˉCO3、ˉCL、ˉSO4、ˉNO3等酸根离子累积，而阳离子则从土壤胶粒上置换出H＋积累于耕作层土壤中，而铵态氮可使土壤中交换性铝离子增加，土壤中的交换性铝离子水解后产生大量氢离子，从而造成土壤酸化。1999年全县化肥施用总量为22636吨（折纯，下同），亩平用量13.2公斤，2010年全县化肥施用量24428万吨，亩平用量14.3公斤，2010年较1999年化肥施用量增加1792吨，增长7.9%，亩平用量增加1.1公斤，增长8.3%。

3.工矿废物直接排放。近年来随着县域经济的快速发展，我县工矿企业数量不断增加，规模不断扩大，工矿废水、废气和固体废物排放量加大。受其影响，工厂、矿山附近耕地及河流灌溉区域的耕地使用的灌溉水受到废水的侵袭，也是造成我县耕地土壤酸化的重要原因。

4.酸雨。酸雨是pH小于5.6的大气降水的总称，包括各种酸性的雨、雾、雪、霜等形式。酸雨中的H2CO3、H2SO4、H2NO3等酸性物质随雨水沉降进入耕作层土壤，造成土壤酸化。

三、耕层土壤酸化对稻田土壤肥力和水稻生长发育的影响

当土壤溶液pH值过低的情况下，由于Ca2+、Mg2+的含量减少和H+的增多导致土壤结构被破坏，土壤调节水、气、肥、热等能力的下降。一方面，酸化对土壤团聚体的稳定性降低。另一方面，土壤酸化对土壤微结构也有一定影响。主要表现为土壤微龟裂密度增大、数量增多，从而破坏了微团聚体的结合，使水分运行加快，渗漏和毛管蒸发作用增强，土壤耐旱性减弱，降低了土壤肥力，影响作物的生长。水稻虽然有较强的耐酸性，但稻田耕作层土壤pH值下降（酸性增强），所带来的病虫害将阻碍水稻的生长，强酸环境还会加速有毒金属的滤出，因而影响水稻的产量和品质。

1.土壤酸化造成土壤有毒物质积累和土壤有效养分流失。土壤酸化后，可加速土壤中含铝的原生和次生矿物风化而释放大量铝离子，形成植物可吸收形态的铝化合物。植物长期过量吸收铝会中毒，甚至死亡。土壤过酸还可加速土壤矿物质营养元素流失，改变土壤结构，导致土壤贫瘠化。水溶性硼在微酸性或中性土壤中吸收利用的效率最高，但过酸的土壤因提高了水溶性的硼含量而造成流失。酸化土壤中K、Na、Ca、Mg等盐基离子淋失严重，N素吸收受阻，影响作物对养分的吸收，进一步地影响作物产量。

2.土壤过酸会改变土壤微生物种群。土壤酸化可使土壤微生物种群变化，细菌个体生长变小，生长繁殖速度降低。同时，也会降低土壤中氨化细菌和固氮细菌的数量，使土壤微生物的氨化作用和硝化作用能力下降，对农作物生长大为不利。

3.土壤酸化对水稻生产的影响。主要表现在两个方面，一是在较低土壤pH条件下,水稻分蘖前期分蘖发生速度较慢,进入分蘖高峰期较迟，从而引起水稻有效穗数和结实率显著下降,造成产量下降。二是随着土壤pH的下降,水稻生育期延长,物质生产量下降,产量降低。

4.土壤酸化诱导了水稻病虫害的发生。土壤过酸将导致农作物，抗病能力减弱，产量下降。据调查统计，我县近年来水稻霜霉病、稻水象甲等病虫害发生范围的迅速扩展，与稻田土壤酸化有较大的关系。据我县植保站调查，水稻霜霉病、稻水象甲等病虫害在pH≤5.0的稻田较pH≥5.5的发生程度明显增大，施用石灰等物质提高pH值后，霜霉病发生率下降，稻水象甲虫量减少。

四、酸化土壤改良的主要技术措施

1.土壤改良过程共分两个阶段：①保土阶段，采取工程或生物措施，使土壤流失量控制在容许流失量范围内。②改土阶段。其目的是增加土壤有机质和养分含量，改良土壤性状，提高土壤肥力。改土措施主要是种植豆科绿肥或多施农家肥。

2.用化学改良剂改变土壤。常用的化学改良剂有石灰、石膏、磷石膏、氯化钙、硫酸亚铁、腐殖酸钙等，对酸性土壤，则需施用石灰性物质。化学改良要结合水利、农业等措施，才能取得更好的效果。具体措施有：适时耕作，增施有机肥，改良贫瘠土壤；客土、漫沙、等，改良过砂过粘土壤；平整土地；设立灌、排渠系，排水洗盐、种稻洗盐等，改良盐碱土草等。

3.防止土壤酸化和酸化土壤改良的基本措施有：（1）水利土壤改良，如建立农田排灌工程，调节地下水位，改善土壤水分状况，排除和防止沼泽地和酸化；（2）工程土壤改良，如运用平整土地，兴修梯田，引洪漫淤等工程措施改良土壤条件；（3）生物土壤改良，用各种生物途径种植绿肥、放牧增加土壤有机质以提高土壤肥力或营造防护林等；（4）耕作土壤改良，改进耕作方法，改良土壤条件；(5)化学土壤改良，如合理施用化肥和各种土壤改良剂等，高土壤肥力，改善土壤结构。（6）改进施肥技术。通过区域总量控制和分期调控等新的施肥技术，可在保证粮食产量的前提下降低氮肥用量30%─60%，既不造成污染，也不影响土壤质量，还能实现作物增产、土壤培肥和环境保护。（7） 大力推广应用清洁能源，降低SO2等成酸气体的排放量，制止酸雨发展。

五、酸化土壤改良技术推广应用的措施和建议

从以上分析可知，造成我县耕地土壤酸化的主要原因是有机肥用量减少和施用方法不当、长期过量施用化肥、工业污染和酸雨。根据调查分析结果和酸化土壤改良的基本原理，在此提出我县稻田酸化土壤改良的主要措施。

（一）大力推广有机肥腐熟技术，增施有机肥

1.推广有机肥发酵腐熟新技术，提高有机肥肥效，避免有机肥发酵过程产生的有害物质进入耕地土壤。如推广生物腐熟剂在制作腐熟有机肥中的应用。

2.推广沼液肥的施用技术，提高动物粪肥的效益。

3.扩大绿肥种植面积，推广应用绿肥腐熟施用技术。

4.推广秸秆粉碎还田、秸秆过腹还田、秸秆腐熟剂应用技术，防止秸秆在土壤中腐熟产生的酸性物质积累。

（二）加强农田水利建设

一是建立合理的农田灌溉系统，提高农田灌溉效率；二是科学建立农田排水系统，降低冷浸稻田的地下水位，防止洪水对耕地过度冲刷；三是推广节水农业技术，主要推广喷灌、滴灌技术和设施农业。

（三）推广平衡施肥技术，改进施肥方法

普及测土配方施肥，大力推广平衡施肥技术。一是深化施肥配方研制，因地制宜研制稻田肥料配方，提高肥料利用率，降低化肥的施用量。过量施用氮肥会引起土壤酸化加剧，研究推广氮、磷、钾和中微量元素平衡施肥技术是防止土壤酸化有效措施。

（四）推广应用土壤改良剂，降低土壤酸度

酸性土壤改良最直接有效的人工改良剂是施用生石灰，每亩稻田施用160公斤生石灰，可使土壤pH值提高0.3-0.8个单位。但用石灰改良酸化土壤应注意不能频繁施用，一般在施用石灰18个月，土壤中的pH值达到最高。在施用石灰的同时施用其它碱性肥料如草木灰、火土灰等，可防止土壤的复酸化作用。近年来人们研制的微生物制剂和土壤调理剂，对改良土壤有很好的效果。

（五）推广叶面施肥技术，减少根际肥料的施用量

叶面施肥可在减少土壤中化肥投入量的情况下使农作物一样获得较高的经济产量。通过叶面施肥可加速农作物根系对土壤中养分的吸收，提高肥料利用率，降低了化肥的施用量，减少了各种酸根离子在土壤中的积累，提高土壤pH值。

（六）加强对工业和生活排放物的监测

工业和生活废水、废气、废渣排放对农业生态环境的主要污染源，也是稻田土壤酸化的重要原因。因此，建立严格的工业和生活废物排放监测系统，推广应用清洁能源，减少工业和生活废气的排放，是改善农业生态环境，防止我县稻田土壤酸化的重要手段。

综上所述，新邵县稻田土壤在第二次土壤普查后酸化较严重，为提高稻田土壤的肥力水平，改良酸化土壤，促进新邵粮食生产的可持续发展，建议对所有县域内的pH值小于5.5的18万余亩的稻田采取以施用生石灰为主的土壤改良措施，配合施用化学土壤改良剂，增施有机肥，普及平衡施肥技术，种植绿肥，改进农田排灌条件；对耕地土壤施肥和土壤环境进行经常性、制度性的监测管理。