长汀县耕地土壤PH空间分布特征研究

(成都理工大学 四川 成都 610059)

引言

土壤酸碱度是土壤形成过程中综合因子相互作用的结果，是土壤的许多化学性质，例如盐基状况的综合反映。近年来，由于酸沉降、不当的种植和错误的施肥模式，以及大量的施用铵态氮肥等都加剧了土壤酸化问题。

福建省龙岩市长汀县长期以来作为水土流失的重点研究区域，土壤酸化问题也十分突出。土壤的酸化问题导致的直接后果是土壤的化学性质相应的发生变化，一般情况下，土壤的酸化伴随着土壤肥力退化，而土壤肥力的退化又直接地影响到农作物产量等。

一、研究区域概况及数据处理

(一)长汀县区域概况。长汀县，别称“汀州”，地处闽赣两省的边陲要冲福建省的西部山区，位于汀江上游，武夷山脉的南段，共辖18个乡镇。长汀县在地势上东部、西部和北部三面较高，南部、中部低，地势总体是自北向南倾斜。全省的地貌区划上属于闽西南上古生代覆盖层地山丘陵地貌，全县主要以低山、丘陵为主。

(二)数据来源及处理。本文的研究数据主要来源于福建省长汀县行政区划图；长汀县土地利用现状图；长汀县土壤图；另外，475个采样点属性数据来源于2008年长汀县耕地测土配方施肥项目的数据库，为确保采样点属性数据具有完整性和代表性，主要从采样点位置、经纬度、pH、有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷及速效钾等方面筛选出475个采样点，覆盖有长汀县主要农作物单产、总产及播种面积等相关统计数据，以及长汀县各乡镇有机肥及化肥使用情况资料等。

二、结果与分析

(一)长汀县各乡镇耕地土壤pH空间分布。475个采样点属性数据在长汀县耕地土壤中分布均匀，采样点密集区域耕地集中。根据土壤pH值分级标准，长汀县各乡镇耕地土壤的pH值主要分布在4.13～4.71之间，说明长汀县耕地土壤以酸性为主。各乡镇的耕地土壤pH平均值在4.25～4.42之间，均属于强酸性水平，其中平均值最高的是大同镇(4.42)；平均值最低的是宜成乡(4.25)。

(二)长汀县不同土壤类型耕地土壤pH分布特征。从长汀县不同土壤类型耕地土壤pH值分布来看，主要选取了潮土、红壤、黄壤、水稻土、紫色土5种土类。长汀县各土类耕地土壤pH值均4.1～4.8之间，各土类土壤pH均值大小依次为：潮土(4.35)>红壤(4.33)>水稻土(4.32)>紫色土(4.31)>黄壤(4.29)，均处于强酸性水平。

(三)长汀县不同土地利用类型耕地土壤pH分布特征。长汀县三种利用类型耕地土壤均为强酸性，大小排序依次为：水田(4.33)>旱地(4.32)>水浇地(4.32)。水浇地的pH值变化较小，应该跟样本数量有关；而水田的pH值变化范围从4.13～4.71，变化最大。

三、长汀县耕地土壤pH值空间分布原因分析

(一)长汀县各乡镇耕地土壤均值呈酸性的原因分析

1.长汀县位于中亚热带季风气候区，全县气候温和湿润。当降雨量超过蒸发量时，土壤发生淋溶过程，土壤中沿剖面向下迁移的水溶性物质会进入地下水或随地表径流进入地表水。由于氢离子的性质十分活跃，当降雨中含有氢离子或产生氢离子时，很容易与土壤发生反应，在土壤中消耗碱性物质，导致土壤呈酸性。

2.农业生产中长期不合理的施肥也是土壤酸化的重要原因。长期施用硫酸铵、氯化钾等酸性和生理性酸性肥料，导致土壤中的有机质含量降低、缓冲能力下降，加剧了土壤的酸化。

(二)长汀县不同土壤类型耕地土壤酸化原因分析

1.长汀县耕地最主要的土壤类型为红壤，红壤本身带有酸性较强的特点，受地区降水丰富、气温高的影响，土壤的风化和淋溶作用强烈。土壤中的碱性物质随水不断发生淋溶作用，土壤pH值逐渐下降。酸性土壤中的交换性酸主要以交换态铝形态存在，随着土壤酸化的发展，土壤pH值降低。

2.铝是酸性红壤的主要来源，铝的水解使土壤溶液中的pH降低、酸度增强，从而导致土壤酸化。

3.福建省长汀县作为全国丘陵红壤区水土流失最严重的区域，全县水土流失面积达975.154km2。长汀县红壤面积广，受降水影响，土壤的淋溶作用强烈，土层脆弱；严重的水土流失导致地表大面积的裸露，缺少植被对土壤的酸化进行调节，直接造成了长汀县耕地土壤pH过低。

(三)长汀县不同土地利用类型耕地土壤酸化原因分析。伴随着土壤的干湿交替，土壤的pH值也会发生变化。研究表明，耕地中的土壤干湿交替的过程在一定程度上对土壤酸度会起到加速作用。原因是土壤在落干状态下，土壤中的黄铁矿物质易氧化，导致旱地还原硫氧化产酸速率降低。

四、长汀县耕地土壤酸化改善措施

(一)控制氮肥施用量，提高氮肥的利用率。铵态氮肥的施用是耕地土壤加速酸化的重要原因，施入土壤中的氨元素在微生物作用下发生硝化反应并会释放质子。在保障粮食安全的前提下，控制氮肥的施用量、提高氮肥的利用率，不仅可以减少氮素损失对环境造成的污染，而且也是减缓耕地土壤酸化的重要途径。

(二)减少豆科植物的种植。若将作物收获后进行秸秆还田，作物中吸收和积累的大部分碱性物质能够重新回归土壤，保持土壤体系的酸碱平衡，可以起到减缓土壤酸化的作用。豆科植物的固氮作用，增加了土壤有机氮水平，有机氮的固化和随后的硝化作用会加速土壤酸化。

(三)在耕地土壤中施用石灰类物质。石灰的施用能有效地抵抗土壤酸化，且随着石灰用量的增加，其降酸作用也会随之提高，并能保持相当长的一段时间。但石灰的频繁施用可能导致土壤再酸化，过量施用石灰不但会造成某些微量金属元素的缺乏，还会加剧铝的毒性，抑制作物生长。

(四)增加施用有机物质。有机物质的施用不仅可以增加土壤的缓冲容量，而且由于有机物质有较强的吸附可利用的营养物质的能力，在土壤中添加有机物质可以有效的提高土壤的pH值，降低铝的饱和度，从而改善作物生长的环境，降低土壤对酸的敏感性。

(五)在酸性土壤中添加生物质炭。生物质碳呈碱性，富含盐基阳离子。利用生物质碳作为酸性土壤调理剂可以中和土壤酸度，提高土壤pH值。由农作物秸秆等农用废弃物制备的生物质炭，含有大量的碱性物质，非常适合用作酸性土壤的改良剂。

(六)植树造林，提高地表植被覆盖率。由于土壤侵蚀严重，长汀县地表裸露问题十分突出。加强地表植被的复垦、植树造林，不仅有利于控制水土流失，保护地表，更有利于对酸性土壤的调节中和。