湖北恩施高山片区土壤酸化的成因与治理

潘祥才， 于斌武， 刘照丰， 李雪晴， 费保琼

(1.恩施市板桥镇农业服务中心， 湖北 恩施 445031； 2.恩施州农业农村局， 湖北 恩施 445015； 3.恩施市太阳河乡农业服务中心， 湖北 恩施 445000)

湖北省酸化土壤面积达114万hm2左右，占全省耕地总面积的36.13%，其中酸化土壤(pH≤6.50)面积105万hm2以上，严重酸化(pH≤4.50)土壤面积约8.22万hm2，主要分布在鄂东大别山区、鄂西武陵山区和鄂南幕阜山区的46个县(市、区)。与第二次土壤普查相比，恩施州耕地土壤pH平均下降0.9个单位，高于全国平均水平，其中pH<5.5的耕地面积已超过耕地总面积的1/2，严重制约现代农业发展。恩施山区作为民族地区，随着市场经济范式的变化，在长期施用化肥、农药等作用下，土壤酸化有扩大化趋势[1]。恩施市高山片区的乡镇主要有新塘乡、红土乡和板桥镇，其耕地总面积约1.15万hm2，土壤酸化面积达0.73万hm2以上，其中重酸化土壤面积达0.15万hm2，土壤酸化问题已严重影响高山片区农业经济的高质量发展，土壤酸化治理迫在眉睫。为此，介绍土壤酸化的成因及其对土壤有益微生物与作物生长的影响和治理措施，以期为恩施市高山片区及类似地区土壤酸化治理提供参考。

1 土壤酸化的成因

1.1 种植作物单一且降水量大而集中

恩施市高山片区耕地种植以高山蔬菜为主，长期种植同类蔬菜，未实行轮作换茬，个别地块种植白萝卜、大白菜和甘蓝等同品种蔬菜长达30年之久，导致土壤养分严重失衡。近年来，恩施市年年涝灾频繁，降雨量极大，导致土壤中钙、镁、钾等碱性盐基大量流失，是造成高山片区土壤酸化的根本原因。

1.2 化肥及农药施用过量

当地种植户长期施用尿素、复合肥等化学肥料，极少施用农家粪和有机肥等，导致土壤有机质逐年降低，土壤的理化结构发生改变，造成土壤酸化；种植户为追求产量，大量使用农药，特别是农用除草剂，农药残留经过长期累积后沉积于土壤中，导致土壤不同程度的板结。

2 土壤酸化对土壤有益微生物及作物生长的影响

2.1 有益微生物种群的繁殖率降低

酸化土壤中细菌个体生长变小，生长繁殖速度降低，分解有机质及其蛋白质的主要微生物类群和相关真菌数量也相应降低，影响营养元素的良性循环，特别是酸雨可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和硝化能力下降，不利于农作物的生长发育[2]。

2.2 植物营养不良及根系发育受抑制

酸化土壤缺素症严重，土壤微生态环境发生根本性改变，根际有害微生物在酸性条件下大量繁殖，且病害难以控制，导致植株吸收有益菌和营养困难，产生作物营养不良状态。土壤酸化可加重土壤板结，使根系伸展困难，发根力弱，缓苗困难，易形成老小苗、老僵苗，根系发育不良、吸收功能降低，致使植株长势弱、产量降低。

2.3 肥料流失及农药施用量增大

据统计，酸化严重的土壤肥料利用率不足30%，氮素流失量达70%左右，60%～80%的磷钾成不溶性物质成分，导致不能被吸收利用。加之根系对养分的吸收利用率低，肥料流失量大、作物生长缓慢、产量及效益低。酸化土壤导致植株大部分中、微量元素吸收利用率低，植株抗病性较弱，易被病害侵染。为降低病害损失，农药施用量增加，致使其恶性循环。

3 土壤酸化治理措施

3.1 覆盖栽培及施用石灰与沼液

覆盖栽培：在农业生产中，实施覆盖栽培技术，既可减轻降水对土壤的冲刷，又可降低土壤中碱性盐基的淋溶，常用的覆盖物有地膜、杂草和秸秆等。施用石灰：施用生石灰可调节酸碱和提高养分的有效性，酸化土壤作物秋收后，将地里的秸秆杂草清除干净，撒生石灰100～150 kg/667m2，翻耕，耙匀即可。杨静等[3]报道，作物生长中，当发现作物因酸化而生长发育不良时，围蔸撒施生石灰，可降低土壤酸化程度。2018-2020年在恩施市高山片区乡镇，连续3年对土壤酸化治理的试验示范结果表明，施用生石灰酸化土壤pH提高0.22；施用有机肥pH提高0.09；施用配方肥pH提高0.03；农药减量pH提高0.02。施用沼液：农作物浇施或喷施沼液，不仅可补充氮、磷、钾等多种营养元素和各类氨基酸、赤霉素、生长素等，还可有效调节作物代谢、补充营养、增强光合作用，杀灭和抑制细菌，促进作物抗病、壮苗、增产和增收。一般施沼液800～1 000 kg/667m2，可增产20%左右。

3.2 施用农家粪与测土配方施肥

农家粪肥除了含有氮、磷、钾三大营养元素外，还含有钙、镁、硫、铁和各种微量元素，以及各种有益微生物和丰富的腐植酸，施用后土壤变松软，保肥保水性能提高，还可促进其有益微生物的活动和繁殖等[4]。一般施农家粪肥1 500～2 000 kg/667m2为宜。测土配方施肥按土壤及作物对养分的需求进行施肥，可降低化肥的施用量，能有效的防治土壤酸化[5]。如缺氮土壤，可选择施用碳酸氢铵，2.7 kg碳酸氢铵补氮效果相当于1 kg尿素，且节约成本40元/667m2左右。

3.3 减量施用农药

过量施用农药会破坏土壤的结构、杀死土壤中的有机生物和破坏土壤中的生态平衡，导致有机物失调和流失，致使土壤酸化和地力下降。因此，合理减量施用农药，可降低土壤酸化程度。