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土壤酸化的成因与治理措施

添加时间:2019-02-18 13:26

  摘    要: 近年来, 红岩寺镇的耕地面积逐渐增加, 粮食产量也迅速增加。然而, 由于耕地酸化严重, 给农业生产的稳定发展带来较大的隐患, 由此对红岩寺镇耕地酸化现状进行了分析, 分析了土壤酸化的原因, 提出了控制措施, 希望能为制定耕地酸化改善方案提供依据以及技术指导。

  关键词: 土壤酸化; 现状; 成因; 治理措施;

  土壤酸化是土壤形成和发展过程中的一个缓慢的自然过程。当降雨量过大时, 土壤溶液中的盐离子随水不断地移动, 从而降低表层土壤的阳离子。交换性酸逐渐形成, 土壤呈酸性或强酸性。然而, 由于近几十年人类活动强度的增加, 特别是工业和农田土壤高强度利用引起的酸沉降增加, 大量的外源H+不断进入土壤, 从而加速了酸化的程度, 严重影响了人们的对农业生产和自然生态环境。

  1 耕地土壤的酸化现状

  红岩寺镇属亚热带季风气候, 由于海拔的差异, 气候条件不同。虽然雨量相对充沛, 但光照不足, 热量低。2017年, 红岩寺镇耕地面积1133.3hm2, 水稻面积180hm2, 土壤酸化面积400hm2。通过对测土配方试验土壤样品的检测, 发现红岩寺镇农田酸化严重。土壤平均pH值为5.12, 比第2次土壤调查低1.36个单位。处于强酸水平, 最大值为7.61, 最小值为2.83, pH值>7.5的碱性土壤逐渐消失, 仅0.43%, 仅22.52%的耕地为中性, pH<6.5为76.71%, 59.05%的耕地为强酸性, 尤其是pH<4.5个极端酸性农田占33.23%, 面积近56hm2。

  2 土壤酸化的成因

  土壤酸化是由于中性盐和碱性盐类离子在土壤中的持续损失。吸收络合物接受酸性离子, 如H+和A13+, 导致在整个土壤中的pH和酸度降低。土壤强酸的变化主要有2个原因:天然的和人为的。

  2.1 强降雨造成的土壤酸化

  在强降雨的影响下, 土壤中的盐离子会被水过滤。水和空气中的氢离子被土壤吸收, 取代原有的盐离子, 导致土壤酸化。当土壤中溶解和脱盐的碱基超过供给时, 土壤就形成不饱和酸性土壤。红岩寺镇降水较为集中, 5—9月降水1300m。此时温度较高, 加剧了沉积物的浸出, 加速了土壤酸化。

  2.2 酸雨造成的土壤酸化

  红岩寺镇降雨量较多, 在降雨的过程中, 土壤中的盐离子被淋滤, 氢离子被土壤吸收, 进一步转化为铝土矿。如果土壤中溶解的土壤基质超过供给, 土壤就会逐渐变酸。红岩寺年降水量约1200mm, 5—10月相对集中。月平均降水量超过100mm, 占全年降水量的81.5%。510月的高温加剧了浸出的影响。在第二次土壤调查中, 红岩寺镇土壤速效钾平均为128.9mg/kg, 只有4%的土壤小于50mg/kg, 35%的土壤在50~100mg/kg之间, 61%的土壤超过100mg/kg。经过30a的沉淀浸出, 土壤速效钾含量下降了19.3%, 土壤速效钾含量在100mg/kg以下的, 从37%上升到46%。

  2.3 化肥的不合理使用导致土壤酸化

  长期以来, 人们对农业生产、氮肥过多、施肥结构不合理、耕地质量保护忽视, 是造成土壤酸化的主要原因。相关数据表明, 红岩寺镇农业生产中的氮肥用量约为40kg/m2, 蔬菜和其他作物的氮素用量较多, 但实际使用量较大。氮肥用量仅为30%~50%。氮肥由于硝化作用而在土壤中产生亚硝酸盐, 形成H+, 导致土壤酸化和盐渍化。同时, 氮、磷、钾在肥料结构中的比例不合理。一般来说, N占总养分的70.6%, P2O5占10.2%, K2O占19.3%, 微量元素如钙和镁。投入也相对不足, 导致土壤养分失衡。土壤胶体中的钙、镁等基本元素很容易被氢离子取代, 土壤p H值迅速下降。
 

土壤酸化的成因与治理措施
 

  2.4 工业污染造成的酸雨

  当工业生产中排放的酸性气体如SO2和NO进入大气中时, 溶解在水中以形成水冷却中的酸, 然后通过某些污染物的催化形成硫酸和硝酸, 在降雨的过程中形成酸雨, 酸雨的形成是土壤酸化的原因之一。

  3 土壤酸化治理的对策

  3.1 加强耕地酸化状况监测, 建立实时信息管理体系

  工业污染物在加速土壤酸化, 尤其是酸沉降方面特别有效。加强工业废气、废水、废渣的监测, 不仅有利于减缓土壤酸化进程, 而且有利于保护生态环境, 减少对人类环境污染的危害。基于污染物排放的模拟视野, 从污染源控制的角度出发, 结合科学、经济和控制措施的实用性, 合理制定控制和管理政策。在现有的农业监测资源中, 对土壤酸化监测站点、质量文件和数据库进行了补充和改进, 以加强对土壤酸化、酸化敏感性和酸化关键点的监测, 并进一步研究土壤酸化。了解金属和水的化学形态, 及时有效地处理碳、磷、氮和其他有机物质的影响。

  3.2 大力推广测土配方施肥技术, 提高肥料利用率

  土壤试验和配方施肥是控制化肥污染的重要技术。主要从3个方面考虑:选择适宜的肥料品种, 不长期使用同一肥料, 掌握施肥时间和用量, 采用分层施肥和深施肥的方法, 减少肥料损失, 同时促进控释肥的施用, 减少肥料流失和淋失, 提高肥料利用率;配合化肥和有机肥, 特别是推广有机肥的使用。秸秆还田技术和绿肥生产的发展, 不断改善土壤有机质含量, 改善土壤物理化学性质, 土壤孔隙度不紧凑, 土壤肥力和肥料作物利用率;增加磷肥用量。稀土、钾和微肥, 通过土壤磷、钾和多种微量元素的联合促进作用。促进氮肥在作物上的应用。提高吸收和利用效率, 降低土壤和作物硝酸盐含量, 改善土壤性质, 改进具体措施:从土壤养分试验、肥料田间试验、科学配方施肥、施肥技术指导等方面, 建立养分管理数据库。

  3.3 推广秸秆还田

  有机材料在农业生产中的应用, 使酸性土壤更加优良。有机材料还可以与单一铝结合, 降低土壤交换性铝含量, 降低铝对植物的毒性。因此, 秸秆还田不仅能提供作物生长所需的养分, 提高土壤肥力, 增加土壤微生物活性, 缓解土壤酸化。此外, 秸秆灰是碱性的, 焚烧后的秸秆灰也可以考虑回到田间, 改善土壤酸化。

  3.4 推广应用新型材料, 改良酸化土壤

  根据土壤性质, 应选用合适的材料。因为如果不恰当地使用改性剂, 改性剂本身带来的一些负面影响将导致2种污染, 甚至带来更糟的情况。例如, 工业副产物含有一定量的重金属, 这可能导致土壤、水和生物污染。因此, 面对土壤酸化, 有必要开发无毒、富含物质的生态改良产品, 有效地促进人类、动物、植物和土壤环境的改善, 建立一个有效合理的应用系统。

  3.5 改进耕作方式, 提高农业管理水平

  耕作对土壤的理化性质有重要影响。适宜的种植和耕作方法可以提高土壤的性能和保水率。通过垄播、深耕等耕作措施, 培育丰富的耕层, 形成良好的土壤结构, 提高土壤肥力, 改善土壤结构, 提高土壤容重, 提高作物品种。改善结构布局, 促进氮肥的合理选择和施用。该方法能在一定程度上缓解酸化, 提高农业生产效率。

  3.6 注重土地的养护

  根据土地的实际情况和经济发展的需要, 合理规划土地利用, 保护基本农田, 提高基本农田质量, 促进土地生态建设, 构建和谐生态。同时, 要最大限度地保护生态环境, 合理开发利用种植与利用相结合的方式。红岩寺镇水、土壤、气体和热量的自然条件有助于光能转化为生物质, 不仅可以提高耕作效率, 还可以有效治理土壤酸化, 具有巨大的潜力。

  4 结语

  红岩寺镇土壤酸化严重, 分布范围广, 影响了红岩寺镇的农作物产量和农产品质量。虽然土壤酸化已治理多年, 取得了一定的控制效果, 但远不能满足实际需求。土壤酸化的发展需要全社会的共同努力。通过持续不断的治理, 可以达到预期的目标。如何继续实施有效的技术措施来解决这一问题, 也是未来农业技术部门需要研究的问题。

  参考文献:

  [1]胡敏.恩施州耕地土壤酸化现状及石灰等土壤调理剂降酸效果初探[D].华中农业大学, 2017.
  [2]熊建成, 周富忠.利川市耕地土壤酸化现状与对策[J].农业与技术, 2015, 35 (19) :19-21.