【正文】 l PJ. Leaf litter ash alkalinity and neutralization of soil acidity. Plant and Soil, 1996, 179: 293302[12] Tang C, Yu Q. Impact of chemical position of legume residues and initial soil pH on pH change of a soil after residue incorporation. Plant and Soil, 1999, 215: 2938[13] Yan F, Schubert S. Soil pH changes after application of plant shoot materials of faba bean and wheat. Plant and Soil, 2000, 220: 279287[14] Xu RK, Coventry DR. Soil pH changes associated with lupin and wheat plant materials incorporated in a red–brown earth soil. Plant and Soil, 2003, 250: 113119[15] Pocknee S, Sumner ME. Cation and N contents of organic matter determine its soil liming potential. Soil Science Society of America Journal, 1997, 61: 8692[16] Xu JM, Tang C, Chen ZL. The role of plant residues in pH change of acid soils differing in initial pH. Soil Biology and Biochemistry, 2006, 38: 709719[17] Hue NV, Amien I. Aluminum detoxification with green manures. Communications in Soil Science and Plant Analysis, 1989, 20: 14991511[18] Kretzschmar RM, Hafner H, Bationo A. Long and shortterm effects of crop residues on aluminum toxicity, phosphorus availability and growth of pearl millet in an acid sandy soil. Plant and Soil, 1991, 136: 215223[19] Bessho T, Bell LC. Soil solid and solution phase changes and mung bean response during amelioration of aluminum toxicity with organic matter. Plant and Soil, 1992, 140: 183196[20] Naramabuye FX, Haynes RJ. The liming effect of five organic manures when incubated with an acid soil. Journal of plant nutrition and soil science, 2007, 170: 615622[21] Slattery WJ, Ridley AM and Windsor SM. Ash alkalinity of animal and plant products. Australian Journal of Experimental Agriculture, 1991, 31: 321324[22] 魯如坤主編. 土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法. 北京:中國農(nóng)業(yè)科技出版社, 2000[23] 宋歌, 孫波, 教劍英. 測定土壤硝態(tài)氮的紫外分光光度法與其他方法的比較. 土壤學(xué)報, 2007, 44(2): 288293[24] 徐仁扣, 季國亮. 用氟離子電極測定土壤溶液中無機單核鋁的實驗驗證. 環(huán)境化學(xué), 1998, 17(1): 7278[25] 徐仁扣, 季國亮. pH對酸性土壤中鋁的溶出和鋁離子形態(tài)分布的影響. 土壤學(xué)報, 1998, 35(2): 162171[26] 李九玉, 徐仁扣, 季國亮. 8羥基喹啉()分光光度法測定酸性土壤中的可溶性鋁. 土壤, 2004, 36(3): 307309[27] Robson AD, Abbott LK. The effect of soil acidity on microbial activity in soils. In:Robson AD.(Ed.), Soil acidity and plant growth. Academic press Australia, sydeny, pp, 1989, 139165[28] 李永梅, 杜彩瓊, 林春苗, 等. 銨態(tài)氮肥施入土壤中的轉(zhuǎn)化. 云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報, 2003, 18(1): 2629[29] Yu TR. Chemistry of Variable Charge Soils. Oxford University Press, New York, 1997[30] Parker DR, Kinraide TB, Zelazny LW. On the phytotoxicity of polynuclear hydroxylaluminum plexes. Soil Science Society of America Journal, 1989, 53: 789796[31] Kochian LV. Cellular mechanisms of aluminum toxicity and resistance in plants. Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology, 1995, 46: 237260[32] Konishi S, Miyamoto S. Alleviation of aluminum stress and stimulation of tea pollen tube growth by fluorine. Plant and Cell Physiology, 1983, 23: 857862第三章 不同植物物料對酸性茶園紅壤的改良效果在上一章中，我們使用了油菜秸稈、小麥秸稈、稻草、玉米秸稈、大豆秸稈、花生秸稈、蠶豆秸稈、紫云英和豌豆秸稈等9種植物物料研究了其對酸性茶園黃棕壤的改良效果，發(fā)現(xiàn)9種植物物料均能普遍提高土壤的pH、交換性鹽基，降低土壤交換性酸及可溶性鋁，豆科物料的效果比非豆科物料更顯著。為了考察植物物料對酸性土壤改良的普遍性，本章用這9種植物物料研究其對采自江西的酸性茶園紅壤的改良效果并探討相關(guān)機理。1 材料和方法 土壤和植物物料供試土壤采自江西鷹潭市郊的酸性茶園紅壤，采樣深度為010cm。土樣自然風(fēng)干，根據(jù)實驗需要分別研磨過10目和20目篩備用。土壤pH(water) =， g/kg， cmol(+)/kg，交換性氫、(+)/kg，交換性鉀、鈉、鈣、 cmol(+)/kg。9種植物物料分別為非豆科的油菜秸稈、小麥秸稈、水稻秸稈、玉米秸稈和豆科的大豆秸稈、花生秸稈、蠶豆秸稈、紫云英、豌豆秸稈等，80℃下烘干磨細過10目篩備用。植物物料化學(xué)成分測定方法和結(jié)果(除紫云英外)均與第二章相同，為便于閱讀，本章再次列出(表1)。 培養(yǎng)實驗設(shè)計稱取350g風(fēng)干土(過10目篩)于塑料杯中，以2%的比例加入植物物料并充分混合均勻后，用去離子水將土壤含水量調(diào)節(jié)至土壤田間持水量的70%，塑料杯用保鮮膜封口，并在保鮮膜中間留一個小孔，以便氣體交換并防止水分損失過大。然后將塑料杯置于25℃的恒溫培養(yǎng)箱中，每隔3天稱重補充水分1次，以保持土壤含水量恒定。在培養(yǎng)開始后的第112345675天取新鮮土樣測定pH值；在培養(yǎng)開始后的第113575天取樣風(fēng)干測定土壤銨態(tài)氮和硝態(tài)氮。每個處理重復(fù)3次，并設(shè)不加植物物料的處理作為對照。培養(yǎng)實驗持續(xù)75天，培養(yǎng)結(jié)束后將土壤樣品風(fēng)干，研磨過20目篩待測。表1 供試植物物料的化學(xué)成分Table 1 Some chemical properties and ash alkalinity of plant materials植物物料灰化堿CaMgKNa總C總Ncmol(+)/kg%油菜秸稈小麥秸稈稻草玉米秸稈花生秸稈大豆秸稈蠶豆秸稈紫云英豌豆秸稈 培養(yǎng)結(jié)束后土壤樣品分析測定土壤性質(zhì)測定方法與第二章相同，本章不再贅述。 數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)分析采用SPSS 。2 結(jié)果和討論 植物物料對酸性茶園紅壤pH值的影響9種植物物料在培養(yǎng)結(jié)束的第75天均能不同程度地提高茶園紅壤的pH，如圖1所示。除小麥秸稈處理外，非豆科物料處理土壤pH變化相對對照差異顯著(P)，而所有豆科物料對土壤pH影響極顯著(P)。圖1 加入植物物料后土壤pH隨培養(yǎng)時間的變化趨勢(左側(cè)為加入非豆科物料培養(yǎng)，右側(cè)為加入豆科物料培養(yǎng))Fig. 1 Effect of the incorporation of plant materials on soil pH. SE of each point is shown with a bar (Left: nonlegume plant materials。 Right: legume plant materials).采自表層的土壤存有一定量的銨態(tài)氮，培養(yǎng)過程中銨態(tài)氮的硝化作用引起對照處理土壤pH隨著培養(yǎng)時間的增加而降低(圖1)。圖2中的結(jié)果證明了這一點，對照處理土壤銨態(tài)氮的量隨時間的增加而降低，而硝態(tài)氮則呈相反趨勢，這表明培養(yǎng)過程中銨態(tài)氮發(fā)生了硝化作用，這一過程釋放的質(zhì)子導(dǎo)致pH顯著降低。非豆科物料處理土壤pH在培養(yǎng)過程中變化平緩。除玉米秸稈外，其它非豆科物料中氮含量很低(表1)，因此土壤pH變化主要由灰化堿的釋放引起。玉米秸稈的氮含量相對較高(%)，在培養(yǎng)期間發(fā)現(xiàn)明顯的礦化作用，培養(yǎng)實驗后期土壤銨態(tài)氮含量明顯高于對照處理，但銨態(tài)氮的硝化作用受到一定程度的抑制，所以土壤硝態(tài)氮的含量低于對照處理(圖2)，這也是培養(yǎng)過程中玉米秸稈處理土壤pH有輕微波動的原因。油菜秸稈的灰化堿含量最高，因此土壤pH提高也最多，而灰化堿含量最低的小麥處理土壤pH升幅也最小(表1和圖1)。另一方面，由于小麥秸稈、油菜秸稈和稻草的C/、遠高于C/N為25的臨界值[1]，因此加入這三種植物物料會引起土壤氮的凈固持(圖2)[2]，這導(dǎo)致這些處理土壤無機氮的含量低于對照處理。圖2 加入非豆科物料土壤銨態(tài)氮和硝態(tài)氮隨培養(yǎng)時間的變化趨勢Fig. 2 Dynamics of soil NH4+N and NO3N during the incubation of the soil with the nonlegumes added for 75 days. SE of each point is shown with a bar.豆科物料的花生秸稈和蠶豆秸稈處理土壤pH在培養(yǎng)期間波動較小(圖1右)，與非豆科物料處理土壤pH的變化趨勢相似(圖1左)。這是由于花生秸稈和蠶豆秸稈中氮含量低于其他豆科物料(表1)，培養(yǎng)過程中有機氮的礦化和銨態(tài)氮的硝化作用較弱(圖3)，因此土壤pH的變化主要受灰化堿釋放的影響。因為花生秸稈的灰化堿含量在所有處理中是最高的，其相應(yīng)處理土壤pH的增幅也最大(表1和圖1右)。圖3 加入豆科物料土壤銨態(tài)氮和硝態(tài)氮隨培養(yǎng)時間的變化趨勢Fig. 3 Dynamics of soil NH4+N and NO3N during incubation of the soil with the legumes added for 75 days. SE of each point is shown with a bar.紫云英、大豆秸稈和豌豆秸稈處理土壤pH變化趨勢與非豆科植物物料和花生秸稈、蠶豆秸稈的不同。土壤pH在培養(yǎng)開始的第3天即有明顯上升，大豆秸稈和豌豆秸稈處理在第12天、紫云英處理在第19天時土壤pH上升至最大值，然后迅速降低(圖1右)，這三個處理土壤pH變化趨勢與前人研究羽扇豆與酸性土壤作用時pH的變化趨勢相似[3]。培養(yǎng)過程中氮素轉(zhuǎn)化是土壤pH出現(xiàn)波動的主要原因，而這三種植物物料中氮含量均高于其它幾種植物物料(表1)。植物物料灰化堿的釋放以及有機氮的礦化是培養(yǎng)初期土壤pH升高的兩個主要因素，而長期來看，銨態(tài)氮的礦化過程釋放質(zhì)子會導(dǎo)致土壤pH的降低，土壤pH的最終值取決于這兩方面作用的相對大小[3]。對大豆秸稈、紫云英和豌豆秸稈處理，、。這與前一章中酸性黃棕壤上使用相同植物物料處理得到的結(jié)果不同[4]，紫云英、大豆秸稈和豌豆秸稈對黃棕壤酸度改良效果優(yōu)于非豆科物料，這是因為黃棕壤的初始pH