【正文】 低緩沖性、弱酸性土壤，應(yīng)加強(qiáng)管理，采用科學(xué)合理的農(nóng)藝措施，在不影響農(nóng)業(yè)收成的情況下減緩?fù)寥赖乃峄M(jìn)程。施用改良劑以中和土壤酸度、提高土壤肥力、恢復(fù)酸性土壤的生產(chǎn)力對(duì)農(nóng)業(yè)的持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的保護(hù)具有雙重重要意義。因此，對(duì)酸緩沖能力弱、具有潛在酸化趨勢(shì)的土壤，應(yīng)盡量減少豆科植物的種植。 合理選擇作物品種豆科植物生長(zhǎng)過程中，其根系會(huì)從土壤中吸收大量無機(jī)陽離子，導(dǎo)致對(duì)陰陽離子的吸收不平衡，為保持體內(nèi)的電荷平衡，它會(huì)通過根系向土壤中釋放質(zhì)子，加速土壤酸化[27]。另外，確定合理的氮肥用量，也可以減少氮肥損失，減緩?fù)寥浪峄?，因?yàn)檫^量施用氮肥必然導(dǎo)致氮肥在土壤中的殘留和淋失。 合理的水肥管理銨態(tài)氮的硝化及產(chǎn)生的NO3隨水淋失是加劇土壤酸化的重要原因。植物在生長(zhǎng)過程中，其體內(nèi)會(huì)積累有機(jī)陰離子(堿)。因此，對(duì)外源酸緩沖能力弱的土壤，應(yīng)盡量選用對(duì)土壤酸化作用弱的銨態(tài)氮肥品種。銨態(tài)氮肥的施用是加速土壤酸化的重要原因，這是因?yàn)槭┤胪寥乐械匿@離子通過硝化反應(yīng)釋放出氫離子。3 酸性土壤的管理對(duì)已經(jīng)發(fā)生酸化的土壤，可以通過施用改良劑中和土壤酸度，恢復(fù)土壤的生產(chǎn)力。這種改良劑加入土壤后，在改良酸度的同時(shí)還提供植物所需的鈣、鎂、硫、鋅、硼等養(yǎng)分元素，起到一舉兩得的效果[24]。我國農(nóng)村廢棄的植物物料資源豐富，如能利用這些植物物料資源，開發(fā)綠色環(huán)保型酸性土壤改良劑，一方面可以解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)改良劑的需求和農(nóng)村廢棄物的處置問題，另一方面還節(jié)約了農(nóng)業(yè)的成本，也符合目前我國建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)的總體方針。豆科類植物物料能夠提高土壤pH的另一個(gè)原因是有機(jī)氮的礦化，豆科植物的固氮作用使其體內(nèi)積累了大量的有機(jī)氮，有機(jī)氮的礦化反應(yīng)是一個(gè)消耗質(zhì)子的過程，這一過程也使土壤pH升高。豆科植物物料對(duì)土壤酸度具有較好改良效果的原因與這類植物生長(zhǎng)過程中其根系對(duì)無機(jī)陰、陽離子的不平衡吸收有關(guān)，由于生物固氮作用，豆科植物在生長(zhǎng)過程中其根系會(huì)從土壤中大量吸收無機(jī)陽離子如Ca、Mg、K等，導(dǎo)致植物體內(nèi)無機(jī)陽離子的濃度高于無機(jī)陰離子的濃度，為保持植物體內(nèi)電荷平衡，植物體內(nèi)有機(jī)陰離子濃度增加，這些有機(jī)陰離子是堿性物質(zhì)，當(dāng)植物物料施于酸性土壤時(shí)，這些堿性物質(zhì)會(huì)很快釋放，并中和土壤酸度。近年來的研究結(jié)果表明，某些植物物料對(duì)土壤酸度具有明顯的改良作用[1922]，這種改良作用不僅僅是通過增加土壤的有機(jī)質(zhì)來增加土壤CEC，而且因?yàn)橹参镂锪匣蚨嗷蛏俸幸欢康幕一瘔A，能對(duì)土壤酸度起到直接的中和作用，可在短期內(nèi)見效。施用草木灰對(duì)酸性貧瘠土壤主要有兩方面的作用[17]，一個(gè)是草木灰在土壤中會(huì)產(chǎn)生石灰效應(yīng)，使土壤的pH值大幅度升高，Ca、Mg、無機(jī)碳、SO42含量增加，而SO4 2 和OH之間的配位基交換作用也提高了堿度；另一方面，草木灰能增加土壤養(yǎng)分含量，除N、P外，特別是K含量豐富，能極大提高土壤鉀含量。泥碳可以解除鋁毒，石灰可以降低土壤酸度，將泥碳與石灰混合施用也可以取得更好的改良酸性土壤的效果。因?yàn)槟嗵贾泻幸欢康母羲岷透焕锼幔芘c鋁形成不溶性有機(jī)物鋁絡(luò)合物。在廣西西南部的酸性土壤上種植格拉姆柱花草(一種從澳大利亞引進(jìn)的豆科柱花草屬牧草)并施于土壤中，[15]。用作改良土壤的有機(jī)物料種類很多，在農(nóng)業(yè)中取材也比較方便，如各種農(nóng)作物的莖稈、家畜的糞肥、綠肥和草木灰等等。土壤中施用有機(jī)物質(zhì)不僅能提供作物需要的養(yǎng)分，提高土壤的肥力水平，還能增加土壤微生物的活性，增強(qiáng)土壤對(duì)酸的緩沖性能。雖然含量很少，但長(zhǎng)期施用仍然存在著污染環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)。以上的一些改良劑雖然能在一定程度上中和土壤酸度，原料也比較充足，但也存在一些不足之處。在云南省的酸性土壤上的研究結(jié)果表明，施用造紙制漿污泥使中強(qiáng)酸性土壤的酸度降低，抑制土壤中鋁的活性，對(duì)削減土壤鋁毒害和提高土壤磷的有效性也有積極作用[10]。木質(zhì)素污泥具有較強(qiáng)的堿性，且含有多種植物生長(zhǎng)需要的常量和微量元素及有機(jī)質(zhì)。堿渣中含有大量農(nóng)作物所需的Ca、Mg、Si、K、P 等多種元素，用此代替石灰改良酸性、微酸性土壤，可調(diào)整土壤的pH值；加強(qiáng)有益微生物活動(dòng)，促進(jìn)有機(jī)質(zhì)的分解，補(bǔ)充微量元素的不足，使農(nóng)作物增產(chǎn)效果顯著。堿渣是制堿廠的廢棄物，其主要成分為CaCOMg(OH)2等，呈堿性。研究表明粉煤灰施入紅壤性中低產(chǎn)田可以中和土壤酸性，提高土壤養(yǎng)分，降低土壤容重，增加孔隙度，并且有利于保濕保墑，使水、肥、氣、熱趨向協(xié)調(diào)，為作物生長(zhǎng)創(chuàng)造了良好的土壤環(huán)境。主要含硅、鋁、鐵和微量元素，pH值在1012之間。施用磷石膏提高了心土層土壤鹽基飽和度，改善土壤物理性狀，如容重下降，總孔隙度和非毛管孔隙度增加，土壤結(jié)構(gòu)改善，團(tuán)聚體破壞率降低，紅壤通透性和結(jié)構(gòu)性增強(qiáng)[8]。％，％。磷石膏改良底層土壤可概括為“自動(dòng)加石灰效應(yīng)”，即土壤與硫酸鈣反應(yīng)后，SO42 和OH之間的配位基交換作用產(chǎn)生堿度[7]。磷石膏是磷復(fù)肥和磷化工行業(yè)的副產(chǎn)物，它的主要成份是硫酸鈣，還有一定量的PO4F、Fe3+、A13+及未分解的磷礦粉和酸不溶物等。在安徽酸性黃紅壤上的試驗(yàn)表明：酸性黃紅壤施用白云石粉可以降低土壤交換性鋁的含量，提高土壤pH值和交換性鈣、鎂的含量，顯著提高作物產(chǎn)量，且有明顯的后效。 其他礦物和工業(yè)廢棄物的改良作用除了利用石灰改良酸性土壤的傳統(tǒng)方法外，人們還發(fā)現(xiàn)利用某些其他礦物和工業(yè)廢棄物也能改良土壤酸度，如白云石、磷石膏、粉煤灰、磷礦粉和堿渣等礦物和制漿廢液污泥等工業(yè)廢棄物。此外，由于石灰在土壤中的移動(dòng)性不高，長(zhǎng)期、過量施用石灰會(huì)造成表層土壤的板結(jié)，并且會(huì)引起營養(yǎng)元素的失衡。在煙稻輪作試驗(yàn)中(第一季種植煙草，第二季種植水稻)，酸性土壤()，但施用石灰過多對(duì)烤煙生長(zhǎng)不利。其原因是施用石灰增加了HCO3活度，加速了有機(jī)質(zhì)的分解和增加了植物秸稈和籽粒移走的Ca2+ [4]。在浙江酸性紅壤地區(qū)施用石灰的試驗(yàn)表明，土壤耕層交換性Ca2+在施用石灰后的一年半時(shí)間達(dá)到最高值，此后隨著時(shí)間的推移而急劇減少；而底土的交換性Ca2+隨石灰用量的增加和施用石灰后時(shí)間的推移也有所增加。使用石灰可以中和土壤的活性酸和潛性酸，生成氫氧化物沉淀，消除鋁毒，迅速有效的降低酸性土壤的酸度，還能增加土壤中的交換性鈣的含量。酸性土壤改良的效果與改良劑的性質(zhì)和土壤本身的性質(zhì)有關(guān)，同時(shí)還需考慮經(jīng)濟(jì)效益，因此目前改良劑的選擇已經(jīng)從傳統(tǒng)的堿性礦物質(zhì)如石灰、石膏、磷礦粉等轉(zhuǎn)變?yōu)檫x擇廉價(jià)、易得的堿性工業(yè)副產(chǎn)品和有機(jī)物料等。土壤酸化會(huì)影響土壤微生物的活動(dòng)，土壤酸化后土壤微生物數(shù)量會(huì)減少，微生物的生長(zhǎng)和活動(dòng)受到抑制，并從而影響土壤有機(jī)質(zhì)的分解和土壤中C、N、P、S的循環(huán)。土壤酸化使陽離子交換量和鹽基飽和度降低，土壤礦物質(zhì)營養(yǎng)元素流失嚴(yán)重；土壤酸化還使土壤對(duì)磷酸根和鉬酸根的固定作用增強(qiáng)，土壤磷和鉬的有效性降低，導(dǎo)致土壤貧脊化，影響植物正常生長(zhǎng)和發(fā)育。土壤酸化后，土壤中含鋁的原生和次生礦物風(fēng)化加速而釋放大量鋁離子，形成植物可吸收形態(tài)的鋁化合物。甚至更低。溫帶地區(qū)的酸性土壤主要分布在北美、北歐，以酸性灰化土為主。土壤中的微生物呼吸作用產(chǎn)生的碳酸、植物根系分泌的有機(jī)酸類物質(zhì)等自然過程，以及作物收獲帶走堿性物質(zhì)、施用生理酸性肥料、工業(yè)生產(chǎn)所產(chǎn)生的酸性沉降等人為影響都會(huì)引起或促進(jìn)土壤的酸化。由于氫質(zhì)黏土不穩(wěn)定，當(dāng)土壤有機(jī)礦質(zhì)復(fù)合體或鋁硅酸鹽黏粒礦物表面吸附的氫離子達(dá)到一定限度后，這些粒子的晶格結(jié)構(gòu)就會(huì)遭到破壞，鋁氧八面體就會(huì)解體，使鋁離子脫離了八面體晶格的束縛，轉(zhuǎn)變成交換性鋁離子。土壤溶液中的氫離子取代土壤陽離子交換位上的鹽基離子，土壤的鹽基飽和度下降，氫飽和度增加。 the legumes with higher ash alkalinity but lower N content, such as peanut straw and faba bean straw, led to the largest increase in the soil pH, while the legumes with higher N content showed less amelioration of the acidity because of release of protons during nitrification of mineralized N during the incubation. The incorporation of the plant materials also increased soil exchangeable base cations and reduced soil exchangeable Al, and thus decreased the toxicity of Al in the soil.Rice straw, peanut straw and Chinese milk vetch shoot were chosed to exmined the amelioration effects on the acidity of acid Alfisol and acid Ultisol with the incubation experiments at three levels of plant materials added: 5, 10 and 20g/kg. The amelioration effects of plant materials on acid Ultisol were greater than those on acid Alfisol. In the range of 520g/kg of plant materials incorporated, the amelioration effects were increased with the increase in the amount of the plant materials added.Our pot and field experimental studies showed that the application of peanut straw, rice straw, Chinese milk vetch shoot, alkaline residue and lime ameliorated soil acidity and improved physical and chemical emvironments of soils, and thus promoted the crop growth and increased the crop yields. Organic materials had the moderate ameliorating effects on acid soil when pared with inorganic amendments.Keywords：Plant materials, Acid soil, Amelioration of soil acidity, Soil pH, Exchangeable base, Exchangeable Al, Soluble Al , Aluminum species目 錄第一章 研究綜述 11 土壤酸化與危害 1 土壤酸化的機(jī)理 1 土壤酸化的現(xiàn)狀與危害 12 酸性土壤的改良 2 石灰改良劑 2 其他礦物和工業(yè)廢棄物的改良作用 3 有機(jī)物料改良劑 5 其它改良劑 73 酸性土壤的管理 7 7 7 合理的水肥管理 7 合理選擇作物品種 84 結(jié)語 8參考文獻(xiàn) 8第二章 不同植物物料對(duì)酸性茶園黃棕壤的改良效果 111 材料和方法 12 土壤和植物物料 12 培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 13 培養(yǎng)結(jié)束后土壤分析測(cè)定 13 數(shù)據(jù)處理 132 結(jié)果和討論 14 植物物料對(duì)酸性茶園黃棕壤pH值的影響 14 植物物料對(duì)酸性茶園黃棕壤交換性能的影響 16 植物物料對(duì)酸性茶園黃棕壤可溶性鋁的影響 173 結(jié)論 19參考文獻(xiàn) 20第三章 不同植物物料對(duì)酸性茶園紅壤的改良效果 231 材料和方法 23 土壤和植物物料 23 培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 23 培養(yǎng)結(jié)束后土壤樣品分析測(cè)定 24 數(shù)據(jù)處理 242 結(jié)果和討論 24 植物物料對(duì)酸性茶園紅壤pH值的影響 24 植物物料對(duì)酸性茶園紅壤交換性能的影響 28 植物物料對(duì)酸性茶園紅壤可溶性鋁的影響 293 結(jié)論 31參考文獻(xiàn) 31第四章 3種植物物料及不同加入量對(duì)酸性紅壤和黃棕壤的改良效果比較 331 材料和方法 33 土壤和植物物料 33 培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 34 培養(yǎng)結(jié)束后土壤分析測(cè)定 34 數(shù)據(jù)處理 342 結(jié)果和討論 34 不同植物物料及加入量對(duì)酸性茶園土壤pH值的影響 34 不同植物物料及加入量對(duì)酸性茶園土壤交換性能的影響 38 不同植物物料及加入量對(duì)酸性茶園土壤可溶性鋁的影響 393 結(jié)論 41參考文獻(xiàn) 42第五章 不同有機(jī)和無機(jī)物料對(duì)酸性土壤改良的初步盆栽試驗(yàn)和田間試驗(yàn)效果 431 酸性茶園紅壤和黃棕壤的初步溫室盆栽試驗(yàn) 43 供試土壤和改良物料 43 44 盆栽試驗(yàn)結(jié)束后樣品分析測(cè)定方法 44 盆栽試驗(yàn)結(jié)果分析 45 不同改良物料處理對(duì)玉米植株的影響 45 不同改良物料處理對(duì)土壤pH的影響 45 不同改良物料處理對(duì)土壤交換性能的影響 462 不同改良物料對(duì)酸性黃紅壤的初步田間試驗(yàn)效果 47 田間試驗(yàn)土壤和改良物料 47 田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案 47 樣品分析測(cè)定方法 48 田間試驗(yàn)結(jié)果分析 48 不同改良物料處理對(duì)作物產(chǎn)量的影響 48 不同改良物料對(duì)酸性黃紅壤pH和交換性鋁的影響 48 不同改良物料對(duì)酸性黃紅壤交換性鹽基的影響 493 不同改良物料對(duì)酸性紅壤的初步田間試驗(yàn)效果 50 田間試驗(yàn)土壤和改良物料 50 田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案 50 樣品分析測(cè)定方法 51 盆栽試驗(yàn)結(jié)果分析 51 不同改良物料處理對(duì)作物產(chǎn)量的