曾 斌
(鄰水縣土壤肥料工作站,四川 鄰水 638500)
所謂土壤酸化,具體指的就是在自然條件與人為條件下,土壤的酸度明顯增強,導致土壤pH值下降。土壤酸化可降低土壤養(yǎng)分的有效性,而重金屬的活性提高,土壤逐漸退化,對作物的發(fā)育與生長造成負面影響。深入研究并分析酸化土壤改良技術研究進展具有一定的現(xiàn)實意義。
在改良土壤酸化方面,可以合理地施用石灰,使作物充分吸收所需的養(yǎng)分,這也是提高作物產(chǎn)量與品質(zhì)的主要措施。目前,對石灰改良酸化土壤的研究取得了理想的成果。根據(jù)土壤培養(yǎng)試驗結果可以發(fā)現(xiàn),石灰用量和供試酸性土壤的pH、硅、鈣以及鎂等有效含量存在正相關的關系,將石灰施用在酸性土壤中,可以使土壤中磷的含量增加[1]。也有研究成果表明,施用石灰后,已經(jīng)酸化的煙田,其內(nèi)部過氧化氫酶與土壤轉化酶等的活性明顯提高。也就是說,石灰的施用能夠改善土壤酸化的情況,提高土壤酶活性的改善速度。
作物秸稈等有機物在缺氧,且不超過700℃的條件下裂解而形成的固體產(chǎn)物被稱作生物質(zhì)炭。在高溫裂解后,生物質(zhì)的芳香化程度會加深,表面積與空隙率也會逐漸增加,同時在表面形成堿性基團。施用生物質(zhì)炭,可以使土壤的容重下降,而土壤陽離子交換量則會增加,作物吸收氮素的能力與利用效果不斷提高。由此可見,生物質(zhì)炭可以改善土壤的酸化情況,提升土壤鹽基飽和度,一定程度上優(yōu)化土壤的理化性質(zhì),為其保肥能力的恢復提供必要的保障。
使用四種生物質(zhì)炭原材料,并將其置于300~600℃的條件下以不同的時間制備生物質(zhì)炭,在制炭條件不同的情況下,生物質(zhì)炭雖都是堿性,但熱解的時間越長,原材料的顆粒越小,生物質(zhì)炭的堿性基團含量就會越多。所以說,生物質(zhì)炭的添加可以使酸性土壤的pH值增高,最重要的是,酸性土壤的改良能力會根據(jù)生物質(zhì)炭堿性基團的增多而不斷優(yōu)化。
所謂的土壤調(diào)理劑,具體指在土壤當中添加可以對其物理性質(zhì)、化學性質(zhì)以及生物性質(zhì)有效改善的物料,使土壤結構不斷改良,減少土壤鹽堿的危害,對已經(jīng)污染的土壤加以修復[2]。就目前來講,土壤調(diào)理劑的類型較多,最常見的就是白云石與堿渣。
其中,白云石屬于碳酸鹽礦物,含有豐富的鈣元素和鎂元素。研究發(fā)現(xiàn),在土壤中添加白云石,90 d后,土壤的潛性酸含量相對穩(wěn)定。堿渣則是制堿廠廢棄物,堿性特征明顯,其中所含的鈣元素與鎂元素、鉀元素對于作物的健康生長具有積極的影響。在盆栽試驗中,采用堿渣處理的方式,可使土壤的pH值提高1.72,土壤中的交換性鋁含量也會隨之下降。
一般酸性土壤中的鈣元素、鎂元素十分缺乏,而磷元素會受到鐵元素與鋁元素的影響,導致土壤的利用率不高,不利于作物產(chǎn)量的提高。在這種情況下,科學合理地施用堿性肥料,可以對酸性土壤中的堿性元素進行補充,使土壤酸化的情況得到改善,不斷增強土壤的肥力,使作物的產(chǎn)量不斷增加。
草木灰是植物體燃燒后殘留的灰分,堿性含量較多,能夠滿足植物生長的營養(yǎng)元素。其屬于傳統(tǒng)的土壤肥料,來源廣泛且生產(chǎn)難度不大,目前被廣泛應用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中[3]。然而,草木灰的獲得必須要燃燒秸稈,這必然會引發(fā)嚴重的環(huán)境問題,所以其應用也逐漸減少。
根據(jù)相關研究結果發(fā)現(xiàn),部分植物物料可以改良酸性土壤性能。室內(nèi)培養(yǎng)紫云英及豌豆秸稈的試驗發(fā)現(xiàn),其植物物料可以有效改良酸性土壤。其中,以上兩種植物的秸稈都可提高土壤的pH值,土壤內(nèi)部的陽離子交換量會隨之增多,而交換性鋁含量會下降。
作物的種類不同,對土壤內(nèi)部離子的吸收也存在明顯的區(qū)別。在這種情況下,一旦種植的作物不合理,就必然會影響其產(chǎn)量,甚至還會破壞土壤的結構,導致土壤嚴重退化。相關研究表明,豆科植物生物固氮會使土壤中的有機氮含量明顯提高,但土壤中的礦化與氮硝化會導致土壤出現(xiàn)酸化的情況,此外,豆科作物的殘茬也會加快土壤的酸化速度[4]。
導致土壤酸化的主要原因還有銨態(tài)氮肥的過量使用,所以,要有效改良酸化土壤,就應當保證施肥與澆水的合理性與適度性。只有這樣,才能夠降低氮肥的損失量,使氮肥的實際利用率不斷提高,盡量減緩土壤酸化的速度,同時規(guī)避施肥量過大所引發(fā)的氮肥殘留問題。
可以采取秸稈還田的方式,在收獲作物的過程中將土壤的堿性物質(zhì)帶走。秸稈還田能夠?qū)A性物質(zhì)加以補充,使土壤有機質(zhì)增加,改善土壤團粒結構。
目前對土壤酸化原理及機制的研究已收獲了豐碩的成果,但缺少長期的定位試驗,在土壤酸化理化性質(zhì)改變及其影響作物生長發(fā)育程度方面的研究缺乏系統(tǒng)性。而酸性土壤改良技術始終將重點放在土壤改良劑的研究上,研究的整體性不夠。為此,上文針對酸化土壤改良技術進行了重點研究,并從土壤改良劑與農(nóng)藝措施兩方面做出系統(tǒng)分析,以期能夠為酸化土壤的改良提供有價值的參考。