利用土壤化驗(yàn)數(shù)據(jù),在“縣域耕地資源管理信息系統(tǒng)”中添加xy 點(diǎn)圖,再通過空間插值,將點(diǎn)位圖中的pH 值賦值繪制成“耕地資源管理單元圖”,然后導(dǎo)出單元圖屬性表,統(tǒng)計(jì)耕地pH 值的變幅,分析不同等級(jí)的酸化面積。
本文研究的基礎(chǔ)起點(diǎn)為1982 年全國(guó)第二次土壤普查,當(dāng)時(shí)的普查報(bào)告統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)未細(xì)分到鄉(xiāng)鎮(zhèn),只顯示新野縣耕層土壤pH 值平均值為7.0,但新野縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)pH 值差異不大,基本可以代表新野縣上港鄉(xiāng)當(dāng)時(shí)的土壤酸堿度。2007—2009 年,根據(jù)全縣測(cè)土配方施肥項(xiàng)目測(cè)試結(jié)果,新野縣耕層土壤已呈現(xiàn)明顯酸化趨勢(shì);2017—2018 年,根據(jù)全縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)耕地質(zhì)量提升項(xiàng)目測(cè)試結(jié)果,上港鄉(xiāng)耕層土壤pH 值平均為5.7,酸化趨勢(shì)稍有加重(見表1)。
表1 新野縣上港鄉(xiāng)耕地土壤pH 值變化統(tǒng)計(jì)
從耕層土壤的酸化速度分析,1982—2009 年,pH值下降了0.6,平均每4.5 年pH 值下降0.1;2009—2018 年,pH 值下降了0.7,平均每1.29 年pH 值下降0.1。由此可見,隨著時(shí)間的推移,耕層土壤酸化呈加速態(tài)勢(shì)。
根據(jù)河南省《酸化土壤化肥安全使用技術(shù)規(guī)程》(DB41/T 1792—2019),新野縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局對(duì)上港鄉(xiāng)2017—2018 年土樣調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,新野縣上港鄉(xiāng)有3 864.84 hm2耕地,pH 值>6.5 的未酸化土壤面積為0 hm2;pH 值5.5~6.5 的微酸性土壤面積為3647hm2,占全鄉(xiāng)耕地總面積的94.36%;pH 值4.5~5.5的酸性土壤面積為217.84 hm2,占全鄉(xiāng)耕地總面積的5.64%;pH 值<4.5 的強(qiáng)酸性土壤面積為0 hm2(見表2)。由此可見,新野縣上港鄉(xiāng)的耕地整體處于微酸性或酸性,很有必要進(jìn)行技術(shù)干預(yù),遏制其酸化進(jìn)程。
表2 新野縣上港鄉(xiāng)土壤酸化分級(jí)面積統(tǒng)計(jì)
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,形成植株可吸收形態(tài)的鋁化合物,植株過量吸收鋁,不僅會(huì)降低農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì),還會(huì)對(duì)植物根系生長(zhǎng)產(chǎn)生極大影響,甚至導(dǎo)致植株中毒死亡。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(yíng)養(yǎng)元素流失嚴(yán)重。土壤酸化還會(huì)使土壤對(duì)磷酸根和鉬酸根的固定作用增強(qiáng),土壤中磷和鉬的有效性降低,影響植物正常生長(zhǎng)發(fā)育。土壤酸化還會(huì)引起土壤中有毒重金屬元素的活化,不僅影響作物生長(zhǎng),還會(huì)通過食物鏈危害人體或動(dòng)物健康。土壤酸化會(huì)抑制土壤微生物活動(dòng),從而影響有機(jī)質(zhì)的分解和土壤中C、N、P、S 的循環(huán)。
長(zhǎng)期施用生理酸性肥料和氮肥會(huì)導(dǎo)致或加重土壤酸化。如長(zhǎng)期施用硫酸銨或氯化鉀,作物吸收NH4+或K+后,就會(huì)有酸根離子殘留于土壤中而使土壤酸化;如過量施用氮肥,經(jīng)微生物的硝化作用生成的硝酸鹽也會(huì)導(dǎo)致或加重土壤酸化。隨著人們對(duì)糧食持續(xù)增產(chǎn)目標(biāo)的追求,化肥施用量逐年加大,特別是近些年堿性化肥用量減少,酸性化肥用量增大,加重了土壤酸化。
灌水和降水后,最容易被淋溶的是Na+、K+等一價(jià)陽離子和Ca2+、Mg2+等二價(jià)陽離子,它們都是堿性離子,這些離子不斷從土壤中流失,從而造成土壤酸化。
大氣中的硫化物、氮氧化物等氣體經(jīng)過擴(kuò)散、轉(zhuǎn)化與遷移,以酸性降水(pH 值<5.6)和干沉降等形式降落至地表,從而使土壤酸化。
以土壤測(cè)試和肥料田間試驗(yàn)為基礎(chǔ),根據(jù)農(nóng)作物的需肥規(guī)律、肥料效應(yīng)、土壤理化性狀與供肥性能,在合理施用有機(jī)肥的基礎(chǔ)上,確定氮、磷、鉀及中微量元素等化肥的養(yǎng)分比例與用量,在實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的同時(shí),抑制土壤酸化。
選用中性肥料和堿性肥料,如磷酸二銨、鈣鎂磷肥、硅鈣鉀鎂肥、尿素等。避免施用酸性肥料。
pH 值在4.5~5.5 的土壤,每?jī)赡晔┯梅蹱钍?50~900 kg/hm2,或施用pH 值為10 左右的土壤調(diào)理劑1 次。
通過控制工礦廢氣、汽車尾氣排放、防止氮肥過量施用和施肥后覆土等措施,減少和阻斷導(dǎo)致人為土壤酸化的渠道。
酸性較強(qiáng)的土壤,在其他自然條件適宜的情況下,可選擇種植茶樹等耐酸作物。在水源充沛的地方,實(shí)行水旱輪作,如在種植水生作物季節(jié)的淹水條件下,可促使土壤還原性物質(zhì)增加,有利于提高土壤pH 值,增強(qiáng)磷及多種微量元素的活性,改善作物的生長(zhǎng)條件和營(yíng)養(yǎng)狀況。