我国农田土壤酸化现状与危害及阻控对策建议

发布时间:2018-03-05 11:43:11  |  来源:中国网·中国发展门户网  |  作者:徐仁扣、李九玉等  |  责任编辑:王虔
关键词:土壤酸化,酸化阻控技术,酸性土壤改良,科学

中国网/中国发展门户网讯  土壤酸化指土壤 pH 值不断降低、土壤交换性酸不断增加的过程,它是伴随土壤发生和发育的一个自然过程,主要由碳酸和有机酸离解产生氢离子(H+)驱动。土壤的自然酸化过程比较缓慢,但近几十年来由于高强度人为活动的影响,土壤酸化的进程大大加速,对生态环境和农业生产造成严重危害,我国南方热带和亚热带地区酸化问题尤为突出。人为活动对酸化的影响主要包括大气酸沉降和不当的农业措施。过去40年,研究人员已对酸沉降影响下森林土壤酸化进行了广泛和深入的研究,但对农田土壤酸化的研究相对滞后。本文主要介绍我国农田土壤酸化调控存在的问题和主要技术措施。

我国农田土壤酸化现状与危害

我国农田土壤酸化现状

我国南方热带和亚热带地区水、热资源丰富,农林业生产潜力巨大,是经济作物和粮食的主产区。但由于该地区主要分布酸性土壤,随着近年来大气酸沉降不断加剧和化肥的过量施用,这一区域土壤酸化速度显著加快,土壤酸化和肥力退化问题突出,严重制约了土壤生产潜力的发挥。据 21 世纪初调查,我国亚热带地区 301 个农田采样点土壤的平均 pH 值已由 20 世纪 80 年代的 5.37 下降至 5.14(粮食作物种植土壤)和 5.07(经济作物种植土壤)[1]。湖南祁阳定位试验的监测结果显示,长期单施化肥 20 年后土壤 pH 值由 5.7 下降至 4.5[2]。我国酸性土壤面积也在不断扩大,20 世纪 80 年代强酸性土壤(pH 值 <5.5)的面积约为 1.69 亿亩,21 世纪初已增加到 2.26 亿亩。

土壤酸化在全国范围内普遍发生,南方地区尤为严重。根据全国农业技术推广服务中心 2015 年公布的2005—2014 年全国测土配方施肥土壤基础养分数据[3],湖南省(120 个县市区)、广西壮族自治区(104 个县市区)、浙江省(74 个县市区)和广东省(94 个县市区)的农田土壤平均 pH 值低于 6.0 的分别占 60.8%、70.2%、75.7% 和 93.6%,其中土壤平均 pH 值低于 5.5 的分别占29.2%、28.8%、41.9% 和 54.3%。江西省 91 个县市区中有 90 个土壤平均 pH 值低于 6.0,其中土壤平均 pH 值低于 5.5 的占 92.3%,还有 18.7% 县市区的土壤平均 pH值低于 5.0;福建省已公布的 41 个县市区的农田土壤平均 pH 值均低于 6.0,其中 85.4% 的土壤平均 pH 值低于 5.5,31.7% 的土壤平均 pH 值低于 5.0。以上调查分析数据表明,我国亚热带地区土壤酸化问题已十分突出,其中江西、福建和广东等省土壤酸化尤为严重。目前的研究已经确认,化学氮肥的长期过量施用是我国农田土壤加速酸化的主要原因[1],并且土壤酸化是一个持续进行的过程(图 1),若仍广泛沿用目前的农田管理模式,我国亚热带地区农田土壤酸化问题还将进一步加剧。

 土壤酸化的主要危害

土壤酸化对农林业生产和生态环境会造成严重危害。酸化使土壤固相中的铝活化并释放进入土壤溶液(图 1),

对农作物根系产生毒害,影响作物生长。土壤酸化还会加速土壤养分的流失,使土壤肥力下降。因此土壤酸化将导致农作物减产,农产品品质下降,农民收入减少。在严重酸化情况下(pH 值 < 4.0),农作物甚至无法生长,农民颗粒无收。研究表明,酸性土壤 pH 值由 5.4 下降至 4.7 时,油菜籽减产达 40%,花生和芝麻的减产幅度为 15% 左右。进一步酸化将导致更大幅度的减产,如当土壤 pH 值由 4.6 降至 4.2 时,油菜籽的减产幅度达 62% 以上。土壤酸化还会严重影响农产品品质,如:土壤酸化导致香蕉品质下降,使得广西金穗香蕉公司近年来遭受了上亿元的经济损失[4]

土壤酸化同时还会使重金属污染的危害程度加重。土壤酸化使土壤中重金属的活性增加,使得植物对这些有害重金属的吸收量增加。因此土壤酸化也是我国南方亚热带地区镉米产生的主要原因之一,酸化使土壤镉的活性大大增加,水稻对镉的吸收和累积增加,镉等有毒重金属由此进入食物链,危害人体健康。另外,土壤酸化还会造成植物病害加剧,使得植物多样性和土壤微生物多样性受到影响。 

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