酸化对土壤质量的影响及酸化土壤的主要改良措施研究进展

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1、酸化对土壤质量的影响及酸化土壤的主要改良措施研究进展袁珍贵，杨晶，郭莉莉，朱伟文，易镇邪，屠乃美（湖南农业大学农学院，长沙410128）摘要：酸化是土壤退化的一个重要方面。近年来，随着工业化的持续推进、人类活动的频繁干扰及其他各种因素的影响，土壤酸化问题日渐突出。综述了土壤酸化的现状、土壤酸化的机理和影响因素、土壤酸化对土壤质量的影响及酸化土壤的主要改良措施等方面的研究进展，分析了土壤酸化研究存在的问题，指出了相关研究方向。.jyqkail：[email protected]。通讯：易镇邪，男，1975年出

2、生，湖南冷水江人，副教授，博士，主要从事作物高产生理与资源高效利用研究。通信410128湖南农业大学农学院，Tel：0731-84635331，E-mail：[email protected]。收稿日期：2014-08-22，修回日期：2014-10-25。0引言土壤是一种极其重要的自然非可再生资源，作为植物生长的媒介以及水、热和化合物的源，土壤可以生产出人类赖以生存的食物。除此之外，土壤亦可充当水分的过滤器、废弃物分解的生物介质。土壤在地球生态系统中占据不可替代的地位，维持着地球生态系统的平衡[1-2]。

3、近年来，随着社会工业化进程加快，中国的耕地面积不断缩小，且土壤退化速度加快，已成为威胁粮食生产安全的一大重要因素[3]。土壤退化表现为许多方面，包括土壤盐渍化、荒漠化、贫瘠化及土壤酸化等[4-5]。作为土壤退化的一个重要表现，土壤酸化引起了人们的高度关注，并围绕土壤酸化开展了大量研究，取得了一系列研究成果。这些成果涵盖了土壤酸化的成因和机理，土壤酸化对粮食生产的影响及其对生态环境的危害等。为此，笔者对近年来土壤酸化方面的研究进行了综述，旨在为以后的相关研究提供一定参考。1中国土壤酸化现状土壤酸化是指在自然和人为因素的

4、共同作用下土壤pH下降的现象。土壤自然酸化是一个非常缓慢的过程。然而，由于人类活动加剧，近年来中国土壤酸化的进程明显加快，酸化范围有所扩大。根据《中国土壤》和《土壤化学原理》中的分级标准，将pH<6.5的土壤划分为酸性土壤，将pH<5.0的定位为强酸性土壤[6-7]。中国酸性土壤主要分布于热带、亚热带地区，涉及广东、广西、江西、湖南、云南、贵州、四川等14个省区。依据赵其国[《8]中国东部红壤地区土壤退化的时空变化、机理及调控》，此区域中大部分土壤pH低于5.5，其中有相当一部分土壤pH低于5.0，甚至低

5、于4.5。这说明，此区域土壤酸化程度较深，强酸性土壤占据很大部分比例。近年来，科研工对不同地区的土壤酸化做了调查，结果一致表明：与第二次土壤普查结果相比，土壤pH都有不同程度的下降[9-11]。边武英[10]于2008年调查浙江省83个县市区内标准农田土壤酸碱度的现状，结果显示标准农田土壤和水稻土的pH呈现两极分化的局面，其中酸性土壤的比例上升幅度大于碱性土壤，且与第二次土壤普查结果相比，土壤pH<5.5的农田比例增加20.71%，pH<4.5的农田比例则增加了1.7个百分点。郭治兴等[11]于2002—

6、2007年间对广东省土壤pH的时空变化进行研究，发现整体来说广东省土壤变化表现为酸化，pH平均降低0.26个单位，由5.7降至5.44，其中以水稻土、红壤及赤红壤降幅最大。2土壤的致酸机理土壤酸化受自然和人为因素的双重干扰，无论是两者中哪一种引起土壤酸化，其酸化都是始于土壤中H+的增加及盐基离子的减少[12]。土壤中H+增加，势必打破土壤本身的化学平衡。交换性H+能与土壤胶体上被吸附的盐基离子进行交换，交换之后H+吸附于土壤胶体上，使得土壤胶体上的H+不断增加，交换性盐基离子则被溶解于土壤中，随着雨水的冲刷大量流失。

7、交换性H+吸附于土壤胶体上后能自发与土壤中的固相铝化合物反应，释放出Al3+，而Al3+通过水解又产生更多的H+，这样循环往复，土壤中的交换性酸大量增加，盐基离子大量减少，土壤的盐基饱和度愈来愈低，土壤酸碱缓冲体系遭到破坏，致使土壤pH不断下降，且下降速度增加[13-15]。3土壤酸化的影响因素3.1土壤的自然酸化土壤的自然酸化是一个相当缓慢的过程，土壤自然酸化的因素主要有3个方面：（1）通过矿质元素的生物循环，植物可影响土壤酸度。（2）植物通过根系分泌物影响土壤环境。有研究表明茶树根系能分泌大量有机酸和酚类物质，这

8、些物质对铝的络合能力很强，活化固相铝而加速土壤酸化；此外，有机酸中羧基的解离会释放H+，直接加快土壤酸化进程[15]。（3）植物的选择性吸收致使土壤酸化。研究显示植物根系对氮的选择吸收能使土壤酸化进程加快[16]。3.2土壤酸化的人为驱动因素3.2.1酸沉降酸沉降是指酸性物质（天然和人为产生的）进入大气，通过迁移、扩散和化学转化，最终到达地面的