关于酸性土壤的研究和改良

南京农业大学
专业：农业机械化及其自动化姓名：XXX
学号：XXXXXXXX
班级：农机XX班
教师：XX
酸性土壤的研究与改良
XXX
（南京农业大学工学院，浦口区点将台路40号，农机系，农业机械化及其自动化专业，10级XX班，学号XXXXXXXXX，邮编210031）
摘要：随着经济的飞速发展，人们生活水平不断提高，农业再次进入当今世界各国的视野。

中国作为一个农业大国，人们对土壤农业的关注度也越来越高。

我国热带、亚热带地区，广泛分布着各种红色或黄色土壤的酸性土壤。

土壤过酸会不同程度地降低土壤养分的有效性，不利于土壤的良性发育，甚至破坏土壤结构，危害土壤微生物的活动，并易产生各种有毒害的物质。

因此，解决酸性土壤的不利影响是现今农业科技的一个重大课题，使人们不得不重新重视关于酸性土壤的研究，并寻找多种改良方法。

而且酸性土壤在世界范围内分布广泛，在农业生产中占有重要地位。

关键词：酸性土壤；pH；土壤改良；酸化；水解性酸
Microsoft jas black acidic soil research and improvement
XXX
(nanjing agricultural university institute of technology, the 9th about road no. 40, NongJiXi, agricultural mechanization and its automation major, 10 grade XX classes, student id, XXXXXXX zip code 210031).
Abstract: with the rapid development of economy, people living standard unceasing enhancement, agriculture again come into view in all countries in the world today. As an agricultural country, China people's attention to agricultural soil is becoming more and more high. Tropical and subtropical areas in China . Which are widely distributed in acidic soil of various kinds of red or yellow soil. Too much acid soil will reduce the effectiveness of soil nutrient in different degrees, is not conducive to the benign development of soil and even destroys the soil structure, soil microbial activity, and is easy to produce various poison material. Therefore, to solve the negative impact of the acidic soil is an important subject in the agricultural science and technology today, forcing people to refocus on research on acid soil, and looking for a variety of improved methods. And acidic soil are widely distributed throughout the world, occupies an important position in agricultural production.
Key words: acid soil; PH; Soil improvement; Acidification; Acid hydrolysis of sex.
0 引言
酸性土壤是pH值小于7的土壤总称。

包括砖红壤、赤红壤、红壤、黄壤和燥红土等土类。

我国热带、亚热带地区，广泛分布着各种红色或黄色土壤的酸性土壤。

当地气温高、雨量大，年降雨多在1500mm以上。

这种高温多雨、湿热同季的特点，使土壤的风化和成土作用均甚强烈，生物物质的循环十分迅速。

盐基高度不饱和，pH一般在4.5-6。

同时铁铝氧化物有明显积聚，土壤酸瘦。

可通过正确施肥，注意保持水土，改良土壤。

可施用石灰，调节pH来减少某些重金属元素危害。

东南丘陵地区的酸性红壤适宜种植茶树等碱性作物。

1 概述
1.1酸性土壤简述
植物正常生长发育有赖于良好的土壤环境。

但在自然界中，植物生长的土壤往往存在着各种各样的障碍因素，限制着植物生长。

例
如，世界陆地表面大面积盐碱土中有高浓度的盐分；酸性土壤中有高浓度的H+ ， A13+ ，Mn 2+和Fe2+等；淹水土壤中有过量的还原性物质和Fe2+等；石灰性土壤中缺乏足够的有效磷、铁和锌等。

这些具有植物生长障碍因素的土壤称为逆境土壤。

逆境土壤分布的面积广泛，而且改良难度大，因此，已成为农业生产发展的限制因素。

植物在长期进化过程中对各种逆境产生了一定的适应能力。

某些植物在一定程度上能够忍耐上述不良的逆境条件。

了解植物对土壤环境的生理反应和抗逆机理，对发展农业生产是十分重要的。

酸性土壤是低pH值土壤的总称，包括红壤、黄壤、砖红壤、赤红壤和灰化土等。

酸性土壤地区降水充沛，淋溶作用强烈，盐基饱和度较低，酸度较高。

酸性土壤在世界范围内分布广泛，在农业生产中占有重要地位。

1.2酸性土壤的障碍因子
酸性土壤的主要障碍因子是低pH值，游离铝和交换性铝浓度过高（铝毒），还原态锰浓度过高（锰毒），缺磷、钾、钙和镁，有时也缺钼。

各种障碍因子在不同生态条件下其危害程度不同，有时只是某一因素起主导作用，而有时则是几种因素的综合作用。

例如，在热带和亚热带一些强酸性土壤中，H十可对植物生长造成直接危害，而在pH>4的酸性土壤中，铝的毒害和缺磷会同时出现；在淹水条件下还兼有锰的毒害作用。

我国南方酸性土壤经常发生铝和锰对多种植物的毒害作用，以及普遍的严
重缺磷现象。

2 酸性土壤的危害
酸性土壤对生态系统的危害是当前世界重大的环境问题之一。

我国是继欧洲和北美之后在世界上出现的第三大酸雨区。

我国酸雨区主要分布在南方，该区大部分属于亚热带季风气候区，受不同经纬度的水热条件及生物因素的影响，分布的土壤有黄棕壤、黄壤、红壤、赤红壤及砖红壤酸雨不断地进入土壤，引起土壤酸化，可使地上植物受害，严重酸化土壤渗漏水以及酸雨本身进入水生生态系统后也可引起湖泊河流水体酸化。

土壤酸化的特征和预测已成为土壤学和环境科学中的重要研究课题。

2.1种什么都不长。

每种作物都有其适宜的土壤酸碱度范围，大多数作物以微酸至微碱性为宜。

茶树为喜酸植物，但当土壤pH值小于4.0时，也长不好。

如：木耳山茶叶基地，近几年约300亩茶园出现严重衰老，表现为死叶，秃斑，经化验五个土样，pH值均为3.0。

土壤极强酸性是茶树衰老的主要原因。

土壤酸化后，影响作物的生长，到一定程度就什么都不长，如上六峰铁家湾丁家河坪，不仅粮食作物，连药材都长不好，经检测，土壤pH值为3.5，属极强酸性。

2.2施什么肥都无效。

施磷后仍缺磷，施钾后仍缺钾土壤酸化后，影响肥料的有效性，pH值6—8时，土壤有效氮的含量最高。

pH小于6.5时，土壤中的磷变成磷酸铁铝而固结，当pH值小于6.0时，土壤中有效钾、钙、镁的含量急剧减少。

土壤酸化不仅影响大量元素的有效性，也影响微量元素的有效性，硼在pH值4.7—6.7的范围内，钼在pH值4—8的范围，随pH值的下降，
有效性降低。

2.3土壤中的有毒物质，对作物产生毒害。

土壤酸化后，土壤中的铝离等物质使作物根系中毒、死亡，往往形成黑白相间的毛刷状根。

常用化肥的化学酸碱性和生理酸碱性
3 土壤酸化的原因
3.1人为因素
3.1.1施有机肥
人类生产活动中使用有机肥料，包括人粪尿、猪粪、鸡粪、牛马粪、土杂肥、草绿肥、沼渣沼液肥、玉米秸秆粉碎还田、高留小麦根茬等，给土壤带来了有机物质。

土壤有机质或腐殖质含有类同弱酸的活性羧基或酚基，依所形成的离解常数和酸碱状况，解离后放出H+使土壤酸化。

3.1.2施氮肥
旱田，由于通气状况良好，氧化过程占优势。

施入的酰胺态氮、铵态氮最终都变为硝态氮。

即便是以蛋白质形态给予的氮，也在微生物的作用下，经胺化、氨化和硝化作用，最终转化为硝酸盐时，释放出的H+使土壤酸化。

3.1.3施磷肥
可溶性磷肥（过磷酸钙和磷酸一铵）释放出的磷酸能暂时使施肥局部酸化。

普通过磷酸钙含3～5%的游离酸，本身就是化学酸性肥料，导致土壤酸化。

3.1.4施钾肥
硫酸钾和氯化钾都是生理酸性肥料。

钾离子被作物吸收后，残留的硫酸根、盐酸根，使土壤酸化。

说到生理酸性肥料，凡硫酸盐、盐酸盐肥料都是。

如硫酸铵、氯化铵、硫酸锌、硫酸锰等等。

3.2 自然因素
3.2.1 土壤母质
土壤类型80%属棕壤土类，主要发育在花岗岩、片麻岩和斜长角闪岩上。

在母岩风化过程中所产生的钙镁钾钠等盐基成分被淋失，无石灰性，盐基不饱和，呈微酸性至酸性反应。

3.2.2 土壤本身是一种胶体的弱酸
粘土矿物是土壤酸的主要载体，硅氧四面体和铝氧八面体中的同晶替代所产生的负电荷可以吸附质子而表现为酸基；腐殖质的羧基、羟基和稀醇羟基在一定条件下离解也表现为酸基。

3.2.3植物吸收养分引起的土壤酸化
植物对土壤中阳离子（K+、NH4+、Ca2+、Mg2+）养分元素的吸收，与对阴离子（NO3-、SO42-、PO43-）等养分元素的吸收，不是按阳阴离子的等电荷性进行的。

植物根系从土壤吸收养分离子的同时，要向土壤溶液分泌H+ 或OH- 和HCO3-，以保持体系的电荷平衡，通常分泌的是酸性物质。

3.2.4 土壤中生物的代谢活动
根系、微生物和其他各种各样生物有机体的代谢活动可以引起土壤的酸化。

生物代谢不停地产生CO2、可溶性有机酸、酸性有机残余物等弱酸性物质，它们解离出的质子，可以与土壤交换点位上的盐基离子进行交换作用。

3.2.5土壤水的自动离解
土壤水的自动离解也产生H+，虽然浓度很小，但长期多雨条件下，土中交换性盐基离子被逐渐淋去，而被这些H+所代替。

综合分析以上人为因素和自然因素，导致土壤酸化的主次顺序是：氮肥、磷肥、有机肥、钾肥、成土母质、酸沉降。

4 土壤酸碱度的测定
4.1土壤pH的测定
pH的化学定义是溶液中H+离子活度的负对数。

土壤pH是土壤酸碱度的强度指标，是土壤的基本性质和肥力的重要影响因素之—。

它直接影响土壤养分的存在状态、转化和有效性，从而影响植物的生长发育。

土壤pH易于测定，常用作土壤分类、利用、管理和改良的重要参考。

同时在土壤理化分析中，土壤pH与很多项目的分析方法和分析结果有密切关系，因而是审查其他项目结果的一个依据。

土壤pH分水浸pH和盐浸pH，前者是用蒸馏水浸提土壤测定的pH，代表土壤的活性酸度（碱度），后者是用某种盐溶液浸提测定的pH，大体上反映土壤的潜在酸。

盐浸提液常用1molL-1KCl溶液或用0.5 molL-1CaCl2溶液，在浸提土壤时，其中的K+或Ca2+即与胶体表面吸附的Al3+和H+发生交换，使其相当部分被交换进入溶液，故盐浸pH较水浸pH低。

土壤pH的测定方法包括比色法和电位法。

电位法的精确度较高。

pH误差约为0.02单位，现已成为室内测定的常规方法。

野外速测常用混合指示剂比色法，其精确度较差，pH误差在0.5左右。

4.2 土壤交换性酸的测定
土壤交换性酸指土壤胶体表面吸附的交换性氢、铝离子总量，属于潜在酸而与溶液中氢离子(活性酸)处于动态平衡，是土壤酸度的容量指标之一。

土壤交换性酸控制着活性酸，因而决定着土壤的pH；同时过量的交换性铝对大多数植物和有益微生物均有一定的抑制或毒害作用。

在非石灰性土和酸性土中，土壤胶体吸附有一部分氢、铝离子，当以KCl溶液淋洗土壤时，这些氢、铝离子便被钾离子交换而进入溶液，此时不仅氢离子使溶液呈酸性，而且由于铝离子的水解，也增加了溶液的酸性。

当用NaOH标准溶液直接滴定淋洗液时，所得结果(滴定度)为交换性酸(交换性氢、铝离子)总量。

另外在淋洗液中加入足量NaF，使铝离子形成络合离子，从而防止其水解，反应如下：
AlCl3+6NaF→Na3A1F6+3NaCl
然后再用NaOH标准溶液滴定，即得交换性氢离子量。

由两次滴定之差计算出交换性铝离子量。

4.3土壤水解性酸的测定
水解性酸也是土壤酸度的容量因素，它代表盐基不饱和土壤的总酸度，包括活性酸、交换性酸和水解性酸三部份的总和。

土壤水解性酸加交换性盐基，接近于阳离子交换量，因而可用来估算土壤的阳离子交换量和盐基饱和度。

土壤水解性酸也是计算石灰施用量的重要参数之一。

用1molL-1醋酸钠(pH8.3)浸提土壤，不仅能交换出土壤的交换性氢、铝离子，而且由于醋酸钠水解产生NaOH的钠离子，能取代出有机质较难解离的某些官能团上的氢离子，即可水解成酸。

5 酸性土壤的改良
5.1增施农家肥，培养土壤肥力
作物种植前，以农家肥为主施足底肥，增加土壤中的有机质，改善土壤通透性，促进根际微生物活动，促使土壤中难溶性矿物质元素变为可溶性的养料，达到培肥地力的效果。

5.2适时增施石灰
酸性田在整地时，逐年施入石灰，每年每亩施入10至40公斤，直到变为微酸性或中性土壤为止。

5.3种植耐酸作物
常种绿豆、油菜、荞麦、和水稻等耐酸性作物。

通过整地管理使土壤活化来调整土壤酸度。

5.4其他
实行水旱轮作，改善理化性状，改进栽培技术，防止水土流失，酸性土实行水旱轮作（2至3年换一次），可以改善土壤耕性和理化性状，栽培中实行播后盖膜，调整复种方式（比如水稻—水稻—水稻，改为油菜—水稻—水稻），选用碱性肥料（如碳铵、氨水）达到改良目的。

6 结论
中国土壤酸化严重，大部分土壤pH值在3.4～5.7之间,酸化面积还在扩大,土壤酸度还在升高。

土壤酸化加剧了土壤盐基离子如K+、Ca2+、Mg2+等的淋溶，而土壤中的水溶性磷在酸性土壤中容易与Fe2+、Al3+等离子结合，使磷固定，降低磷有效性。

同时Cu2+、Zn2+、Mn2+等微量元素的溶解度增大，从而造成土壤“又酸又瘦”。

土壤酸性已经严重影响到土壤微生物的活动。

土壤微生物一般最适宜的PH值与植物相同，即是6.5～7.5之间的中性范围。

过酸严重地抑制土壤微生物的活动，从而影响氮素及其他养分的转化和供应。

土壤酸化后，造成的作物病害也越来越多，最终表现出的是作物产量和质量下降，严重制约着农业的发展。

酸化土壤改良的主要目标是：一是进一步研究适合作物的酸化土壤改良措施；研究酸化土壤改良的综合配套措施；研究酸化土壤的施肥技术措施；二是对全区大田实施改造，使农田的pH 提高0.5-1.0。

随着化肥的大量使用已经造成土壤氢离子的大量积累，严重破坏了土壤PH的平衡，土壤逐年酸化，严重影响作物的产量和质量。

目前，改良酸化土壤，减缓土壤退化的研究已经成为一个国际性的课题，所以全面了解全区土壤pH现状和变化对土壤肥力评价和今后的施
肥指导十分重要。

关于土壤酸化问题的研究，土壤酸化特征、不同物料的改良效果还需更加深入的探讨。

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