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1、临沂市农业生态系统土壤酸化趋势研究山东农业科学2011,11:6062ShandongAgriculturalSciences临沂市农业生态系统土壤酸化趋势研究姚静,闫童,李文波,沈凌言(1.临沂市农业委员会,山东临沂276001;2.临沂市河东区土壤肥料工作站,山东临沂276034)摘要:基于临沂市第二次土壤普查(20世纪80年代)及国家测土配方施肥项目土壤调查数据,按照土壤类型和种植制度划分,系统研究了临沂市耕作土壤pH值变化特征,并对引起土壤酸化的原因进行了探讨和分析.关键词:土壤酸化;pH值;临沂市中图分类号:S153.4(252)文献标识号:A文章编号:10014942(2011)1
2、1006003StudyonSoilAcidificationTendencyofAgroecosysteminLinyiCityYAOJing,YANTong,LIWenbo,SHENLingyan(1.LinyiAgricultureCommittee,Linyi276001,China;2.HedongSoilandFertilizerStationofLinyiCity,Linyi276034,China)AbstractBasedoilthe1980ssoilinventorydataandthesurveyresultsofnationalsoiltestingandfor-mul
3、atedfertilizationprojectinLinyicity,thechangingtendencyofsoilpHvaluewasstudiedsystematicallyundermajorsoiltypesandcroppingsystems.Thereasonsofsoilacidificationwerealsoanalyzed.KeywordsSoilacidification;pHvalue;LinyiCity土壤酸化是土壤退化的一个重要方面.土壤酸化一方面直接影响植物生长,另一方面土壤酸化可以影响土壤养分的有效性J.有研究表明,土壤酸化引起土壤中有毒重金属的活化及磷,
4、钼,钙等营养元素的缺乏,从而影响作物生长,最终造成作物减产l3j.据报道,我国是世界上土壤酸化严重的国家之一,我们近年来的调查研究显示,临沂市农业生态系统土壤也存在酸化趋势,但一直缺乏系统的研究分析.因此,本研究以国家测土配方施肥项目土壤化验结果和第二次土壤普查的历史资料为依据,从土壤类型和种植制度两个角度,综合分析了临沂市农业环境土壤酸化演变特征,以期为当地土壤改良和指导施肥提供可靠依据.1材料与方法1.1研究区概况临沂市位于鲁南地区的东南部,介于东经117.24119.11,北纬34.2236.22之间.2010年全市粮食播种面积约7310hm,耕地面积62.310hm,是全省的粮食主产区
5、.主要土壤类型有潮土,粗骨土,褐土,砂姜黑土,水稻土和棕壤.研究区域的粮田种植模式主要是一年两作的小麦一玉米,小麦一水稻和小麦一花生等轮作形式.果园主要种植板栗,苹果,梨和桃等.菜田主要为露地蔬菜和设施蔬菜两种类型,露地蔬菜田主要种植大蒜,大白菜,甘蓝,茄子,辣椒,萝卜和葱等,设施蔬菜田主要种植番茄,黄瓜,茄子和辣椒等蔬菜.1.2供试土壤的采集大田作物每6.6733.33hm采一个样,露地蔬菜每3.336.67hm采一个样,温室大棚每3040个棚室采一个样.大田和露地蔬菜土样在秋季作物收获后,播种施肥前采集,设施蔬菜在晾棚期采集,果园在果品采摘后的第一次施肥前收稿日期:20110518基金项目
6、:临沂市科技发展计划项目(090203026)作者简介:姚静(1979一),女,博士研究生,农艺师,主要从事植物营养与肥料方面研究和技术推广.第11期姚静等:临沂市农业生态系统土壤酸化趋势研究6l采集.土样按照土种布点,GPS定位.共采集土样11775个.其中,按土壤类型划分:棕壤取样4296个,潮土36131个,褐土1439个,砂姜黑土989个,水稻土728个,粗骨土692个;按种植制度划分:小麦一玉米3615个,小麦一花生3790个,小麦一水稻2168个,露地蔬菜1158个,设施蔬菜田取样493个,果园551个.1.3土样分析方法土样风干后,研磨过筛(2mm),采用土液比1:2.5提取溶液
7、,电位法测定pH值.1.4数据统计方法本研究中所有数据均采用MicrosoftExcel2003进行处理.2结果与分析2.1不同土壤类型对土壤pH的影响土壤的类型直接影响着土壤的酸碱度,因而了解不同类型土壤的pH值分布特征,将有助于土壤酸度的调控.根据全国土壤酸碱度分级标准(表1),对表2进行统计分析,结果表明,临沂市棕壤pH值最低,平均值为5.76,总体呈弱酸性;粗骨土pH值最高,平均值为6.52,总体呈中性;潮土,水稻土,砂姜黑土,褐土居中,土壤总体呈弱酸性.由表2还可以看出,棕壤和砂姜黑土土壤pH标准差均为0.71,较其它土类大;粗骨土pH标准差最小;褐二E,潮土,水稻土居中.棕壤pH表
8、1全国土壤酸碱度分级标准表2不同类型土壤pH值现状的变异系数为12.3%,较高于其它土类,变幅为3.758.60;粗骨土变异系数最小,变幅为3.787.71.由表3可知,棕壤大部分土样pH分布在弱酸性和酸性范围,其土样比例分别为41.7%和42.2%;粗骨土土样pH集中分布在中性和弱酸性范围,其土样比例分别为49.9%和47.7%;潮土,褐土,砂姜黑土,水稻土土壤pH值分级状况类似,多集中分布在弱酸性范围.各类型土壤的分级情况进一步验证了表2结论.表3不同土壤类型pH值分级比例潮土粗骨土褐土砂姜黑土水稻土棕壤茹个数比例个数比例个数比例个数比例个数比例个数比例(个)(%)(个)(%)(个)(%)
9、(个)(%)(个)(%)(个)(%)2.2临沂市不同类型土壤pH值变化趋势由图1可以看出,与临沂市第二次土壤普查时土壤pH值数据相比,6种类型土壤的pH值都有不同程度的下降,其中潮土,砂姜黑土和粗骨土下降幅度比较大,分别下降了15.4%,13.2%和10.4%,棕壤,水稻土,褐土分别下降了7.7%,7.6%和3.9%.结果显示,不同的土壤类型以潮土pH值下降趋势最为明显.7.57.O6.56.05.5:4.03.53.O潮土租骨土褐土砂委黑土水稻土棕壤图1不同类型土壤pH值演变趋势2.3不同种植制度对土壤pH值影响作物只有在适宜的pH值范围内才能正常的生长发育,一般作物的适宜pH值为6.07.
10、0.由表4可以看出,不同种植制度下耕地土壤酸化程度差异较大.小麦一水稻轮作制度下土壤pH值最高为6.28,小麦一花生轮作农田和设施蔬菜田土壤pH值较低,分别为5.84和5.86,露地蔬虬O95971nn铽L0瑚036353n2限n0竹扔研,OO3511nn0伽04970Onn王n0,瑚H0029595nL铽n0*62山东农业科学2011生菜,小麦一玉米轮作的粮田和果园,pH值分别是6.04,6.07和6.09.小麦一花生轮作和设施蔬菜种植制度下的土壤平均pH值低于作物适宜生长范围,露地蔬菜,小麦一玉米和果园平均pH值也已经接近6.0.由表4还知,设施蔬菜土壤pH值标准差和变异系数均高于其它几种
11、种植制度.6种不同的种植制度中,小麦一水稻田土壤pH标准差和变异系数最小,且变幅最窄.表4不同种植制度对耕地土壤pH值影响垫堕墨塑堕薹变墨墨塑变堕尘耋:垄竺!:坠:!:由表5可以看出,不同种植制度下耕地土壤的pH值分级状况不同,设施蔬菜,小麦一花生,露地蔬菜,小麦一玉米,果园和小麦一水稻pH分布在弱酸性和酸性的土样比例分别为84.6%,81.1%,78.3%,75.2%,73.5%和70.3%;6种种植制度下的耕层土壤大部分都处于弱酸生水平以下.表5不同种植制度下耕地土壤pH分级比例设施蔬菜露地蔬菜果园小麦一玉米小麦一水稻小麦一花生茹个数比例个数比例个数比例个数比例个数例个数比例(个)(%)(
12、个)(%)(个)(%)(个)(%)(个)(%)(个)(%)3结论与讨论本研究调查结果表明,临沂市6种类型土壤平均pH值大小顺序为:粗骨土>褐土>水稻土>砂姜黑土>潮土>棕壤.与第二次土壤普查结果相比,6种类型土壤pH值都有不同程度的下降,潮土和砂姜黑土下降幅度最大,褐土下降幅度最小.棕壤pH值较其它土类低,这主要与其成土母质有关,在长期自然条件下,棕壤较其它土类更容易酸化.农民连年使用酸性肥料是导致所有类型土壤pH值下降的主要原因,应当采取增施有机肥,适当减少化肥施用等有效措施对导致土壤酸化的因素加以控制,否则土壤pH值可能会继续下降.不同类型土壤的酸碱缓冲性能有
13、所差异,一般认为潮土的酸缓冲性能较强,但在本研究中,潮土pH值下降幅度最大,其原因有待进一步深入研究.本研究中,小麦一花生和设施蔬菜种植制度下的土壤pH值最低,分别为5.84和5.86,土壤酸化现象严重.其次是露地蔬菜,小麦一玉米轮作和果园,小麦一水稻种植制度下的pH值最高为6.28.6种种植制度下的大部分耕层土样都处于弱酸性水平以下.究其原因,一方面可能是由于大气环境污染导致酸沉降的增加,使受酸沉降影响地区的土壤酸化速度加快;另一方面施肥不科学,连年超量施用化学肥料,尤其大量使用氮肥,造成土壤进一步酸化_5J.在设施蔬菜栽培条件下,温室,大棚等设施内部的土壤缺少雨水淋洗,且温度,湿度,通气状
14、况和水肥管理等均与露地栽培有较大的差别,加之设施蔬菜栽培长期处于高集约化,高复种指数,高肥料施用量的生产状态,导致设施蔬菜土壤酸化问题更加突出6.此外,小麦一花生轮作制度下的耕层土壤pH值较其它几种粮田明显偏低,一方面是因为花生是豆科作物,在其生长过程中通过根瘤菌的固氮作用从土壤中吸收的阳离子量大于阴离子量,引起土壤中质子增加而加剧土壤酸化;另一方面是花生生长过程中从土壤吸收的大量碱性物质会随着作物的收获而被带出土壤,这也加剧了该种植制度下耕层土壤的酸化.参考文献:1郑应泽.土壤酸碱度对农作物的影响J.玉溪师专(自然科学版),1994,10(3):6467.2易杰祥,吕亮雪,刘国道.土壤酸化和
15、酸性土壤改良研究J.华南热带农业大学,2006,12(1):2328.3董昭皆,肖忠义.荣成市土壤酸化现状及改良措施J.山东农业科学,2009,2:6768.4李贤胜,杨平,卢祖瑶,等.皖南山区土壤酸化趋势研究J.土壤,2008,40(4):676679.5郭治兴,王静,柴敏,等.近3O年来广东省土壤pH值时空变化J.应用生态,2011,22(2):425430.6焦坤,李德成.蔬菜大棚条件下土壤性质及环境条件的变化J.土壤,2003,35(2):9497.7高峻岭,宋朝玉,黄绍文,等.青岛市设施蔬菜施肥现状与土壤养分状况J.山东农业科学,2011,3:6872.8练成燕,王兴祥,李奕林.种植花生,施用尿素对红壤酸化作用及有机物料的改良效果J.土壤,2010,42(5):822827