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土壤酸化的原因精选(九篇)

土壤酸化的原因

第1篇:土壤酸化的原因范文

关键词:沂南县;土壤酸化;改良

中图分类号 S15 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2014)03-04-69-02

随着社会的发展和人口的增长,人口、资源、环境之间矛盾的日益尖锐,土壤退化直接威胁着人类生存和农业生产的发展,从农业生产角度看,土壤退化就是植物生长条件的恶化和土壤生产力的下降,其中土壤酸化给生态农业和农业增效带来的损害越来越明显,因而在沂南县加强土壤酸化的改良利用,对进一步提高耕地质量和地力,实现农作物稳产高产,保证粮食安全都具有重要意义。

1 沂南县基本情况与耕地土壤酸化现状

沂南县属于暖温带大陆性季风气候,地形地貌类型较复杂,土壤主要有棕壤、褐土、潮土、砂姜黑土、水稻土、粗骨土和石质土等类型。pH值为酸性、弱酸性或中性,全县pH值平均为5.8,较二次土壤普查的6.5降低0.7,说明土壤pH值呈下降趋势。

全县土壤pH值变化范围为4.1~8.2,平均为5.8,属4级水平。土壤pH值无超过8.5的,2级水平的耕地面积为1582、33hm2,占土地总面积的2.35%,3级水平的土地为10 40.67hm2,占耕地总面积的16.09%,4级水平的土地26 933.33hm2,占耕地总面积的39.98%,5级水平的耕地27 741.33hm2,占耕地总面积的41.17%,6级以下土地275.04hm2,占耕地总面积的0.41%。微酸性及酸性土壤占全部耕地面积的81.16%。

2 土壤酸化的原因及不利影响

2.1 土壤致酸的原因

2.1.1 气候因素 主要包括大气降水和酸沉降的影响,环境污染形成的酸沉降是导致土壤酸化的原因之一。酸沉降包括干沉降和湿沉降两个方面。干沉降是指排放到大气中的二氧化硫和氮氧化物一部分直接渗入地面,即通过气体扩散、固体物降落的大气沉降。湿沉降就是通过酸雨和酸雾,在大气中被氧化成三氧化硫和二氧化氮,经过水化随雨水而降落入土。

2.1.2 农作物因素 农作物选择性吸收养分从土壤中移走了过多的碱基元素,如钙、镁、钾等,导致了土壤中的钾和中微量元素消耗过度,使土壤向酸化方向发展。

2.1.3 大量生理酸性肥料的施用 造成土壤酸化的肥料主要是生理酸性肥料和氮肥,如长期施用硫酸铵或氯化钾等生理酸性肥料时,当其中的NH+4及K+被作物吸收后,酸根就残留在土壤中而酸化土壤。氮肥也能产生对土壤的酸化,主要是铵态氮在土壤中进行硝化作用形成的酸所致。

2.1.4 土壤有机质下降因素 复种指数高,种植作物单一,导致土壤有机质含量下降,缓冲能力降低,土壤酸化有所加重。

2.1.5 大量施入化学肥料因素 大量投入氮、磷单质肥及三元复合肥,大量元素之间的不平衡,氮磷用量偏高,钾肥,钙、镁等中微量元素投入相对不足,造成土攘养分失调,使土壤胶粒中的钙、镁等碱基元素很容易被氢离子置换而导致土壤致酸。

2.2 土壤酸化的不利影响及危害 一是土壤酸化直接对养分有效性产生不利影响:土壤反应影响到土壤养分有效性是使土壤中某种养分发生化学反应,使易溶性养分变为难溶性养分或使难溶性养分变为易溶性养分。在pH6~7时,土壤中磷的有效性最高。钾、钙、镁等盐基在酸性土壤中易淋失,因而在酸性土壤,特别是强酸性土壤中,这些元素常常缺乏。活性铁、锰、铝等随土壤pH降低而增加,在极强酸性土壤中可溶性铁、锰、铝常常过高而造成对植物的毒害。二是土壤酸化对肥力的影响还表现在对土壤物理性质的影响,在酸性土壤中胶体多吸附铝离子和氢离子,而钙离子多数淋失,在有机质缺乏的情况下,土壤物理性质恶化,粘重板结,透水通气不良。三是土壤反应直接影响微生物区系的分布和活动,土壤的有机态养分要经过微生物的转化后才能成有效态,而参与分解有机质的微生物,大多数都在接近中性的环境中活动是最旺盛的,因而许多养分在接近中性时有效性最大,特别是氮和硫等元素主要以有机态存在,在pH6~8时硝化细菌最适合,有效氮最多。四是土壤酸化直接对植物生长产生不利影响:各种植物都有其最适的土壤酸碱度范围,这是植物在长期的自然选择过程中形成的。大部分农作物正常生长的pH值在中性范围较适宜,土壤酸性过大不利农作物高产。

另外,土壤pH对植物病害也常常有很大的影响,一些病原菌对pH也有一定的要求,因而我们可通过土壤酸碱度的管理来控制病害。此外,在酸性条件下,铝、锰的溶解度增大、有效性提高,对蔬菜产生毒害;酸性条件下,土壤中的氢离子增多,对蔬菜吸收其它阳离子产生拮抗作用。

3 土壤酸化改良目标及控制措施

根据我县土壤酸碱度实际情况,采取对中性及弱酸性土壤维持不酸化,对酸性土壤通过一定措施逐渐降低酸性程度,使逐渐向弱酸性及中性方向发展,不断提高耕地生产潜力。具体采取以下措施。

3.1 增施有机物料 加大对施用有机肥好处的宣传工作,大力提倡秸秆还田,在施用速效性有机肥时适当减少化肥用量。促进农田有机肥的投入,提高土壤有机质的含量和对酸化的缓冲能力,降低土壤酸化程度,增加土壤有效养分,改善土壤结构,促进土壤有益微生物的繁殖速度,抑制有害微生物的发生,改善农作物根系生活环境。

3.2 加大推广测土配方施肥技术 大面积推广测土配方施肥等科学合理的施肥技术,协调氮磷钾施肥比例,科学施用中微量元素肥料,实行有机与无机、大量元素与微量元素相配合,大力推广有机无机复合肥,使养分协调,抑制土壤酸化。在酸化程度高的土壤尽量减少酸性肥料的施用。

3.3 适量施用石灰和碱性肥料 石灰及其他含钙的碱性物质,如钙镁磷肥、草木灰等,不仅可以中和土壤酸性,还可以补充土壤中的钙。合理施用草木灰、钙镁磷肥等碱性肥料,减少含氯化肥、过磷酸钙等酸性肥料的使用,可以中和部分酸性,可以抑制土壤向酸化方向发展。对于微酸性土壤,每hm2施石灰300~450kg,酸性土壤,667m2施750kg石灰中和酸性,可有效提高土壤pH值,对改良土壤酸性具有较好的效果。石灰的施用方法:将生石灰粉碎,过细筛,整地时撒施土表,通过耕耙使生石灰与土壤充分混匀,以防烧种或烧苗。

3.4 调整施肥结构,施用固氮、解磷解钾等微生物肥料 施用微生物肥料,可以减少化肥用量,逐步消除土壤障碍和改善土壤酸碱状况。此外,施用含钙的土壤调理剂如“神六54”对缓解土壤酸化和补充钙镁等养分。

参考文献

第2篇:土壤酸化的原因范文

1.1样品采集与分析项目

2011—2013年水稻冬闲期,在福建尤溪、顺昌、浦城、建瓯、上杭、闽侯(2样点)、建宁(2样点)、闽清、漳平、武夷山、宁化、建阳、延平、永安和泰宁15县(市)选择17对典型冷浸田与同一微地貌单元内的非冷浸田表层土壤(0~20cm)进行采样(表1)。采集的土壤分别代表福建省常见的氧化型黄泥田(剖面构型A-Ap-P-C)、还原型冷浸田(剖面构型Ag-G)、以及氧化还原型灰泥田、青底灰泥田、灰黄泥田或灰砂泥田类型(剖面构型A-Ap-P-W-G/C)。本研究土壤样品测定的指标共有41项,其中,生化指标12项(脲酶、转化酶、过氧化氢酶、磷酸酶、硝酸还原酶、微生物生物量C、微生物生物量N、微生物生物量C/总C、微生物生物量N/总N、真菌、细菌、放线菌),化学指标25项(pH、有机质、碱解N、速效K、全N、全K、缓效K、有效B、有效S、交换性Ca、交换性Mg、有效Mn、有效Cu、NO3--N、还原性物质总量、活性还原性物质、Fe2+、Mn2+、C/N、全P、阳离子交换量(CEC)、速效P、有效Fe、有效Zn、C/P),物理指标4项(粘粒、土壤水分、浸水容重、物理性砂粒)。累计理化、生化属性数据计1394个。土壤微生物生物量C、微生物生物量N测定参照鲁如坤[9]方法。即微生物生物量C用氯仿熏蒸-K2SO4浸提法,浸提液用日本岛津Shimadzu500有机C分析仪测定,薰蒸杀死的微生物中的C,被K2SO4所浸提的比例取0.38;土壤微生物生物量N测定样品前处理同土壤微生物生物量C方法,浸提后的水溶液用Shimadzu500测定,薰蒸杀死的微生物中的N,被K2SO4所提取的比例取0.45。土壤脲酶活性、过氧化氢酶活性、转化酶活性、磷酸酶、硝酸还原酶活性依次用靛酚蓝比色法、高锰酸钾滴定法、硫代硫酸钠滴定法、磷酸苯二钠比色法与酚二磺酸比色法测定;土壤微生物区系采用稀释平板计数法。土壤有效Zn、Cu、Fe、Mn采用DTPA混合溶液浸提-原子吸收分光光度计法;还原性物质总量与活性还原性物质采用硫酸铝溶液浸提,分别用重铬酸钾溶液氧化与高锰酸钾溶液氧化测定。

1.2数据处理

数据经Excel整理后,17对冷浸田与非冷浸田土壤的41项理化、生化属性利用DPS统计软件进行配对t检验分析,在17对样品41项理化、生化属性中,选择差异显著的因子属性数据库用于构建冷浸田土壤质量评价因子的MDS,MDS确定利用SPSS13.0统计软件的因子分析进行主成分分析,再利用DPS软件进行相关分析(α=0.05)。

2结果与分析

2.1福建冷浸田土壤主要理化、生化特征

冷浸田与同一微地貌单元内非冷浸田之间的41项属性因子中,有28项的t检验达到显著差异水平。从生化特征来看,转化酶、过氧化氢酶、磷酸酶、硝酸还原酶、细菌、真菌和放线菌、微生物生物量C和N、微生物生物量C/总C、微生物生物量N/总N等11项因子差异明显。其中,冷浸田土壤的过氧化氢酶、转化酶活性分别比非冷浸田高58.3%和22.1%,差异达到显著水平,这可能是由于冷浸田长期处于淹水厌氧环境,生物代谢过程产生了有害性的过氧化氢累积,致使过氧化氢酶作用基质含量高,一定程度上激活了过氧化氢酶活性;另外,由于处于厌氧状态下的土壤有机质难以矿化,有机质累积进一步诱导了冷浸田的微生物分泌较多的转化酶,以促进有机化合物的矿化。而冷浸田土壤的磷酸酶、硝酸还原酶活性、细菌、真菌、放线菌数量、微生物生物量C和N、微生物生物量C/总C、微生物生物量N/总N指标显著低于非冷浸田,其中,磷酸酶与硝酸还原酶分别仅相当于非冷浸田的52.2%和33.4%,这可能是由于冷浸田土壤中的磷素和NO3--N含量低,因而供给微生物转化的底物也少,降低了磷酸酶和硝酸还原酶活性。冷浸田土壤中细菌、真菌和放线菌数量分别仅相当于非冷浸田的70.2%、62.5%和54.0%,可能原因是冷浸田普遍处于低温还原状态,不利于土壤微生物活动,微生物区系与微生物生物量C、N也随之降低。从表2可以看出,微生物生物量C和N、微生物生物量C/总C、微生物生物量N/总N分别仅相当于非冷浸田的37.8%、56.3%、27.8%和44.7%,这主要是由于微生物生物量C是活性有机质的主要组分,尽管土壤微生物生物量仅占有机碳的1%~3%,但它在有机质动态中起着很重要的作用,其含量显著低于非冷浸田,反映出冷浸田土壤有机质“品质”较差的特性。

2.2冷浸田土壤质量评价因子最小数据集的构建

2.2.1冷浸田土壤质量评价因子主成分分析

冷浸田与非冷浸田之间土壤属性达到显著性差异的有28项,为了抓住这些关键因子,以达到快速治理与改善土壤理化、生化性状的目的,本文采用主成分分析对这些因素进行因子分析,以减少参评土壤因子,同时也解决数据冗余的问题。首先,选择特征值≥1的主成分(PC),特征值≥1的PC有5个,前5个PC累计贡献率78.5%(表5),说明这5个PC已基本上反映了冷浸田土壤性状变化的主要影响因素。对各变量在各个PC上的旋转因子载荷大小进行选取,一般认为系数绝对值在0.8以上的初始因子对构成的评价因子具有重要的影响力。其中,第1PC主要由C/N、细菌、放线菌初始因子构成,主要反映土壤生化特征;第2PC主要由微生物生物量N、微生物生物量N/总N初始因子构成,主要反映土壤活性有机N特征(属生化范畴);第3PC主要由还原性物质总量、活性还原性物质总量初始因子构成,主要反映土壤还原特征;第4PC主要由全N、物理性砂粒初始因子构成,主要反映土壤物理特征与化学养分特征;第5PC主要由全P初始因子构成,主要反映土壤化学养分特征。综上所述,由C/N、细菌、放线菌、微生物生物量N、微生物生物量N/总N、还原性物质总量、活性还原性物质总量、全N、物理性砂粒、全P10项候选因子组成的评价因子体系可以基本反映出28项初始评价因子构成的土壤质量信息。

2.2.2冷浸田土壤质量评价因子最小数据集的确定

对10项候选因子进一步进行相关分析表明,土壤不同因子间存在显著的相关性。根据土壤质量评价因子相对独立性原则,依据专家经验法对上述10项因子进行优化。C/N生态化学计量特征反映土壤C、N物质循环以及生态系统的主要过程,对土壤质量起着重要作用,其自然进入MDS;土壤细菌与放线菌均为微生物区系,二者与C/N均呈显著相关,但细菌与C/N相关系数较小,信息独立性较放线菌大,且在土壤养分转化过程中发挥着极其重要的作用,故细菌进入MDS,而舍去放线菌因子;微生物生物量N(MBN)与MBN/总N呈显著相关,且MBN与其他因子无显著相关,其信息相对独立,因而选择微生物生物量N进入MDS;还原性物质总量与活性还原性物质呈显著正相关,由于还原性物质与其他因子无显著相关,信息相对独立,故选择还原性物质总量进入MDS;物理性砂粒反映土壤空隙结构、土壤水分渗透性能及耕作难易以及养分转化的物理指标,且除与全N显著相关外,其余均无显著相关,其信息独立,故选择进入MDS;全N与全P均属化学指标,全N与物理性砂粒、还原性物质总量均呈显著正相关,而全P除与物理性砂粒显著正相关外,与其余因子均无显著相关,且全P也与冷浸田限制因子速效P呈显著正相关,该因子体现了MDS内的指标相关性低而与MDS外的指标相关性强的特点,故选择全P进入MDS,而舍去全N因子。基于相关分析并结合专家经验法,最终确定冷浸田土壤质量评价因子MDS由C/N、细菌、微生物生物量N、还原性物质总量、物理性砂粒、全P6项因子组成。

2.3冷浸田土壤质量评价因子MDS表征与应用

建立完善耕地质量评价体系、明确不同地力等级耕地的划分标准,是制订相关政策与法规的重要依据,也是强化执法力度的重要保障[20]。进行土壤质量评价时,评价因子的选取应全面、综合地反映土壤肥力质量的各个方面,即土壤的养分贮存、释放,土壤的物理性状和生物多样性[21]。MDS则是反映土壤质量的最少因子参数的集合。通过主成分分析、相关分析并结合专家经验筛选出的冷浸田土壤质量评价因子MDS覆盖了土壤物理、化学与生化指标。其中,化学指标包括C/N、全P、还原性物质总量因子,其表征土壤养分与水分保持、碳储藏与土壤团聚体维护以及冷浸田土壤还原因子功能;物理指标为物理性砂粒因子,其表征土壤水分与化学物质的吸附和运输;生化指标包括细菌、微生物生物量N,其表征微生物活动及养分循环通量。通过优化筛选出的MDS可用于冷浸田土壤质量评价,也适合于冷浸田改良效果的评价。李桂林等基于苏州市1985—2004年土地利用变化情况,在采样分析的两套土壤属性数据(各12个土壤候选参数集)上,得到各包含6项因子的土壤质量评价MDS及其20年尺度上的变化规律,发现MDS因子略有不同,但变化不大。其中,4项(有机质、pH、有效K、全K)相同,另外,1985年的MDS中还包括有效P、总孔隙度,2004年的MDS中还包括全P及容重。从中可以看出,冷浸田的土壤质量评价因子MDS选择与一般类型土壤质量评价MDS选择是有差别的。这与冷浸田土壤性质的特殊性分不开。如对于一般类型土壤质量评价而言,土壤还原性物质参数一般不会被选入MDS,而对冷浸田而言,土壤还原性物质对作物生长造成毒害,是限制生产力提升的重要“瓶颈”因子,故被选入MDS;同样,土壤微生物生物量N与微生物生物量C类似,其表征冷浸田土壤有机氮库的“质量”而被选入MDS。当然,当冷浸田土壤通过治理后,还原性物质下降为次要限制因素,或冷浸田通过改良演变为灰泥田、青底灰泥田或灰黄泥田等氧化型、氧化还原型土壤类型时,其土壤质量评价MDS选择可能也随之发生改变,此条件下土壤有机质、pH或可作为重要的肥力限制因子代替现有冷浸田质量评价MDS中的因子。另外,本研究冷浸田类型为发生学分类名称,其覆盖潜育性水稻土的5个主要土种类型,上述参评因子选择确定也可为冷浸田土壤系统分类土系区分提供借鉴,如青泥田、浅脚烂泥田、深脚烂泥田的土壤还原强度逐渐增加,其有机质和物理性砂粒含量也有相似趋势,因而可以根据还原性物质总量、C/N和物理性砂粒含量等诊断特性或诊断现象加以区分,同样,对于锈水田,按系统分类,可根据潜育土表层亚铁含量和还原性物质总量,划分出相应的土系。用主成分方法筛选质量评价因子,可有效减少数据冗余,但也可能存在参评土壤因子信息丢失的问题。有报道认为,通过主成分分析并结合矢量常模(NORM)的方法可能对评价因子MDS选择更完善。另外,在提出MDS的基础上,进一步通过专家咨询或模糊数学方法对各评价因子指标“好坏”进行描述并最终构建冷浸田土壤质量评价模型有待进一步研究。

3结论

第3篇:土壤酸化的原因范文

关键词高山茶园;土壤酸化;治理技术

中图分类号S571.1文献标识码A文章编号 1007-5739(2012)08-0283-02

俗话说“高山云雾出好茶”,一般认为海拔1 000 m以上的茶园可称为高山茶园,高山茶园云雾多,湿度大,多漫射光,天然品种优越,然而高山茶园土层薄,坡度陡,水土流失严重,加之劳动操作困难,农民大量使用化学肥料和除草剂,导致土壤日益酸化,严重地影响茶叶的产量和质量。虽然茶树是喜酸植物,但其生长的最佳土壤pH值条件为4.5~6.5,当pH<4.0时茶树生长将受抑制[1],2010—2011年在广西金秀县的高山茶园多次抽取土壤样检测,pH值为3.4~3.8,土壤酸化严重,茶园产量低于300 kg/hm2,产量极低,严重影响了茶园的经济效益。通过2年的科学试验和酸化土壤综合治理方法的实施,茶园土壤pH值明显提高,促进茶叶增产,茶农增收。

1高山茶园土壤酸化形成的主要原因

1.1茶园建园基础差,水土流失严重

高山茶园普遍坡度都比较陡,山高陡坡土层浅,一些茶园土壤比较贫瘠,质地黏重,地表水渗透力差,雨量比较充沛而且比较集中,加上建园比较粗放,种植前未作深耕,种植方式又不尽合理,园面倾斜,没开梯田或梯面窄,园路直上直下,没有水土保持措施等。因此,存在不同程度的水土流失现象,土壤有机质流失严重,茶园土壤逐渐酸化,有的pH值降至3.5以下,抑制了茶树生长,制约了茶叶生产的进一步发展。

1.2大量使用化肥和除草剂

高山茶园多建立在远离城镇的大山里,交通不便,劳动力缺乏,茶园道路设计也不科学,使得茶园管理困难,劳动强度大,效率低,成本高。茶农为了方便劳作,大量使用化学肥料和除草剂,采取掠夺性经营方式,使生态环境恶化。长期施用生理酸性肥料,如硫酸铵、硫酸钾、铵态氮等化肥,是造成高山茶园土壤酸化的主要原因。

1.3茶园自然酸化

高山茶园建园的时间越长,土壤酸化就越严重,由于茶树生长过程中落叶和修剪叶增加了土壤表层的Al含量以及根系分泌大量有机酸,茶园土壤存在自然酸化的过程,植物不仅可以通过矿质元素的生物循环、吸收、转运等因素影响土壤的酸度,还可以通过根系的选择吸收及分泌物直接影响土壤的环境[1]。由于茶树是聚铝性、多年生常绿作物,根系代谢作用强烈,而茶园土壤耕翻条件差。因此,根系分泌物容易积累而酸化土壤,其酸化特点是由根茎处逐渐向蓬面处扩展。

2高山茶园酸化土壤综合治理关键技术

2.1因地制宜,科学规划茶园

水土流失导致茶园土壤有机质减少,茶园生态环境恶化,是高山茶园土壤酸化的重要原因之一,高山茶园中水土流失问题突出,严重阻碍茶叶产量、质量的提高。因此,有针对性地采取水土保持措施,对于提高种茶效益,具有极其重要的意义。因此,建立高山茶园要以水土保持为中心,因地制宜,搞好总体规划设计。实践证明,坡度≥25°时原则上不应开垦,已垦的要逐步改造,或退茶还林[2]。在规划时,要注意分散建园,不强行大面积连片,用生态观科学规划调整茶园布局,保护好四周的林木,要培育茶园良好植被,优化调整种植结构,合理配置利用共生资源,改变单一种植模式,大力推广茶、草、树并存的生态环保型种植技术,保持水土良性循环,互为利用,共生共存,达到茶茂、草青、树绿的效果,促进和谐发展。另外,还要设计科学的蓄、排水系统,以及减少径流能量的园间工程,即将高山茶园开垦成等高梯层。

2.2施用草木灰和白云石粉

2.2.1施用草木灰。草木灰主要成分是K2CO3,是强碱弱酸盐,溶液显碱性,所以可以中和土壤中的酸,达到改良土壤的目的,高山茶园草木灰的生产非常便利,是非常经济的一种酸化土壤改良方法,夏秋季节在茶园的路边、草坪等杂草丰富的地方,用宽口锄头锄好草皮,待太阳晒干后拼堆放火烧尽冷却后制成草木灰。施用草木灰时可结合茶园的施肥进行,在梯田的内侧开沟撒施连同杂草一起压埋,可以起到很好的改良酸化土壤的效果。

2.2.2施用白云石粉。采取化学改良措施对酸化土壤进行调整,如施用白云石粉,施用白云石粉(MgCO3+CaCO3)不仅可以提高茶园土壤pH值,改良土壤结构,对提高茶叶的产量和品质也有一定的作用。对于长期施铵态氮肥而引起缺镁的茶园,施用白云石粉则有更好的效果。施用量根据酸化程度确定,在秋、冬季与基肥掺合施用,每年1次,或隔2~3年施1次。

2.3冬季深翻土壤

深翻土壤能保持茶园土壤疏松通气,改善土壤的透水性和保水性,有利于微生物的活动,有利于熟化下层土壤。由于茶树根系能分泌大量有机酸,因而下层土壤酸化一般比表层土壤严重,表层土壤一般含有较多的有机质,对于表层中性、下层酸性的土壤,用深翻的方法将中性的表土和酸性的心土充分混合之后,酸化土壤能得到明显改良。深翻一般应在每年12月初进行,深度40 cm左右,深翻时结合铲除杂草,埋入土中,结合冬季施肥进行,以节约生产成本。

2.4平衡施肥,增施有机肥

2.4.1平衡施肥。平衡施肥是保持土壤pH值稳定的重要途径,长期大量偏施氮肥,造成土壤pH值连续下降,随着土壤的酸化,钙、镁、钾等盐基离子淋溶加剧,严重影响茶树的生长。因此,茶园中肥料应将氮、磷、钾、镁等元素配合施用以平衡土壤养分,调节土壤pH值[3],对于pH值在4.0以下酸性过强的茶园土壤,一般宜施一些碱性和中性肥料,如氨水、碳酸氢铵、尿素、钙镁磷肥、复合肥等。农家肥如猪、牛厩肥和鸡粪等腐熟后多呈微碱性,宜经常施用,以防止土壤pH值持续下降。

2.4.2增施有机肥。施用有机肥是改善土壤酸化的有效途径。有机肥通常含有丰富的镁、钾等元素,可以补充由于土壤酸化而造成的盐基离子淋失,而这些盐基离子及其与各种有机酸形成的络合体具有很强的缓冲能力,可缓解酸化速度[4]。高山茶园由于茶园基础设施落后,劳作困难,可选用一些容易运输和劳作的有机肥,如绿肥、麸肥、生物复合有机肥等,绿肥可就地种植,麸肥一般选用桐麸、菜子麸、篦麻麸等肥料,价格实惠、养分高、肥效好,发酵好后用量为2 250 kg/hm2,高山茶园施用效果较好的有机肥和生物复合有机肥,其氮、磷、钾、镁和有机质含量较高,且肥料大多为颗粒型,便于劳作,有利于在山区大面积推广。

2.5种植绿肥与覆盖

2.5.1种植绿肥。绿肥是一种优质高产的有机肥料[5],其产青量高,肥质好,有机质丰富,养分高,腐烂快,含有氮、磷、钾和多种微量元素等,施用绿肥能大幅增加土壤有机质,每100 kg新鲜绿肥约含有机质10~15 kg,以施用量为15 t/hm2计就相当于增加有机质1 500~2 250 kg/hm2 [6]。高山茶园种植绿肥有很多好处。一是高山茶园种植绿肥只需少量种子和肥料,节省人工,能克服交通困难和劳动力不足的弊端,成本投入少。种植在高山茶园的梯壁及茶园梯面内侧,不影响采茶和劳作,绿肥的茎叶茂盛对梯面有覆盖作用,可以减少水土肥的流失,降低雨水对地表的侵蚀和冲刷,增强固土、护坡及抑制杂草的生长等作用。二是为茶园提供丰富的养分,其养分含量,以占干物重的百分率计,氮(纯N)为2%~4%,磷(P2O5)为0.2%~0.6%,钾(K2O)为1%~4%[6],豆科绿肥作物还能把不能直接利用的氮气固定转化为可被茶树吸收利用的氮素养分。三是酸性茶园宜选择种植豆科绿肥,其产青量高,植株含氮量可达4%,在酸性土壤环境中表现出良好的适应性,播种量15 kg/hm2左右,一年能割青2次,覆盖在茶园中,待锄草或施肥时压埋。绿肥有机碳占干物重的40%左右[5],施入土壤后可以增加土壤有机质,改善土壤的物理性状,提高土壤保水、保肥和供肥能力[4];可以减少养分损失,保护生态环境,起到很好的改良酸性土壤效果。

2.5.2推广应用铺草技术。充分利用稻草、秸秆、杂草原料铺盖于茶园行间,具有培肥茶园、疏松土壤、蓄水保湿、防旱降温、防寒防冻、抑制杂草滋生、增加有机质含量、繁衍有益生物和增强茶树抗性等优点,在治理水土流失和土壤酸化的技术中,是一项省工节本、操作简便、快捷高效、经济实惠而又实用的技术。茶园铺草要科学合理,一般追施有机肥后均匀平覆,铺盖厚度一般以3~5 cm为宜,可达到很好的改良酸化土壤的效果。

2.5.3地膜覆盖。地膜覆盖广泛运用于蔬菜种植中,在茶园中通过试验对高山茶园保水保肥、改良土壤和防止水土流失都有很大的作用,一般在春茶开采前,结合追肥进行,茶园施肥后梯面用地膜覆盖,覆一层薄土固定地膜,茶园的梯田内侧与梯壁连接处开好排蓄水沟,可起到很好的排蓄水功能。地膜覆盖后可减少养分的淋溶、流失、挥发,可提高养分的利用率。此外,地膜覆盖可以避免雨水冲刷而造成的有机质和水土流失,抑制杂草的生长,还可以减少茶园管理的劳力,并能使土壤疏松。

2010—2011年在广西金秀的高山茶园,施金圣品氨基酸生物有机肥与施金圣品氨基酸生物有机肥并盖地膜的酸化土壤改良对比试验结果表明,施金圣品氨基酸生物有机肥,pH值从3.88提高到5.94,pH值提高53.09%;施金圣品氨基酸生物有机肥并盖地膜,pH值从3.88提高到6.04,pH值提高55.67%,试验证明施用生物有机肥能明显提高土壤的pH值,覆盖地膜效果会更好。

3参考文献

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第4篇:土壤酸化的原因范文

镉是地壳中的一种天然元素,元素符号为Cd,原子序数48,原子量为112.411,属周期系ⅡB族元素。在自然界中都以化合物的形式存在,主要矿物为硫镉矿(CdS),与锌矿、铅锌矿、铜铅锌矿共生。

所有的土壤和岩石,包括煤和矿质肥料,都含一定量的镉。在开矿、工业和燃煤、石油、天然气及焚烧家庭垃圾过程中镉进入空气。镉微粒沉降到地面或水中之前可在空气中传播很长距离。由废物处理和有害废物场所的泄漏的镉进入水体及土壤。它被土壤颗粒吸附或形成含镉的各种有机和无机化合物,很难从土壤中移走,另一些镉溶于水中。镉在环境中不分解,但可改变形态。鱼类、植物和动物从环境中吸收镉,通过食物链进入人体。镉可在身体内存留很长时间,经过多年低量镉暴露而逐渐累积,当累积达到一定量时便产生毒害作用。

农耕地的镉污染问题,对我们的食品安全、人畜健康和农产品出口,带来严峻的挑战。

二、镉污染对人、畜健康的危害

镉及其化合物经食物、水和空气进入人体后,主要累积在肾、肝、肺等器官,并产生毒害作用,严重时可导致高血压、肾功能紊乱、肝损害、肺水肿、贫血等疾病以及神经和大脑损伤, 甚至诱发癌症。此外,镉中毒还会使人、畜散失骨质和骨密度,使肌肉萎缩关节变形,骨骼疼痛难忍,不能入睡,发生病理性骨折,以致死亡。例如日本的骨痛病就是因为工厂排放的含镉废水进入河床,灌溉稻田,被植株吸收并在稻米中积累,居民长期食用含镉的大米所致。因此,土壤――作物系统中镉污染已成为国内外环境污染研究的热点。

三、水稻镉污染防控技术措施

针对土壤镉污染问题,土壤科学家和环境科学家们开展了大量研究,尝试了很多方法,包括物理、化学和物理化学方法,生物修复方法等,取得了较好的成效。但大多数方法成本高、施用繁琐,难以大面积应用推广。

近年来,四川农业科学院土壤肥料研究所与省内外的有关大专院校和科研所合作,联合攻关,对土壤和稻米镉污染防治问题开展了大量研究,取得了可喜的进展,形成了一些实用技术,可有效降低水稻对镉的吸收。这些技术包括抗镉污染水稻品种的应用,控制镉污染的肥料技术、水分优化管理技术,农业废弃物管理技术等。通过这些技术的应用,可以在镉污染土壤上生产出无公害大米。

1.抗镉污染水稻品种的应用经过对现有栽培水稻品种和育种材料抗镉污染能力的筛选,初步确定了一批高抗性及高富集镉的品种和育种材料。通过田间验证,这些抗性品种能在轻度――中度镉污染的土壤上,通过优化肥水管理等措施,大大降低稻米中的镉含量,达到国家稻米无公害稻米的标准。这些抗性品种包括刚优725、Ⅱ优838和川香优3号等。

2.降低土壤镉有效性的适宜肥料和施用技术

(1)适合镉污染土壤上水稻生产的肥料品种这些肥料品种包括重金属含量低于国家限量的各种有机肥、饼肥、绿肥;氮肥有尿素、碳铵;磷肥有磷酸一铵、磷酸二铵、钙镁磷肥;钾肥有硫酸钾、氯化钾;其他各种碱性肥料或物料,如石灰氮、石灰、偏硅酸钠;各种微量元素肥料。

(2)各种肥料降低镉有效性的原理与施用技术在淹水条件下,稻田施用农家肥后,能有助于快速降低土壤氧化还原电位,使土壤酸性土壤pH值上升到中性,降低土壤镉的生物有效性和毒性,减少水稻对镉的吸收。有机肥宜作底肥,氮肥需要深施,尿素和碳铵在水溶液中呈微碱性,尿素水解后形成碳铵,只要施入稻田的这些氮肥不进入稻田水层的表面,即氧化层,则不会发生硝化作用或形成硝态氮。硝态氮的形成会产生H+离子,即土壤酸性。当产生的H+离子数量很小时,不会对土壤pH产生明显影响而导致土壤镉的有效性增加;如果产生的H+离子数量较大时,会引起土壤pH明显降低而增加镉的有效性和水稻对镉的吸收。在稻田中施用硫酸钾对降低水稻吸收镉的效果显著优于氯化钾,这是因为硫酸根离子在淹水的还原条件下被还原成S2-(硫根离子)离子,S2-会与Cd2+(镉离子)形成CdS(硫化镉)沉淀,从而减少水稻根系对镉的吸收。试验表明,在几种水溶性磷肥(过磷酸钙、磷酸一铵、磷酸二铵、磷酸二氢钾)中,过磷酸钙由于自身含有一定量的游离硫酸,比其他磷酸稍微提高了镉的吸收。但由于镉往往与磷肥伴生,过磷酸钙比其他磷肥含有较多的镉,不适宜在镉污染土壤上施用或长期施用。枸溶性磷肥―钙镁磷肥属于碱性肥料,如果其镉含量低于国家限定指标,适合于镉污染的酸性土壤,但不适宜在碱性土壤上施用。其他碱性肥料或物料,因为能升高土壤pH,降低土壤镉的有效性,特别适合在镉污染的酸性土壤上施用。

(3)不适宜使用的肥料

①重金属含量高于国家限量的各种有机肥,污染区的农作物秸秆、草木灰、氯化铵、过磷酸钙、磷石膏,以及使土壤酸化的各种物料。

②在重金属镉污染的土壤上,要严格限制施入肥料或其他农资的镉含量。因此,镉含量超标或较高的肥料或农资,一定要杜绝施用。人们一般认为,用作物秸秆或其他农家肥(包括绿肥等)可生产出无公害食品或有机食品,这是一种误解。因为在镉污染地区,无论是作物秸秆,还是人畜粪便,在食物链中或其循环过程中已受污染,不宜循环利用。这也是在重金属污染地区用稻草种植的食用菌会检测出镉或其他重金属超标的原因。

③氯化铵在镉污染地区因禁止使用。这一方面是因为氯化铵能明显降低土壤pH,增加土壤镉的有效性;另一方面,氯化铵肥料中的氯离子还会与镉形成络合物,提高镉的有效性。过去的已试验证明了氯化铵能显著增加秧苗、稻草和稻米中隔含量。

④过磷酸钙和磷石膏中都含有一定量的镉,不宜在镉污染土壤上使用。食品加工、饲料添加剂生产的酸性废液如赖氨酸生产过程中产生的废液,常用作肥料施用,但不能用于受镉污染的土壤上。

2.稻田水分管理技术镉污染稻田水分管理应在水稻生长期间始终保持田面有一定的水层,通常3~5cm,即使稻田土壤始终处于还原状态,不能晒田,这是镉污染稻田水分管理的关键。这似乎有悖于常规的水稻丰产水分管理――湿润灌溉和中期排水晒田。如前所述,稻田土壤淹水后,pH迅速上升至中性,氧化还原电位下降,镉的有效性可比淹水前下降60%~80%。因此,保持稻田始终处于淹水状态会大大降低水稻对镉吸收。

第5篇:土壤酸化的原因范文

(辽宁北方环境检测技术有限公司,辽宁沈阳110161)

【摘要】建立了一种用微波消解-火焰原子吸收分光光度法测定土壤和沉积物中锰元素的方法。通过实验确立了酸消解体系,优化了微波消解条件。结果表明:当取样量为0.2g时,消解定容体积为50mL时,方法检出限为2mg/kg;校准曲线的相关系数大于0.999;测定实际土壤样品的精密度RSD为1.4~2.8%,标准土壤及沉积物样品的测试结果均在标准值范围之内,相对误差为-1.43~3.16%。

关键词 微波消解;火焰原子吸收;土壤;沉积物;锰

DeterminationofManganeseinSoilandSedimentbyMicrowaveDigestion-FlameAtomicAbsorptionSpectrometry

ZHANGZhi-qiangSHIShuaiLIMeng-ningGUYingWANGYu-ping

(LiaoningNorthernEnvironmentalTestingTechnologyCo.,Ltd.,ShenyangLiaoning110161,China)

【Abstract】AquantitativeanalysismethodfordeterminationofManganeseinsoilandsedimentwasestablishedbymicrowavedigestion-flameatomicabsorptionspectrometry.Themicrowavedigestionconditionswerestudied.Theselectedoptimaldigestiontemperaturewas230℃,underwhichtheHNO3-HCl(v/v=1:1)systemasthedigestionsolutionwastreatedwithsoilsamples.Itwasfoundthatthedetectionlimitationofthismethodwas2mg/kg;thelinearcoefficientwas0.999;therelativestandarddeviationoftestedactualsamplewas1.4~2.8%.Allthetestedresultsofstandardsoilandsedimentsampleswereinthestandardrange.Therelativetolerancewas-1.43~3.16%.

【Keywords】Microwavedigestion;Flameatomicabsorptionspectrometry;Soil;Sediments;Manganese.

锰是一种常见的金属元素,是植物生长所必需的营养元素,但土壤中的锰浓度过高也会危害动植物的生长。锰也是人体不可缺少的微量元素之一,过量摄入也会对脑、肝、肺等产生有害影响,甚至会致癌、致畸、致突变[1]。锰污染主要有原生地质污染、含锰土壤的面源污染和采矿矿山的尾水污染,含锰的污染物通过各种途径进入到土壤,造成土壤严重污染。所以,准确测定土壤和沉积物中锰的含量对土壤调查和土壤污染治理工作具有重要的意义。

测定土壤中锰含量,可采用不同的方法进行预处理,主要有电热板湿法消解[2],干灰化法消解[3]和微波消解[4]。湿法消解操作复杂时间长,酸使用量大,容易引入杂质,其中的氢氟酸和高氯酸,具有较强的腐蚀性和易爆性,对分析人员和环境的危害较大。干灰化法使用的酸较少,但容易引起试样部分损失。微波消解直接以试样及酸的混合物为发热体,在瞬间吸收微波辐射的能量,并且可以将试样充分混合,加快了试样的分解。

本研究采用微波消解法,以不同批次的环境土壤标样为研究对象,对硝酸-盐酸混合酸体系的组成、消解温度进行了优化,建立了一个简便、快速、准确、重现性好的测定土壤和沉积物中锰含量的分析方法。

1实验部分

1.1仪器和设备

火焰原子吸收分光光度计;微波消解仪;电热消解器。

1.2试剂和材料

浓硝酸:优级纯;浓盐酸:优级纯;锰标准贮备液:500mg/LGSB05-1127-2000批号102705;滤膜:0.45μm;超纯水:18.2MΩ;乙炔:>99%。

1.3环境土壤标样

2实验方法

2.1原子吸收参考条件

2.2土壤样品的制备

按照HJ/T166-2004《土壤监测技术规范》对样品进行制备。

2.2微波消解条件

2.3土壤样品的消解

称取0.20g(精确到0.0001g)土壤样品于微波消解罐中,用少量水润湿土样,加入4mL浓硝酸和4mL浓盐酸,待混合均匀无剧烈反应后加盖密封,放入微波消解仪中,在设定的升温程序下微波消解50min。消解完成后,在电热消解器中赶酸,再经0.45μm微孔滤膜过滤,滤液收集于50ml容量瓶中,用0.2%的硝酸溶液定容。

2.4校准

配制浓度为0.00mg/L、0.25mg/L、0.50mg/L、1.00mg/L、1.50mg/L和3.00mg/L的锰标准系列,按表2给出的仪器参数,测定吸光度,绘制锰标准曲线,得到线性回归方程与相关系数(见图1)。

2.5样品测定

按与绘制校准曲线相同的条件测定空白样品和土壤样品消解液,扣除空白后,根据标准曲线计算土壤样品中锰的含量。

3结果与讨论

3.1原子吸收测试条件的优化

为了考察原子吸收分光光度计的通带宽度、乙炔流速和燃烧器高度对锰元素测定值的影响,本研究以浓度分别为0.5,1.0,2.0mg/L的锰标准溶液为对象,对以上条件分别进行了单一变量试验,结果如图1所示。

经过数次实验优化,最终选定的火焰原子吸收的检测条件如表2所列。

3.2消解条件的优化

土壤样品的消解程度,对于锰含量的测定,有着直接的影响。因此,选择合适的消解液及消解温度,是本研究重点考察的内容。选取锰含量为低、中、高的三种不同性质的土壤和沉积物标准样品:GSS-17(沙化土/309±6mg/kg),GSS-23(沉积物/882±18mg/kg),GSS-4(石灰岩土/1420±75mg/kg)对消解液的组成及微波消解条件进行优化。

3.2.1消解液组成的优化

实验初期,以浓硝酸作为消解液,相对误差均超出允许值范围(如表4所示)。

在浓硝酸中加入一定量的浓盐酸,能使消解效率得到一定程度的提高。因此,配制不同比例的浓硝酸-浓盐酸混合溶液,分别称取上述土壤标准样品0.20g(精确到0.0001g),加入8.0mL浓硝酸-浓盐酸混合消解液,按表3中给出的微波消解条件进行消解。测定结果和相对误差如表5所示。

由表5可见,用浓硝酸:浓盐酸(1:1)的消解液体系,微波消解效率最高,与标准值相比,相对误差最小,三种不同浓度的不同类型的土壤样品的测定结果均在允许范围之内。

3.2.2微波消解温度的优化

微波消解温度也是影响消解效率的主要因素之一,以优选出的酸体系为消解液,参考国内相关研究资料和仪器本身的参数,分别设置180℃、215℃和230℃作为消解温度进行条件试验。实验结果见表6。

如表6所示,当消解温度为180℃和215℃时,GSS-4、GSS-17和GSS-23三种土壤样品检测结果的相对误差均超出允许范围;当消解温度为230℃时,三种土壤标准样品检测结果的相对误差均落在允许范围之内。因此,确定最佳的消解温度为230℃。

3.3方法检出限

在空白消解液中添加锰标准溶液,使浓度相当于0.010mg/L,采用与土壤样品相同的消解步骤,重复测定7次,以测定值标准偏差的3.143倍计算方法检测限为0.007mg/L,当称样量为0.2g,消解后定容体积为50ml时,测定土壤中锰元素的方法检出限为2mg/kg。

3.4测定实际样品的精密度

取沈阳某厂区及其周边土壤,每个样品重复测定3次,结果见表7。

3.5测定环境标样的精密度和准确度

为了验证本方法的准确性,分别对7种不同类型的标准土壤和沉积物样品(涵盖了酸性土壤,碱性土壤,河流及海洋沉积物等)进行测试,结果如表8所示。

对比不同类型的标准土壤和沉积物样品的锰测定结果,均在标准范围之内,准确度较好,可以满足各类土壤及沉积物样品的测试要求。

4结论

使用HNO3/HCl(1+1)混合酸体系对土壤样品进行微波消解,可以快速、有效地测定土壤中的锰。通过对实际土壤样品和不同类型土壤标准样品的分析,证明该方法准确度较高,精密度较好。

参考文献

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第6篇:土壤酸化的原因范文

关键词:硒;硒的形态;有效性

收稿日期:2011-10-04

作者简介:姜磊(1984―),男,江苏江都人,助理工程师,主要从事水工环地质方面的研究工作。

中图分类号:O613.53

文献标识码:A

文章编号:1674-9944(2011)11-0123-03

1引言

通常意义上的硒元素分布主要是指硒在自然界岩石、土壤、水体、食物中硒的含量水平和赋存状态。在全球范围内各种环境介质由于受到多种不同因素的作用和影响、以及测定方法和仪器精密度的限制,也使得硒的含量分布和状态水平差异较大。即使在同一环境介质中,由于组分和结构的复杂性,其赋存的硒也不尽一致,因此有必要对土壤中硒的分布作进一步的分析[1]。

2土壤中的硒

土壤中硒的来源主要有成土母质、降水和降尘、灌溉、富硒植物死亡后分解释放,富硒地下水通过毛细管作用上升于土体上部,化学肥料中的含硒杂质,使用杀虫剂带入的硒,施有机硒肥带入的硒,施用粉煤灰带入的硒,高硒工业污染物如污水、垃圾等进入土壤。在非工业污染区,主要靠母质的风化释放。

Allaway等认为从土壤系统进入生态系统中的硒是Se元素的主要来源。世界各国土壤中的硒大多在0.08~2.0μg/g。影响土壤硒含量的因素主要有成土母质,成土过程、土壤质地、土壤有机质和人为因素。

在我国环境中硒的分布规律是东北至西南走向有一条低硒带,其西北方向为干旱地区富硒环境,东南方向为湿润地区富硒环境。从东北地区暗棕壤、黑土向西南方向,经黄土高原上的褐土、黑沪土至川滇地区的棕壤性紫色土、红褐土、红棕壤、褐红壤地区,再至青藏高原东部和南部的高山草甸土(黑毡土),形成一条低硒带。低硒带的西北部则为干旱、半干旱地带(即西北非病带)黑钙土、栗钙土、灰钙土和灰漠土。位于低硒带东南部的广大地区包括贵州省的开阳县(即东南非病带),分别是湿润热带和亚热带黄壤、红壤、砖红壤和相应的水稻土。我国土壤中硒的分布形成了中间低(以棕褐土系列为中心)东南部和西北部广大地区较高的马鞍型趋势[2]。

2.1土壤中硒的形态特征

土壤硒的赋存形态的研究包括两个方面,其一是基于硒的价态,其二是基于硒与土壤中其它组分的结合形式[3]。根据硒的原子价态可分为6级[4]:元素态硒(Se),在土壤含量甚微,很不活泼,不能为植物利用;硒化物(Se2-)是半干旱地区未经强烈风化的富硫化物和黄铁矿的土壤中硒存在的主要形态;亚硒酸盐(SeO2-3)是土壤中硒的主要赋存形态,也是植物吸收的主要无机硒形态,广泛存在于温带湿润地区土壤中;硒酸盐(SeO2-4)是土壤硒最高价态,易被植物吸收,主要存在于碱性和通气良好土壤中;有机态硒是土壤硒的主体部分之一,主要来自含硒植物的腐解;挥发态硒,部分有机硒经微生物分解形成气态的易挥发的烷基硒化合物,土壤及其生长植物所散发的特殊气味就是烷基硒。根据与土壤中其它组分的结合形式来区分土壤中硒的形态,这方面的研究报道较多。

早期Carry等用75Se和系统分离的方法研究了土壤中硒可能的结合形式及其与植物利用率的关系,为阐明土壤硒的形态提供了依据[5]。土壤硒大部分能溶于碱性溶液,这些碱性提取物可进一步分离成为胡敏酸和富里酸二组分,Kang等研究指出,无机硒主要存在于富里酸组分中,而胡敏酸组分中的硒可能以硒氨基酸形态存在[6]。由于富里酸组分中含有无机硒,Kang等认为对富单酸中硒形态的分组有助于完善土壤硒的分类体系。Gustafssont采用连续提取法将森林土壤硒区分为NaH2PO4可溶性SeO2-4,Na4P2O7/ NaOH可溶性Se、胡敏酸Se、疏水富里酸Se.亲水富里酸Se.无机SeO2-3等组分[7]。鉴于硒和磷在土壤中的化学行为具有相似性,侯少范[8]在参照Jackson系统分离土壤磷的方法的基础上,将土壤硒分离成为水溶性Se、A1~Se、Fe~Se、Ca~Se、被包蔽的铁~Se、被包蔽的铝~Se以及残余态Se等7种形态。研究者从各自的研究日的和研究对象出发,或提出自己的分级体系和程序或对某一原有的体系和程序加以修改和发展,这主要包括各个形态的分级和提取剂的选择两个方面。近十年来,多种土壤硒的形态分级方法和体系被建议和采用。

2.2硒的有效性

土壤中硒以不同形态存在,对植物的有效性各异,植物吸收利用的硒包括部分有机硒(占水溶态硒的30%~95%)、硒酸盐和亚硒酸盐。土壤中而不引发生物危害性,这主要取决于其形态、价态和理化性质。土壤全硒一般不能很好地反映土壤对植物的供硒水平,只能作为土壤硒的容量指标,Olson等较早研究了土壤硒对植物有效性问题,证实土壤硒的有效性决定于水溶性硒的数量[9]。Nye等研究发现水溶性硒和植物摄硒量显著相关,认为水溶性硒可作为土壤硒有效性的评价指标[10]。

3影响硒有效性的因素

3.1水文地球化学环境

由于受地质构造或局部地形、地貌、海陆分布等自然因素控制而出现的不受景观地理纬度分带影响的水文地球化学环境。如在某些火山、温泉分布地区可造成局部环境硒的富集;在某些煤系地层,凝灰岩地区硫化矿床氧化带中的硒高度富集[11]。

3.2土壤酸碱度

土壤pH值的高低在很大程度上决定了土壤硒的存在形态和有效性。硒在微酸性或中性土壤中溶解度最低,而在酸性或碱性条件下溶解度均较大。碱性条件下,亚硒酸盐氧化为硒酸盐,有效性增加,产生硒中毒的土壤大多呈碱性。赵美芝研究表明,土壤pH值升高,土壤对硒吸附降低,交换态硒降低而水溶性硒增加,总的来说,pH值升高,硒有效性增加,施用石灰可增加有效态硒。

3.3土壤氧化还原状况

土壤的氧化还原物状况直接影响了硒的价态变化,从而影响硒的有效性,硒在土壤中占优势而又最重要的形态是SeO2-4、HSeO3-,SeO2-3。在高度还原条件下元素态硒是最稳定的,而最常见的还原态硒是Se2-,它可以形成稳定的金属硒化物,植物很难吸收。在氧化条件下,硒的有效性明显提高,强氧化条件尤其如此。

3.4土壤有机质

有机质对硒的有效性具有双重影响,一方面有机质矿化会释放出硒而增加有效硒,另一方面有机质具有较强的固定土壤溶液中硒的能力。这与有机质的组成有关,富里酸比例大时,硒的有效性高;而胡敏酸比例大时,硒的有效性低。

3.5土壤质地及粘粒类型

粘土矿物和铁铝氧化物对硒具有很强的固定作用,虽然全硒含量与粘粒含量呈正相关,但水溶性硒和植物含硒量则与粘粒含量呈负相关,因而硒的有效性随质地变粘而降低,也随铁、铝氧化物增加而降低[12]。

4结语

近年来,国内外对Se在土壤中形态分布规律研究的更加深入。明确了Se在土壤中的分布及存在形态与土壤理化性质、酸碱度、氧化还原状态、有机质和粘土矿物对硒的固定和硒在土壤剖面中的分布上起主要作用,研究了各种理化因素对土壤硒形态、价态以及迁移转化的影响。由于硒的生物活动性,也可作为地球化学的依据。但仍有不少问题需作进一步研究,应以地层时代、成土母岩和土壤类型为基本单位,对岩石、土壤、植物中的Se作为一个整体进行分析研究,可以让我们更一步了解土壤中硒的迁移规律。

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第7篇:土壤酸化的原因范文

关键词:无机肥;腐植酸复合肥;桉树

桉树原本产自于南美和澳洲,能够起到快速丰林建设的作用,现已被列为我国工业在进行原料林造林时需要首先考虑到的树种。

1 我国无机肥料使用现状

无机肥料又称为化肥,在当季的利用率比较低,磷肥的利用率一般为20%左右,钾肥的利用率通常为50%~60%,氮肥的利用率为30%。有很多的原因导致化肥的利用率偏低,比如,在施入磷肥之后,其中的有效磷与土壤之中的硼、钙、锌、镁、锰、铁和稀土元素相互作用,全部都没有了活性,致使肥料都不能充分发挥作用。氮肥随着水土逐渐流失,并伴随着土壤内硝化细菌的作用,造成酰氨态氮以及氨态氮转变成硝态氮挥发到空气中,而造成钾肥失效的因素为土壤干湿交替,以及淋溶流失而造成的晶格固定。

2 腐植酸复合肥

2.1 腐植酸复合肥的定义

腐植酸复合肥是将富有腐植酸的风化煤、泥炭以及褐煤作为原料,在经过了硝化以及氨化等化学处理之后,也可以在其中添加钾、氮、磷和一些微量元素制作而成的肥料。腐植酸复合肥是一种无机和有机复混肥料,能够促进林木发育和生长,增强化肥的利用率,提高林木的抗逆能力,对土壤理化性状以及林产品的品质进行改良和改善。当前主要分为以下几种:提纯腐植酸类、腐植酸类以及硝基腐植酸类产品,后2种经常和微量元素磷、氮和钾制作成单元。

2.2 腐植酸复合肥的作用

第一,能够让土壤中有团粒结构形成,这非常有益于土壤之中的热、水、气以及肥之间的协调,并使得土层变得松软,使土壤的结构得到改善。而且腐植酸还能与土壤之中的铝离子、钙离子以及镁离子相结合产生络合作用,有效地降低土壤当中碱的含量。腐植酸还能够吸收土壤之中的硫酸根离子以及氯离子,有效地降低土壤当中盐的含量,达到改善土壤的目的。

第二,能够有效地对植物的品质进行改善,增强植物抗寒能力。由于腐植酸当中具有解钾菌、固氮菌以及解磷菌,可以将土壤之中的钾素和磷素有效激活,进而将其转变成植物能够吸收和利用的物质。而且腐植酸当中的钾和磷能够提高糖类代谢的速度,使得植物体内的含糖量有所提高,进而提高植物抗寒的能力。

第三,腐植酸能够提高土壤之中的微生物含量,使得土壤的养分得以补充。腐植酸中存在着很多植物生长需要的元素,如氮、碳、氧以及氢等常量元素。

第四,能够提高植物呼吸的作用,刺激植物的根系发育,提高植物的生长效率。因为腐植酸分子包含很多的醌基和酚基,并能够相互进行转换,进而将植物在生长发育期间的氧化还原过程进行调节,使得植物的呼吸作用更加旺盛,提高了植物根茎顶端生长点分化的速度,促使植物的根系细胞以及其它细胞的分裂,使得其根部得到发育。

第五,促使肥料的效果更好地发挥。由于腐植酸本身就有提高植物吸收氮以及硝化抑制的作用,能够增强氮肥的利用率。因为腐植酸对钙离子、铁离子以及铝离子有很强的亲和力,能够降低土壤固定磷的能力,因此,腐植酸能够活化磷,提高土壤中磷的利用率。腐植酸能够贮存和吸收钾离子,能够降低土壤固定钾的能力,避免钾肥流失过于严重,有效增强钾肥的利用率。

3 桉树使用腐植酸复合肥之后的效果

3.1 桉树生长速度较快

以广东省的桉树种植为例,2011年5月,广东省的某县给每株在当月所种植的桉树使用400g的腐植酸复合肥;2011年 9月,再给每株桉树施用300g的腐植酸复合肥;2012年7月,给每株桉树施用300g的腐植酸复合肥。现在大部分的桉树高度均在10~12cm,而用其它无机复合肥施种的桉树高度要小于使用腐植酸复合肥施种的桉树。

3.2 肥效的“底气足”

在使用腐植酸复合肥施种的第1年,所有的桉树基本上已经封行,还没有开始进行自然整枝,树高叶茂,大大提高了桉树的生长速度。而使用其它无机肥的桉树,早就开始进行自然整枝,并且其下枝枯萎,远远比不上使用腐植酸复合肥施种的桉树。

4 总结

合理科学的使用腐植酸复合肥,能够提高桉树的生长效率,使得桉树枝繁叶茂,状况十分良好。既然腐植酸复合肥使用效益高,相关企业和单位一定要加大对腐植酸复合肥的研究力度,配置出更好、更有效的腐植酸复合肥。

参考文献

第8篇:土壤酸化的原因范文

【关键词】影响因素;提高措施;连作

前言

土壤是农业的基础,地力是高产的依托,没有高的地力,也就没有持续高产。

肥力是土壤的基本属性,正是因为有了肥力,在土壤上才能生长植物,并使土壤得以区别于没有肥力的成土母质。具有肥力的土壤是农业生产的基本生产资料。

肥力的概念有狭义和广义之分。狭义的肥力概念是指土壤供给植物所必需养分和水分的能力,以及与养分、水分供给能力有关的各种土壤性质和状态。而广义的肥力概念是把养分、土壤中的空气和热量(温度)等诸多因素一并考虑在内。

1.影响菜田土壤肥力的因素

1.1自然环境对菜田土壤肥力的影响

自然环境中的气温、降雨量、风等对土壤的风化、形成影响较大。但在短期内对菜田土壤肥力影响较大的依然是降雨和气温。

1.1.1雨水

雨水对土壤肥力的影响很大。雨水中含有大量的二氧化碳并带酸性,降到地面,渗入土壤中,使土壤溶液呈酸性,与土壤代换性钙进行反应,产生中性盐类,暂存于土壤溶液中,随雨水或灌溉水向土壤下层移动,致使土壤脱钙,甚至也脱镁,土壤变酸。

1.1.2气温

气温高土壤温度也随之升高,微生物活性提高,土壤有机质分解的快,这固然可提供较多的有效养分,但有机质含量也会减少,使土壤缓冲性降低。因此,高温土区,更应注意补充土壤有机质。因此要特别注意农家肥的应用,提倡有机与无机相结合,用地与养地相结合。

1.2施用化肥过量对土壤肥力的影响

一般有机质含量较高的土壤,缓冲力强,不易发生化肥过量问题。在有机质含量低的土壤,尤其是酸性土壤上长期使用氮肥,土壤易酸化,使土壤胶体上吸附的钙、镁、钾、钠、铵离子被氢离子置换到土壤溶液中,随着降雨和灌水而流失,土壤酸化程度越高土壤中的钙、镁、钾、铵及微量元素损失愈多,造成耕层上述元素的缺乏,形成恶性循环。不仅增加农业成本,浪费资源,污染环境,而且还会造成土壤耕层富营养化,引起土壤次生盐渍化、硝酸盐积累以及土壤酸化等一系列问题,使农作物的生长环境变差,以致影响农作物产量和品质。

1.3有机质含量降低

有机肥是土壤有机质的重要来源,由于目前有机肥在用肥上的比重已经由50年代的90%下降至50%,部分菜田已经出现有机质的矿化率高于腐殖化速率的有机质负增长现象。

1.4连作栽培对土壤肥力的影响

许多作物都禁忌连作栽培,如茄子、番茄、辣叔、胡萝卜,以及洋葱等等。连作危害的原因是:①病原菌积累,使土壤环境恶化,土传病害越来越重;②单一连续种植某一蔬菜,势必形成对某一营养元素的过量吸收,造成土壤中某些微量元素的缺乏,影响了土壤肥力;③土壤理化性质发生变化,分泌的毒素增加,造成土壤肥力下降。

1.4.1连作会使土壤病虫害加重

如病毒对马铃薯、西红柿等作物发生病毒危害。连作田根除土壤传染病害比较困难,在连作地区各种病害发生原因又不相同,枯萎病多在高温、干旱条件下发生,在地下水位高的冲积土上易发生青枯病。

1.4.2连作会使土壤中无机养分组成发生变化

长时间栽培同一作物,则吸收养分种类相似,就会造成土壤中某几种养分缺乏,在连作地常发生钙、镁、硼、钼、锰、铁等缺乏。

1.4.3连作会使土壤理化性状和生物学性状发生变化

连作田有机质分解速度快,连作田中微生物活动加强,土壤有机质被土壤微生物迅速分解利用,有机质含量减少,土壤孔隙度下降,土壤缓冲能力降低,养分流失增加,而一些菜农往往重视速效养分的供应,忽视了对土壤有机质的补给,造成土壤地力下降,土壤环境恶化。

1.5保护地土壤次生盐溃化日趋严重

保护地土壤养分的运动是积聚型的,加上保护地生产往往盲目追求高产高效益而大量施用有机肥和化肥,有机肥矿化和化肥溶解后所释放出的养分不能全部被蔬菜吸收,这些养分离子在土壤中积累就会造成保护地菜田土壤次生盐渍化。

2. 提高菜田土壤养分肥力对策

2.1科学施肥为突破口

施肥是影响菜田土壤肥力变化的关键因素,而施肥不合理或不科学是菜田土壤肥力退化的关键因素,所以要在遵循“有机肥为主,化肥为辅;基肥为主,追肥为辅”的施肥原则开展配方施肥。

2.1.1加强基础研究

首先加快各种配方施肥方法所用参数如作物形成一定产量的养分吸收量、肥料利用率、有效养分系数、有机质培肥指标、有机质矿化率、有机肥腐殖质化系数等的研究。

2.1.2加强配方施肥对土滚肥力影响的动态监测

配方施肥对土壤肥力和产量的长期影响必须做定位观测,.以便及时发现问题再求发展。

2.2农业技术措施是保证

施肥是防止菜田土壤肥力退化的关键,而耕作制度、轮作制度、灌溉制度、菜田种群结构等农业技术措施是防止菜田土壤肥力退化的保证。

2.2.1合理轮作创造良好的根际环境

蔬菜作物的生长周期短,轮作换茬频繁,它们的根系活动对土壤化学及生物活性影响较大,为此,在轮作换茬中要注意发挥各种蔬菜作物的特性,实行豆科蔬菜与非豆科蔬菜、深根与浅根、密植与稀植、喜N与喜P,K蔬菜轮作将有利于创造良好的土壤环境,为蔬菜作物的稳产高产莫定基础。

2.2.2施用石灰调节土壤酸度

土壤酸化是蔬菜生产的一大障碍.菠菜在pHS的土壤中生长严重受阻,产量很低。在已酸化的菜田土上施用石灰来调节酸碱度可以大幅度提高产量,当然施石灰调节土壤pH只是改良措施,应当通过科学施肥从根本上防止土壤酸化。

2.2.3合理利用废弃物严防茱田污染

城市生活和工业废弃物在施人菜田之前要进行严格的净化处理,将污染物避于菜田之外。

参考文献:

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[2]石伟勇.植物营养诊断与施肥[M].中国农业出版社,2005,8

[3]王雪冲等.土坡通报,1985(1):22

[4]王雪冲等.上海农业科技,198:19

第9篇:土壤酸化的原因范文

关键词:两种;消解法;土壤;铜;影响;分析

中图分类号:X833 文献标识码:A 文章编号:1674-0432(2013)-01-0046-1

测定土壤样品中的铜元素,消解是关键。土壤消解的方法很多,有微波消解,密封容器消解,电热板消解,电熔融,干灰化等。这些方法各有优缺点,本文以微波消解和电热板消解(硝酸-氢氟酸-高氯酸消解/硝酸-氢氟酸-过氧化氢消解)进行土壤样品中铜的对比实验,在实际操作中,对于微波消解方法,微波炉功率和时间选择不当,会导致土样消解不完全,而且消解液中存在的大量的酸必须赶尽,否则会对样品测定产生严重的干扰,通过实验选择出相对最优越的消解方法和最佳消解条件。

1 实验过程

(1)主要仪器设备:TAS-986型原子吸收分光光度计(北京普析通用);ETHOS 900型微波消解炉;KGB22型可调式恒温电热板;30mL分装式消化罐Q45微波消解仪;白色聚四氟乙烯烧杯,塑料量杯(由于氢氟酸会严重腐蚀玻璃仪器,可使空白值过大,故不能使用玻璃制品,如移液管、烧杯、表面皿等,否则将严重影响测定结果)。(2)主要试剂:试验用酸均为优级纯酸;硝酸(HNO3)ρ=1.42g/mL;氢氟酸(HF)ρ=1.49g/mL;高氯酸(HClO4)ρ=1.68g/mL;过氧化氢(30%,优级纯)ρ=1.11g/mL;铜标准使用液:浓度为500ug/L,20mL/支,编号BW079801,国家标准物质中心,倍比稀释而成。标准曲线由仪器系统自动稀释生成。

分析过程中全部用水均使用去离子水,所使用的化学试剂均为分析纯或优级纯。试验中所用容器及器皿均需在每次使用前用盐酸溶液(浓盐酸:水/1:1)浸泡1h,再用硝酸溶液(浓硝酸:水/1:1)浸泡1h,再用纯化水冲洗干净后使用。(3)仪器工作条件:原子吸收分光光度计工作条件见表1,微波最佳消解工作条件见表2。

2 样品处理及测定

(1)微波消解:风干后,通过2mm尼龙筛,混匀,再用玛瑙研钵将其研磨至全部通过100目尼龙筛,混匀后备用。准确称取土壤样品按微波消解炉说明书操作。同时做空白试验。消解完后的消解液必须赶酸,否则将导致测定结果明显偏低。(2)电热板消解:准确称取以上处理过土壤样品放入聚四氟乙烯烧杯中,加酸放置于电热板上,按操作要求进行,最后进行定容并测定。同时做空白试验。

3 结果

用微波消解法不易将样品完全消解,即使经过电热板赶酸后,经原子吸收分光光度计测定土壤中铜的结果仍然偏低;电热板法消解采用硝酸-氢氟酸-过氧化氢体系铜结果偏低,而采用硝酸-氢氟酸-高氯酸体系消解,铜结果很好。

4 结论

电热板消解过程中,通风厨内环境影响很大,所用的器皿和试剂以及去离子水。加酸过程中乳胶手套、化妆品均会影响测定结果。在实验之前,先用稀硝酸浸泡所有器皿10~12h以上。在赶酸时,不可将试样蒸至干透(应为近干),因为此时铁、盐可能因脱水生成难溶的氧化物而包夹待测金属,使结果不准确。

准确度和精密度:同时称取土壤标样5份,用HNO3-HF-HClO4体系消解铜,相对标准偏差为2.0%以内,加标回收率在95%~103%之间。由系列对比实验可见,此法测定样品准确度高,精密性好,要优于另两种方法。

不足之处:两种方法用时都比较长,电热板消解一批样品(20~30个)需耗时l0~12h,在消化加酸过程中,酸挥发的比较快,对人体口腔和呼吸道粘膜有刺激性和腐蚀性。微波法消解一批样品(10个)需耗时6~7h,最后还得置于电热板上加热赶酸,操作也比较麻烦。

参考文献

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