土壤酸化現(xiàn)狀與治理

盧國(guó)甫

(湖北省恩施土家族苗族自治州建始縣紅巖寺鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)技術(shù)服務(wù)中心，湖北 恩施 445000)

土壤酸化是土壤形成和發(fā)展過(guò)程中的一個(gè)緩慢的自然過(guò)程。當(dāng)降雨量過(guò)大時(shí)，土壤溶液中的鹽離子隨水不斷地移動(dòng)，從而降低表層土壤的陽(yáng)離子。交換性酸逐漸形成，土壤呈酸性或強(qiáng)酸性。然而，由于近幾十年人類(lèi)活動(dòng)強(qiáng)度的增加，特別是工業(yè)和農(nóng)田土壤高強(qiáng)度利用引起的酸沉降增加，大量的外源H+不斷進(jìn)入土壤，從而加速了酸化的程度，嚴(yán)重影響了人們的對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和自然生態(tài)環(huán)境。

1 耕地土壤的酸化現(xiàn)狀

紅巖寺鎮(zhèn)屬亞熱帶季風(fēng)氣候，由于海拔的差異，氣候條件不同。雖然雨量相對(duì)充沛，但光照不足，熱量低。2017年，紅巖寺鎮(zhèn)耕地面積1133.3hm2，水稻面積180hm2，土壤酸化面積400hm2。通過(guò)對(duì)測(cè)土配方試驗(yàn)土壤樣品的檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)紅巖寺鎮(zhèn)農(nóng)田酸化嚴(yán)重。土壤平均pH值為5.12，比第2次土壤調(diào)查低1.36個(gè)單位。處于強(qiáng)酸水平，最大值為7.61，最小值為2.83，pH值>7.5的堿性土壤逐漸消失，僅0.43%，僅22.52%的耕地為中性，pH<6.5為76.71%，59.05%的耕地為強(qiáng)酸性，尤其是pH<4.5個(gè)極端酸性農(nóng)田占33.23%，面積近56hm2。

2 土壤酸化的成因

土壤酸化是由于中性鹽和堿性鹽類(lèi)離子在土壤中的持續(xù)損失。吸收絡(luò)合物接受酸性離子，如H+和A13+，導(dǎo)致在整個(gè)土壤中的pH和酸度降低。土壤強(qiáng)酸的變化主要有2個(gè)原因：天然的和人為的。

2.1 強(qiáng)降雨造成的土壤酸化

在強(qiáng)降雨的影響下，土壤中的鹽離子會(huì)被水過(guò)濾。水和空氣中的氫離子被土壤吸收，取代原有的鹽離子，導(dǎo)致土壤酸化。當(dāng)土壤中溶解和脫鹽的堿基超過(guò)供給時(shí)，土壤就形成不飽和酸性土壤。紅巖寺鎮(zhèn)降水較為集中，5—9月降水1300m。此時(shí)溫度較高，加劇了沉積物的浸出，加速了土壤酸化。

2.2 酸雨造成的土壤酸化

紅巖寺鎮(zhèn)降雨量較多，在降雨的過(guò)程中，土壤中的鹽離子被淋濾，氫離子被土壤吸收，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為鋁土礦。如果土壤中溶解的土壤基質(zhì)超過(guò)供給，土壤就會(huì)逐漸變酸。紅巖寺年降水量約1200mm，5—10月相對(duì)集中。月平均降水量超過(guò)100mm，占全年降水量的81.5%。5--10月的高溫加劇了浸出的影響。在第二次土壤調(diào)查中，紅巖寺鎮(zhèn)土壤速效鉀平均為128.9mg/kg，只有4%的土壤小于50mg/kg, 35%的土壤在50～100mg/kg之間，61%的土壤超過(guò)100mg/kg。經(jīng)過(guò)30a的沉淀浸出，土壤速效鉀含量下降了19.3%，土壤速效鉀含量在100mg/kg以下的，從37%上升到46%。

2.3 化肥的不合理使用導(dǎo)致土壤酸化

長(zhǎng)期以來(lái)，人們對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、氮肥過(guò)多、施肥結(jié)構(gòu)不合理、耕地質(zhì)量保護(hù)忽視，是造成土壤酸化的主要原因。相關(guān)數(shù)據(jù)表明，紅巖寺鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的氮肥用量約為40kg/m2，蔬菜和其他作物的氮素用量較多，但實(shí)際使用量較大。氮肥用量?jī)H為30%～50%。氮肥由于硝化作用而在土壤中產(chǎn)生亞硝酸鹽，形成H+，導(dǎo)致土壤酸化和鹽漬化。同時(shí)，氮、磷、鉀在肥料結(jié)構(gòu)中的比例不合理。一般來(lái)說(shuō)，N占總養(yǎng)分的70.6%，P2O5占10.2%，K2O占19.3%，微量元素如鈣和鎂。投入也相對(duì)不足，導(dǎo)致土壤養(yǎng)分失衡。土壤膠體中的鈣、鎂等基本元素很容易被氫離子取代，土壤pH值迅速下降。

2.4 工業(yè)污染造成的酸雨

當(dāng)工業(yè)生產(chǎn)中排放的酸性氣體如SO2和NO進(jìn)入大氣中時(shí)，溶解在水中以形成水冷卻中的酸，然后通過(guò)某些污染物的催化形成硫酸和硝酸，在降雨的過(guò)程中形成酸雨，酸雨的形成是土壤酸化的原因之一。

3 土壤酸化治理的對(duì)策

3.1 加強(qiáng)耕地酸化狀況監(jiān)測(cè)，建立實(shí)時(shí)信息管理體系

工業(yè)污染物在加速土壤酸化，尤其是酸沉降方面特別有效。加強(qiáng)工業(yè)廢氣、廢水、廢渣的監(jiān)測(cè)，不僅有利于減緩?fù)寥浪峄M(jìn)程，而且有利于保護(hù)生態(tài)環(huán)境，減少對(duì)人類(lèi)環(huán)境污染的危害?；谖廴疚锱欧诺哪M視野，從污染源控制的角度出發(fā)，結(jié)合科學(xué)、經(jīng)濟(jì)和控制措施的實(shí)用性，合理制定控制和管理政策。在現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)資源中，對(duì)土壤酸化監(jiān)測(cè)站點(diǎn)、質(zhì)量文件和數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行了補(bǔ)充和改進(jìn)，以加強(qiáng)對(duì)土壤酸化、酸化敏感性和酸化關(guān)鍵點(diǎn)的監(jiān)測(cè)，并進(jìn)一步研究土壤酸化。了解金屬和水的化學(xué)形態(tài)，及時(shí)有效地處理碳、磷、氮和其他有機(jī)物質(zhì)的影響。

3.2 大力推廣測(cè)土配方施肥技術(shù)，提高肥料利用率

土壤試驗(yàn)和配方施肥是控制化肥污染的重要技術(shù)。主要從3個(gè)方面考慮：選擇適宜的肥料品種，不長(zhǎng)期使用同一肥料，掌握施肥時(shí)間和用量，采用分層施肥和深施肥的方法，減少肥料損失，同時(shí)促進(jìn)控釋肥的施用，減少肥料流失和淋失，提高肥料利用率；配合化肥和有機(jī)肥，特別是推廣有機(jī)肥的使用。秸稈還田技術(shù)和綠肥生產(chǎn)的發(fā)展，不斷改善土壤有機(jī)質(zhì)含量，改善土壤物理化學(xué)性質(zhì)，土壤孔隙度不緊湊，土壤肥力和肥料作物利用率；增加磷肥用量。稀土、鉀和微肥，通過(guò)土壤磷、鉀和多種微量元素的聯(lián)合促進(jìn)作用。促進(jìn)氮肥在作物上的應(yīng)用。提高吸收和利用效率，降低土壤和作物硝酸鹽含量，改善土壤性質(zhì)，改進(jìn)具體措施：從土壤養(yǎng)分試驗(yàn)、肥料田間試驗(yàn)、科學(xué)配方施肥、施肥技術(shù)指導(dǎo)等方面，建立養(yǎng)分管理數(shù)據(jù)庫(kù)。

3.3 推廣秸稈還田

有機(jī)材料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，使酸性土壤更加優(yōu)良。有機(jī)材料還可以與單一鋁結(jié)合，降低土壤交換性鋁含量，降低鋁對(duì)植物的毒性。因此，秸稈還田不僅能提供作物生長(zhǎng)所需的養(yǎng)分，提高土壤肥力，增加土壤微生物活性，緩解土壤酸化。此外，秸稈灰是堿性的，焚燒后的秸稈灰也可以考慮回到田間，改善土壤酸化。

3.4 推廣應(yīng)用新型材料，改良酸化土壤

根據(jù)土壤性質(zhì)，應(yīng)選用合適的材料。因?yàn)槿绻磺‘?dāng)?shù)厥褂酶男詣男詣┍旧韼?lái)的一些負(fù)面影響將導(dǎo)致2種污染，甚至帶來(lái)更糟的情況。例如，工業(yè)副產(chǎn)物含有一定量的重金屬，這可能導(dǎo)致土壤、水和生物污染。因此，面對(duì)土壤酸化，有必要開(kāi)發(fā)無(wú)毒、富含物質(zhì)的生態(tài)改良產(chǎn)品，有效地促進(jìn)人類(lèi)、動(dòng)物、植物和土壤環(huán)境的改善，建立一個(gè)有效合理的應(yīng)用系統(tǒng)。

3.5 改進(jìn)耕作方式，提高農(nóng)業(yè)管理水平

耕作對(duì)土壤的理化性質(zhì)有重要影響。適宜的種植和耕作方法可以提高土壤的性能和保水率。通過(guò)壟播、深耕等耕作措施，培育豐富的耕層，形成良好的土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤肥力，改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤容重，提高作物品種。改善結(jié)構(gòu)布局，促進(jìn)氮肥的合理選擇和施用。該方法能在一定程度上緩解酸化，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。

3.6 注重土地的養(yǎng)護(hù)

根據(jù)土地的實(shí)際情況和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，合理規(guī)劃土地利用，保護(hù)基本農(nóng)田，提高基本農(nóng)田質(zhì)量，促進(jìn)土地生態(tài)建設(shè)，構(gòu)建和諧生態(tài)。同時(shí)，要最大限度地保護(hù)生態(tài)環(huán)境，合理開(kāi)發(fā)利用種植與利用相結(jié)合的方式。紅巖寺鎮(zhèn)水、土壤、氣體和熱量的自然條件有助于光能轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)，不僅可以提高耕作效率，還可以有效治理土壤酸化，具有巨大的潛力。

4 結(jié)語(yǔ)

紅巖寺鎮(zhèn)土壤酸化嚴(yán)重，分布范圍廣，影響了紅巖寺鎮(zhèn)的農(nóng)作物產(chǎn)量和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量。雖然土壤酸化已治理多年，取得了一定的控制效果，但遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足實(shí)際需求。土壤酸化的發(fā)展需要全社會(huì)的共同努力。通過(guò)持續(xù)不斷的治理，可以達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。如何繼續(xù)實(shí)施有效的技術(shù)措施來(lái)解決這一問(wèn)題，也是未來(lái)農(nóng)業(yè)技術(shù)部門(mén)需要研究的問(wèn)題。