設施土壤酸化鹽漬化及其關系的初步分析

李小艷　袁奇　朱坤

摘 要：宿遷市宿城區(qū)設施土壤的酸化、鹽漬化現象已十分普遍，嚴重威脅到設施農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。為了更好地采取科學措施，防止該類現象進一步蔓延，對轄區(qū)設施土壤進行采樣與測定。測定內容包括土壤pH、電導率、水溶性鹽離子組成。結果表明：宿城區(qū)設施土壤pH值7.16～8.51，平均值7.87;土壤pH與土壤硝酸鹽含量之間的關系可用方程y=10.27x-0.045加以擬合;硝酸根含量在0～500mg/kg范圍內，隨著其含量的增加，土壤pH迅速下降;土壤pH值與土壤電導率之間的關系可以用方程y=10.884x-0.051加以擬合;土壤電導率在1000μS/cm以下時，隨著土壤電導率的增加，土壤pH值從8.51迅速下降到7.75左右;土壤pH值與電導率、水溶性鉀、鈉、鈣、鎂、硫酸根、氯離子之間呈線性負相關關系，其中與水溶性鈣、鎂、硫酸根相關性最高;土壤pH值與土壤水溶性碳酸氫根含量呈正相關關系，土壤酸化進程中，水溶性碳酸氫根含量迅速下降。

關鍵詞：設施土壤;土壤酸化;土壤鹽漬化

中圖分類號：S626

文獻標識碼：A

設施農業(yè)生產中，作物具有生長速度快、周期短、效益好等優(yōu)點，在本地發(fā)展迅速，成為宿城區(qū)經濟發(fā)展、農民增收的主要來源之一。設施農業(yè)往往采用多層覆蓋，可以較好地按照作物生長發(fā)育特征與要求，靈活調節(jié)設施內空氣或土壤的溫度和濕度，促進作物生長、提高作物產量。與一般露天栽培相比，設施農業(yè)生產中，作物要求更多的水分與養(yǎng)分供應[1-5]。從業(yè)人員通常長期大量施肥促進作物生長、提高作物產量，造成各種肥料過量施用[6-10]，設施土壤經過幾年的種植，土壤中的硝酸鹽等未能被作物吸收利用的養(yǎng)分或鹽分離子不斷積累，引發(fā)土壤酸化與次生鹽漬化等問題，并可能引起惡性循環(huán)，引發(fā)土壤的物理學、化學和生物學性質的劣質化[11，12]。為了加強肥料養(yǎng)分管理，改良土壤綜合性狀，選擇宿城區(qū)設施農業(yè)生產典型區(qū)域進行土壤多點采樣，測定土壤pH、水溶性鹽組成、電導率等。綜合分析與評價本區(qū)設施土壤酸化、鹽漬化狀況，為指導本區(qū)設施土壤施肥管理、提高作物產量與品質，促進設施農業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供依據。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

2018年6—10月對宿遷市宿城區(qū)設施農業(yè)代表性地塊進行土壤樣品采集。取樣深度0～15cm，共采集27個土樣。土樣經抽濕風干后，磨細過20目篩備用。

1.2 分析測定

土壤pH：NY/T 1377-2007 玻璃電極法。

水溶性鹽（含硝態(tài)氮）：用水土比5∶1浸提，K+、Na+用火焰光度法測定;Ca2+、Mg2+用火焰原子吸收分光光度法測定;HCO3-用中和滴定法測定;Cl-含量用硝酸銀滴定法測定;SO42-用硫酸鋇比濁法測定;NO3-用紫外分光光度法測定。

以上述離子之和代表總鹽。

另采用電率儀測定土壤提取液的電導率。

1.3 數據分析

采用Microsoft Excel 2010軟件對數據進行處理和繪圖，采用SPSS 19.0統計分析軟件對數據進行相關性分析。

2 結果與分析

2.1 土壤pH與土壤硝酸根含量及土壤電導率

2.1.1 土壤pH與土壤硝酸根含量

對采集的27個土樣進行分析測定，結果表明，pH值7.16～8.51，平均值7.87。土壤pH值為7.00～7.50、7.50～8.00、8.00～8.50、>8.50的土樣分別占比18.5%、44.4%、33.3%和3.7%。土壤pH與土壤硝酸鹽含量之間的關系可用方程y=10.27x-0.045（R2=0.6584）加以擬合（見圖1）。硝酸根含量在0～500mg/kg范圍內，隨著其含量的增加，土壤pH迅速下降。當硝酸根含量達到500mg/kg以上時，隨著土壤硝酸根含量的增加，土壤pH緩慢下降?？梢姡^量施用的氮肥在土壤中可能轉化為硝酸鹽，同時引起石灰性土壤酸化。由于土壤中存在大量的石灰性物質，當土壤pH值降至一定程度后下降速率趨緩。

2.1.2 土壤pH與土壤電導率

土壤pH值與土壤電導率之間的關系可以用方程y=10.884x-0.051（R2=0.8511）加以擬合。從散點圖上可以看出，土壤電導率在1000μS/cm以下時，隨著土壤電導率的增加，土壤pH值從8.51迅速下降到7.75左右，其后下降幅度明顯趨緩。也就是說，過量施用氮肥或其它肥料后，不僅能直接導致土壤次生鹽漬化，同時還因為導致了土壤酸化，引起石灰性土壤中難溶性碳酸鈣、碳酸鎂等物質的溶解而加劇鹽漬化。

2.2 土壤pH與土壤水溶性陽離子

土壤pH與土壤水溶性鉀、鈉、鈣、鎂離子含量之間的關系可以用直線方程加以擬合，見圖3～6。隨著土壤鉀、鈉、鈣、鎂離子含量的提高，土壤pH值降低。但從二者方程的決定系數看，土壤水溶性鉀、鈉離子與土壤酸化程度的密切程度較小，決定系數僅為0.2962和0.2217。而土壤水溶性鈣、鎂離子含量與土壤酸化作用關系密切，線性方程的決定系數分別達到0.6279和0.5722。在生產實踐過程中，施用化肥和有機肥向土壤中帶來的鉀、鈉數量遠遠超過鈣、鎂數量，隨著土壤酸化程度的增加，土壤水溶性鈣、鎂的主要來源基本上是土壤中含鈣和含鎂物質的大量溶解。

2.3 土壤pH與土壤水溶性陰離子

土壤pH與土壤水溶性陰離子含量之間的關系也可以用直線方程加以擬合，見圖7～9。隨著土壤硫酸根、氯離子含量的提高，土壤pH值降低。但從2個方程的決定系數看，土壤水溶性硫酸根含量與土壤酸化程度的密切程度較高，決定系數達到了0.6301。而土壤氯離子含量與土壤酸化作用關系的密切程度較小，線性方程的決定系數為0.3204。與其它所有水溶性離子不同，碳酸氫根離子含量與土壤pH之間的關系是成正相關，相關系數為0.5484，也就是說隨著土壤酸化作用的發(fā)生與加劇，土壤水溶性碳酸氫根不斷消失。

3 小結

宿城區(qū)設施土壤正在發(fā)生酸化與次生鹽漬化作用，氮肥施用過多直接導致土壤次生鹽漬化，同時引起土壤酸化，酸化過程引起土壤中難溶性鈣、鎂鹽溶解進入溶液，又加劇了土壤次生鹽漬化;土壤pH值與電導率、水溶性鉀、鈉、鈣、鎂、硫酸根、氯離子之間呈良好的線性負相關關系。其中，與水溶性鈣、鎂、硫酸根相關性最高;土壤pH值與土壤水溶性碳酸氫根含量呈正相關關系，土壤酸化進程中，水溶性碳酸氫根含量迅速下降。

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（責任編輯 賈燦）