桃江縣耕地土壤酸化現(xiàn)狀與改良建議

鄧有余 劉紅娥 劉武高 鐘建中 肖峰 范超躍 歐迎豐 夏恩洪

摘 要：為了解桃江縣耕地土壤的酸化現(xiàn)狀，分析了桃江縣第二次土壤普查（1982）數(shù)據(jù)和2005—2018年測土配方施肥的土壤資料及15個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的實(shí)地調(diào)查資料，發(fā)現(xiàn)桃江縣耕地土壤pH值下降明顯，土壤酸化呈上升趨勢，酸雨沉降和農(nóng)民盲目施用大量化肥是導(dǎo)致土壤酸化的主要原因。提出科學(xué)施肥，調(diào)整施肥結(jié)構(gòu);開展試驗(yàn)，探索耕地土壤酸化治理的有效方案;宣傳引導(dǎo)，提高全縣治理耕地酸化土壤的意識等耕地酸化土壤改良的建議。

關(guān)鍵詞：耕地土壤;酸化改良;建議;桃江

中圖分類號：S156.6文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1006-060X（2020）08-0026-04

Abstract： In order to understand the acidification status of cultivated soil in Taojiang County， the data of the second soil survey （1982）， the soil data of soil testing and formula fertilization from 2005 to 2018 and the field survey data of 15 townships in Taojiang County were analyzed. It was found that the pH value of cultivated land in Taojiang County decreased significantly， and soil acidification showed an upward trend. Acid rain deposition and farmers' blind application of large amounts of chemical fertilizers were the main causes of soil acidification. Some suggestions on improvement of acidified soil in cultivated land are put forward， such as scientific fertilization， adjusting fertilization structure， carrying out experiments， exploring effective schemes of cultivated soil acidification treatment， publicity and guidance， and improving the awareness of acidified soil treatment throughout the county.

Key words： cultivated soil; acidification improvement; suggestion; Taojiang

我國人口多，耕地資源十分寶貴。近年來，中國農(nóng)田土壤酸化的形勢嚴(yán)峻[1]。土壤酸化已經(jīng)成為制約湖南省農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)重要因素[2]。桃江縣土壤存在耕地養(yǎng)分不勻衡、土壤酸化加劇、補(bǔ)充耕地質(zhì)量不高等問題[3]，2005年開展測土配方施肥項(xiàng)目，根據(jù)土壤檢測結(jié)果，桃江縣土壤 pH 值小于5.5的耕地土壤占耕地面積的69.85%。耕地土壤酸化會影響作物根系生長，產(chǎn)生一些有毒害的物質(zhì);酸化也會改變整個(gè)土壤化學(xué)和生物學(xué)的性質(zhì)，活化重金屬元素;酸化還加重土傳病蟲害的發(fā)生等。開展耕地酸性土壤改良，能夠提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量、改善生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)耕地資源的可持續(xù)利用，是提升桃江縣耕地質(zhì)量的有效途徑。

1 桃江縣自然條件與耕作制概況

桃江縣隸屬于湖南省益陽市，地處湘中偏北、洞庭尾閭，資水中下游，東與益陽市赫山區(qū)相抵，南與寧鄉(xiāng)縣接壤，西、西南與安化縣相連，西北與常德市鼎城區(qū)相接，北與漢壽縣共壤，東北與益陽市資陽區(qū)相接，地理坐標(biāo)為東經(jīng)111°36′～112°19′，北緯28°13′～28°41′?？h境地貌類型多樣，山、丘、崗、平犬牙交錯(cuò)?？偯娣e2 068 km2，轄15個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，人口89萬人。資江貫穿縣境102 km，森林覆蓋率64.15%，屬亞熱帶大陸性季風(fēng)濕潤氣候，年平均日照時(shí)數(shù)為1 476 h，年平均氣溫16.6℃，年平均降水量1 041～2 255 mm，無霜期平均260 d。根據(jù)湖南省2018年新分類標(biāo)準(zhǔn)，桃江共有紅壤、水稻土、紅色石灰土、黑色石灰土、潮土5 個(gè)土類，11個(gè)土亞類，33個(gè)土屬，87個(gè)土種（其中水稻土56個(gè)，旱土31個(gè)），土壤肥力屬于中等水平;水田主要耕作模式有稻—稻—閑、稻—稻—肥、稻—油、稻—肥、稻—閑、稻—菜等;旱土主要耕作模式包括菜—菜、豆類—油菜、玉米—薯類等;園地主要種植瓜果、蔬菜、茶葉。

2 桃江縣耕地土壤酸化現(xiàn)狀與酸化原因

2.1 桃江縣耕地土壤酸化現(xiàn)狀

2.1.1 pH值下降明顯，酸化呈上升趨勢 根據(jù)桃江縣耕地土壤調(diào)查數(shù)據(jù)，1982年，耕地土壤平均pH值為5.7（其中水田為6.0，旱土為5.4），2005年，耕地土壤平均pH值為5.4（水田、旱土均為5.4），2016年，全縣耕地土壤平均pH值為5.3。2016年與1982年比較，耕地土壤pH值呈下降趨勢，年均降低0.6，其中水田降低0.7，旱土降低0.1（詳見表1）。

2.1.2 pH值分布不均，酸化范圍廣 桃江縣耕地土壤pH值<4.5的面積為253.33 hm2，占耕地總面積的0.58%;pH值4.5～5.5的面積為30 513.33 hm2，占69.27%;pH值5.5～6.5的面積為11 453.33 hm2，占26.00%;pH值6.5～7.5的面積為1 120 hm2，占2.55%;pH值>7.5的面積為706.67 hm2，占1.60% [3]。15個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)耕地土壤以灰山港鎮(zhèn)平均pH值較高，為5.7，其次是松木塘鎮(zhèn)，為5.6，按pH值分級為酸性，其余鄉(xiāng)鎮(zhèn)平均pH值小于5.5，按pH值分級為強(qiáng)酸性，鸕鶿渡鎮(zhèn)pH值最低為5.1（表2）?？梢娞医h耕地土壤酸化范圍較廣，覆蓋全縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)。

2.1.3 不同土壤類型酸化狀況 桃江縣耕地土壤按土類分，以紅色石灰土pH值較高，為6.2，潮土pH值為5.7，黑色石灰土和水稻土pH值為5.4，紅壤pH值為5.3;按土亞類分，淋溶紅色石灰土pH值較高，為6.2，紅色石灰土pH值為6.1，紅壤、黃紅壤、漂白型和潛育型水稻土pH值最低，為5.3;按土屬分，淺灰泥田pH值較高，為6.8，耕型石灰?guī)r黃紅壤的次之，為6.63，耕型石灰?guī)r紅壤pH值第三，為6.5 ，按pH值分級為中性土壤，耕型河潮土、耕型砂巖紅壤、耕型石灰?guī)r紅壤、耕型石灰?guī)r紅壤性土、耕型砂巖黃紅壤、耕型紅色石灰土、耕型淋溶紅色石灰土、紅黃泥、灰黃泥、灰泥田pH值在5.5～6.5，按pH值分級為酸性土壤，其余土屬在5.1～5.5，為強(qiáng)酸性土壤，詳見表3。

2.2 桃江縣耕地土壤酸化原因分析

2.2.1 酸雨沉降導(dǎo)致耕地土壤酸化 湖南省洞庭湖是我國酸雨受害最嚴(yán)重的地區(qū)之一[4]。根據(jù)益陽市環(huán)保監(jiān)測報(bào)告，匯總2016年益陽市降水的pH值（表4），益陽市2016年降水pH值在5.1～7.6，月平均pH值小于5.5，酸雨頻率≥50%的有7個(gè)月，其中1、2、3、11月酸雨頻率為100%，4、5月酸雨頻率為75%，7月酸雨頻率為50%。在多雨條件下，土壤中的鈣、鎂、鉀等鹽基離子向下淋溶，氫離子代替鹽基離子被土壤吸附，土壤逐漸向鹽基不飽和的酸性土壤方向變化[5]。酸雨沉降對土壤環(huán)境造成污染，酸化土壤，一般情況下，酸雨淋溶表土并逐步向心土和底土層發(fā)展，酸雨淋溶程度大，會加劇耕作層土壤酸化程度。

2.2.2 不合理施肥加劇耕地土壤酸化 隨著現(xiàn)代集約化經(jīng)營的發(fā)展，從傳統(tǒng)的精耕細(xì)作方式逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榉N植大戶、專業(yè)合作社集中經(jīng)營，許多大戶注重產(chǎn)量而不注重養(yǎng)地，普遍把化肥的投入作為農(nóng)作物增產(chǎn)的主要方式。一是部分農(nóng)民盲目施用大量化肥，甚至有的農(nóng)民認(rèn)為化肥投入量越大，產(chǎn)量就會越高，而部分化肥呈酸性，如過磷酸鈣等，有的化肥與水反應(yīng)形成游離酸，加速了土壤酸化，如硫酸銨、氯化鉀、氯化銨等;二是大量元素的施用比例不平衡，據(jù)調(diào)查，桃江縣農(nóng)民施用化肥存在重氮、輕磷、鉀肥現(xiàn)象，造成氮、磷、鉀比例嚴(yán)重失衡，單一元素過量施用，造成土壤養(yǎng)分不均;三是有機(jī)肥施用量減少，自20世紀(jì)80年代以來，農(nóng)民在種植農(nóng)作物過程中，有機(jī)肥用量越來越少，不注重有機(jī)肥與無機(jī)肥的搭配施用。不合理施肥、過分依賴于化肥、忽視有機(jī)肥的施肥方式會導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)遭到破壞，有機(jī)質(zhì)含量降低，農(nóng)作物生長不良，從而影響生態(tài)環(huán)境，加劇土壤酸化。

2.2.3 不注重調(diào)節(jié)土壤酸堿度使土壤持續(xù)酸化 桃江縣耕地土壤呈酸性，在20世紀(jì)90年代前，農(nóng)戶種植農(nóng)作物時(shí)，注重用養(yǎng)結(jié)合，習(xí)慣施用石灰調(diào)節(jié)土壤酸堿度，年平均施用石灰750～1 500 kg/hm2。后來由于環(huán)境治理要求，桃江縣關(guān)停了大量的石灰窯，生石灰價(jià)格也隨之快速上漲。通過查閱2005—2008年桃江縣農(nóng)戶施肥情況，分析匯總數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，農(nóng)戶基本不施用生石灰，種植大戶和合作社認(rèn)為施用生石灰不僅成本高，收益低或無利潤，而且粉末生石灰施用不方便。據(jù)調(diào)查，種植水稻施用生石灰成本1 200元/hm2，而平常水稻種植農(nóng)戶收益1 500元/hm2左右，除去施用生石灰的成本，凈利潤只剩300元/hm2左右。由于農(nóng)戶停止施用生石灰，土壤酸性得不到有效調(diào)節(jié)，從而使土壤持續(xù)酸化。

3 桃江縣耕地酸化土壤改良建議

3.1 科學(xué)施肥，調(diào)整施肥結(jié)構(gòu)

一是推廣科學(xué)施肥技術(shù)，改進(jìn)施肥方式?？茖W(xué)施肥是按照“增產(chǎn)施肥、經(jīng)濟(jì)施肥、環(huán)保施肥”的要求，開展化肥使用量零增長行動，推行“精、調(diào)、改、替”四字方針，逐步將過量、不合理施肥的方式改正過來[1]。

桃江縣通過推廣測土配方施肥，農(nóng)作物平均可以減肥39.45 kg/hm2，增產(chǎn)551.25 kg/hm2，節(jié)省肥料成本234元/hm2，節(jié)本增收116.8元/hm2。通過科學(xué)施肥，不僅實(shí)現(xiàn)了節(jié)本增收，還能改善生態(tài)環(huán)境。

二是撒施生石灰，調(diào)節(jié)耕地土壤酸性。施用石灰是酸化土壤改良和消除鋁毒最有效、最經(jīng)典的方法[3]，熟石灰的增產(chǎn)效果（100%）要優(yōu)于生石灰（32%）和石灰石粉（64%），因而，實(shí)際酸性土壤改良時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用熟石灰[6]。桃江縣從2014年開始進(jìn)行生石灰不同用量試驗(yàn)，提出了水稻田酸化土壤改良的建議，即生石灰用量為1 500 kg/hm2，近年來通過推廣生石灰改良酸性土壤也取得了良好的效果。

三是全面增施有機(jī)肥，改良土壤結(jié)構(gòu)。增施有機(jī)肥的主要方式是種植綠肥還田、施用腐熟農(nóng)家肥、推廣農(nóng)作物秸稈還田等，這些措施可提高耕地土壤有機(jī)質(zhì)。有研究表明，石灰配施綠肥可改善酸性土壤的理化特性，提高土壤pH值，有利于酸性土壤改良[7]。生物有機(jī)肥能增加土壤有機(jī)質(zhì)和微生物量，加速土壤中有益微生物的繁殖，增強(qiáng)微生物對外源有機(jī)碳的分解，從而形成氨基酸、腐殖酸等小分子有機(jī)物，促進(jìn)土壤團(tuán)聚體的形成。

在施用石灰修復(fù)酸性土壤的同時(shí)，進(jìn)行綠肥還田并增施生物有機(jī)肥，三者協(xié)同和效應(yīng)疊加，微生物調(diào)節(jié)作用更有利于保持石灰改善酸性土壤的效果[8]。秸稈直接還田后，新鮮腐植質(zhì)是在土壤中形成的，它隨即與土粒結(jié)合，可以促進(jìn)土粒團(tuán)聚，從而改善土壤理化性狀[9]。

3.2 開展試驗(yàn)，探索耕地土壤酸化治理的有效方案

一是開展調(diào)查監(jiān)測。主要是通過科學(xué)技術(shù)手段，對桃江縣耕地酸化狀況進(jìn)行監(jiān)測，掌握耕地土壤酸化的變化情況，針對不同耕地和土壤酸化的分布特點(diǎn)開展治理。二是開展耕地酸性土壤改良試驗(yàn)。大量或長期施用石灰會影響土壤結(jié)構(gòu)，造成土壤板結(jié)[7]，因此，要開展相關(guān)試驗(yàn)，根據(jù)不同土壤類型，不同酸化程度，找到改良產(chǎn)品用量并針對不同農(nóng)作物提出合理改良方法。三是探索耕地土壤酸化改良的新材料。目前，雖然生石灰是改良酸性土壤較好的材料，但因其強(qiáng)堿性，撒施作業(yè)時(shí)會對人體產(chǎn)生損傷，粉塵也易造成空氣污染，因此，探索耕地土壤酸化改良的新材料很有必要。

3.3 宣傳引導(dǎo)，提高全縣治理耕地酸化土壤的意識

一是開展宣傳，提高耕地保護(hù)意識。土壤酸化作為土壤退化的一個(gè)方面，預(yù)防和治理土壤酸化，提高治理酸性（化）土壤重要性的認(rèn)識，對保護(hù)耕地質(zhì)量具有重要的意義。二是加大補(bǔ)貼，提高農(nóng)民治理酸化土壤的積極性。政府部門制定耕地酸化土壤治理補(bǔ)貼政策，加大對酸化耕地土壤治理技術(shù)的創(chuàng)新與推廣，通過資金引導(dǎo)，帶動全縣農(nóng)民進(jìn)行耕地土壤酸化治理。三是示范展示，帶動耕地土壤酸化治理。開展地土壤酸化治理改良示范，并以示范片為平臺，組織農(nóng)戶進(jìn)行觀摩，讓農(nóng)民切身體會耕地土壤酸化治理的效果。開展耕地土壤酸化治理技術(shù)培訓(xùn)，讓農(nóng)民掌握科學(xué)的治理方案，從而提高農(nóng)民自覺開展耕地土壤酸化治理治理的積極性。

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（責(zé)任編輯：張煥裕）