黃巧義， 唐拴虎， 黃 旭， 張發(fā)寶， 楊少海， 易 瓊， 逄玉萬(wàn)， 張 木

(廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所， 農(nóng)業(yè)部南方植物營(yíng)養(yǎng)與肥料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東省養(yǎng)分資源循環(huán)利用與耕地保育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州 510640)

?

廣東省酸性硫酸鹽水稻土作物產(chǎn)量的主要限制因子分析

黃巧義， 唐拴虎*， 黃 旭， 張發(fā)寶， 楊少海， 易 瓊， 逄玉萬(wàn)， 張 木

(廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所， 農(nóng)業(yè)部南方植物營(yíng)養(yǎng)與肥料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東省養(yǎng)分資源循環(huán)利用與耕地保育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州 510640)

酸性硫酸鹽土; 理化性狀; 水稻田; 因子分析

(Institute of Agricultural Resources and Environment, Guangdong Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Plant Nutrition and Fertilizer in South Region, Ministry of Agriculture/Guangdong Key Laboratory of Nutrient Cycling and Farmland Conservation, Guangzhou 510640, China)

酸性硫酸鹽土(Acidsulfatesoil)是發(fā)育于以黃鐵礦為主的硫化物沉積物，成土過程中形成硫酸使土壤嚴(yán)重酸化，是難以利用的問題土壤之一[1]。我國(guó)酸性硫酸鹽土面積約0.11×104hm2，分布在廣東、 廣西、 海南、 福建等地區(qū)，其中廣東省面積最大[2]。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，不同利用方式下酸性硫酸鹽土酸化程度及生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)不一致，而水田的安全性相對(duì)較大，且通過適當(dāng)改良可以顯著提高水稻產(chǎn)量水平[3-4]，稻作利用方式被認(rèn)為是酸性硫酸鹽土利用的較優(yōu)方式[3]。因此，我國(guó)大部分酸性硫酸鹽土被改造成水稻田，又稱反酸田[5- 6]。然而，反酸田的產(chǎn)量水平遠(yuǎn)低于全國(guó)平均水平，是我國(guó)中低產(chǎn)田改良中重要的改良對(duì)象。印度尼西亞、 泰國(guó)、 幾內(nèi)亞比紹、 斯里蘭卡等國(guó)家酸性硫酸鹽土稻區(qū)的產(chǎn)量也較低[7]。

我國(guó)農(nóng)用耕地資源嚴(yán)重缺乏，耕地生產(chǎn)負(fù)載大，人均耕地僅有0.11hm2，且還面臨著退化、 污染、 沙化等威脅，如何保護(hù)“耕地紅線”及保障“糧食安全”已成為我國(guó)亟待解決的重大問題[8-9]。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，廣東省耕地面積減少幅度尤為突出，人均耕地面積更低于0.06hm2[10-11]。趙其國(guó)院士提出“擴(kuò)量、 提質(zhì)、 增效、 持續(xù)增產(chǎn)”的保障“糧食安全”十字方針[9]，而中低產(chǎn)田產(chǎn)量提升技術(shù)是當(dāng)前耕地面積不斷萎縮條件下實(shí)現(xiàn)糧食安全的重要途徑。有研究證明，通過開溝排水、 施用改良劑等措施可明顯改善反酸田土壤酸環(huán)境，進(jìn)而促進(jìn)水稻生長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)目標(biāo)[3, 12-13]。做好反酸田改良措施是廣東省糧食增產(chǎn)的重要且有效途徑。為了更好地實(shí)施反酸田的改良工作，需明確酸性硫酸鹽土發(fā)育的反酸田土壤限制因子，以更好地“對(duì)癥下藥”。因此，本研究開展對(duì)不同產(chǎn)量水平下酸性硫酸鹽土水稻田的理化性狀調(diào)查，摸清限制水稻生長(zhǎng)的關(guān)鍵土壤化學(xué)因子，為反酸田的改良提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1研究區(qū)域概況及采樣點(diǎn)的確定

目前，該區(qū)域大部分酸性硫酸鹽土已開墾種植水稻，但其產(chǎn)量水平顯著低于全國(guó)平均水平。臺(tái)山市沖蔞鎮(zhèn)八家村反酸田的酸度跨度大，水稻產(chǎn)量差異也較大，能夠代表大部分反酸田狀況。因而本研究的調(diào)查選擇在廣東省臺(tái)山市沖蔞鎮(zhèn)八家村(22.67°N,112.46°E)。根據(jù)連續(xù)3年產(chǎn)量水平的調(diào)查結(jié)果，將調(diào)查的田塊定位于產(chǎn)量水平為4500、 3000、 1500kg/hm2的反酸田塊(其面積分別約為1hm2)，并分別定義為4500、 3000、 1500kg采樣點(diǎn)，同時(shí)，以因強(qiáng)酸而撂荒水稻田作為參照采樣點(diǎn)，定義為Abandoned采樣點(diǎn)。

于2013年6月28日早稻收獲期在不同采樣點(diǎn)采集耕層(0—20cm)土壤樣品，采用棋盤采樣法采集土樣24個(gè)，合并成8個(gè)混合樣品。土樣經(jīng)室內(nèi)風(fēng)干后，磨細(xì)過2mm和1mm的尼龍篩，備用。

1.2分析項(xiàng)目與方法

土壤pH用電位法(水 ∶土=2.5 ∶1)測(cè)定。水溶性酸度和交換性酸度參照林初夏等[14]的方法進(jìn)行，分別通過土 ∶水1 ∶5或1mol/LKCl浸提后，用0.01mol/LNaOH滴定至pH5.5。吸持性酸參照Vithana等[15]的方法，測(cè)定凈酸溶性硫酸鹽含量然后再轉(zhuǎn)換成吸持性酸(換算比例折中取2.5)。水溶性硫和交換性硫參照Lin等[16]的方法，分別采用去離子水(1 ∶5)和0.1mol/L的EDTA(1 ∶20)浸提，用比濁法測(cè)定硫酸鹽含量。

土壤有機(jī)質(zhì)采用K2Cr2O7氧化—外加熱法; 堿解氮用擴(kuò)散法; 有效磷采用0.03mol/LNH4F-0.025mol/LHCl浸提—鉬銻抗比色法; 速效鉀采用1mol/LNH4OAc浸提—火焰光度法; 陽(yáng)離子交換量用EDTA+NH4OAc交換—容量法; 交換性鈣、 鎂采用1mol/LNH4OAc浸提—原子吸收分光光度法; 交換性Fe、Mn、Zn、Cu用DTPA浸提—原子吸收分光光度法; 交換性Al采用1mol/LKCl浸提—ICP-OES法測(cè)定。

1.3數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel軟件整理，R軟件進(jìn)行方差分析、 相關(guān)分析、 主成分分析及作圖。

2　結(jié)果與分析

2.1土壤有機(jī)質(zhì)含量和陽(yáng)離子代換量

酸性硫酸鹽土的成土母質(zhì)常形成于有機(jī)質(zhì)含量較高的濱海環(huán)境中，其有機(jī)質(zhì)背景值較高。從圖1可看出，反酸田的有機(jī)質(zhì)含量水平較高，均達(dá)到30g/kg以上。但不同采樣田塊間的有機(jī)質(zhì)含量沒有明顯差異，表明稻作利用方式對(duì)反酸田有機(jī)質(zhì)含量沒有顯著影響，即土壤有機(jī)質(zhì)含量不是調(diào)查區(qū)域限制水稻產(chǎn)量的因素。而不同采樣點(diǎn)的陽(yáng)離子交換量(CEC)差別較大，4500、 3000kg采樣點(diǎn)顯著低于Abandoned，4500kg采樣點(diǎn)顯著低于1500kg采樣點(diǎn)。

2.2土壤pH值及各種形態(tài)的酸含量

圖2顯示，種植水稻田塊的酸含量明顯低于撂荒水稻田，且不同產(chǎn)量水平下水稻田的酸含量有顯著差異。隨著調(diào)查田塊水稻產(chǎn)量的增加，其pH值逐步提高，而撂荒水稻田的pH值最低。與撂荒水稻田(對(duì)照)相比，1500、 3000、 4500kg稻田的土壤pH值分別提高了0.11、 0.33、 0.70個(gè)單位。

水溶性酸和交換性酸是土壤中的活性酸，由H+、Al3+、Fe2+等酸性陽(yáng)離子形成[17]，吸持性酸儲(chǔ)存于黃鉀鐵礬、 施氏礦物和羥礬石等容易水解的Fe/Al羥基硫酸鹽二次礦物中，活性較低[15]。當(dāng)酸性硫酸鹽土強(qiáng)烈酸化時(shí)，一部分水溶性酸或交換性酸會(huì)以吸持性酸的形態(tài)被暫時(shí)固定下來(lái)，防止土壤進(jìn)一步酸化，而當(dāng)土壤pH值提高到一定程度時(shí)，吸持性酸將被釋放出來(lái)[14]。從圖2還可以看出，反酸田的水溶性酸、 交換性酸和吸持性酸含量均分別達(dá)到0.8、 2.5、 1.8cmol/kg以上，且隨著水稻產(chǎn)量的增加而降低。與對(duì)照相比，產(chǎn)量為1500、 3000、 4500kg/hm2稻田的土壤水溶性酸分別降低了40.06%、 61.12%、 80.20%; 交換性酸分別降低了13.95%、 23.60%、 51.03%; 吸持性酸分別降低了46.08%、 76.28%、 86.28%。表明不同采樣點(diǎn)各種酸含量的差異程度大于pH值的差異，更能表征土壤的酸度水平，而尤以水溶性酸和吸持性酸的變化最明顯。

圖1　不同采樣點(diǎn)有機(jī)質(zhì)含量和陽(yáng)離子交換量Fig.1　Soil organic matter and CEC in different sampling fields

圖2　不同采樣點(diǎn)pH值和各種酸組分含量Fig.2　Soil pH value and acidity contents of the plough layer in different sampling fields

圖3　不同采樣點(diǎn)總存在酸的含量及其組成情況Fig.3　Existing acidity contents of the plough layer in different sampling fields

2.3土壤堿解氮、 有效磷和速效鉀含量

圖4　不同采樣點(diǎn)的氮、 磷、 鉀含量Fig.4　N, P, K contents in different sampling fields

[注(Note): 柱上不同字母表示采樣點(diǎn)間差異達(dá)5%顯著水平Differentlettersabovethebarsmeansignificantamongthesamplingfieldsatthe5%level(n=8).]

KFe3(SO4)2(OH)6+6H+

(1)

2.4交換性鈣、 鎂、 硫含量

從圖5可以看出，不同采樣點(diǎn)的交換性鎂含量沒有顯著差異。各采樣點(diǎn)的交換性鈣含量偏低，且4500kg/hm2產(chǎn)量采樣點(diǎn)的交換性鈣含量顯著高于撂荒水稻田(Abandoned，對(duì)照)，而其他采樣點(diǎn)間差異不顯著，表明該地區(qū)酸性硫酸鹽土母質(zhì)中石灰性物質(zhì)較少，4500kg/hm2產(chǎn)量采樣點(diǎn)大幅增加的交換性鈣離子可能主要來(lái)自于農(nóng)用施肥。表1顯示，交換性鈣含量與各種形態(tài)酸含量極顯著負(fù)相關(guān)，表明調(diào)查區(qū)域酸度水平的降低可能與施用含鈣的化學(xué)物質(zhì)有關(guān)。

不同采樣點(diǎn)的水溶性硫和交換性硫含量差異顯著，與對(duì)照相比，1500、 3000、 4500kg/hm2產(chǎn)量采樣點(diǎn)的水溶性硫含量分別降低了19.28%、 56.24%、 74.62%，交換性硫含量分別降低了22.38%、 48.64%、 79.80%。硫酸根是酸性硫酸鹽土成土母質(zhì)黃鐵礦的氧化產(chǎn)物，因不易被土壤吸附而容易被淋洗出土體，稻作利用下長(zhǎng)期大量灌溉，進(jìn)一步加快了硫酸根的淋洗，因此，水稻田的硫酸鹽含量明顯低于撂荒田塊。然而，當(dāng)土壤中硫酸鹽含量達(dá)到一定閾值，在淹水還原條件下形成H2S，嚴(yán)重危害水稻的根系生長(zhǎng)。因此，硫酸根引起的H2S毒害是酸性硫酸鹽土水稻田的障礙因子之一，本試驗(yàn)結(jié)果也表明，產(chǎn)量越高的酸性硫酸鹽土水稻田塊(反酸田)的硫酸鹽含量越低。

2.5交換性鐵、 錳、 鋅、 銅、 鋁含量

圖6顯示，不同采樣點(diǎn)的交換性鐵含量均較高，但差異不顯著。酸性硫酸鹽土成土母質(zhì)氧化發(fā)育過程中，形成大量的鐵中間產(chǎn)物，因此酸性硫酸鹽土中的鐵含量較高。不同采樣點(diǎn)的交換性鋅、 交換效銅含量規(guī)律不明顯，僅3000采樣點(diǎn)的交換性鋅顯著低于其他采樣點(diǎn)，4500kg/hm2產(chǎn)量采樣點(diǎn)的交換性銅含量顯著高于其他采樣點(diǎn)，其他田塊沒有差異。交換性銅含量與酸含量顯著負(fù)相關(guān)，而交換性鋅則與酸含量顯著正相關(guān)(表1)。在酸性硫酸鹽土的強(qiáng)酸環(huán)境下，金屬離子移動(dòng)性顯著提高，其有效性顯著提高，但也加大了流失風(fēng)險(xiǎn)[18]。不同金屬離子在酸性硫酸鹽土中的化學(xué)行為不同，以致其活性及淋失風(fēng)險(xiǎn)截然不同。酸性硫酸鹽土的強(qiáng)酸環(huán)境中鋅離子的活化程度較大[19]，而銅離子主要被黃鐵礦礦物所結(jié)合，在黃鐵礦氧化過程中被釋放出來(lái)。然而，銅和鋅在酸性硫酸鹽土壤中活化和淋失程度比較尚不明確。

圖5　不同采樣點(diǎn)的交換性鈣、 鎂、 硫含量Fig.5　Exchangeable Ca, Mg and S contents of the plough layer in different sampling fields

[注(Note): 柱上不同字母表示采樣點(diǎn)間差異達(dá)5%Differentlettersabovethebarsmeansignificantamongthesamplingfieldsatthe5%level(n=8).]

表1　元素有效含量和土壤酸、 硫酸鹽含量的相關(guān)性(n=32)Table 1　Pearson correlation coefficients for relationships between available element contents andthe selected soil properties

注(Note):SA—Solubleacidity水溶性酸;ExA—Exchangeableacidity交換性酸;RA—Retainedacidity吸持性酸;SS—SolubleS水溶性硫;ES—ExchangeableS交換性硫. *—P < 0.05; **—P < 0.01.

值得注意的是，酸性硫酸鹽土的交換性鋁和交換性錳含量在不同采樣點(diǎn)差異顯著，且其變化趨勢(shì)一致。以撂荒水稻田(Abandoned)為參照，1500、 3000、 4500kg/hm2產(chǎn)量采樣點(diǎn)的交換性錳含量分別降低了5.12%、 79.43%、 97.28%，交換性鋁含量分別降低了12.53%、 35.37%、 67.80%?？傮w上，1500kg/hm2產(chǎn)量采樣點(diǎn)與對(duì)照點(diǎn)的交換性鋁和交換性錳含量沒有差異，但均顯著高于3000、 4500kg/hm2產(chǎn)量采樣點(diǎn)。隨著采樣點(diǎn)水稻產(chǎn)量的降低，其交換性鋁、 交換性錳含量呈漸次提高趨勢(shì)，其中交換性錳的增幅更大，從表1可以看出，交換性錳和交換性鋁均與各種形態(tài)酸的含量極顯著相關(guān)，表明強(qiáng)酸環(huán)境導(dǎo)致錳和鋁大量活化，進(jìn)而影響水稻生產(chǎn)。

2.6土壤理化性狀的主成分分析

以有機(jī)質(zhì)含量(Organicmatter)、 陽(yáng)離子交換量(CEC)、pH、 水溶性酸(SA)、 交換性酸(ExA)、 吸持性酸(RA)、 堿解氮(N)、 有效磷(P)、 速效鉀(K)、 水溶性硫(SS)、 交換性硫(ES)、 交換性鈣(Ca)、 交換性鎂(Mg)、 交換性鐵(Fe)、 交換性錳(Mn)、 交換性銅(Cu)、 交換性鋅(Zn)和交換性鋁(Al)作為原始變量，不同取樣點(diǎn)作為分類變量，進(jìn)行主成分分析，其結(jié)果如圖7所示。從主成分碎石圖(圖7a)可見，各原始變量主成分分析可提取出11個(gè)主成分，僅第一至第四主成分的特征值大于1.0。第一主成分(PC1)表達(dá)了總變量云的變異度的64.99%，為主導(dǎo)關(guān)鍵主成分。第二主成分的重要性相對(duì)較低，僅概括了總變異度的11.64%，第三、 四主成分分別概括了總變異度的8.11%、 6.42%，累積貢獻(xiàn)率達(dá)91.16%。表明這4個(gè)合成變量(PC1、PC2、PC3、PC4)可以概括18個(gè)原始變量的大部分信息，因此可失去其他主成分。

圖7b、 7d展示了構(gòu)成PC1、PC2和PC3、PC4的原始變量云圖。PC1主要與原始變量SS、ES、Al、ExA、Mn、SA、RA、CEC、Zn極顯著正相關(guān)(P<0.01)，同時(shí)與pH、P、K、Cu、Ca極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)(表2)。PC2主要與Fe和N極顯著正相關(guān)(P<0.01)。PC3主要與Zn和Ca顯著正相關(guān)(P<0.05)，PC4主要與OM和Mg顯著相關(guān)(P<0.05)。由此可見，PC1主要反映土壤酸含量水平及受酸含量顯著影響的相關(guān)元素離子有效含量，能總結(jié)酸性硫酸鹽土理化性狀的關(guān)鍵特性。PC2、PC3和PC4主要包含了土壤理化性狀的部分信息，對(duì)酸性硫酸鹽土的理化性狀影響較小。

圖7c、 7e顯示不同采樣點(diǎn)在PC1、PC2和PC3、PC4平面的得分荷載情況，不同采樣點(diǎn)沿差異度的主軸(PC1)方向進(jìn)行空間分布，表明不同采樣點(diǎn)在該維度所代表的土壤理化性狀具有顯著差異性。水稻產(chǎn)量越高的酸性硫酸鹽土水稻田越趨向于PC1的負(fù)軸方向，相反，產(chǎn)量越低的酸性硫酸鹽土水稻田則越趨向于該軸的正方向，而撂荒水稻田最接近PC1的正軸方向。而不同采樣點(diǎn)在PC2、PC3、PC4方向的空間分布情況差異不大，且分布趨勢(shì)與采樣點(diǎn)的產(chǎn)量變化趨勢(shì)不具有規(guī)律性。因此，PC1表征了不同采樣點(diǎn)理化性狀差異的主要信息。結(jié)合圖7-b中構(gòu)成PC1的原始變量云情況，可以推斷，稻作利用方式下酸性硫酸鹽土中SS、ES、Al、ExA、Mn、SA、RA、CEC、Zn顯著降低，pH、P、K、Cu、Ca則顯著提高; 水稻產(chǎn)量狀況顯著受土壤理化性狀的影響，水稻產(chǎn)量越高的田塊，其SS、ES、Al、ExA、Mn、SA、RA、CEC、Zn越低，pH、P、K、Cu、Ca則越高。由此可見，SS、ES、Al、ExA、Mn、SA、RA、CEC、Zn為影響反酸田產(chǎn)量水平的負(fù)效應(yīng)變量，而pH、P、K、Cu、Ca為影響反酸田產(chǎn)量水平的正效應(yīng)變量。

圖6　不同采樣點(diǎn)交換性鐵、 錳、 鋅、 銅、 鋁含量Fig.6　Exchangeable Fe, Mn, Zn, Cu and Al contents of the plough layer in different sampling fields

[注(Note): 柱上不同字母表示采樣點(diǎn)間差異達(dá)5%Differentlettersabovethebarsmeansignificantamongthesamplingfieldsatthe5%levels(n=8).]

3　討論

圖7　土壤理化性狀的主成分分析Fig.7　Results of PCA showing the four PCs[Individuals (observations) graph (c, e) and variables (chemical parameters) graph (b, d)]

表2　組成四個(gè)主成分的原始數(shù)據(jù)型變量的相關(guān)度Table 2　Correlations and explained quantitative variance for the four PCs

注(Note):SA—水溶性酸Solubleacidity;ExA—交換性酸Exchangeableacidity;RA—吸持性酸Retainedacidity;SS—水溶性硫SolubleS;ES—交換性硫ExchangeableS.

反酸田酸化過程主要受成土母質(zhì)風(fēng)化程度的影響，其酸化原因有別于一般酸性土壤。本研究發(fā)現(xiàn)，反酸田的產(chǎn)量主要限制化學(xué)因子也較一般酸性土壤復(fù)雜多樣，其改良難度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般酸性土壤。因此，在反酸田改良工程中，既需借鑒一般酸性土壤改良經(jīng)驗(yàn)，亦需摸索反酸田特有的改良措施。施用磷礦粉、 鈣鎂磷肥等堿性肥料或者石灰、 粉煤灰等改良劑，提高土壤pH值，是酸性土壤改良的有效手段[26]。有研究表明，施用堿性肥料或改良劑也能有效暫時(shí)改善反酸田，促進(jìn)水稻生長(zhǎng)[12-13]。然而，反酸田因酸度水平較高，施用堿性肥料降低土壤酸性的改良措施所需成本極大，且改良效果的持續(xù)性不佳[30]。為了更有效地改善反酸田，應(yīng)改善反酸田水分管理模式，加大排灌密度，減緩黃鐵礦氧化、 促進(jìn)黃鉀鐵礬水解，進(jìn)而使黃鉀鐵礬出現(xiàn)的土層下降，提高耕層土壤pH值[5-6]。

4　結(jié)論

硫酸根含量過高、 鋁毒、 錳毒、 酸毒、 缺磷、 缺鉀是限制反酸田產(chǎn)量的主要土壤化學(xué)因子。黃鐵礦氧化過程中形成的酸、 硫酸鹽是影響廣東省反酸田水稻生長(zhǎng)的原生及根本性障礙因素，而鋁毒、 錳毒、 缺磷、 缺鉀等均是由土壤中高含量的酸、 硫酸鹽引起的次生障礙因素。因此，在反酸田改良過程中，應(yīng)以減緩黃鐵礦氧化、 促進(jìn)黃鉀鐵礬水解，降低耕層土壤酸、 硫酸鹽含量為主要目標(biāo)。

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AnalysisonthelimitinghazardouschemicalfactorsofacidsulfatepaddysoilsinGuangdongprovince

HUANGQiao-yi,TANGShuan-hu*,HUANGXu,ZHANGFa-bao,YANGShao-hai,YIQiong,

PANGYu-wan,ZHANGMu

【Objectives】Thegrowthofriceinacidsulfatepaddyfields(ASPS)whichwerethetypicallow-midyieldingfieldsinsouthChinawasseverelylimitedduetostrongacid,thereby,andthericeyieldswerelowerthanthenationalaverage.InordertoamelioratesoilsandincreasericeyieldsinASPS,thelimitingfactorsofacidsulfatepaddyfieldsshouldbecleared.SoilchemicalpropertiesofASPSwiththreelevelsofriceyieldwerestudiedtoanalyzelimitinghazardouschemicalfactorsofASPS,andprovidetheoreticalguidanceonASPSimprovements. 【Methods】SoilsampleswerecollectedinthreetypicalASPSwiththreelevelsofriceyield(4500, 3000and1500kg/hm2)accordingtopreliminarysurveyandabandonedASPSasthecontroltreatmentinTaishancity,GuangdongprovinceonJune28, 2013.Eightreplicatesampleswerecollectedoneachsamplingfield.Soilorganicmatter,acidity,nutrientelementsandmicro-elementsweremeasured,andthelimitinghazardouschemicalfactorsofASPSwerediscussedbycorrelationanalysisandprincipalcomponentsanalysis. 【Results】TheorganicmatterandalkalinehydrolyzableNofASPSwithdifferentyieldlevelshavenosignificantdifferences,whichsuggeststhattheorganicmatterandalkalinehydrolyzableNarenotthelimitingfactorsofASPS.ASPSareveryacid,theirpHvaluesareabout3.0-4.0,andtheirsolubleacidity,exchangeableacidityandretainedacidityareabout0.6-5.6、 2.7-6.3and1.3-14.1cmol/kg.Thesolubleacidity,exchangeableacidityandretainedacidityhaveadecreasingtendencyastheyieldlevelincreasing,especiallygreaterdeclinesofthesolubleacidityandretainedacidityareobserved.Asriceyieldleveldecreasing,availablePandKdecreasesignificantly,whilesolubleS,exchangeableS,exchangeableMn,exchangeableAlincreasesignificantly,andexchangeableCa,Zn,Cuarenotsignificantlydifferent,whichindicatesthePdeficiency,Kdeficiency,moreSO4,AltoxicityandMntoxicityarethelimitinghazardouschemicalfactorsofASPS.ThecorrelationanalysisindicatesthatavailablePandKcorrelatessignificantlyandnegativelywithvariousformsacidityandsulfate,whileexchangeableCa,Mn,Cu,ZnandAlcorrelatesignificantlyandpositivelywithvariousformsacidityandsulfate,whichsuggeststhatthelimitinghazardouschemicalfactorsofASPSareaffectedbyacidityandsulfate.Theprincipalcomponentsanalysis(PCA)showsthatsolubleS,exchangeableS,exchangeableAl,exchangeableacidity,solubleacidity,retainedacidity,pHvalue,availablePandKconstitutearelativelyhomogeneousgroup,whichsummarize64.99%ofthetotalvariabilityofsoilchemicalpropertiesofASPSwithdifferentriceyields,theyarethecriticallimitinghazardouschemicalfactorsofASPS.TheresultsofPCAalsosuggeststhatsolubleS,exchangeableS,exchangeableAl,exchangeableacidity,solubleacidity,retainedacidityarethevariableswhichhavenegativeeffectsonriceyieldinASPS,whilepHvalue,availablePandKarethevariableswhichhavepositiveeffectsonriceyieldinASPS. 【Conclusions】TheSO4stress,Altoxicity,Mntoxicity,acidtoxicity,PdeficiencyandKdeficiencyarethecriticalchemicalfactorsthatlimitingyieldofriceinASPS.AcidandsulfateformedinASPSdevelopmentarenativeandfundamentalobstaclefactorsofASPSinGuangdongprovince.TheAltoxicity,Mntoxicity,Pdeficiency,andKdeficiencyaresecondaryobstaclefactors.Thus,ASPSimprovementshouldfocusonslowingdownpyriteoxidationandpromotingjarositehydrolysis,anddecreasingacidandsulfatecontentsattheploughlayer.

acidsulfatesoil;soilchemicalproperties;paddyfield;factoranalysis

2014-08-15接受日期: 2014-10-21網(wǎng)絡(luò)出版日期: 2015-07-17

公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科技專項(xiàng) (201003016); 廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目(2012A020100004)資助。

黃巧義(1985—)，男，廣東潮陽(yáng)人，碩士，助理研究員，主要從事土壤培肥及高效施肥技術(shù)研究。

Tel: 020-32885730，E-mail:huangqiaoyi@hotmail.com。 * 通信作者Tel: 020-85161400,E-mail: 1006339502@qq.com

S158;S155.4+2

A

1008-505X(2016)01-0180-12