陳光明 新邵縣農(nóng)業(yè)局

土壤酸化主要是指土壤中H+和Al3+數(shù)量的增加.據(jù)報道，我國酸化土壤達(dá)到了2.04×108hm2，占到了國土面積的40%，其中大部分土壤pH值低于5.5，甚至在4.5以下，土壤酸化已成為影響農(nóng)作物產(chǎn)量的重要因素。近年來，新邵縣水稻生產(chǎn)上出現(xiàn)了分蘗力下降，結(jié)實率和有效穗減少，病蟲害發(fā)生范圍廣、危害程度深，施肥效果差，水稻產(chǎn)量明顯偏低。為尋找這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，筆者查找了新邵縣近20年來的氣象資料，對新邵縣第二次土壤普查資料、2008年-2010年實施測土配方施肥項目的土壤檢測結(jié)果及近年來對稻田土壤pH值的動態(tài)監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行了系統(tǒng)分析，初步認(rèn)定土壤pH值下降，耕作層土壤酸化是一個非常重要的原因。

一、新邵縣稻田土壤酸堿度的現(xiàn)狀

1.第二次土壤普查時期新邵縣耕地土壤酸堿度狀況。第二次土壤普查時新邵縣稻田土壤pH值基本處于4.5-6.5之間，pH值小于4.5的水田1885畝，占水田總面積的0.57%，pH值為4.5-5.5的46513畝，占14.06%，pH值為5.5-6.5的282359畝，占85.37%?？梢娙h絕大部分的水田土壤pH值處于5.5-6.5之間，基本適合水稻的正常生長。

2.新邵縣耕地土壤酸堿度現(xiàn)狀和變化情況。2008年至2010年實施測土配方施肥項目時，在第二次土壤普查的基礎(chǔ)上對全縣耕地土壤進(jìn)行了調(diào)查取樣測試，基本摸清了第二次土壤普查以來全縣耕地土壤的pH值變化情況。從對全縣稻田土壤pH值統(tǒng)計結(jié)果可知（表1），我縣稻田土壤全面酸化。如pH值4.5-5.5的稻田土壤面積在第二次土壤普查時為46513畝，僅占全縣稻田總面積的14.06%，而本次測土配方施肥調(diào)查統(tǒng)計的面積達(dá)到了308438畝，占全縣稻田調(diào)查總面積的49.35%，本次調(diào)查較第二次土壤普查增加了261925畝，在稻田面積中的占比增加了35.29%，而pH值在5.5-6.5最適宜水稻生長的稻田面積僅為312750畝 ，占全縣稻田調(diào)查總面積的50.04%，而占比卻下降了35.33%?？梢姡律劭h稻田土壤酸化已成普遍現(xiàn)象，最適宜水稻生長的稻田大幅度減少。

表1 新邵縣稻田土壤PH值面積變化表

二、稻田土壤酸化的原因分析

土壤自然酸化是土壤中動植物呼吸作用產(chǎn)生的碳酸及動植物殘體經(jīng)微生物分解產(chǎn)生的有機(jī)酸使土壤變酸。造成土壤酸化的主要原因是人為因素。主要有兩方面：一是酸性氣體的大量排放導(dǎo)致酸沉降的增加，空氣中的CO2、SO2經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)形成強(qiáng)酸通過雨水進(jìn)入土壤；另一方面是不當(dāng)?shù)霓r(nóng)業(yè)措施，如大量施用化肥特別是銨態(tài)氮肥，造成土壤酸化。經(jīng)調(diào)查，造成我縣稻田土壤酸化的主要原因有以下四點：

1.有機(jī)肥施用量減少。據(jù)研究，施用有機(jī)肥能平衡土壤的酸堿度，而增施有機(jī)肥可提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，改善土壤結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)土壤保水保肥能力，減少土壤養(yǎng)分流失。近年來，我縣農(nóng)戶養(yǎng)殖的家禽、家畜數(shù)量銳減，而養(yǎng)殖大戶的糞尿肥過于集中，加之勞力成本增加，運(yùn)輸費用連年增長，農(nóng)戶施用有機(jī)肥的積極性降低，耕地有機(jī)肥的投入量逐年減少，有些交通不便的耕地甚至從未使用過有機(jī)肥。據(jù)調(diào)查，1990年代我縣各類有機(jī)肥施用總量為36.45萬噸，畝平445.8公斤，2010年全縣有機(jī)肥施用總量為26.57萬噸，畝平324.9公斤，減少27.1%。另外有機(jī)肥施用方法不當(dāng)也可使土壤酸化，施用未經(jīng)腐熟的有機(jī)肥，因農(nóng)作物秸稈在土壤中進(jìn)行厭氧呼吸，產(chǎn)生大量的亞硝酸根和胡敏酸等酸性物質(zhì)，而增加土壤酸度。

2.長期過量施用化學(xué)肥料。長期過量施用化肥是造成耕地土壤酸化的重要原因。過量施用化肥使土壤中ˉPO4、ˉCO3、ˉCL、ˉSO4、ˉNO3等酸根離子累積，而陽離子則從土壤膠粒上置換出H＋積累于耕作層土壤中，而銨態(tài)氮可使土壤中交換性鋁離子增加，土壤中的交換性鋁離子水解后產(chǎn)生大量氫離子，從而造成土壤酸化。1999年全縣化肥施用總量為22636噸（折純，下同），畝平用量13.2公斤，2010年全縣化肥施用量24428萬噸，畝平用量14.3公斤，2010年較1999年化肥施用量增加1792噸，增長7.9%，畝平用量增加1.1公斤，增長8.3%。

3.工礦廢物直接排放。近年來隨著縣域經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我縣工礦企業(yè)數(shù)量不斷增加，規(guī)模不斷擴(kuò)大，工礦廢水、廢氣和固體廢物排放量加大。受其影響，工廠、礦山附近耕地及河流灌溉區(qū)域的耕地使用的灌溉水受到廢水的侵襲，也是造成我縣耕地土壤酸化的重要原因。

4.酸雨。酸雨是pH小于5.6的大氣降水的總稱，包括各種酸性的雨、霧、雪、霜等形式。酸雨中的H2CO3、H2SO4、H2NO3等酸性物質(zhì)隨雨水沉降進(jìn)入耕作層土壤，造成土壤酸化。

三、耕層土壤酸化對稻田土壤肥力和水稻生長發(fā)育的影響

當(dāng)土壤溶液pH值過低的情況下，由于Ca2+、Mg2+的含量減少和H+的增多導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)被破壞，土壤調(diào)節(jié)水、氣、肥、熱等能力的下降。一方面，酸化對土壤團(tuán)聚體的穩(wěn)定性降低。另一方面，土壤酸化對土壤微結(jié)構(gòu)也有一定影響。主要表現(xiàn)為土壤微龜裂密度增大、數(shù)量增多，從而破壞了微團(tuán)聚體的結(jié)合，使水分運(yùn)行加快，滲漏和毛管蒸發(fā)作用增強(qiáng)，土壤耐旱性減弱，降低了土壤肥力，影響作物的生長。水稻雖然有較強(qiáng)的耐酸性，但稻田耕作層土壤pH值下降（酸性增強(qiáng)），所帶來的病蟲害將阻礙水稻的生長，強(qiáng)酸環(huán)境還會加速有毒金屬的濾出，因而影響水稻的產(chǎn)量和品質(zhì)。

1.土壤酸化造成土壤有毒物質(zhì)積累和土壤有效養(yǎng)分流失。土壤酸化后，可加速土壤中含鋁的原生和次生礦物風(fēng)化而釋放大量鋁離子，形成植物可吸收形態(tài)的鋁化合物。植物長期過量吸收鋁會中毒，甚至死亡。土壤過酸還可加速土壤礦物質(zhì)營養(yǎng)元素流失，改變土壤結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致土壤貧瘠化。水溶性硼在微酸性或中性土壤中吸收利用的效率最高，但過酸的土壤因提高了水溶性的硼含量而造成流失。酸化土壤中K、Na、Ca、Mg等鹽基離子淋失嚴(yán)重，N素吸收受阻，影響作物對養(yǎng)分的吸收，進(jìn)一步地影響作物產(chǎn)量。

2.土壤過酸會改變土壤微生物種群。土壤酸化可使土壤微生物種群變化，細(xì)菌個體生長變小，生長繁殖速度降低。同時，也會降低土壤中氨化細(xì)菌和固氮細(xì)菌的數(shù)量，使土壤微生物的氨化作用和硝化作用能力下降，對農(nóng)作物生長大為不利。

3.土壤酸化對水稻生產(chǎn)的影響。主要表現(xiàn)在兩個方面，一是在較低土壤pH條件下,水稻分蘗前期分蘗發(fā)生速度較慢,進(jìn)入分蘗高峰期較遲，從而引起水稻有效穗數(shù)和結(jié)實率顯著下降,造成產(chǎn)量下降。二是隨著土壤pH的下降,水稻生育期延長,物質(zhì)生產(chǎn)量下降,產(chǎn)量降低。

4.土壤酸化誘導(dǎo)了水稻病蟲害的發(fā)生。土壤過酸將導(dǎo)致農(nóng)作物，抗病能力減弱，產(chǎn)量下降。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計，我縣近年來水稻霜霉病、稻水象甲等病蟲害發(fā)生范圍的迅速擴(kuò)展，與稻田土壤酸化有較大的關(guān)系。據(jù)我縣植保站調(diào)查，水稻霜霉病、稻水象甲等病蟲害在pH≤5.0的稻田較pH≥5.5的發(fā)生程度明顯增大，施用石灰等物質(zhì)提高pH值后，霜霉病發(fā)生率下降，稻水象甲蟲量減少。

四、酸化土壤改良的主要技術(shù)措施

1.土壤改良過程共分兩個階段：①保土階段，采取工程或生物措施，使土壤流失量控制在容許流失量范圍內(nèi)。②改土階段。其目的是增加土壤有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分含量，改良土壤性狀，提高土壤肥力。改土措施主要是種植豆科綠肥或多施農(nóng)家肥。

2.用化學(xué)改良劑改變土壤。常用的化學(xué)改良劑有石灰、石膏、磷石膏、氯化鈣、硫酸亞鐵、腐殖酸鈣等，對酸性土壤，則需施用石灰性物質(zhì)?；瘜W(xué)改良要結(jié)合水利、農(nóng)業(yè)等措施，才能取得更好的效果。具體措施有：適時耕作，增施有機(jī)肥，改良貧瘠土壤；客土、漫沙、等，改良過砂過粘土壤；平整土地；設(shè)立灌、排渠系，排水洗鹽、種稻洗鹽等，改良鹽堿土草等。

3.防止土壤酸化和酸化土壤改良的基本措施有：（1）水利土壤改良，如建立農(nóng)田排灌工程，調(diào)節(jié)地下水位，改善土壤水分狀況，排除和防止沼澤地和酸化；（2）工程土壤改良，如運(yùn)用平整土地，興修梯田，引洪漫淤等工程措施改良土壤條件；（3）生物土壤改良，用各種生物途徑種植綠肥、放牧增加土壤有機(jī)質(zhì)以提高土壤肥力或營造防護(hù)林等；（4）耕作土壤改良，改進(jìn)耕作方法，改良土壤條件；(5)化學(xué)土壤改良，如合理施用化肥和各種土壤改良劑等，高土壤肥力，改善土壤結(jié)構(gòu)。（6）改進(jìn)施肥技術(shù)。通過區(qū)域總量控制和分期調(diào)控等新的施肥技術(shù)，可在保證糧食產(chǎn)量的前提下降低氮肥用量30%─60%，既不造成污染，也不影響土壤質(zhì)量，還能實現(xiàn)作物增產(chǎn)、土壤培肥和環(huán)境保護(hù)。（7） 大力推廣應(yīng)用清潔能源，降低SO2等成酸氣體的排放量，制止酸雨發(fā)展。

五、酸化土壤改良技術(shù)推廣應(yīng)用的措施和建議

從以上分析可知，造成我縣耕地土壤酸化的主要原因是有機(jī)肥用量減少和施用方法不當(dāng)、長期過量施用化肥、工業(yè)污染和酸雨。根據(jù)調(diào)查分析結(jié)果和酸化土壤改良的基本原理，在此提出我縣稻田酸化土壤改良的主要措施。

（一）大力推廣有機(jī)肥腐熟技術(shù)，增施有機(jī)肥

1.推廣有機(jī)肥發(fā)酵腐熟新技術(shù)，提高有機(jī)肥肥效，避免有機(jī)肥發(fā)酵過程產(chǎn)生的有害物質(zhì)進(jìn)入耕地土壤。如推廣生物腐熟劑在制作腐熟有機(jī)肥中的應(yīng)用。

2.推廣沼液肥的施用技術(shù)，提高動物糞肥的效益。

3.擴(kuò)大綠肥種植面積，推廣應(yīng)用綠肥腐熟施用技術(shù)。

4.推廣秸稈粉碎還田、秸稈過腹還田、秸稈腐熟劑應(yīng)用技術(shù)，防止秸稈在土壤中腐熟產(chǎn)生的酸性物質(zhì)積累。

（二）加強(qiáng)農(nóng)田水利建設(shè)

一是建立合理的農(nóng)田灌溉系統(tǒng)，提高農(nóng)田灌溉效率；二是科學(xué)建立農(nóng)田排水系統(tǒng)，降低冷浸稻田的地下水位，防止洪水對耕地過度沖刷；三是推廣節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)，主要推廣噴灌、滴灌技術(shù)和設(shè)施農(nóng)業(yè)。

（三）推廣平衡施肥技術(shù)，改進(jìn)施肥方法

普及測土配方施肥，大力推廣平衡施肥技術(shù)。一是深化施肥配方研制，因地制宜研制稻田肥料配方，提高肥料利用率，降低化肥的施用量。過量施用氮肥會引起土壤酸化加劇，研究推廣氮、磷、鉀和中微量元素平衡施肥技術(shù)是防止土壤酸化有效措施。

（四）推廣應(yīng)用土壤改良劑，降低土壤酸度

酸性土壤改良最直接有效的人工改良劑是施用生石灰，每畝稻田施用160公斤生石灰，可使土壤pH值提高0.3-0.8個單位。但用石灰改良酸化土壤應(yīng)注意不能頻繁施用，一般在施用石灰18個月，土壤中的pH值達(dá)到最高。在施用石灰的同時施用其它堿性肥料如草木灰、火土灰等，可防止土壤的復(fù)酸化作用。近年來人們研制的微生物制劑和土壤調(diào)理劑，對改良土壤有很好的效果。

（五）推廣葉面施肥技術(shù)，減少根際肥料的施用量

葉面施肥可在減少土壤中化肥投入量的情況下使農(nóng)作物一樣獲得較高的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量。通過葉面施肥可加速農(nóng)作物根系對土壤中養(yǎng)分的吸收，提高肥料利用率，降低了化肥的施用量，減少了各種酸根離子在土壤中的積累，提高土壤pH值。

（六）加強(qiáng)對工業(yè)和生活排放物的監(jiān)測

工業(yè)和生活廢水、廢氣、廢渣排放對農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的主要污染源，也是稻田土壤酸化的重要原因。因此，建立嚴(yán)格的工業(yè)和生活廢物排放監(jiān)測系統(tǒng)，推廣應(yīng)用清潔能源，減少工業(yè)和生活廢氣的排放，是改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，防止我縣稻田土壤酸化的重要手段。

綜上所述，新邵縣稻田土壤在第二次土壤普查后酸化較嚴(yán)重，為提高稻田土壤的肥力水平，改良酸化土壤，促進(jìn)新邵糧食生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展，建議對所有縣域內(nèi)的pH值小于5.5的18萬余畝的稻田采取以施用生石灰為主的土壤改良措施，配合施用化學(xué)土壤改良劑，增施有機(jī)肥，普及平衡施肥技術(shù)，種植綠肥，改進(jìn)農(nóng)田排灌條件；對耕地土壤施肥和土壤環(huán)境進(jìn)行經(jīng)常性、制度性的監(jiān)測管理。