林斌結(jié) 林月華 董直文 趙 東

(1.泰順縣雅陽鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)公共服務(wù)中心，浙江 泰順 325506；2.泰順縣茶葉特產(chǎn)總站，浙江 泰順 325500； 3.浙江大學(xué)茶葉研究所，浙江 杭州 310058)

土壤是一個(gè)相對(duì)比較穩(wěn)定的體系，除了土壤以外，還有一些動(dòng)植物和微生物在其中，維持著一個(gè)比較穩(wěn)定的固體、氣體和一定水分的生態(tài)，并提供適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)分和酸堿度，以滿足土壤中動(dòng)植物和微生物的生長(zhǎng)需求。但土壤的酸堿度是動(dòng)態(tài)平衡，除了土壤的性質(zhì)外，還受到動(dòng)植物和微生物等外來因素的影響。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，所施肥料種類對(duì)土壤酸堿的影響較大。為了更好地改良土壤，往往會(huì)施用較大量的有機(jī)肥，因而有可能影響到土壤的酸堿平衡。用動(dòng)物糞便生產(chǎn)的商品有機(jī)肥大多數(shù)以堿性為主，并且pH 8.0左右的產(chǎn)品最多，有20%超過了農(nóng)業(yè)部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY525-2012規(guī)定的pH 8.5，最高達(dá)到pH 9.51。雖然茶樹可以在多種土壤類型上生長(zhǎng)良好，但茶園土壤最基本的要求是呈酸性。商品有機(jī)肥和動(dòng)物糞便的施用會(huì)引起局部土壤酸堿性的波動(dòng)，長(zhǎng)期大量施用則可能導(dǎo)致土壤酸堿度發(fā)生變動(dòng)，從而影響到茶樹的生長(zhǎng)。目前對(duì)有機(jī)肥的研究以增加土壤的肥力和有機(jī)質(zhì)為主，尚未有對(duì)土壤酸堿性影響相關(guān)的研究報(bào)道。本研究以羊糞為代表材料，初步探討有機(jī)肥對(duì)土壤酸堿度的影響。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1土樣 采自新復(fù)墾的茶園，原為山坡荒地。黃壤，較粘，有較多的碎石。隨機(jī)取土樣5點(diǎn)，深度0～20 cm，四分法取至適量。自然風(fēng)干，木棒壓碎，撿去碎石和植物殘?bào)w。過2 mm孔徑的篩，備用。

1.1.2羊糞 來自于湖州的湖羊養(yǎng)殖企業(yè)。羊糞經(jīng)堆放發(fā)酵后，用編織袋包裝，顆粒狀，深色，可見未消化的飼草，含水較多。隨機(jī)在五袋中取樣，四分法取至適量。自然風(fēng)干，撿去飼草等。粉碎，過1 mm孔徑的篩，備用。

1.1.3試劑 鹽酸和氫氧化鉀為國(guó)產(chǎn)分析純?cè)噭?，水為超純水，pH為7.01。

1.1.4儀器 賽多利斯PB-10酸度計(jì)，pH 4.00、pH 6.86和pH 9.00三點(diǎn)校正。

1.2 方法

1.2.1土壤緩沖容量測(cè)定 取處理好的土壤樣品4 g置于50 mL離心管中，用少量的水濕潤(rùn)，分別加入0 mL、0.5 mL、1 mL、2 mL、4 mL、8 mL、16 mL的濃度為0.1 mol/L HCl或KOH，加水至20 mL液體，土液比為1∶5。充分混勻，放置120 min后，測(cè)定其溶液pH值。重復(fù)2次。室溫為25 ℃。

1.2.2土壤緩沖容量計(jì)算 土壤酸堿緩沖容量是用以度量酸堿緩沖能力大小的指標(biāo)，指土壤溶液改變一個(gè)pH單位所需酸或堿的量。對(duì)土壤緩沖容量測(cè)定數(shù)據(jù)所得到的曲線進(jìn)行線形擬合，若橫坐標(biāo)為酸堿加入量，縱坐標(biāo)為pH變化量，則線形方程的斜率值絕對(duì)值的倒數(shù)為土壤緩沖容量(pHBC)：

pHBC=1/|a|

其中：pHBC為酸堿緩沖容量，a為擬合線形方程的斜率2。

1.2.3土壤pH測(cè)定 按原農(nóng)業(yè)部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 1377-2007方法測(cè)定制備好的土樣或土樣與羊糞的混合物。重復(fù)2次。室溫為25 ℃。

1.2.4羊糞pH測(cè)定 按原農(nóng)業(yè)部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY 525-2012方法測(cè)定制備好的羊糞樣品。重復(fù)2次。室溫為25 ℃。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤緩沖容量測(cè)定

土壤酸堿緩沖容量是用以度量土壤酸堿緩沖能力大小的指標(biāo)，指土壤溶液改變一個(gè)pH單位所需酸或堿的量。數(shù)據(jù)見表1。

從測(cè)定數(shù)據(jù)看，酸化后的pH兩次測(cè)定數(shù)據(jù)差異在0～0.01之間，堿化后pH兩次測(cè)定的數(shù)據(jù)差異在0.03～0.09之間，測(cè)量誤差較小。

表1 土壤緩沖容量測(cè)定

從數(shù)據(jù)看，在加酸或堿后，pH數(shù)值變化有較大的不同。加酸后，土壤的pH變化幅度較小，而加堿后，土壤的pH變化幅度較大。表明土壤對(duì)酸的緩沖性較強(qiáng)，對(duì)堿的緩沖性較弱。也即堿性物質(zhì)(如生理堿性肥料)添加將引起的土壤pH較大幅度的變化。

2.2 土壤緩沖容量計(jì)算

對(duì)表一的數(shù)據(jù)進(jìn)行線性擬合后，得到擬合一元一次線性方程，但R2只有0.8311，擬合的精度不高。根據(jù)測(cè)定數(shù)據(jù)曲線可知，在pH小于2或大于8以后，更多的酸和堿處理對(duì)測(cè)定體系的pH影響較小，導(dǎo)致線性擬合的精度下降。并且討論強(qiáng)酸或強(qiáng)堿條件下的土壤緩沖容量對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)意義也不大。所以，將酸和堿各兩個(gè)較大處理數(shù)據(jù)舍棄后，對(duì)pH在2～8之間的數(shù)據(jù)重新進(jìn)行線性擬合，用以計(jì)算土壤緩沖容量，結(jié)果見圖1。

圖1 土壤緩沖容量線性擬合

根據(jù)表一數(shù)據(jù)取舍后的線性擬合，得到圖一。R2為0.9618，表明擬合的精度較高。其線性方程為y=0.7656x+4.4717。

由方程計(jì)算土壤緩沖容量為：

pHBC=1/|0.7656|=1.31

2.3 土壤和羊糞的pH測(cè)定

按方法1.2.3和1.2.4分別測(cè)定土壤和羊糞的pH值。測(cè)定結(jié)果見表2。土壤的pH為4.29，羊糞的pH為9.43。

試驗(yàn)中試圖以相同的比例來浸提土壤和羊糞，但風(fēng)干的羊糞吸收水分的能力非常強(qiáng)，5倍的水(1∶5)只能使羊分濕潤(rùn)成團(tuán)，因而測(cè)定時(shí)需要按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，以1∶10的比例進(jìn)行浸提。

2.4 羊糞對(duì)土壤pH的影響

根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，將不同比例的土壤與羊糞混勻，按農(nóng)業(yè)部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 1377-2007所規(guī)定的方法測(cè)定。測(cè)定結(jié)果見表2。

表2 羊糞對(duì)土壤pH的影響

從試驗(yàn)數(shù)據(jù)看，羊糞對(duì)土壤的酸堿度的作用較大。添加羊糞后，試驗(yàn)體系的pH迅速增加，5%的羊糞就能使pH從原來的4.29增加到6.62，但隨后則呈直線型緩慢增加。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明在這個(gè)體系中，pH主要是由羊糞控制的，即羊糞的緩沖性能決定了體系的酸堿度，而不是由土壤的緩沖性來控制。

從所含的成分分析，羊糞含有大量的有機(jī)成分，具有很強(qiáng)的緩沖性能。而土壤由于有機(jī)質(zhì)較少，主要由無機(jī)成分來進(jìn)行酸堿平衡，緩沖性能相對(duì)較弱，易受外界因素的影響，其酸堿度波動(dòng)較大。

3 討論

本試驗(yàn)為室內(nèi)試驗(yàn)，田間長(zhǎng)期的情況可能有所不同。

由于耕作土壤的有機(jī)質(zhì)含量普遍較低，緩沖性能弱，土壤結(jié)構(gòu)差，影響作物生長(zhǎng)。補(bǔ)充有機(jī)質(zhì)是培肥土壤的一個(gè)非常重要的措施。

動(dòng)物糞便具有較高的有機(jī)質(zhì)含量，是優(yōu)良的土壤培肥材料。但一般風(fēng)干的動(dòng)物糞便能吸收大量的水分，并且堿性較強(qiáng)。因而在田間施用有機(jī)肥時(shí)，必須注意這兩個(gè)方面。即1對(duì)土壤酸堿度的影響，2對(duì)作物水分吸收的影響。

但本試驗(yàn)主要研究了有機(jī)肥施用對(duì)土壤pH的短期效應(yīng)，在生物作用和環(huán)境作用如雨水等因素影響下，這種效應(yīng)會(huì)經(jīng)過一定時(shí)間后可能會(huì)內(nèi)弱化，使得土壤逐漸回歸到原先的酸堿度。具體的變化趨勢(shì)尚有待進(jìn)一步的研究。