设施土壤酸化盐渍化及其关系的初步分析
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摘 要：宿迁市宿城区设施土壤的酸化、盐渍化现象已十分普遍，严重威胁到设施农业的可持续发展。为了更好地采取科学措施，防止该类现象进一步蔓延，对辖区设施土壤进行采样与测定。测定内容包括土壤pH、电导率、水溶性盐离子组成。结果表明：宿城区设施土壤pH值7.16～8.51，平均值7.87;土壤pH与土壤硝酸盐含量之间的关系可用方程y=10.27x-0.045加以拟合;硝酸根含量在0～500mg/kg范围内，随着其含量的增加，土壤pH迅速下降;土壤pH值与土壤电导率之间的关系可以用方程y=10.884x-0.051加以拟合;土壤电导率在1000μS/cm以下时，随着土壤电导率的增加，土壤pH值从8.51迅速下降到7.75左右;土壤pH值与电导率、水溶性钾、钠、钙、镁、硫酸根、氯离子之间呈线性负相关关系，其中与水溶性钙、镁、硫酸根相关性最高;土壤pH值与土壤水溶性碳酸氢根含量呈正相关关系，土壤酸化进程中，水溶性碳酸氢根含量迅速下降。
关键词：设施土壤;土壤酸化;土壤盐渍化
中图分类号：S626
文献标识码：A
设施农业生产中，作物具有生长速度快、周期短、效益好等优点，在本地发展迅速，成为宿城区经济发展、农民增收的主要来源之一。设施农业往往采用多层覆盖，可以较好地按照作物生长发育特征与要求，灵活调节设施内空气或土壤的温度和湿度，促进作物生长、提高作物产量。与一般露天栽培相比，设施农业生产中，作物要求更多的水分与养分供应[1-5]。从业人员通常长期大量施肥促进作物生长、提高作物产量，造成各种肥料过量施用[6-10]，设施土壤经过几年的种植，土壤中的硝酸盐等未能被作物吸收利用的养分或盐分离子不断积累，引发土壤酸化与次生盐渍化等问题，并可能引起恶性循环，引发土壤的物理学、化学和生物学性质的劣质化[11，12]。为了加强肥料养分管理，改良土壤综合性状，选择宿城区设施农业生产典型区域进行土壤多点采样，测定土壤pH、水溶性盐组成、电导率等。综合分析与评价本区设施土壤酸化、盐渍化状况，为指导本区设施土壤施肥管理、提高作物产量与品质，促进设施农业可持续发展提供依据。
1 材料与方法
1.1 样品采集
2018年6—10月对宿迁市宿城区设施农业代表性地块进行土壤样品采集。取样深度0～15cm，共采集27个土样。土样经抽湿风干后，磨细过20目筛备用。
1.2 分析测定
土壤pH：NY/T 1377-2007 玻璃电极法。
水溶性盐（含硝态氮）：用水土比5∶1浸提，K+、Na+用火焰光度法测定;Ca2+、Mg2+用火焰原子吸收分光光度法测定;HCO3-用中和滴定法测定;Cl-含量用硝酸银滴定法测定;SO42-用硫酸钡比浊法测定;NO3-用紫外分光光度法测定。
以上述离子之和代表总盐。
另采用电率仪测定土壤提取液的电导率。
1.3 数据分析
采用Microsoft Excel 2010软件对数据进行处理和绘图，采用SPSS 19.0统计分析软件对数据进行相关性分析。
2 结果与分析
2.1 土壤pH与土壤硝酸根含量及土壤电导率
2.1.1 土壤pH与土壤硝酸根含量
对采集的27个土样进行分析测定，结果表明，pH值7.16～8.51，平均值7.87。土壤pH值为7.00～7.50、7.50～8.00、8.00～8.50、>8.50的土样分别占比18.5%、44.4%、33.3%和3.7%。土壤pH与土壤硝酸盐含量之间的关系可用方程y=10.27x-0.045（R2=0.6584）加以拟合（见图1）。硝酸根含量在0～500mg/kg范围内，随着其含量的增加，土壤pH迅速下降。当硝酸根含量达到500mg/kg以上时，随着土壤硝酸根含量的增加，土壤pH缓慢下降。可见，过量施用的氮肥在土壤中可能转化为硝酸盐，同时引起石灰性土壤酸化。由于土壤中存在大量的石灰性物质，当土壤pH值降至一定程度后下降速率趋缓。
2.1.2 土壤pH与土壤电导率
土壤pH值与土壤电导率之间的关系可以用方程y=10.884x-0.051（R2=0.8511）加以拟合。从散点图上可以看出，土壤电导率在1000μS/cm以下时，随着土壤电导率的增加，土壤pH值从8.51迅速下降到7.75左右，其后下降幅度明显趋缓。也就是说，过量施用氮肥或其它肥料后，不仅能直接导致土壤次生盐渍化，同时还因为导致了土壤酸化，引起石灰性土壤中难溶性碳酸钙、碳酸镁等物质的溶解而加剧盐渍化。
2.2 土壤pH与土壤水溶性阳离子
土壤pH与土壤水溶性钾、钠、钙、镁离子含量之间的关系可以用直线方程加以拟合，见图3～6。随着土壤钾、钠、钙、镁离子含量的提高，土壤pH值降低。但从二者方程的决定系数看，土壤水溶性钾、钠离子与土壤酸化程度的密切程度较小，决定系数仅为0.2962和0.2217。而土壤水溶性钙、镁离子含量与土壤酸化作用关系密切，线性方程的决定系数分别达到0.6279和0.5722。在生产实践过程中，施用化肥和有机肥向土壤中带来的钾、钠数量远远超过钙、镁数量，随着土壤酸化程度的增加，土壤水溶性钙、镁的主要来源基本上是土壤中含钙和含镁物质的大量溶解。
2.3 土壤pH与土壤水溶性阴离子
土壤pH与土壤水溶性阴离子含量之间的关系也可以用直线方程加以拟合，见图7～9。随着土壤硫酸根、氯离子含量的提高，土壤pH值降低。但从2个方程的决定系数看，土壤水溶性硫酸根含量与土壤酸化程度的密切程度较高，决定系数达到了0.6301。而土壤氯离子含量与土壤酸化作用关系的密切程度较小，线性方程的决定系数为0.3204。与其它所有水溶性离子不同，碳酸氢根离子含量与土壤pH之间的关系是成正相关，相关系数为0.5484，也就是說随着土壤酸化作用的发生与加剧，土壤水溶性碳酸氢根不断消失。 3 小结
宿城区设施土壤正在发生酸化与次生盐渍化作用，氮肥施用过多直接导致土壤次生盐渍化，同时引起土壤酸化，酸化过程引起土壤中难溶性钙、镁盐溶解进入溶液，又加剧了土壤次生盐渍化;土壤pH值与电导率、水溶性钾、钠、钙、镁、硫酸根、氯离子之间呈良好的线性负相关关系。其中，与水溶性钙、镁、硫酸根相关性最高;土壤pH值与土壤水溶性碳酸氢根含量呈正相关关系，土壤酸化进程中，水溶性碳酸氢根含量迅速下降。
参考文献
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（责任编辑 贾灿）
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