怎么改变土壤酸碱度(怎么调整土壤的酸碱度)
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土壤中存在着各种化学和生物化学反应,表现出不同的酸性或碱性。土壤酸碱性的强弱,常以酸碱度来衡量。土壤之所以有酸碱性,是因为在土壤中存在少量的氢离子和氢氧离子。土壤溶液中的氢离子和氢氧根的构成状况形成了土壤酸碱性,当氢离子大于氢氧根时,称之为酸性;当氢氧根大于氢离子,称之为碱性,用pH值表示。土壤的酸碱性深刻影响着作物的生长和土壤微生物的变化,也影响着土壤物理性质和养分的有效性。我国土壤酸碱性分为七级强酸性(<4.5)、酸性(4.5 - 5.5)、弱酸性(5.5 - 6.5)、中性(6.5 - 7.5)、弱碱性(7.5-8.5)、碱性(8.5-9.5)、强碱性(>9.5)
土壤酸碱性形成机理:(1)土壤酸性:根据H 和Al3 的存在方式不同,分为活性酸和潜性酸两种。活性酸指土壤溶液中的H 所表现的酸度(即pH值),包括土壤中的无机酸、水溶性有机酸、水溶性铝盐等解离出的所有H 总和。潜性酸,指土壤胶体上吸附态的H 和Al3 所能表现的酸度。活性酸与潜性酸在同一平衡体系中,两种不同的酸度形态,可以互相转化。活性酸是土壤酸度的强度指标,潜在酸是土壤酸度的容量指标。潜性酸比活性酸大几千到几万倍。(2)土壤碱性:形成碱性反应的主要机理是碱性物质水解反应产生的OH-,土壤碱性物质包括钙、镁、钠的碳酸盐和重碳酸盐,以及胶体表面吸附的交换性钠。
土壤酸碱性对作物养分及肥料有效性的影响主要包括以下几方面:(1)降低土壤养分的有效性,氮在6~8时有效性较高,< 6时固氮菌活动降低,> 8时硝化作用受到抑制;磷在6.5~7.5时有效性较高,< 6.5时易形成迟效态的磷酸铁、磷酸铝,有效性降低,> 7.5时则易形成磷酸二氢钙。(2)酸性土壤淋溶作用强烈,钾、钙、镁容易流失,导致这些元素缺乏;在pH > 8.5时,土壤钠离子增加,钙、镁离子被取代形成碳酸盐沉淀,因此钙、镁的有效性在pH 6~8时最好;(3)铁、锰、铜、锌、钴五种微量元素在酸性土壤中因可溶而有效性高;钼酸盐不溶于酸而溶于碱,在酸性土壤中易缺乏;硼酸盐在pH 5~7.5时有效性较好。(4)强酸性或强碱性土壤中H 和Na 较多,缺少Ca2 ,难以形成良好的土壤结构,不利于作物生长。(5)土壤微生物最适宜的pH值是6.5~7.5的中性范围,过酸或过碱都会严重抑制土壤微生物的活动,从而影响氮素及其他养分的转化和供应。(6)一般作物在中性或近中性土壤生长最适宜,但某些作物如甜菜、紫苜蓿、红三叶不适宜酸性土;茶叶则要求强酸性和酸性土,中性土壤不适宜生长。(7)易产生毒害物质,土壤过酸容易产生游离态的Al3 和有机酸;碱性土壤中可溶盐分达一定数量后,会直接影响作物的发芽和正常生长,含碳酸钠较多的碱化土壤,对作物的毒害作用更大。
水肥一体化中的肥效易受土壤pH值的影响,在选择适宜的肥料时应充分考虑土壤pH值、肥料品种特性及施肥方法等诸多因素。①应选择不会引起灌溉水及土壤pH剧烈变化的肥料品种,常用于水肥一体化的固体肥料有尿素、硝酸铵、硫酸铵、硝酸钙、硝酸钾、磷酸、磷酸二氢钾、磷酸一铵(工业)、氯化钾、硫酸钾、硫酸镁、螯合态微肥等。② 酸性土壤上宜选用碱性或生理碱性肥料,如硝酸钙等;碱性土壤中,尤其是石灰性土壤,宜选择硫酸铵等酸性和生理酸性肥料,提高土壤酸度,使磷不易与钙结合生成难溶的磷酸钙盐类而降低磷的有效性,也可提高硼、锰、钼、锌、铁、铜的有效性。③盐碱地pH值偏高,磷的利用率低,有效性差,在施肥上应增施水溶性磷肥。反之,长期在酸性土壤上单独施用酸性肥料,会使土壤酸化、板结化和贫瘠化;而在石灰性或碱性土壤上,偏施碱性或生理碱性肥料,会造成土壤次生盐碱化、结构恶化和肥力退化。
化学改良盐碱地的化学改良主要是指向土壤中加入化学物质,以达到降低土壤pH、碱化度以及改善土壤结构的目的。主要的化学改良剂包括石膏、磷石膏、脱硫石膏、硫磺、腐殖酸、糠醛渣等物质。改良剂主要是通过离子交换作用及化学作用,降低土壤的交换性Na 的饱和度和盐碱度;或者通过改善土壤理化性状,改变土壤盐分运动状况,促进土壤脱盐,抑制土壤返盐,中和土壤碱度,从而减轻盐分对作物的危害,以及增加植物生长所需的养分,提高作物产量,从而达到改良盐碱的目的化学改良盐碱土壤主要有两方面作用。一是凝聚土壤颗粒,改善土壤结构。很多改良剂有膨胀性、分散性、黏着性等,能够使因盐碱而分散的土壤颗粒聚结从而改变土壤的孔隙度,提高土壤通透性,达到改善土壤结构的目的。二是置换土壤Na ,促进盐分淋洗。改良剂本身带有或者发生化学反应产生的离子能够置换Na ,促进盐分淋洗。也有的采用酸性改良剂可以直接中和土壤中的碱,并且溶解CaCO3,,释放Ca2 以置换土壤中的Na 。
现在的盐碱土改良剂主要有以下三类物质:(1)含钙物质,如石膏磷石膏(崔志祥,等 1995)、石灰等,主要以钙代换Na 为改良机理;(2)酸性物质,如硫酸及其酸性盐类、磷酸及其酸性盐类,主要以中和碱为改良机理;(3)有机类改良剂,如传统的腐殖质类(草炭、风化煤、绿肥、有机物料)、工业合成改良剂(如施地佳、土壤改碱剂cls、、禾康、聚马来酸酐和聚丙烯酸等)、工农业废弃物等。
(1)含钙物质,如石膏、磷石膏、石灰等,主要以钙代换Na 为改良机理。十九世纪末,美国土壤学家Hilgad就开始指导人们利用石膏改良盐碱土,并建立了俩个化学方程式:Na2C03 CaSO4= CaCO3 Na2SO4 和 NaHC03 CaSO4=Ca (HC03) 2 Na2SO。土壤中Ca2 的活度增加,可交换出吸附于土壤胶体中的Na ,使Na 随水流转移,从而消除土壤的碱性来源,改善土壤性状,另外Ca2 的增加可以降低土壤的碱化度。
(2)酸性物质,如硫酸及其酸性盐类、磷酸及其酸性盐类,主要以中和碱为改良机理。酸性物质施入土壤能够降低盐碱土的pH值,土壤pH值降低有利于钙质土中的钙镁溶解和提高土壤中有效钙镁的含量,为代换土壤中的交换性钠提供了Ca2 源。
(3)有机类改良剂包括有机酸,如传统的腐殖质类(草炭、风化煤、绿肥、有机物料)、工业合成改良剂(如土壤改碱剂cls、施地佳、禾康、聚马来酸酐和聚丙烯酸等)、工农业废弃物等。盐碱化土壤大多缺乏有机质,导致其保水、保肥能力较弱,易板结硬化。在盐碱化土壤中添加有机质,可以黏结土壤细颗粒,形成良好的团粒结构,改善土壤理化性质。此外,有机质还能够为盐碱土壤增加养分,促进植物生长,增强植物的抗逆性,使植物在极端环境下更易成活。
节选自今天正式出版的,梁飞,李智强,张磊主编 ,中国农业出版社出版的《盐碱地改良实用技术问答及案例分析》和梁飞主编 ,中国农业出版社出版的《水肥一体化实用技术问答及技术模式、案例分析》
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