科研产出
长期施用化肥对南方稻田土壤酸化和盐基离子损失的影响
《中国农业科学 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：[目的]利用长期定位试验评估氮、磷、钾化肥配施对土壤酸化程度、交换性铝产生量和盐基离子损失量的影响,为维持土壤健康生产和农田可持续利用提供依据.[方法]采用始于1984年的肥料长期定位试验,选取不施肥(CK),磷钾肥配施(PK)、氮磷肥配施(NP)、氮钾肥配施(NK)和氮磷钾肥配施(NPK)5个处理,采集每个处理的0-10、10-20、20-40和40-60 cm土层土样,分析土壤pH、交换性酸、交换性盐基离子总量、交换性盐基离子累积量、酸碱缓冲容量和酸化速率等指标.[结果]经过连续33年不同施肥处理的定向培育后,CK、PK、NP、NK和NPK处理0-20 cm土层pH较试验前分别下降0.82、0.91、1.13、0.8和1.19个pH单位,导致表层土壤明显酸化,酸化速率分别达到了1.10、1.22、1.46、1.13和1.58 kmol·hm-2·a-1.与CK处理相比,NP和NPK处理的0-40 cm土层显著酸化,土壤pH分别下降0.28-0.38和0.35-0.46个单位,土壤交换性酸分别增加了35.5%-110.0%和30.4%-120.5%,特别是交换性铝分别增加56.2%-157.6%和73.7%-189.8%,土壤交换性盐基离子总量分别减少6.3%-14.9%和9.9%-13.2%,盐基饱和度降低2.9-14.9和2.6-15.4个百分点;NK处理的0-20 cm土层略有酸化,土壤交换性酸增加53.5%-55.0%,盐基饱和度降低6.0-7.1个百分点;PK处理的0-60 cm土壤酸化均不明显,土壤交换性酸增加和交换性盐基离子总量减少差异均不显著.[结论]长期施化肥对土壤酸化程度和盐基离子损失量的影响表现出明显差异.其中,NPK和NP长期处理加剧土壤酸化进程,且酸化深度到达40 cm,盐基离子损失量和交换性铝的产生量大幅增加,初步估算施用化肥导致土壤pH降低1个单位,土壤交换性盐基离子的损失量约是土壤交换性酸增加量的一倍左右;长期磷钾配施、氮钾配施对土壤酸化的影响较小,盐基离子损失量和交换性铝增加量相对较少.
关键词： 化肥 长期定位试验 稻田 土壤PH 土壤酸化 交换性盐基离子
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硅钙钾镁肥对南方稻田土壤酸性和盐基离子动态变化的影响
《应用生态学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：南方稻田土壤大面积酸化是水稻生产的主要限制因子.尽管石灰作为酸化土壤调理剂已广泛应用,但大量或长期施用石灰不仅会引起土壤板结,而且会导致土壤钙、钾、镁等元素的平衡失调.硅钙钾镁肥由于溶解度更低、养分全面是良好的替代材料.为了明确硅钙钾镁肥阻控土壤酸化的效果和作用,本研究采用连续4年的硅钙钾镁肥田间定位试验,以农民习惯施肥为对照,分析在农民习惯施肥基础上增施750、1125、1500和1875 kg·hm~(-2)硅钙钾镁肥下稻田土壤pH、交换性酸、交换性盐基离子和有效硅的动态变化.结果表明:农民习惯施肥导致土壤p H、土壤交换性盐基和盐基饱和度逐年下降,土壤交换性酸逐年增加.与之相反,硅钙钾镁肥处理显著提高了土壤pH值,提高幅度随硅钙钾镁肥施用次数或用量的增加而增大.连续多次施用硅钙钾镁肥有效促进了盐基离子在土壤中的累积和土壤交换酸的消耗,特别是土壤交换性Ca~(2+)、Mg~(2+)的累积和土壤交换性Al3+的消耗,硅钙钾镁肥用量越大,积累或消耗的量越多,但速率相对越慢.土壤交换性酸消耗量中,硅钙钾镁肥释放的交换性盐基离子和相应碱贡献了108.8%,是交换性酸减少的主要途径.硅钙钾镁肥在改良稻田土壤酸性的同时,土壤有效硅含量逐年增加,增幅随硅钙钾镁肥施用量的增加而显著增大.总之,农民习惯施肥导致土壤持续酸化,酸化率为2.86 kmol H+·hm~(-2)·a~(-1),硅钙钾镁肥能有效阻控酸化过程,产生了大量碱(9.69～18.44 kmol OH~-·hm~(-2)·a~(-1)),释放的Ca~(2+)、Mg~(2+)盐基离子和相应碱是土壤酸化阻控的主要作用因子.
关键词： 硅钙钾镁肥 土壤改良 土壤pH 交换性盐基离子 土壤有效硅
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