施用石灰类物质改良酸性土壤的原理与方法
酸化土壤改良示范方案

酸化土壤改良示范方案引言酸化土壤是指土壤pH值低于正常范围(通常小于6.0),这种情况会对农作物的生长和产量产生负面影响。
酸化土壤中的铝、锰、铁等可溶性元素的释放增加,使得土壤中养分的有效性降低。
为了改善酸化土壤的情况,提高农作物的产量和质量,本文将给出酸化土壤改良的示范方案。
一. 土壤分析和酸化情况评估在实施酸化土壤改良方案之前,首先需要对土壤进行分析和酸化情况评估。
这可以通过以下步骤来实现:1.采集土壤样本:从不同地点采集土壤样本,确保样本的代表性。
2.pH值测定:使用酸碱度计等工具,测定土壤样本的pH值。
3.确定酸化程度:根据pH值的结果确定土壤的酸化程度,通常可以分为轻度酸化、中度酸化和重度酸化。
4.其他有关指标测定:还应对土壤的有机质含量、有效氮、有效磷和有效钾等指标进行测定,以了解土壤质量。
二. 选择合适的酸化土壤改良方法根据土壤分析结果和酸化情况评估,可以选择适合的酸化土壤改良方法。
以下是几种常见的改良方法:1.石灰施用:酸性土壤一般可以通过施用石灰来中和土壤的酸性。
根据土壤的酸化程度,选择合适的石灰种类(如石灰石、生石灰、石灰石粉等)和施用量。
2.有机质添加:有机质可以增加土壤的离子交换能力和保水能力,改善酸化土壤的肥力。
添加腐熟的堆肥、还田秸秆等有机质可以提高土壤pH值,并改善土壤结构。
3.配方施肥:根据土壤分析结果调整施肥方案,合理供应农作物所需的养分,并避免过量施肥造成土壤酸化。
4.淋洗处理:对于重度酸化的土壤,可以采用淋洗处理的方法,通过充分灌溉和冲洗,将酸性物质冲刷出土壤层,减少土壤的酸性。
5.土壤覆盖:使用覆盖物(如草木灰、有机材料、塑料膜等)覆盖土壤表面,减少土壤酸化的发生。
三. 实施示范方案根据所选的酸化土壤改良方法,可以制定具体的实施计划。
以下是一个示范方案的具体步骤:1.准备工作:确定改良区域和土壤类型,采集土壤样本进行分析。
根据分析结果确定改良方法和施用量。
土壤改良实验报告(3篇)

第1篇一、实验背景土壤是农业生产的基础,土壤质量的好坏直接影响着农作物的生长和产量。
近年来,由于化肥、农药的大量使用以及不合理耕作,我国许多地区的土壤出现了板结、盐碱化、有机质含量下降等问题,严重制约了农业生产的发展。
为了提高土壤质量,促进农业生产可持续发展,我们开展了土壤改良实验。
二、实验目的1. 了解土壤改良的基本原理和方法;2. 探讨不同改良措施对土壤性质的影响;3. 为实际生产中土壤改良提供理论依据。
三、实验材料与方法1. 实验材料(1)土壤样品:选取我国某地区具有代表性的农田土壤作为实验材料;(2)改良剂:包括有机肥、石灰、硫酸亚铁、硫酸铝等;(3)实验设备:土壤分析仪器、培养箱、电子天平等。
2. 实验方法(1)土壤样品的采集与处理:按照土壤样品采集规范,采集不同类型的土壤样品。
将采集的土壤样品风干、磨碎,过筛后备用。
(2)土壤改良实验设计:将土壤样品分为若干组,每组土壤样品加入不同比例的改良剂,设置对照组。
(3)土壤性质测定:对改良前后的土壤样品进行理化性质测定,包括有机质含量、pH值、阳离子交换量、土壤容重、土壤孔隙度等。
(4)数据分析:对实验数据进行分析,探讨不同改良措施对土壤性质的影响。
四、实验结果与分析1. 土壤有机质含量实验结果表明,添加有机肥的土壤有机质含量显著提高,有机质含量增加了30%左右。
这说明有机肥可以有效提高土壤有机质含量,改善土壤结构。
2. 土壤pH值添加石灰的土壤pH值显著提高,平均提高了1.2个单位。
这说明石灰可以中和土壤酸性,提高土壤pH值,为农作物生长提供适宜的土壤环境。
3. 土壤阳离子交换量添加石灰的土壤阳离子交换量显著提高,平均提高了50%左右。
这说明石灰可以增加土壤阳离子交换量,提高土壤保肥能力。
4. 土壤容重与孔隙度添加有机肥的土壤容重显著降低,孔隙度显著提高。
这说明有机肥可以改善土壤结构,增加土壤孔隙度,有利于根系生长。
五、结论与讨论1. 实验结果表明,有机肥、石灰等改良措施可以有效提高土壤有机质含量、pH值、阳离子交换量、土壤孔隙度等,改善土壤性质。
土壤酸化对农业生产的危害及改良方法

土壤酸化对农业生产的危害及改良方法在农业生产中,土壤酸化是一个日益严重且不容忽视的问题。
它对农作物的生长、产量和品质都产生着诸多不良影响,给农业可持续发展带来了严峻挑战。
首先,让我们来了解一下什么是土壤酸化。
简单来说,土壤酸化就是土壤的 pH 值降低,变得更酸的过程。
这通常是由于长期过量使用化学肥料、酸雨的影响、不当的灌溉方式以及土壤中有机质含量下降等多种因素共同作用的结果。
土壤酸化对农业生产的危害是多方面的。
其一,它会影响土壤中养分的有效性。
在酸性条件下,一些重要的营养元素如磷、钾、钙、镁等的有效性会大大降低。
例如,磷在酸性土壤中容易与铁、铝等元素结合,形成难以被植物吸收的化合物,导致植物缺磷。
钾离子也会在酸性环境中被土壤吸附固定,减少其在土壤溶液中的含量,从而影响植物对钾的吸收。
钙和镁等中量元素在酸性土壤中也容易流失,导致植物出现缺钙、缺镁的症状,如苹果的苦痘病、番茄的脐腐病等。
其二,土壤酸化会破坏土壤结构。
酸性土壤中的氢离子会置换土壤胶体上吸附的钙离子、镁离子等,导致土壤胶体分散,土壤结构变差,通气透水性降低,从而影响根系的生长和发育。
根系无法正常伸展和吸收养分,农作物的生长就会受到抑制,植株变得矮小、瘦弱,抗逆性下降。
其三,土壤酸化会增加土壤中有害重金属的活性。
例如,镉、铅、汞等重金属在酸性条件下更容易溶解和迁移,被植物吸收后积累在体内,进而通过食物链进入人体,对人体健康造成潜在威胁。
其四,土壤酸化还会导致土壤微生物群落的失衡。
有益微生物的生长和繁殖受到抑制,而一些有害微生物则会大量繁殖,引发土传病害的发生和蔓延,如根腐病、枯萎病等,进一步影响农作物的产量和品质。
面对土壤酸化带来的种种危害,我们需要采取有效的改良方法。
增加土壤有机质是一种重要的改良措施。
可以通过施用腐熟的有机肥,如堆肥、厩肥、绿肥等,来提高土壤中的有机质含量。
有机质可以中和土壤酸度,改善土壤结构,增加土壤肥力。
同时,有机质还能为土壤微生物提供丰富的食物来源,促进有益微生物的生长和繁殖,增强土壤的生物活性。
土壤改良的实用技术与方法

土壤改良的实用技术与方法土壤是农业生产的基础,是地球上绝大多数植物生长的根基。
健康、肥沃的土壤能够为作物提供充足的养分、水分和空气,然而随着长期的耕种、不合理的施肥以及环境污染等因素影响,许多土壤出现了肥力下降、结构破坏、酸碱失衡等问题,这就需要我们运用各种实用的技术与方法来改良土壤。
一、增施有机肥有机肥是土壤改良的“利器”。
有机肥包含各种动植物残体、粪便等经过发酵腐熟而成的肥料。
像农家肥中的堆肥,就是将各种农作物秸秆、落叶、杂草等堆积在一起,经过微生物的分解转化而成。
有机肥施入土壤后,一方面能够为土壤补充大量的有机物质。
这些有机物质在土壤中进一步分解转化,形成腐殖质。
腐殖质可以改善土壤的结构,使土壤变得疏松多孔,增加土壤的通气性和透水性。
这就好比是给土壤做了一次“疏松按摩”,让土壤中的根系能够更好地呼吸和伸展。
另一方面,有机肥富含各种养分。
例如,它含有大量的氮、磷、钾等大量元素,还包含许多中微量元素如钙、镁、锌等。
这些养分的释放相对缓慢,能够持续不断地为作物提供营养。
与化肥相比,有机肥不会造成土壤中养分的快速流失和土壤板结。
许多长期单一施用化肥的农田,土壤变得坚硬,肥力逐渐下降,而增施有机肥能够有效扭转这种局面。
二、合理轮作与间作轮作是指在同一块土地上,按照一定的顺序轮流种植不同的作物。
不同的作物对土壤养分的需求和吸收能力不同。
例如,豆科作物与禾本科作物轮作。
豆科作物如大豆、花生等,它们的根部有根瘤菌,能够固定空气中的氮素,将氮气转化为植物可以利用的氨态氮。
当种植豆科作物后,土壤中的氮素含量会有所增加。
然后再轮作禾本科作物如小麦、玉米等,这些作物对氮素需求量较大,正好可以利用豆科作物遗留下来的氮素。
间作则是在同一块土地上同时种植两种或两种以上的作物。
比如玉米和大豆间作,玉米植株高大,需要较多的光照,而大豆相对较矮,对光照的需求没有玉米那么强烈。
间作可以充分利用土地资源和光照资源。
不同作物的根系分布在土壤的不同层次,间作能够更全面地利用土壤中的养分。
酸性土壤的理化性质与改良方法

酸性土壤的理化性质与改良方法标题:酸性土壤的理化性质与改良方法副标题1:酸性土壤的理化性质酸性土壤指的是土壤的pH值低于7的土壤,常见于气候湿润的地区,如热带雨林和亚热带地区。
酸性土壤的主要特征是含有过多的酸性物质,如硫酸、硝酸和盐酸等。
这些酸性物质会对植物的生长产生负面影响。
酸性土壤对植物的影响主要体现在以下几个方面:1. 酸性土壤中的酸性物质会抑制植物根系的生长和发育,使植物无法充分吸收土壤中的养分;2. 酸性土壤中的酸性物质会溶解土壤中的有益元素,如钙、镁、钾等,使其无法被植物有效吸收;3. 酸性土壤中的酸性物质会使土壤的结构紧实,导致土壤通透性差,难以保持水分和养分。
副标题2:酸性土壤的改良方法为了克服酸性土壤的影响,可以采取以下几种改良方法:1. 石灰施用:石灰是最常用的酸性土壤改良剂。
石灰可以中和土壤中的酸性物质,提高土壤的pH值,从而改善土壤的酸性环境。
石灰施用可以使用生石灰、石灰石粉或石灰水溶液等,根据土壤的酸性程度和作物的需求量来确定施用量。
2. 有机肥料施用:有机肥料可以提高土壤的有机质含量,增加土壤肥力和保水性,对酸性土壤的改良效果显著。
常用的有机肥料包括农家肥、腐熟堆肥和蚯蚓粪等。
有机肥料施用应根据土壤的肥力状况和作物的需求进行合理施用。
3. 调节灌溉水质:酸性土壤常常与酸性水源或酸性肥料一起使用,并且灌溉水中含有大量的酸性物质。
因此,调节灌溉水质对酸性土壤的改良至关重要。
可以通过配制保持中性或碱性的灌溉水来改善酸性土壤的酸性环境。
4. 种植抗酸性物种:一些植物对酸性土壤更具耐受性。
合理选择适应酸性土壤环境的作物品种,可以减轻酸性土壤对作物生长的负面影响。
常见的抗酸性物种包括酸性地区的好伦哥和酸橙。
总结:酸性土壤对植物生长产生负面影响,因此需要进行改良。
常见的改良方法包括石灰施用、有机肥料施用、调节灌溉水质和种植抗酸性物种等。
通过合理使用这些改良方法,可以改善酸性土壤的理化性质,提高土壤的肥力和作物的产量。
土壤酸化的成因与治理方法

土壤酸化的成因与治理方法土壤是农业生产的基础,也是生态系统的重要组成部分。
近年来土壤酸化现象日益严重,给农业生产、生态环境等带来了诸多负面影响。
了解土壤酸化的成因并探索有效的治理方法具有重要意义。
一、土壤酸化的成因(一)自然因素降雨淋溶在一些降水较为充沛的地区,降雨会对土壤产生淋溶作用。
雨水本身含有一定量的碳酸,当它渗入土壤时,会将土壤中的碱性物质如钙、镁等淋洗出来并带走。
随着时间的推移,土壤中的碱性物质不断减少,酸性物质相对增加,从而导致土壤酸化。
例如在我国南方的一些多雨地区,长期的降雨淋溶是土壤酸化的一个重要自然因素。
土壤母质土壤母质对土壤的酸碱性有着先天性的影响。
如果土壤母质本身富含酸性物质,那么发育而成的土壤往往也容易呈现酸性。
比如一些由花岗岩、砂岩等酸性岩石风化物发育而来的土壤,其初始的酸碱度就偏向酸性,在后续的发育过程中更容易酸化。
(二)人为因素不合理施肥这是造成土壤酸化的一个主要人为因素。
长期大量施用化学氮肥,特别是铵态氮肥,是导致土壤酸化的重要原因。
铵态氮肥在土壤中经硝化作用会转化为硝酸,这个过程会释放出氢离子,使土壤酸化。
例如尿素施入土壤后,在脲酶的作用下转化为铵态氮,铵态氮进一步硝化,不断增加土壤中的酸性物质。
而且很多农民为了追求高产,过度依赖化肥,忽视有机肥的施用,使得土壤中酸碱平衡被打破,酸化加剧。
工业污染随着工业的发展,大量的酸性物质通过大气沉降进入土壤。
一些工厂排放的废气中含有二氧化硫、氮氧化物等酸性气体,这些气体在大气中经过一系列化学反应后形成酸雨。
酸雨降落到地面后,直接酸化土壤。
工业废水如果未经达标处理就排放到农田中,废水中的酸性物质也会导致土壤酸化。
例如一些电镀厂、印染厂排放的废水含有大量的酸性物质,一旦进入土壤就会对土壤酸碱度产生严重影响。
植被破坏植被在维持土壤酸碱平衡方面起着重要作用。
植物的根系可以吸收土壤中的养分,同时也会分泌一些有机物质来调节土壤的酸碱度。
土壤酸化的危害及改良措施
土壤酸化的危害及改良措施土壤酸化是一个日益严重的环境问题,给农业生产和生态环境带来了诸多危害。
一、对植物生长的影响养分吸收受阻土壤酸化会使土壤中的一些养分有效性降低。
例如,在酸性土壤中,磷元素容易被铁、铝等金属离子固定,形成难溶性的磷酸盐,植物难以吸收利用。
植物生长需要适量的磷来促进根系发育、开花结果等,磷的缺乏会导致植株矮小、叶片暗绿等症状。
微量元素也会受到影响。
像钼元素,在酸性土壤中有效性降低,而钼对于植物体内的氮代谢有着重要作用,缺钼会使植物叶片失绿,生长不良。
根系发育不良酸性土壤中的氢离子浓度过高,会对植物根系产生直接的毒害作用。
根系细胞的膜结构可能会被破坏,影响其正常的生理功能。
土壤酸化还可能导致土壤中有害微生物滋生,例如一些病原菌在酸性环境下更容易繁殖,它们会侵染植物根系,引起根腐病等根部病害,使根系腐烂、变黑,无法有效地吸收水分和养分,最终导致植物生长衰弱甚至死亡。
降低作物产量和品质由于养分吸收受阻和根系发育不良,作物的生长受到抑制,从而导致产量降低。
例如,在酸化土壤上种植的小麦,可能会因为穗粒数减少、千粒重降低而减产。
品质方面也会大打折扣。
以水果为例,在酸化土壤中生长的果实可能甜度降低、口感变差、外观色泽不佳。
对于茶叶来说,酸化土壤可能导致茶叶中有益成分含量减少,影响茶叶的香气和口感。
二、对土壤生态系统的破坏土壤微生物群落失衡土壤中的微生物种类繁多,包括细菌、真菌、放线菌等,它们在土壤的物质循环和能量转化中起着关键作用。
土壤酸化会改变微生物的生存环境,一些适应中性或碱性环境的有益微生物数量会减少。
例如,分解有机质的某些细菌对酸碱度有一定要求,土壤酸化后它们的活性降低,导致土壤中有机质分解速度减慢,土壤肥力难以得到有效维持。
而一些嗜酸的有害微生物可能会大量繁殖,打破土壤微生物群落的平衡,进一步影响土壤的健康状况。
土壤结构破坏酸性土壤中,土壤胶体的性质会发生改变。
土壤胶体通常带有负电荷,能够吸附阳离子,维持土壤的肥力和结构。
土壤酸化对农业生产的危害及改良方法
土壤酸化对农业生产的危害及改良方法土壤是农业生产的基础,健康的土壤对于农作物的生长发育至关重要。
随着现代工业的发展、不合理的农业耕作方式等因素的影响,土壤酸化现象日益严重,给农业生产带来了诸多危害。
一、土壤酸化对农业生产的危害(一)影响土壤肥力土壤酸化会使土壤中的养分有效性发生改变。
在酸性土壤中,许多重要的营养元素变得难以被植物吸收利用。
例如,土壤中的磷元素,在酸性条件下,容易与铁、铝等元素结合形成难溶性的化合物,从而导致土壤中有效磷的含量降低。
植物生长需要充足的磷来进行光合作用、能量代谢等生理过程,缺乏磷会使植物生长迟缓,叶片发黄,果实发育不良等。
土壤酸化还会影响土壤中微生物的活性。
土壤微生物在土壤肥力的形成和维持方面起着不可替代的作用。
许多有益微生物适宜在中性至微碱性的土壤环境中生存。
当土壤酸化时,一些有益微生物的数量会减少,如固氮菌、氨化细菌等。
这会影响土壤中氮素的转化和供应,使植物可利用的氮素减少,进一步影响植物的生长和产量。
(二)损害农作物根系酸性土壤对农作物根系具有直接的损害作用。
植物的根系是吸收水分和养分的重要器官,它需要在适宜的土壤环境中生长。
酸化土壤中的氢离子浓度较高,这会对根系细胞造成毒害,影响根系的正常生理功能。
根系的生长会受到抑制,表现为根系短小、根毛数量减少。
酸化土壤还会增加土壤中铝离子的活性。
铝离子对农作物根系有很强的毒害作用,它会干扰根系细胞的分裂和伸长,使根系变得脆弱易断。
受到铝毒害的根系,其吸收水分和养分的能力大大降低,从而导致地上部分植株生长不良,叶片萎蔫、发黄,甚至死亡。
(三)加重病虫害的发生土壤酸化会改变土壤的生态环境,为某些病虫害提供更适宜的生存和繁殖条件。
例如,一些酸性土壤中容易滋生线虫。
线虫会寄生在植物根系上,吸食植物的汁液,破坏根系组织,导致根系功能受损,地上部分生长衰弱。
而且,土壤酸化会使植物的抵抗力下降,更容易受到病菌的侵染。
一些病原菌在酸性环境中更具致病性,如真菌性病害中的根腐病、枯萎病等,在酸化土壤中的发病几率会明显增加,这无疑给农业生产带来了更大的损失。
土壤酸化怎么改良和预防
土壤酸化怎么改良和预防引言土壤作为农业生产的基础,其质量对农作物的生长和产量起着至关重要的作用。
然而,由于不当的农业经营和环境污染等原因,土壤酸化问题逐渐凸显。
土壤酸化对农作物的生长和发育产生了很大的影响,因此改良和预防土壤酸化至关重要。
本文将介绍土壤酸化的原因、影响以及改良和预防的方法。
土壤酸化的原因土壤酸化主要是由以下几个因素引起的:1.氢离子(H+)生成:由于大气降水或施用的酸性肥料,土壤中的氢离子生成增多,导致土壤酸化。
2.硫酸根(SO42-)和硝酸根(NO3-)的生成:化肥中含有大量的硫和氮,这些元素在土壤中转化成酸性的硫酸根和硝酸根,进而引起土壤酸化。
3.NaNs:如果土壤中存在大量的NaNs,会导致土壤酸化,尤其是在沿海地区。
4.某些作物的根系分泌物:有些作物的根系分泌物具有酸性,通过分泌酸性物质来降低土壤的pH值。
土壤酸化的影响土壤酸化对农业生产和生态环境产生了不容忽视的影响,主要表现在以下几个方面:1.影响农作物生长:酸性土壤中的氢离子会影响土壤中的氮、磷、钾等元素的有效性,降低植物对养分的吸收能力,从而抑制农作物的生长和发育。
2.影响土壤微生物活动:土壤酸化会改变土壤微生物的种类和数量,降低土壤的微生物活动,影响土壤中的有机物分解和养分循环。
3.影响土壤结构:酸性土壤中的氢离子会破坏土壤颗粒的结构,使土壤变得粘重,导致土壤通气性和透水性降低。
4.影响土壤环境质量:酸性土壤中的重金属元素会溶解并释放到土壤溶液中,对环境质量产生负面影响。
改良土壤酸化的方法改良土壤酸化需要从多个方面入手,采取相应的措施恢复土壤的酸碱平衡。
下面是一些改良土壤酸化的常用方法:1.石灰施用:石灰是常用的土壤酸化改良剂,它能够中和土壤中的酸性物质,提高土壤的pH值。
不同土壤和作物需要不同种类和用量的石灰,施用前可以进行土壤酸碱性测试,选择合适的石灰种类和用量。
2.有机肥料施用:有机肥料能够改善土壤结构,增加土壤的团粒稳定性,提高土壤抗酸性的能力。
石灰在兰花栽培管理中的使用技巧
石灰还可以与有机肥料混合使用,提高肥料的利用率, 促进石斛兰的生长。同时,石灰还可以与酸性土壤混合 使用,调节土壤酸碱度,有利于石斛兰的生长。
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石灰的pH值较高,通常在1012之间,属于强碱性物质。
石灰的溶解性较好,可以在水 中快速溶解。
石灰在兰花栽培中的作用
调节土壤酸碱度
兰花适宜生长在微酸性至中性 土壤中,石灰可以中和土壤中 的酸性物质,提高土壤pH值, 创造一个适宜兰花生长的酸碱
环境。
消毒杀菌
石灰具有较好的消毒杀菌作用 ,可以杀灭土壤中的病原菌和 虫卵,预防兰花病虫害的发生
蝴蝶兰是一种附生兰花,对钙的需求较高。在栽培蝴蝶兰时,可以使用石灰来提高土壤的钙含量,促进根系发育和植株生长。
石灰还可以与有机肥料混合使用,提高肥料的利用率,促进蝴蝶兰的生长。
万代兰的栽培管理
万代兰也是一种附生兰花,对钙的需求较高 。在栽培万代兰时,可以使用石灰来提高土 壤的钙含量,促进根系发育和植株生长。
消毒杀菌
石灰具有较好的消毒杀菌 作用,可以杀灭土壤中的 病原菌和虫卵,预防兰花 病虫害的发生。
02
石灰在兰花栽培中的使用 方法
石灰的施用量和频率
总结词
适量、少量多次
详细描述
石灰在兰花栽培中扮演着重要的角色,但施用量和频率需适当控制。过量使 用石灰会导致土壤硬化,影响兰花的生长。建议少量多次地使用石灰,以保 持土壤的适宜硬度。
石灰还可以与有机肥料混合使用,提高肥料 的利用率,促进万代兰的生长。
大花蕙兰的栽培管理
大花蕙兰是一种地生兰花,对钙的需求较高。在栽培 大花蕙兰时,可以使用石灰来提高土壤的钙含量,促 进根系发育和植株生长。
石灰还可以与有机肥料混合使用,提高肥料的利用率 ,促进大花蕙兰的生长。
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施用石灰类物质改良酸性土壤的原理与方法作者:***
来源:《西北园艺·果树》2020年第04期
我国的酸性土壤大都含铝较多,交换性铝是造成土壤溶液中氢离子多,表现酸性的主要原因。
因此,改良这类土壤的策略之一,就是减少土壤胶体颗粒上吸附的可交换性铝离子,然后使其进一步生成不溶于水的三水铝石,同时中和土壤溶液中的氢离子。
含有碳酸钙、氧化钙和氢氧化钙的一大类物质统称石灰类。
施用石灰类物质改良酸性土壤效果好且成本低,欧美国家很多年前就开始研究和应用,我国一些地区也应用多年,但很多人还不了解石灰类物质改良酸性土壤的原理,在施用量和施用方法上也不够严谨。
超量施用石灰类物质后,很容易造成铁、铜、锰、锌缺乏,磷的有效性降低,硼的吸收被抑制等不良后果。
鉴于以上原因,笔者翻译了一部分国外资料,并参阅了国内文献,现将对石灰类物质改良酸性土壤的原理及施用方法等相关内容的理解分享给读者。
1 石灰类物质改良酸性土壤的原理
石灰进入土壤以后的总体反应如图1所示,具体过程如下:
1)石灰类物质的主要成分碳酸钙和土壤溶液中的氢离子发生解离反应,也就是通常说的溶解过程,碳酸钙首先解离为碳酸根离子和钙离子,一部分碳酸根离子继续解离为二氧化碳和水,在反应中,实际上有碳酸根离子、钙离子、二氧化碳和水几种成分同时存在。
用一个简单的化学式表示:
CaCO3+2H+ Ca2++CO2+H2O
2)土壤溶液中的钙离子把土壤胶体颗粒上吸附的铝离子交换下来(如图2所示)。
3)这些铝离子进入土壤溶液之后和水发生解离反应,两个3价的铝离子和6个水分子反应生成两个不溶于水的三水铝石,同时生成6个氢离子。
2Al3++6H2O 2Al(OH)3+6H+
4)第一步产生的碳酸根离子和第三步产生的氢离子中和,生成二氧化碳和水。
3CO32-+6H+ 3CO2+3H2O
2 改良酸性土壤常用材料
2.1 石灰类物质能够中和土壤酸性的石灰是一大类物质,包括石灰石、生石灰、熟石灰等,虽然这些石灰类物质主要成分不一样,但它们的中和原理相似,所以又把施用这类物质用以改良土壤酸性的活动叫石灰化,或叫石灰化土壤。
1)石灰石。
包括以含碳酸钙为主的方解石和含碳酸钙镁为主的白云质石灰岩。
白云质石灰岩除了含碳酸钙,还含有碳酸镁,因为二者都是天然岩石,使用前需要加工成粉状、粒状或悬浮液。
2)生石灰。
石灰石经高温烧制形成以含氧化钙为主的石灰材料。
生石灰改良土壤酸性反应最快,因为它与水的反应速率最高,但也容易灼伤操作者的皮肤和眼睛,甚至对肺部也有影响,所以,这类材料大都装在纸袋里储运。
3)熟石灰。
生石灰遇水生成氢氧化钙,就是熟石灰,也是常用的房屋建筑材料。
它的中和能力和反应速率也很强,也具有腐蚀性。
4)泥灰岩。
一种常与泥土混合在一起的潮湿、未固化、柔软的碳酸钙沉积物,大都夹杂在石灰岩与黏土岩之间,呈薄层状。
泥灰岩也是生产水泥的原料。
它的中和能力比碳酸钙略低一些,具体取决于黏土的比例。
2.2 其他物质除了石灰类物质,能够改良土壤酸性的天然矿物还有很多,比如硅酸钙。
硅酸钙有两个来源,一个是从沿海地区的天然矿床中采集的天然矿物,其中和能力相当于纯碳酸钙的60%~70%。
另一个是炼铁过程中产生的矿渣副产品。
在铁矿石的高炉还原过程中,碳酸钙失去二氧化碳生成氧化钙,氧化钙再和熔融的硅结合成含有钙、镁和磷的炉渣。
炉渣中和酸性的能力取决于铁矿石的来源和炼铁工艺。
另外,众所周知的草木灰也是中和土壤酸性的材料,但其中和能力往往因为植物种类、生长时期等差别很大。
燃煤电厂的煤灰也可以用来改良酸性土壤,但其中和能力及其重金属含量等需要提前化验分析。
3 石灰类物料用于酸性土壤改良时的施用量
具体用量需要综合三方面数据来确定,一是土壤性质及其pH值,二是石灰类材料的中和能力及其细度等加工形式,三是土壤pH值的提升目标。
1)土壤性质不同,石灰施用量往往差别很大。
这里的土壤性质主要包括土壤质地、土壤阳离子饱和度及其缓冲能力等。
土壤酸性有3种,一种是土壤溶液的酸性——活性酸,一种是被土壤胶体吸附的铝离子和氢离子的酸性——交换性酸,一种是富铝土壤中不可交換性铝的酸性——残留性酸。
后两种统称为潜在性酸。
潜在性酸的大小和土壤有机质及土壤中黏粒的含量有直接关系。
富含有机质
的偏黏土壤,土壤胶体颗粒吸附能力强,土壤阳离子饱和度高,缓冲能力强,需要更多的石灰施用量才能把铝离子交换到土壤溶液中,然后再将其中和。
2)不同石灰类材料的土壤酸性中和能力也不一样。
理论上,纯碳酸钙中和酸性的能力,即碳酸钙当量CCE为100%,也是检测其他石灰材料的标准。
方解石及白云质石灰岩都是天然矿物,肯定含有其他杂质。
一般的,方解石含有≥85%的碳酸钙,以及少量碳酸镁和其他矿物,CCE值小于100%。
白云质石灰岩同时含有碳酸钙和碳酸镁,且碳酸镁含量至少为15%,因此白云质石灰岩的CCE值大于方解石,比方解石更高,但反应速率慢,所以,它们在田间实际表现上差异不大,主要还是看是否有必要补充镁。
各种石灰材料的碳酸钙当量值,也就是中和酸性的能力,见表1。
3)石灰类材料的粒度对施用量也有影响。
石灰类材料与土壤充分接触之后才能产生更好的中和反应。
这一方面需要合适的混合机械和方法,也同时需要石灰材料具有较小的细度。
理论上,细度越小比表面积越大,意味着它们与土壤颗粒接触和反应更充分,中和效果越好,所需要施用的石灰量也随之减少。
比如,在某种土壤中施用石灰的时候,如果1 hm2需要50目的石灰粉为2 t的话,换成100目的石灰粉1 t就够了,但这在成本上可能会有所增加。
生石灰和熟石灰自身的粒度都很小,但石灰石需要进一步磨碎、过筛,或者加工成特定粒度的颗粒或悬浮液。
4)根据计划要种植的植物及其对土壤pH值的要求,在改良酸性土壤之前,需要确定一个适宜的pH值提升目标,根据这一目标以及其他因素来计算需要施用的石灰类材料的量。
这首先要清楚植物的适宜pH值,然后从田间取样进行土壤酸碱度滴定分析。
美国开发出几种适合不同土壤类型的土壤缓冲溶液滴定法,把土壤溶液添加到已知碱度的缓冲液中,缓冲溶液的pH值随土壤溶液添加量成比例下降,下降的值与土壤酸度及石灰施用量有关系,从而计算出石灰的施用量。
4 石灰类材料的施用方法
1)施用时机。
大多数情况下,应该在种植前几个星期或更早施用,以使石灰材料有足够时间与土壤发生反应,特别是氧化钙和氢氧化钙这些具有腐蚀性的物料,如果施用时间接近种植时间,就有可能影响苗木(或种子)的萌发和生长。
在确保生长安全的基础上,粒度较小的石灰类材料可以更快地降低土壤酸度,提升pH值,从而可以在距离种植期更近一些的时间施用。
2)施用频率。
取决于土壤质地、土壤有机质含量、耕作模式、降水情况等,沙质土需要较频繁地施用,黏质土则需要间隔更长时间。
一般的,3~5年施用1次比较合适,具体时间的把控需要参考土壤检测分析结果。
3)施用深度。
虽然许多1年生植物的根系大都集中在15~20 cm深的土层中,但植物根系也可以延伸至更深的土层中吸收水分和养分,这对于干旱时期的植物来说至关重要。
石灰类材料中的钙和镁等“碱性”元素不容易向下层土壤移动,所以理论上要尽可能地把石灰类材料施入50~60 cm深的土层中,大量试验也表明,这样确实能够更加增产,但也会受到机械和成本限制。
美国人使用一种特殊机械把石灰材料施入土壤的一个窄槽中,然后让植物根系在那里生长,并穿过它延伸到更深的土层中。
还有人通过促进蚯蚓的繁殖和活动,让蚯蚓把石灰带进更深的土层中。
4)施用方法。
传统耕作园的土壤改良,建议分层施用石灰类材料,先撒施一半的石灰,旋耕或深耕,然后再撒施另一半,再旋耕,尽可能使石灰类材料与土壤充分混勻。
对于免耕园,其表层土壤中积累了更多的植物残体,故而其酸性更强,如果下部土层的pH不算低,把石灰施用到表层土壤即可,但这需要更频繁地施用。
如果底部土层的pH值很低,最好在进行免耕管理之前就想办法把石灰施入深土层中。
5 小结
从以上可以发现,利用石灰类材料改良酸性土壤并没有我们想象得那么简单,这可能也是我国目前需要解决的问题之一。
尽管从商业运营角度来说,简单实施就是低成本高利润,但鉴于我国酸性土壤的类型很多,企业主动担负起土壤分析和施用量的确定,以及施用方法上的指导,让生产者简便、高效和可持续地享受到科学合理使用石灰类物质改良酸性土壤的好处,也是破解当前农业技术推广及农资产品运营困境的一个不错的选择。