烟田土壤酸化现状及修复技术探讨

李军

摘要 近年来，由于多种因素的影响，土壤酸化已越来越严重，对作物的生长发育以及最终产量、品质的形成均造成了不利影响。本文综述了酸化土壤的成因及其对烟草根系环境、生长发育、产质量形成的影响，并从合理施肥、应用土壤改良剂以及多种农业措施等方面总结了酸化土壤的改良和修复方式。

关键词 烟田；土壤酸化；成因；影响；修复技术

中图分类号 S156 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）21-0194-02

Abstract In recent years，as a result of various factors，soil acidification has become more and more serious，which causes harmful effect on growing，development，yield and quality of crops.In this paper，contributing factors of soil acidification were summarized，as well as the effect on root environment，growing development，and formation of yield and quality of tobacco.Several improvement and amendment methods were proposed from following aspects：rational fertilization，application of soil ameliorant and various agricultural measures，etc.

Key words tobacco field；soil acidification；contributing factors；effect；improvement technology

土壤是烟叶生产的重要载体和养分来源，良好的土壤条件是生产优质烟叶的基础。但由于近年来烟农仅注重用地而不注重养地，致使烟田出现理化性状恶化等问题，而土壤酸化是较为明显的一种。Guo等[1]分析我国所有省份以及各种土壤系统25年的土壤数据发现，中国高达90%的农田土壤均发生了不同程度的酸化现象，土壤pH值下降了0.1～0.8。一般认为优质烟叶生产适宜的土壤pH值在5.5～6.5之间[2]。陈江华等[3]分析指出，全国主要烟叶产区植烟土壤中pH值<4.5（极酸性）的土壤占2.4%，pH值处于4.5～5.5（酸性）之间的土壤占18.6%。可见，土壤酸化已成为制约烟区发展的重要限制因子。因此，明确土壤酸化的形成原因及其对烟株发育的影响，对于探索修复土壤酸化具有重要作用。

1 土壤酸化的成因

1.1 自然酸化过程

土壤酸化是伴随土壤发生和发育的一个自然过程[4]，受多种因素影响。何腾兵等[5]研究指出不同母质发育的土壤pH值差异很大，石灰岩、白云岩和钙质紫色砂页岩发育的土壤pH值为中性至微碱性，河流冲积物发育的土壤pH值为中性，红色黏土、砂岩和页岩发育的土壤pH值为酸性至强酸性。土壤中碳酸盐的溶解和硅酸盐矿物的风化消耗H+，导致土壤pH值逐渐下降[6]。田仁生等[7]认为土壤中动植物呼吸产物碳酸以及动植物残体分解产生的有机酸也会造成pH值降低。王 宁等[8]指出多雨条件下，土壤中的盐基离子在淋溶作用下冲刷散失，阳离子含量相对较高，造成土壤酸化。

1.2 人為因素影响

酸雨中携带的酸性物质随降雨落到地面后造成土壤酸度增加[9]，尤其在工业密集区和矿区周围。大量研究指出，过量使用化肥是加速我国农区土壤酸化的主要原因。氮肥的过量施用使土壤中的硝酸根离子过度积累，H+的活性增加，从而导致土壤酸化[10]。特别是一些生理酸性肥料和酸性肥料的施用量和施用方法不当或土壤中的碱性物质因农作物收获而带走，将加剧土壤酸化进程[11-12]。宋文峰等[13]指出长期施用化学氮肥显著降低土壤pH值，孟红旗等[14]进一步指出，长期施用氮肥其土壤酸化速率比对照提高了4.6倍。

2 土壤酸化对烤烟生产的影响

2.1 对烟田土壤环境的影响

土壤微生物对养分的循环转化、土壤有机质的分解、腐殖质的合成起着非常重要的作用。土壤酸化后微生物数量明显减少，微生物的有机质分解及营养元素循环功能受到限制，致使土壤供肥能力降低，土壤类型也有由“细菌型”向“真菌型”转变的趋势[15]。土壤酸化使土壤中H+增加，造成Ca2+、Mg2+以及K+等阳离子的吸附量降低，使植物在生产过程中出现缺素症状[16-18]；而同时土壤酸化将显著提高土壤镉的活化率[19]，经作物吸收后进而影响人体健康。土壤酸化将改变土壤的理化性质，使矿质元素从表层土壤中淋失，造成表层土壤贫瘠化，影响土壤酶活性[20]。大量研究表明，土壤酸化明显影响根系的生长和发育，同时对土壤养分和水分的吸收起到抑制作用。徐晓燕等[21]研究指出，在整个烟草生育期内根系的体积、干重、活跃吸收面积和总吸收面积均随着pH值的降低呈降低趋势。

2.2 对烟草产量的影响

作物根系与地上部存在相互依赖、相互促进的关系。土壤酸化不仅影响土壤微生物、营养物质转化以及根系形态，也间接影响地上部的生长发育。土壤pH值对烟叶NR活性有明显影响，土壤酸化降低了叶片NR活性，不利于烟株对氮素的吸收，进而抑制烟草产量的形成[22]。大量研究证实，土壤酸化加剧了烟草病害的发生，间接降低烟草的产量[23]。

2.3 对烟草品质的影响

早在1986年李念胜和王树声[24]研究指出，土壤pH值与烟叶外观质量、化学成分和评吸质量之间存在不同的关系。郭培平等[25]进一步研究指出，在土壤pH值适宜范围内烤后烟叶的还原糖含量适中，保持相对稳定；而超出此范围，还原糖含量则明显升高，烟叶蛋白质和总氮含量随pH值的变化而降低。周俊[26]指出较低的土壤pH值增加了烟叶中烟碱含量；徐晓燕等[21]指出，适宜土壤pH值范围内有利于烟叶香气物质的形成，烟叶的香吃味较好。endprint

3 土壤酸化的修复技术

3.1 合理施肥

长期不合理施用氮肥造成氮肥残留量高是造成土壤酸化的重要原因。因此，减少氮肥施用量、增加生理碱性肥料的施用是防控和修复土壤酸化的有效途径。生理碱性肥料主要有硝酸钾、钙镁磷肥以及草木灰等，生理碱性肥料施入土壤后溶于水呈碱性，不仅增加了土壤K+和OH-的浓度，而且有利于土壤pH值的升高。大量研究表明，增施有机肥、生物炭肥等能有效修复土壤酸化。有机肥在分解过程中形成腐殖质，为土壤微生物提供良好的生活环境，土壤微生物活动可明显减少酸性物质的形成，提高土壤对酸化的缓冲能力，使土壤pH值免受外界环境的剧烈影响。生物炭肥作为一种新型肥料，在土壤固碳、改良酸化土壤方面具有重要价值。生物炭主要以芳香族碳结构为主，含有较高的碱度而呈碱性，拥有较大的孔隙度和比表面积，也含有一定数量的养分元素[27]。Van Zwietn等[28]指出，生物炭可降低土壤的酸度、提高土壤pH值，且对酸性土壤的改良效果要优于碱性土壤。管恩娜[29]的研究指出，添加生物炭能有效地提高土壤pH值，降低土壤交换性酸；土壤的pH值随生物炭施用比例的增加而提高，水稻土增加了1.08～3.41个单位，棕壤土增加了0.66～2.89个单位；生物炭对烟草黑胫病的防治效果达到4.35%～46.55%。

3.2 应用土壤改良剂

施用石灰来改良土壤是农业生产中应用最广泛且较为经济、便捷的方式，石灰可以快速中和酸性土壤中的活性酸和潜在酸，进而增加土壤中的钙含量及土壤酶活性[30]。但如果过量施用则会导致土壤板结、离子不平衡等问题，因此确定适宜的石灰用量尤其重要。唐莉娜等[31]研究发现，烟稻轮作土壤（pH=5.0）施用0.2～0.4 g/kg石灰可明显促进当季烤烟的生长发育；也有研究指出，土壤pH值在4.5～5.0的范围内石灰用量为1 125～1 500 kg/hm2，在5.0～5.5的范围内用量为750～1 125 kg/hm2。除施用石灰外，一些工业副产物例如沸石、白云石、磷矿粉等也具有很好的改良酸化土壤效果。

3.3 其他措施

酸雨是工业高速发展的副产物，现已成为土壤酸化的重要成因之一。因此，在烟区规划、烟田选择上要适当避开酸雨密集区域，通过控制酸雨达到改良酸化土壤的目的。秸秆还田、种植绿肥能补充因作物收获而带走的碱性物质，同时对于增加土壤有机质、改善土壤结构效果良好。

4 结语

土壤酸化已是农业生产中不可忽视的严重问题，其分布范围广、对作物生产影响大。因此，一直以来科研人员对土壤酸化的成因、机理以及改良措施开展了大量研究。但由于研究的不连贯性、不彻底性以及受诸多环境因素的制约，致使到目前为止仍无法完全明确其形成机制以及改良措施。在今后的研究工作中，一是要明晰土壤酸化的核心机制，二是研发出高效、无毒、低成本的土壤改良剂，三是采取可行措施减缓土壤酸化的进程。运用多种措施控制酸化土壤的形成和发展，实现酸化土壤的改良和修复。

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