常山县耕地土壤酸化现状与治理探讨

季卫英，陈雨宝

(1.浙江省耕地质量与肥料管理总站，浙江 杭州 310020； 2.常山县农业农村局 土肥站，浙江 常山 324200)

土壤酸化指土壤吸收性复合体接受了一定数量交换性氢离子或铝离子，使土壤中碱性(盐基)离子淋失而氢离子增加、酸度增高的过程[1-4]。土壤酸化导致土壤pH值降低，影响土壤中生物的活性，改变土壤中养分的形态，降低养分的有效性，促使游离的锰、铝离子溶入土壤溶液中，对作物产生毒害作用[1-4]；土壤强酸环境还会加速有毒重金属如镉等向周围水体滤出，导致土壤中重金属有效活性增加，易被植物吸收、利用和转移到食用部分，从而影响农产品质量安全[1-4]。常山是中国胡柚之乡，胡柚和水稻是主导产业，常年种植面积13 373 hm2，占耕地面积的70.9%。近年来，施肥不合理、工矿“三废”(废气、废水、废渣)排放、酸沉降等因素加快了土壤酸化进程，影响胡柚品质和稻米质量安全从而影响两大产业发展，因此，对土壤防酸化研究势在必行。

1 现状

常山县属亚热带季风气候，年气温适中，光照较多，雨量集中；地形以丘陵为主，红壤占总土壤面积的53.7%。现有耕地面积18 866.7 hm2，pH值低于5.5的农田4 666.7 hm2。2010年开始农业“两区”(粮食生产功能区和现代农业园区)建设，截至目前已划入“两区”面积8 839 hm2，占耕地面积的46.9%，遍布全县10个乡(镇)。2017年对全县150个农业“两区”土壤样品采集分析，平均pH值为5.58，最低pH值为4.7，pH值在6以上的样点14个仅占9.3%，农田土壤酸化严重。常山有“中国常山胡柚之乡”的美誉，2017年胡柚种植面积7 000 hm2，2018年对全县28个胡柚规模种植基地土壤样品采集分析，平均pH值为5.19，最低pH值为3.98，pH值在6以上的样点仅有5个占17.8%，胡柚园土壤酸化程度更高。两项累计pH值小于5.5样点76个，占42.7%。由此可见，常山县耕地土壤酸化已成为普遍现象。

2 成因

土壤酸化是由于中性盐和碱性盐类离子在土壤中的持续缺失，吸收络合物接受酸性离子(H+和Al3+)，导致土壤pH值降低的过程[5]。引起土壤酸度变化的主要原因：施化肥过量或偏施氮肥导致土壤酸化、工矿“三废”的排放导致土壤酸化、酸沉降(强降雨淋溶与酸雨)诱发土壤酸化和自然土壤酸化。

2.1 施化肥过量或偏施氮肥

化肥能提高农作物产量，同时也是导致土壤酸化的重要因素[6]。据Guo等[7]研究结果，20世纪80年代到2000年，因追求产量过度种植，过多持续施用化肥，尤其是偏施氮肥及生理酸性肥料，如硫酸铵、碳酸氢铵、尿素、过磷酸钙、硫酸钾、氯化钾等，中国南方红壤pH值下降了0.23～0.30个单位，土壤出现了明显的酸化；据10个长期定位对比试验8～25年的连续测定结果，农田土壤pH值下降了0.45～2.20个单位，土壤酸化主要发生在传统的氮磷钾处理，而对照处理土壤酸化并不明显。常山县2016年化肥施用量488.6 kg·hm-2(折纯量),高于浙江省平均施用量(347 kg·hm-2)的40.8%，而且氮磷钾施肥比例3.1∶1∶1.1,偏施氮肥明显。因此，施化肥过量或偏施氮肥是导致常山土壤pH值降低的重要原因。

2.2 排放工矿“三废”

近年来，随着经济的快速发展，常山县工矿企业数量不断增加。2017年，常山实现工业增加值增长7.2%，其中，规模以上工业增加值增长7.1%。常山县矿产资源丰富，有矿产38种，矿产地60多处，截至2017年，在开发利用的矿产15种，矿山49处，工业规模也不断扩大。工矿废气、废水和固体废物排放量增加，有些企业为节约成本直接排放废气、废水，加重了农田环境的污染，工矿企业周边耕地及废水流经区域，也会造成常山县耕地土壤酸化。虽然有些工矿企业对排放废物有一定处理，但污水酸度超标现象仍然存在。

2.3 酸沉降

2.3.1 强降雨造成的土壤酸化

常山县每年5—6月梅雨季节降水集中，整个县城均为暴雨洪涝高风险区[8]，在强降雨的影响下，土壤中的盐离子会被水过滤[9]，水和空气中的氢离子被土壤吸收，取代原有的盐离子导致土壤酸化。此外，5—6月常山县气温较高，土壤淋溶强烈，土壤水分的蒸发与淋溶加剧了沉积物的析出，加速土壤酸化。

2.3.2 酸雨造成的土壤酸化

2.4 自然土壤酸化

常山县红壤占比较高，红壤是一类高度富铁铝化的土壤，由于风化强烈，土壤脱盐基明显，其本身的酸度高于其他土壤(如黄壤)。自然土壤酸化主要有以下几种来源：土壤风化过程中原生铝硅酸盐向次生铝硅酸盐转化，SiO2/Al2O3值降低，酸性增强；土壤生物的呼吸作用，CO2增加，酸性增强；雷雨时硝酸根离子形成并沉降进入土壤；土壤中含氮、硫化合物硝化和氧化作用，有利于硝酸和硫酸形成；高有机质土壤中有机质分解产生有机酸，土壤酸性增强。当然，自然条件下土壤酸化非常缓慢，需要经历数十年甚至数百年土壤pH值才会出现明显降低[6]。

3 治理对策

针对土壤酸化的成因，为延缓耕地土壤进一步酸化，需从预防、修复或改良两个层面探讨防控措施，其途径主要有以下几个方面。

3.1 加强土壤环境监测

加强工矿“三废”的监管能缓解土壤酸化进程[9]，也能减少污染、保护生态环境。开展耕地土壤环境监测和评价，对监测点数据库进行补充，把土壤酸化指标纳入监测体系，建立实时信息管理体系，及时预警土壤健康状况及其酸化趋势。

3.2 提高土壤有机质含量

土壤有机质对土壤pH值有明显的稳定和缓冲作用。土壤有机质中的腐殖质有着巨大的比表面和表面能，有较强的吸附性能和较高的阳离子代换能力，可缓冲土壤溶液中H+浓度变化；腐殖酸及其盐类可构成缓冲体系，使土壤具有较强的缓冲性能。通过冬绿肥种植、秸秆还田、有机肥替代化肥等多种措施，多种途径开发有机肥源，确保有机质(实物)年投入7 500 kg·hm-2，提高土壤有机质含量，改善土壤理化性状，修复土壤生态系统，提高土壤缓冲能力。秸秆(干)覆盖还田3 750 kg·hm-2，不仅归还作物对土壤养分的吸收量，而且提高土壤盐基饱和度，同时减轻雨水对土壤的冲刷，降低土壤盐基的淋溶。

3.3 集成化肥减量增效技术

集成测土配方施肥、缓控释肥等化肥减量增效技术，优化适氮、增磷、增钾节肥施肥，有机无机配合施用,有机肥替代化肥等施肥新技术，提高肥料利用率，实现化肥减量化。利用测土配方施肥历年数据，在现有测土配方施肥触摸查询平台的基础上完善施肥建议功能，充分利用现代信息技术推进化肥减量增效技术服务，增加施肥配方数量和类型，形成“一户一业一方”的精准施肥方案，实现测土配方施肥精细化与精确化，实现精准施肥。从2019年开始，浙江省已开始化肥定额制试点，常山县应积极引导农户根据农作物化肥定额标准及最高使用限量科学施肥，从源头上削减化肥施用量。

3.4 集成土壤酸化治理模式

常山县是农业农村部2018年南方耕地土壤酸化治理项目试点县之一，在胡柚和水稻两大产业上，2018年在农业“两区”内选取pH值小于5.5的333.3 hm2胡柚精品园和2351.7 hm2水稻生产基地进行土壤酸化治理试点，集成调酸控酸、有机无机配合施用、培肥改良等综合治理技术模式，为进一步大面积土壤酸化治理提供技术支撑。水稻田采用“生石灰或土壤调理剂(生石灰900 kg·hm-2，土壤调理剂量2 250 kg·hm-2)+测土配方施肥”治理模式，胡柚园采用“生石灰(生石灰1 500 kg·hm-2)+商品有机肥(商品有机肥6 000 kg·hm-2)+测土配方施肥”治理模式，确保土壤质量得到有效改善。

3.5 改进耕作方式，用地养地相结合

合理的耕作方式可以提高土壤的理化性状和性能[9]。通过深耕深翻、聚土垄作等耕作方式，培育土壤耕作层，促进形成良好的土壤团粒结构，提高土壤肥力；合理规划土地，用地养地相结合，保护农田生态环境，这些都能在一定程度上缓解土壤的酸化进程。

4 小结

土壤酸化的治理是一项系统工程，要从土壤生态环境、土壤物理化学、土壤生物性状等多方面入手，采取调酸控酸、培肥改良等措施进行综合持续矫治。因地制宜、因土施治设法防控耕地土壤酸化，将为保护耕地质量、提高耕地综合产能，为农业绿色高质量发展和乡村振兴发挥积极作用。