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有机肥对茶园土壤酸碱性的影响

2019-11-04林斌结林月华董直文

茶叶 2019年3期
关键词:酸碱度羊粪酸碱

林斌结 林月华 董直文 赵 东

(1.泰顺县雅阳镇农业公共服务中心,浙江 泰顺 325506;2.泰顺县茶叶特产总站,浙江 泰顺 325500; 3.浙江大学茶叶研究所,浙江 杭州 310058)

土壤是一个相对比较稳定的体系,除了土壤以外,还有一些动植物和微生物在其中,维持着一个比较稳定的固体、气体和一定水分的生态,并提供适当的养分和酸碱度,以满足土壤中动植物和微生物的生长需求。但土壤的酸碱度是动态平衡,除了土壤的性质外,还受到动植物和微生物等外来因素的影响。在农业生产中,所施肥料种类对土壤酸碱的影响较大。为了更好地改良土壤,往往会施用较大量的有机肥,因而有可能影响到土壤的酸碱平衡。用动物粪便生产的商品有机肥大多数以碱性为主,并且pH 8.0左右的产品最多,有20%超过了农业部行业标准NY525-2012规定的pH 8.5,最高达到pH 9.51。虽然茶树可以在多种土壤类型上生长良好,但茶园土壤最基本的要求是呈酸性。商品有机肥和动物粪便的施用会引起局部土壤酸碱性的波动,长期大量施用则可能导致土壤酸碱度发生变动,从而影响到茶树的生长。目前对有机肥的研究以增加土壤的肥力和有机质为主,尚未有对土壤酸碱性影响相关的研究报道。本研究以羊粪为代表材料,初步探讨有机肥对土壤酸碱度的影响。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1土样 采自新复垦的茶园,原为山坡荒地。黄壤,较粘,有较多的碎石。随机取土样5点,深度0~20 cm,四分法取至适量。自然风干,木棒压碎,捡去碎石和植物残体。过2 mm孔径的筛,备用。

1.1.2羊粪 来自于湖州的湖羊养殖企业。羊粪经堆放发酵后,用编织袋包装,颗粒状,深色,可见未消化的饲草,含水较多。随机在五袋中取样,四分法取至适量。自然风干,捡去饲草等。粉碎,过1 mm孔径的筛,备用。

1.1.3试剂 盐酸和氢氧化钾为国产分析纯试剂,水为超纯水,pH为7.01。

1.1.4仪器 赛多利斯PB-10酸度计,pH 4.00、pH 6.86和pH 9.00三点校正。

1.2 方法

1.2.1土壤缓冲容量测定 取处理好的土壤样品4 g置于50 mL离心管中,用少量的水湿润,分别加入0 mL、0.5 mL、1 mL、2 mL、4 mL、8 mL、16 mL的浓度为0.1 mol/L HCl或KOH,加水至20 mL液体,土液比为1∶5。充分混匀,放置120 min后,测定其溶液pH值。重复2次。室温为25 ℃。

1.2.2土壤缓冲容量计算 土壤酸碱缓冲容量是用以度量酸碱缓冲能力大小的指标,指土壤溶液改变一个pH单位所需酸或碱的量。对土壤缓冲容量测定数据所得到的曲线进行线形拟合,若横坐标为酸碱加入量,纵坐标为pH变化量,则线形方程的斜率值绝对值的倒数为土壤缓冲容量(pHBC):

pHBC=1/|a|

其中:pHBC为酸碱缓冲容量,a为拟合线形方程的斜率2。

1.2.3土壤pH测定 按原农业部行业标准NY/T 1377-2007方法测定制备好的土样或土样与羊粪的混合物。重复2次。室温为25 ℃。

1.2.4羊粪pH测定 按原农业部行业标准NY 525-2012方法测定制备好的羊粪样品。重复2次。室温为25 ℃。

2 结果与分析

2.1 土壤缓冲容量测定

土壤酸碱缓冲容量是用以度量土壤酸碱缓冲能力大小的指标,指土壤溶液改变一个pH单位所需酸或碱的量。数据见表1。

从测定数据看,酸化后的pH两次测定数据差异在0~0.01之间,碱化后pH两次测定的数据差异在0.03~0.09之间,测量误差较小。

表1 土壤缓冲容量测定

从数据看,在加酸或碱后,pH数值变化有较大的不同。加酸后,土壤的pH变化幅度较小,而加碱后,土壤的pH变化幅度较大。表明土壤对酸的缓冲性较强,对碱的缓冲性较弱。也即碱性物质(如生理碱性肥料)添加将引起的土壤pH较大幅度的变化。

2.2 土壤缓冲容量计算

对表一的数据进行线性拟合后,得到拟合一元一次线性方程,但R2只有0.8311,拟合的精度不高。根据测定数据曲线可知,在pH小于2或大于8以后,更多的酸和碱处理对测定体系的pH影响较小,导致线性拟合的精度下降。并且讨论强酸或强碱条件下的土壤缓冲容量对农业生产意义也不大。所以,将酸和碱各两个较大处理数据舍弃后,对pH在2~8之间的数据重新进行线性拟合,用以计算土壤缓冲容量,结果见图1。

图1 土壤缓冲容量线性拟合

根据表一数据取舍后的线性拟合,得到图一。R2为0.9618,表明拟合的精度较高。其线性方程为y=0.7656x+4.4717。

由方程计算土壤缓冲容量为:

pHBC=1/|0.7656|=1.31

2.3 土壤和羊粪的pH测定

按方法1.2.3和1.2.4分别测定土壤和羊粪的pH值。测定结果见表2。土壤的pH为4.29,羊粪的pH为9.43。

试验中试图以相同的比例来浸提土壤和羊粪,但风干的羊粪吸收水分的能力非常强,5倍的水(1∶5)只能使羊分湿润成团,因而测定时需要按国家标准的规定,以1∶10的比例进行浸提。

2.4 羊粪对土壤pH的影响

根据试验设计,将不同比例的土壤与羊粪混匀,按农业部行业标准NY/T 1377-2007所规定的方法测定。测定结果见表2。

表2 羊粪对土壤pH的影响

从试验数据看,羊粪对土壤的酸碱度的作用较大。添加羊粪后,试验体系的pH迅速增加,5%的羊粪就能使pH从原来的4.29增加到6.62,但随后则呈直线型缓慢增加。

试验数据表明在这个体系中,pH主要是由羊粪控制的,即羊粪的缓冲性能决定了体系的酸碱度,而不是由土壤的缓冲性来控制。

从所含的成分分析,羊粪含有大量的有机成分,具有很强的缓冲性能。而土壤由于有机质较少,主要由无机成分来进行酸碱平衡,缓冲性能相对较弱,易受外界因素的影响,其酸碱度波动较大。

3 讨论

本试验为室内试验,田间长期的情况可能有所不同。

由于耕作土壤的有机质含量普遍较低,缓冲性能弱,土壤结构差,影响作物生长。补充有机质是培肥土壤的一个非常重要的措施。

动物粪便具有较高的有机质含量,是优良的土壤培肥材料。但一般风干的动物粪便能吸收大量的水分,并且碱性较强。因而在田间施用有机肥时,必须注意这两个方面。即1对土壤酸碱度的影响,2对作物水分吸收的影响。

但本试验主要研究了有机肥施用对土壤pH的短期效应,在生物作用和环境作用如雨水等因素影响下,这种效应会经过一定时间后可能会内弱化,使得土壤逐渐回归到原先的酸碱度。具体的变化趋势尚有待进一步的研究。

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