浅析土壤酸化对柑橘产量和品质的影响及改良措施

何川　于文华　齐英杰　邹朋　陈宏坤　张强

摘要 柑橘适宜生长的土壤pH为5.5～6.5，土壤过酸会影响柑橘的生长，导致树势衰弱、产量降低、品质下降等，土壤酸化已成为制约柑橘产业可持续发展的重要障碍。近年来，针对土壤酸化的原因、危害及改良方面已有较深入的研究。笔者综述了土壤酸化的过程及原因、酸性土壤对柑橘根系为害症状、对柑橘矿质元素吸收的影响、对柑橘产量和品质的影响以及土壤改良等方面的最新研究进展，并展望了未来的研究方向，以期为柑橘产业的健康发展提供理论基础。

关键词 柑橘；土壤酸化；土壤改良

中图分类号 S156.6   文献标识码 A

文章编号 1007-7731（2023）08-0148-04

土壤酸化是土壤退化的表现，即接受的一部分氢离子或者铝离子使土壤中的碱性离子淋失，致使土壤pH降低的过程。不同地区位置土壤的酸碱性不同，以秦岭淮河为界，中国土壤呈现“南酸北碱”的分布，南方多雨，盐基离子淋失强烈，土壤盐基饱和度低，土壤呈酸性。我国有22.7%的耕地属于酸性土壤（pH<5.5）[1]，南方柑橘种植区域土壤酸化现象尤为突出。近年来，工业的快速发展、环境的恶化以及化肥使用，加剧了土壤酸化的程度[2-3]。柑橘适宜生长的土壤pH为5.5～6.5，土壤过酸会影响柑橘的生长，出现树势衰弱、产量降低、品质下降等问题。笔者综述了近年来国内外关于土壤酸化及改良的研究，以期为柑橘产业的可持续发展和土壤改良作参考。

1 土壤酸化的因素

1.1 自然条件造成的土壤酸化

自然条件造成的土壤酸化是一个相对较慢的过程，研究表明，红壤在自然条件下pH下降一个单位需要229万年。土壤风化过程中产生钙镁钾钠等盐基成分，但因长期的强烈降水或大水漫灌，会造成土壤中的盐基离子淋失，使盐基饱和度降低，土壤呈微酸性或酸性反应，致使土壤酸化[4]。

土壤养分消耗也会引起土壤酸化。土壤中的养分可分为阳离子和阴离子，但植物对土壤中养分元素的吸收，不是按照等电荷性进行的。植物根系从土壤吸收某种养分离子的同时，要向土壤分泌释放出等电荷量的OH-和HCO3-或H+，以维持土壤体系的电荷平衡。植物收获带走的碱性物质居多，通常根系分泌的是酸性物质，从而引起土壤的酸化。

土壤中存在着大量肉眼看不见的生命体，这些生物无时无刻不在进行着生理代谢活动，有氧呼吸产生的二氧化碳释放到土壤中会导致土壤的逐步酸化。土壤中的有机质亦需要微生物进行分解，在分解过程中产生的有机酸会造成土壤的酸化[5]。

1.2 人为活动造成的土壤酸化

与自然条件下土壤的缓慢酸化不同，人为活动造成的土壤酸化是十分迅速的，其中不合理的施用化学肥料是造成土壤酸化的主要原因。研究表明，在现在农业生产中，土壤酸化速率与粮食产量和肥料的投入成正相关，尤其是以氮肥最为突出。世界平均氮肥的投入量为50.3 kg/hm2，而我国每年投入的氮肥量平均为188 kg/hm2。有研究表明，单施磷钾肥料也会降低土壤的pH，加速土壤的酸化[6]。随着工业化的迅速发展，矿物燃料的大量应用致使含硫物质的沉降，这亦是加快土壤酸化进程一大因素。

2 土壤酸化对柑橘的影响

2.1 土壤酸化对柑橘生长的影响

土壤酸化致使土壤中养分的吸收利用率降低，影响柑橘根系对肥料吸收利用，从而导致柑橘树势衰弱，生长缓慢。研究表明，酸性土壤中氮素会大量地流失，土壤pH在6.0～8.0时，被根系吸收利用的有效氮较高；当土壤pH小于6.0时，淋溶作用在土壤中会变得非常强烈，钾、钙、镁等盐基成分淋失严重，从而造成土壤中有效性钾、钙、镁等养分的急剧减少。土壤酸化不仅影响土壤中钾、钙、镁等大中量元素的有效性，也对微量元素的有效性造成影响，硼、锌、钼等微量元素有效性会随土壤pH的下降降低。因此，在酸性土壤中，养分有效性的降低，阻碍了柑橘对营养元素的吸收，易发生柑橘缺肥缺素黄化生理病状[7]。

土壤酸化使土壤正常团粒结构被破坏，导致土壤板结、空隙少、透气性变差，不利于根系生长，从而引起柑橘树体生长不良，抗病性下降，易发生地上部叶片黄化和树体衰弱死亡[8]。同时，土壤酸化会抑制有益微生物的生长和活动，致使土壤中的有益微生物数量减少，且酸化土壤有利于根际有害病原微生物的大量繁殖，易滋生腐霉菌、尖镰孢菌、丝核菌等致病真菌，从而加重土传病害。

土壤酸化会促进重金属离子的溶解释放，危害柑橘的正常生长并危害人体健康。土壤严重酸化后（pH<5.5），铝、锰等惰性重金属元素会大量溶解并以离子态存在，被柑橘根系吸收积累达到一定程度后，树体会表现出中毒症状[9]。铝毒害在柑橘上最典型的症状为抑制根系生长，使根系分枝减少且粗短，严重时则使根系坏死[10]。

2.2 土壤酸化對柑橘产量和品质的影响

土壤酸化会导致柑橘产量降低和果实酸度增加，主要原因是柑橘的生长受到影响而直接导致的产量下降，而土壤pH与柑橘果实品质有着密切的关系，土壤酸化会导致柑橘果实酸度增加，从而降低柑橘果实品质[11]，提高酸性土壤的pH，对柑橘的外观和口感的提升都有显著作用[12]。

3 酸性土壤的改良

3.1 施用化学改良剂

目前，酸性土壤改良使用最多的方法就是石灰改良法，石灰是一种碱性物质，施用到土壤中后会与土壤中的活性酸发生酸碱中和反应，从而达到改良土壤酸化的目的。施用石灰，不但可以补充中量元素，调节土壤理化性质，还可以促进微生物活性，加速有机质的矿化，增加养分有效性，并增加农作物对养分的吸收利用。但是，石灰不宜连续大量的使用，应根据土壤酸碱度、土壤质地等调整施用量及使用方式，频繁过量地施用石灰会破坏土壤正常的团粒结构，改变土壤理化性质，造成土壤石灰性板结，从而影响作物根系的生长和营养元素的吸收。

磷礦粉和钙镁磷肥等碱性肥料的使用，既能提高土壤pH，又能增加酸性土壤中有效磷的含量，并降低土壤中交换态铝含量[13]。目前市场上销售的很多土壤调理剂是以磷矿粉作为原料制作而成。

粉煤灰是煤经过高温燃烧后烟气中的细灰，是燃煤电厂排出的主要固体废物。粉煤灰具有良好的物理化学性质，可以用于改良酸性土壤，同时粉煤灰中含有大量可溶性的钙镁磷等作物所需要的营养元素，可弥补土壤酸瘦问题。研究表明，粉煤灰对旱地的改良效果要好于其在水田上的表现[14]。

化学改良剂虽然对酸性土壤的改良效果比较明显，但是这些改良剂大多数都是工业生产中的副产品，含有一定量的重金属或者其他有毒物质，所以施用量不易过多，防止造成土壤的二次污染。

3.2 有机物料的使用

有机物料的使用虽然对土壤的改良效果不如化学改良剂效果明显，但可以增加土壤有机质含量。土壤中施用有机物料不仅能提高土壤肥力，均衡土壤养分比例，还能促进土壤微生物繁育，增加土壤微生物活性。有机物料的使用还能够促进土壤团粒结构的形成，改善土壤理化性质，从而提升土壤对酸的缓冲性能。相关研究表明油菜、鹰嘴豆、小麦稻秆均可以提高酸化土壤的pH，且提升效果可以持续26个月[15]；在使用石灰改良土壤的基础上增施泥炭不仅能够增加土壤肥力，而且能够提升土壤pH，促进作物的生长[16]；酸性土壤中使用生物质炭，不仅可以降低土壤酸度，提高土壤pH，还能提高土壤酸碱的缓冲能力[17]。

3.3 其他改良措施

就我国目前土壤酸化的程度及进度来看，控制造成土壤酸化源头尤为重要。首先应加大环保力度，减少二氧化硫等致酸因子的排放，减小酸雨强度以减缓土壤的酸化进程。其次，合理施用化肥，尤其是减量使用氮肥，是减缓耕地酸化的根本。此外，科学合理的田间管理和耕作方式也是减缓土壤酸化的有效措施。作物间作、套种和合理轮作，对改善土壤理化性质非常有效，既能适当降低土壤酸度，又能活化土壤养分。因此，对于我国土壤酸化问题，应当在不影响农业生产的前提下，采用科学合理的农业管理方法，采取不同措施进行综合防治。

4 小结与展望

综上所述，土壤酸化已是制约柑橘产业可持续发展的重要因素之一，酸沉降和氮肥的大量施用已经成为加速土壤酸化的主要原因。在我国南方柑橘园，土壤酸化更加普遍，而氮肥的大量使用致使土壤中氢离子大量积累，加速了土壤酸化的进程。在酸性土壤中施用石灰是传统有效的改良措施，石灰中碱性成份能够中和土壤中的酸性成分，有效降低土壤酸度。虽然频繁大量施用石灰会破坏土壤理化性质，但却是如今最经济便捷的快速改良酸化土壤的方法。栗方亮等[18]研究表明，在蜜柚果园里连续3年使用硅钙钾镁肥不仅能够提高土壤pH、土壤有效养分含量，增强土壤的抗酸化能力，还能够提升蜜柚的产量及果实中维生素C、可溶性糖的含量。刘琦等[19]在柑橘上使用土壤调理剂改善土壤pH后，能够使柑橘提早成熟并且明显改善果实品质，如硬度、可溶性固形物增加等。关于有机物料对酸性土壤的改良，早期研究主要集中在种植绿肥及施用不同有机肥料调节土壤酸度方面，研发各种有机材料，特别是有机无机材料的联合施用将是未来酸性土壤改良的一个方向。陈平等[20]研究表明单一施用酸性土壤调理剂可以提高柑橘产量，改善柑橘品质，增加经济效益，但土壤调理剂与微生物菌剂或有机物料配合使用，对土壤理化性状和柑橘品质的改善效果更为明显。

总之，人类的活动加剧了土壤酸化的进程，有效防治土壤酸化或改良酸性土壤关系到整个农业的可持续发展，开发经济高效、生态环保的酸性土壤改良剂或改良方法是未来的发展趋势。有关土壤酸化问题的研究、土壤酸化对柑橘生产和品质的危害和酸化土壤的改良等问题仍有待深入研究。

5 参考文献

[1] 沈仁芳. 铝在土壤-植物中的行为及植物的适应机制[M]. 北京：科学出版社，2008.

[2] POSCHENRIEDER C，GUNSE B，CORRALES I，et al.A glance into aluminum toxicity and resistance in plants[J]. Science of the Total Environment，2008，400（1/2/3）：356-368.

[3] GUO J H，LIU X J，ZHANG Y，et al. Significant acidification in major Chinese croplands[J].Science，2010，327：1008-1010.

[4] 于天仁.中国土壤的酸度特点和酸化问题[J]. 土壤通报，1988（2）：49-51.

[5] 黄昌勇.面向21世纪课程教材，土壤学[M]. 北京：中国农业出版社.2000.

[6] 孟红旗. 长期施肥农田的土壤酸化特征与机制研究[D]. 杨凌：西北农林科技大学，2013.

[7] 夏刚，张义明.城固丘陵区柑橘园土壤酸化状况调查及治理对策[J]. 江西农业，2017（13）：33-34，37.

[8] 李忠国. 柑橘地土壤酸化及其治理[J]. 浙江柑橘，2000（3）：27.

[9] 刘召亮，闫承璞，万水林，等.柑橘铝毒害及其耐铝机制研究进展[J].江西农业大学学报，2016，38（5）：853-858.

[10] LIN Z，MYHRE D L. Differential response of citrus rootstocks to aluminum levels in nutrient solutions：I.Plant growth[J].Journal of Plant Nutrition，1991，14：1223-1238.

[11] 陈平，陈大超，甘涛，等.不同土壤调理剂对柑橘园酸性土壤的改良效果初报[J].南方农业，2017，11（31）：21-25.

[12] 高建峰，徐明芳，丁瑞芬，等.土壤酸化的原因、危害与治理对策分析[J].上海农业科技，2015（2）：102-103.

[13]肖厚军，王正银，何佳芳，等.磷石膏改良强酸性黄壤的效应研究[J].水土保持学报，2008，22（6）：62-66.

[14] 万贵怡，周茂林，李玲，等.粉煤灰改良红壤性中低产田（地）的试验研究[J].江西农业科技，1994（4）：30-34.

[15] BUTTERLY C R，BALDOCK J A，TANG C. The contribution of crop residues to changes in soil pH under field conditions[J]. Plant & Soil，2013，366（1-2）：185-198.

[16] 何冰，陈莉，李磊，等.石灰和泥炭处理对超积累植物东南景天清除土壤重金属的影响[J].安徽农业科学，2012，40（5）：2948-2951，2954.

[17] XU R K，ZHAO A Z，YUAN J H，et al. pH buffering capacity of acid soils from tropical and subtropical regions of China as influenced by incorporation of crop straw biochars[J]. Journal of Soil & Sediments，2012，12（4）：494-502.

[18] 栗方亮，张青，王煌平，等.土壤调理剂对蜜柚产量、品质及土壤性状的影响[J].中国农学通报，2018，34（6）：39-44.

[19] 刘琦，李晓宏，刘云霞，等.土壤调理剂改良柑橘园酸性土壤效果研究[J].現代农业科技，2017（20）：175-176.

[20] 陈平，陈大超，甘涛，等.不同土壤调理剂对柑橘园酸性土壤的改良效果初报[J].南方农业，2017，11（31）：21-25.

（责编：张 蓓）

基金项目 泰山产业领军人才工程项目（LJNY202025）；山东省重点研发计划（2018TSCYCX-37）；山东省自然科学基金（ZR2020MD106）。

作者简介 何川（1990—），男，硕士，农艺师。研究方向：植物栽培与营养。

收稿日期 2022-12-14