常山縣耕地土壤酸化現狀與治理探討

季衛英，陳雨寶

(1.浙江省耕地質量與肥料管理總站，浙江 杭州 310020； 2.常山縣農業農村局 土肥站，浙江 常山 324200)

土壤酸化指土壤吸收性復合體接受了一定數量交換性氫離子或鋁離子，使土壤中堿性(鹽基)離子淋失而氫離子增加、酸度增高的過程[1-4]。土壤酸化導致土壤pH值降低，影響土壤中生物的活性，改變土壤中養分的形態，降低養分的有效性，促使游離的錳、鋁離子溶入土壤溶液中，對作物產生毒害作用[1-4]；土壤強酸環境還會加速有毒重金屬如鎘等向周圍水體濾出，導致土壤中重金屬有效活性增加，易被植物吸收、利用和轉移到食用部分，從而影響農產品質量安全[1-4]。常山是中國胡柚之鄉，胡柚和水稻是主導產業，常年種植面積13 373 hm2，占耕地面積的70.9%。近年來，施肥不合理、工礦“三廢”(廢氣、廢水、廢渣)排放、酸沉降等因素加快了土壤酸化進程，影響胡柚品質和稻米質量安全從而影響兩大產業發展，因此，對土壤防酸化研究勢在必行。

1 現狀

常山縣屬亞熱帶季風氣候，年氣溫適中，光照較多，雨量集中；地形以丘陵為主，紅壤占總土壤面積的53.7%。現有耕地面積18 866.7 hm2，pH值低于5.5的農田4 666.7 hm2。2010年開始農業“兩區”(糧食生產功能區和現代農業園區)建設，截至目前已劃入“兩區”面積8 839 hm2，占耕地面積的46.9%，遍布全縣10個鄉(鎮)。2017年對全縣150個農業“兩區”土壤樣品采集分析，平均pH值為5.58，最低pH值為4.7，pH值在6以上的樣點14個僅占9.3%，農田土壤酸化嚴重。常山有“中國常山胡柚之鄉”的美譽，2017年胡柚種植面積7 000 hm2，2018年對全縣28個胡柚規模種植基地土壤樣品采集分析，平均pH值為5.19，最低pH值為3.98，pH值在6以上的樣點僅有5個占17.8%，胡柚園土壤酸化程度更高。兩項累計pH值小于5.5樣點76個，占42.7%。由此可見，常山縣耕地土壤酸化已成為普遍現象。

2 成因

土壤酸化是由于中性鹽和堿性鹽類離子在土壤中的持續缺失，吸收絡合物接受酸性離子(H+和Al3+)，導致土壤pH值降低的過程[5]。引起土壤酸度變化的主要原因：施化肥過量或偏施氮肥導致土壤酸化、工礦“三廢”的排放導致土壤酸化、酸沉降(強降雨淋溶與酸雨)誘發土壤酸化和自然土壤酸化。

2.1 施化肥過量或偏施氮肥

化肥能提高農作物產量，同時也是導致土壤酸化的重要因素[6]。據Guo等[7]研究結果，20世紀80年代到2000年，因追求產量過度種植，過多持續施用化肥，尤其是偏施氮肥及生理酸性肥料，如硫酸銨、碳酸氫銨、尿素、過磷酸鈣、硫酸鉀、氯化鉀等，中國南方紅壤pH值下降了0.23～0.30個單位，土壤出現了明顯的酸化；據10個長期定位對比試驗8～25年的連續測定結果，農田土壤pH值下降了0.45～2.20個單位，土壤酸化主要發生在傳統的氮磷鉀處理，而對照處理土壤酸化并不明顯。常山縣2016年化肥施用量488.6 kg·hm-2(折純量),高于浙江省平均施用量(347 kg·hm-2)的40.8%，而且氮磷鉀施肥比例3.1∶1∶1.1,偏施氮肥明顯。因此，施化肥過量或偏施氮肥是導致常山土壤pH值降低的重要原因。

2.2 排放工礦“三廢”

近年來，隨著經濟的快速發展，常山縣工礦企業數量不斷增加。2017年，常山實現工業增加值增長7.2%，其中，規模以上工業增加值增長7.1%。常山縣礦產資源豐富，有礦產38種，礦產地60多處，截至2017年，在開發利用的礦產15種，礦山49處，工業規模也不斷擴大。工礦廢氣、廢水和固體廢物排放量增加，有些企業為節約成本直接排放廢氣、廢水，加重了農田環境的污染，工礦企業周邊耕地及廢水流經區域，也會造成常山縣耕地土壤酸化。雖然有些工礦企業對排放廢物有一定處理，但污水酸度超標現象仍然存在。

2.3 酸沉降

2.3.1 強降雨造成的土壤酸化

常山縣每年5—6月梅雨季節降水集中，整個縣城均為暴雨洪澇高風險區[8]，在強降雨的影響下，土壤中的鹽離子會被水過濾[9]，水和空氣中的氫離子被土壤吸收，取代原有的鹽離子導致土壤酸化。此外，5—6月常山縣氣溫較高，土壤淋溶強烈，土壤水分的蒸發與淋溶加劇了沉積物的析出，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

常山縣紅壤占比較高，紅壤是一類高度富鐵鋁化的土壤，由于風化強烈，土壤脫鹽基明顯，其本身的酸度高于其他土壤(如黃壤)。自然土壤酸化主要有以下幾種來源：土壤風化過程中原生鋁硅酸鹽向次生鋁硅酸鹽轉化，SiO2/Al2O3值降低，酸性增強；土壤生物的呼吸作用，CO2增加，酸性增強；雷雨時硝酸根離子形成并沉降進入土壤；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；高有機質土壤中有機質分解產生有機酸，土壤酸性增強。當然，自然條件下土壤酸化非常緩慢，需要經歷數十年甚至數百年土壤pH值才會出現明顯降低[6]。

3 治理對策

針對土壤酸化的成因，為延緩耕地土壤進一步酸化，需從預防、修復或改良兩個層面探討防控措施，其途徑主要有以下幾個方面。

3.1 加強土壤環境監測

加強工礦“三廢”的監管能緩解土壤酸化進程[9]，也能減少污染、保護生態環境。開展耕地土壤環境監測和評價，對監測點數據庫進行補充，把土壤酸化指標納入監測體系，建立實時信息管理體系，及時預警土壤健康狀況及其酸化趨勢。

3.2 提高土壤有機質含量

土壤有機質對土壤pH值有明顯的穩定和緩沖作用。土壤有機質中的腐殖質有著巨大的比表面和表面能，有較強的吸附性能和較高的陽離子代換能力，可緩沖土壤溶液中H+濃度變化；腐殖酸及其鹽類可構成緩沖體系，使土壤具有較強的緩沖性能。通過冬綠肥種植、秸稈還田、有機肥替代化肥等多種措施，多種途徑開發有機肥源，確保有機質(實物)年投入7 500 kg·hm-2，提高土壤有機質含量，改善土壤理化性狀，修復土壤生態系統，提高土壤緩沖能力。秸稈(干)覆蓋還田3 750 kg·hm-2，不僅歸還作物對土壤養分的吸收量，而且提高土壤鹽基飽和度，同時減輕雨水對土壤的沖刷，降低土壤鹽基的淋溶。

3.3 集成化肥減量增效技術

集成測土配方施肥、緩控釋肥等化肥減量增效技術，優化適氮、增磷、增鉀節肥施肥，有機無機配合施用,有機肥替代化肥等施肥新技術，提高肥料利用率，實現化肥減量化。利用測土配方施肥歷年數據，在現有測土配方施肥觸摸查詢平臺的基礎上完善施肥建議功能，充分利用現代信息技術推進化肥減量增效技術服務，增加施肥配方數量和類型，形成“一戶一業一方”的精準施肥方案，實現測土配方施肥精細化與精確化，實現精準施肥。從2019年開始，浙江省已開始化肥定額制試點，常山縣應積極引導農戶根據農作物化肥定額標準及最高使用限量科學施肥，從源頭上削減化肥施用量。

3.4 集成土壤酸化治理模式

常山縣是農業農村部2018年南方耕地土壤酸化治理項目試點縣之一，在胡柚和水稻兩大產業上，2018年在農業“兩區”內選取pH值小于5.5的333.3 hm2胡柚精品園和2351.7 hm2水稻生產基地進行土壤酸化治理試點，集成調酸控酸、有機無機配合施用、培肥改良等綜合治理技術模式，為進一步大面積土壤酸化治理提供技術支撐。水稻田采用“生石灰或土壤調理劑(生石灰900 kg·hm-2，土壤調理劑量2 250 kg·hm-2)+測土配方施肥”治理模式，胡柚園采用“生石灰(生石灰1 500 kg·hm-2)+商品有機肥(商品有機肥6 000 kg·hm-2)+測土配方施肥”治理模式，確保土壤質量得到有效改善。

3.5 改進耕作方式，用地養地相結合

合理的耕作方式可以提高土壤的理化性狀和性能[9]。通過深耕深翻、聚土壟作等耕作方式，培育土壤耕作層，促進形成良好的土壤團粒結構，提高土壤肥力；合理規劃土地，用地養地相結合，保護農田生態環境，這些都能在一定程度上緩解土壤的酸化進程。

4 小結

土壤酸化的治理是一項系統工程，要從土壤生態環境、土壤物理化學、土壤生物性狀等多方面入手，采取調酸控酸、培肥改良等措施進行綜合持續矯治。因地制宜、因土施治設法防控耕地土壤酸化，將為保護耕地質量、提高耕地綜合產能，為農業綠色高質量發展和鄉村振興發揮積極作用。