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近些年,紫色土的酸化情况日益严重。相关的研究显示,作为一种非地带性土壤,紫色土的酸化特征不同于南方的地带性红壤和黄壤。现有研究缺乏紫色土酸化特征以及酸化过程的完整研究。了解紫色土的酸化过程和酸化特征对酸性紫色土的改良有着重要的意义。本研究采用电渗析法模拟紫色土的酸化过程。电渗析法是一种提纯分离的技术,具有快速、高效地酸化土壤的能力。本研究首先是对比了电渗析法和传统的模拟酸雨淋溶方法在模拟紫色土酸化中的应用效果;其次,将电渗析法应用于不同母质(侏罗系遂宁组(J3s)、沙溪庙组(J3s)、蓬莱镇组(J3p)和白垩系夹关组(K2j))发育紫色土以及在微地形下不同发育程度(不同土种)紫色土(砂岩、泥岩、石骨子土、半沙半泥土、大眼泥、豆瓣泥)的模拟酸化实验,监测整个酸化过程中紫色土的酸化过程和理化性质变化,探究不同类型紫色土的酸化过程。最后,将电渗析法用于评估酸性紫色土的潜在酸化风险。确定电渗析可用于模拟研究紫色土的酸化过程后,借助电渗析法重点评估酸性紫色土在进一步酸化过程中的酸度变化,从而研究紫色土的潜在酸化风险。实验结果如下:1、相对于模拟酸雨淋溶,电渗析法可在极短的时间内显著地增加紫色土的活性酸和潜性酸含量,同时使土壤的交换性盐基离子含量降低。电渗析处理相比于酸雨淋溶处理可以更好地实现土壤的快速酸化,并且在强酸化土壤的进一步酸化模拟中效果显著,其操作也相对简单便捷。因此,电渗析法可以用于紫色土的模拟酸化研究。2、紫色土的成土母质显著地影响紫色土的酸化特征。不同母质发育紫色土的酸度特征不同。夹关组砂岩发育紫色土的矿物风化组成单一,土壤初始酸化严重,但土壤的CEC值较低,在进一步模拟酸化过程中土壤的酸化速度较慢,酸化程度低;沙溪庙组泥页岩发育的紫色土矿物组成丰富、CEC值较高,土壤呈中性至微碱性反应。在模拟酸化时,土壤的高CEC使其具有更高的交换酸含量,酸化程度更深;蓬莱镇组紫色土和钙质泥岩发育的遂宁组紫色土碳酸盐含量丰富,相同的酸化处理仅使碳酸盐含量降低了1%,土壤不易酸化,土壤pH值始终维持在8左右。3、紫色土的酸化特征受其发育程度影响严重。同一母岩发育的紫色土在丘陵不同地形部位的发育程度不同,具有不同的酸化特征。随着土壤发育程度的增加,土壤中的原生矿物和2:1型黏土矿物(蒙脱石和伊利石)含量降低,酸化程度加深。紫色土酸化过程中,碳酸盐首先发挥缓冲作用,缓冲作用较强,极少数的碳酸盐就可以使土壤维持在较高的水平。山顶的母岩含有丰富的碳酸盐,酸化后依然呈碱性;石骨子土、半沙半泥土和大眼泥在碳酸盐消耗殆尽后,阳离子交换过程开始起缓冲作用。高CEC值使土壤能够吸附更多的致酸离子,使得酸化处理的石骨子土、半沙半泥土和大眼泥的酸化程度比豆瓣泥更深。4、较高的CEC增加了酸性紫色土的潜在酸化风险。相比于红壤和砖红壤等地带性土壤,尽管酸性紫色土在电渗析前后中仍具有较高的盐基离子和盐基饱和度,但电渗析处理后紫色土的土壤酸度显著高于红壤、砖红壤等地带性土壤。丰富的盐基离子和盐基饱和度是紫色土酸化的重要特征。在初始酸化阶段,酸性紫色土壤胶体表面吸附的盐基离子对土壤酸化有较强的缓冲作用。但当酸化程度加深后,具有更高胶体表面负电荷的紫色土表面能够吸附的交换性酸含量更高,其潜在酸化风险更高。