中国南方的酸性红壤中，铝毒和钙素等养分缺乏严重影响作物根系的正常生长，导致作物减产。施用石灰改良土壤酸度的常用方法，通过提高土壤pH和交换性钙含量及降低交换性酸，石灰对表层土壤酸度的改良非常有效。但石灰不仅成本高，而且由于其在土壤中移动性较差，因而对底层土壤的改良效果不佳，而且长期施用还会加剧土壤镁的缺乏。由于石膏比石灰的溶解度高，石膏可有效提高底土的钙含量，而对底层土壤pH和交换性酸的作用不明确。本研究的目的是寻找经济有效的底层土壤酸度的改良方法，以提高作物产量。基于此我们进行了水培试验、室内培养实验、盆栽试验和土柱淋溶实验。主要结果如下:　　用水培实验研究了玉米根系吸收硝态氮及根系羟基释放，以建立改良酸性土壤的生物方法。研究表明，培养液pH随培养时间和NO3-/NH4+摩尔比的增加而增加。玉米(Zea maizeL)根系在pH4.0时释放的羟基数量高于pH5.0的条件下。在初始pH为5.0，溶液NO3-/NH4+摩尔比为1∶3时，玉米向溶液中释放质子，导致溶液变酸。玉米根系在恒定的pH值条件下会释放更多的氢氧根离子，这表明在酸性土壤中，玉米根系的羟基释放量会增加。因此，土壤pH应该会随种植时间的增加而增加。根箱试验结果表明，玉米根系吸收硝态氮会导致根际碱化，而吸收铵态氮则会增加土壤交换性酸，降低土壤pH。通过盆栽试验研究了不同玉米品种吸收硝态氮对根际土壤pH的影响。自然光照条件下在温室中种植了三个玉米品种-云瑞8号（耐铝品种）、郑单958号（中度耐铝品种）和苏玉糯5号（铝敏感品种）。连续种植两季之后，耐铝品种有效地提高了土壤pH和降低了土壤交换性酸;在高剂量氮肥施用条件下，种植云瑞8号玉米，根际土壤pH提高了0.66个单位，而对于郑单958号和苏玉糯5号，pH增量分别是0.55和0.44。所以，施用硝态氮肥可以降低亚热带地区红壤的酸化。　　工业副产品以其价格低廉和就地取材的优点正在替代石灰和石膏用于改良土壤酸度。室内培养和盆栽试验的研究结果显示:农用石灰，碱渣和农作物秸秆制备的生物质炭对降低红壤酸度和提高土壤pH和交换性盐基数量是非常有效的。碱渣(4 g/Kg)、生物质炭(20g/Kg)，或碱渣与生物质炭配合（2 g/Kg+10 g/Kg）处理下，pH的增加和交换性酸的降低更明显。施用石灰只能增加土壤的交换性钙，施用碱渣可以增加交换性钙和镁;单施生物质炭或生物质炭与碱渣混合施用可以增加交换性钙、镁、钾离子含量和土壤的速效磷含量也有所提高。在盆栽试验中，改良剂的施用提高了大豆对多种养分的吸收(N、P、K、Ca和Mg)。碱渣与生物质炭混合施用不仅明显改善了土壤酸度和提高了土壤中Ca、Mg、K和P的含量，而且促进了作物对Ca、Mg、K和P的吸收。因此，碱渣与生物质炭的混合施用是农业生产中改良酸性红壤的优良组合。　　为了验证碱渣对底层土壤酸度的改良效果，通过淋溶实验比较了碱渣、石灰和磷石膏改良红壤剖面酸度的效果。结果表明:石灰提高了0-20厘米土层的pH和交换性钙，但对深度大于20cm的土层土壤酸度影响很小。碱渣对表层土壤酸度的改良效果与石灰类似，但是增加了整个剖面中的土壤交换性Ca和Mg的总量。碱渣的表层施用在增加底土中交换性钙方面的效果类似于磷石膏、石灰+磷石膏和碱渣+磷石膏处理。碱渣比石灰和磷石膏处理更能提高红壤中Mg的含量。石灰+磷石膏和碱渣+磷石膏对整个剖面中土壤酸度的改良有相似的效果。碱渣中的硫酸根（SO42-）及氯化物(Cl-)作为伴随阴离子促进了表层Ca2+和Mg2+向底层土壤的迁移，因此它对底层土壤酸化具有改良效果。　　由于含有大量的有机阴离子，有机物料中被认为有类似于石膏或磷石膏的对底层土壤改良的效果。三个月的淋溶试验表明，当花生秸秆、油菜秸秆、碱渣和石灰用于土壤表层时，其对表层土壤的改良效果主要决定于秸秆中灰化碱的含量和无机改良剂的酸中和容量。花生秸秆、油菜秸秆、碱渣对底层土壤均有改良效果，而石灰对底层土壤酸度的改良效果很小。红壤对SO42-或有机阴离子的专性吸附是改良剂对底层土壤具有“自动加石灰”效果的原因。而且SO42-，Cl-，或有机阴离子可以促进改良剂中盐基离子在土壤剖面的迁移和土壤中交换性酸的释放和淋溶出土体。高C/N比以及S和Cl的含量是油菜秸秆比花生秸秆对底层土壤酸度改良较好的原因。从对红壤底层土壤酸度改良，以及Ca，Mg，K养分平衡的角度看，油菜秸秆和碱渣配施是实际农业生产中较好的改良剂选择方案。　　总之，作物对NO3-的吸收和OH-的释放可以有效增加根际土壤pH。连续施用硝态氮肥和选择耐铝性品种有助于提高根际土壤的pH。工业副产品碱渣能减少酸性红壤的交换性酸，提高pH和钙镁含量。单施碱渣或分别与磷石膏、农作物秸秆和生物质炭配合施用能促进表土中的Ca2+和Mg2+向底土迁移，促进它们对底层土壤酸化的改良。