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了解耕作土壤酸碱特性及其酸碱缓冲性能,揭示其影响因素,能够为耕作土壤的改良培肥、科学施肥以及土壤酸碱化防控等提供理论依据,且具有实际应用价值。本文在对土壤酸碱缓冲性能测定方法参数条件优化的基础上,以吉林省三种典型黑土地耕作土壤,黑土、黑钙土及白浆土为研究对象,探究三种类型耕作土壤酸碱缓冲性能,并通过相关性及灰色关联度分析探讨土壤内在性质对土壤酸碱缓冲性能的影响。研究结果如下:
一、在借鉴前人研究基础上优化了土壤酸碱缓冲性能测定方法的参数条件。确定了土壤样品恒温振荡混合,混合时间1h,放置反应时间48-72h为最佳优化条件。
二、揭示了秸秆连续还田,化肥连年高量施用及玉米连作条件下,吉林省黑土地三类主要耕地土壤的酸碱缓冲性能及缓冲容量。即白浆土碱缓冲能力最强,碱缓冲容量2.5-5cmol/(kg·pH)、对酸的缓冲性能最弱,酸缓冲容量2-4cmol/(kg·pH);黑钙土对碱的缓冲性能最弱,碱缓冲容量0.5-2.5cmol/(kg·pH),大部分碳酸盐含量高的黑钙土对酸的缓冲性能最强,酸缓冲容量5-10.5cmol/(kg·pH),小部分碳酸盐含量低的黑钙土酸缓冲容量在2-5cmol/(kg·pH);黑土介于两者之间,酸、碱缓冲容量分别为4-6cmol/(kg·pH)、2-3cmol/(kg·pH)。成土母质的不同对黑钙土有很大影响,黄土质黑钙土及其母质酸碱缓冲性能均好于红粘质黑钙土。
三、阐明影响土壤酸碱缓冲性能的土壤内在性质,通过相关分析表明:土壤黏粒含量与土壤酸、碱缓冲容量呈现显著正相关(r=0.518*、r=0.466*);土壤阳离子交换量与土壤酸缓冲容量达到极显著相关水平(r=0.586**);土壤盐基饱和度与酸缓冲容量达到极显著相关水平,与碱缓冲容量达到显著相关水平(r=0.584**、r=-0.497*);土壤初始pH与酸碱缓冲容量均达到极显著相关(r=0.645**、r=-0.587**);对于黑土及白浆土,土壤交换性铝离子和交换性酸与土壤酸缓冲容量均达到极显著相关水平,与碱缓冲容量达到显著相关水平,相关性系数分别为r=0.788**、r=0.659*和r=-0.833**、r=0.674*;对于黑钙土土壤碳酸盐含量、碱化度与黑钙土酸缓冲容量均达到极显著相关水平(r=0.941**,r=0.813**);说明上述土壤内在性质是影响土壤酸碱缓冲性能的主要因素。研究中,土壤有机质、交换性氢与酸碱缓冲容量未达到显著相关水平,说明土壤有机质及交换性氢未成为影响土壤酸碱缓冲性能的主要因素。
四、根据灰色关联度分析,土壤酸碱缓冲性能主要影响因素对白浆土、黑土的酸缓冲性能影响大小为:土壤初始pH>盐基饱和度>土壤质地>阳离子交换量>交换性酸>交换性铝;对其土壤碱缓冲性能影响大小为:土壤质地>交换性酸>交换性铝>盐基饱和度>土壤初始pH。对黑钙土的酸缓冲性能影响因素排序为:碳酸盐含量>碱化度>盐基饱和度>阳离子交换量>土壤初始pH>土壤质地;对碱缓冲性能影响因素排序为:土壤质地、盐基饱和度、土壤初始pH。
一、在借鉴前人研究基础上优化了土壤酸碱缓冲性能测定方法的参数条件。确定了土壤样品恒温振荡混合,混合时间1h,放置反应时间48-72h为最佳优化条件。
二、揭示了秸秆连续还田,化肥连年高量施用及玉米连作条件下,吉林省黑土地三类主要耕地土壤的酸碱缓冲性能及缓冲容量。即白浆土碱缓冲能力最强,碱缓冲容量2.5-5cmol/(kg·pH)、对酸的缓冲性能最弱,酸缓冲容量2-4cmol/(kg·pH);黑钙土对碱的缓冲性能最弱,碱缓冲容量0.5-2.5cmol/(kg·pH),大部分碳酸盐含量高的黑钙土对酸的缓冲性能最强,酸缓冲容量5-10.5cmol/(kg·pH),小部分碳酸盐含量低的黑钙土酸缓冲容量在2-5cmol/(kg·pH);黑土介于两者之间,酸、碱缓冲容量分别为4-6cmol/(kg·pH)、2-3cmol/(kg·pH)。成土母质的不同对黑钙土有很大影响,黄土质黑钙土及其母质酸碱缓冲性能均好于红粘质黑钙土。
三、阐明影响土壤酸碱缓冲性能的土壤内在性质,通过相关分析表明:土壤黏粒含量与土壤酸、碱缓冲容量呈现显著正相关(r=0.518*、r=0.466*);土壤阳离子交换量与土壤酸缓冲容量达到极显著相关水平(r=0.586**);土壤盐基饱和度与酸缓冲容量达到极显著相关水平,与碱缓冲容量达到显著相关水平(r=0.584**、r=-0.497*);土壤初始pH与酸碱缓冲容量均达到极显著相关(r=0.645**、r=-0.587**);对于黑土及白浆土,土壤交换性铝离子和交换性酸与土壤酸缓冲容量均达到极显著相关水平,与碱缓冲容量达到显著相关水平,相关性系数分别为r=0.788**、r=0.659*和r=-0.833**、r=0.674*;对于黑钙土土壤碳酸盐含量、碱化度与黑钙土酸缓冲容量均达到极显著相关水平(r=0.941**,r=0.813**);说明上述土壤内在性质是影响土壤酸碱缓冲性能的主要因素。研究中,土壤有机质、交换性氢与酸碱缓冲容量未达到显著相关水平,说明土壤有机质及交换性氢未成为影响土壤酸碱缓冲性能的主要因素。
四、根据灰色关联度分析,土壤酸碱缓冲性能主要影响因素对白浆土、黑土的酸缓冲性能影响大小为:土壤初始pH>盐基饱和度>土壤质地>阳离子交换量>交换性酸>交换性铝;对其土壤碱缓冲性能影响大小为:土壤质地>交换性酸>交换性铝>盐基饱和度>土壤初始pH。对黑钙土的酸缓冲性能影响因素排序为:碳酸盐含量>碱化度>盐基饱和度>阳离子交换量>土壤初始pH>土壤质地;对碱缓冲性能影响因素排序为:土壤质地、盐基饱和度、土壤初始pH。