模拟酸雨和施氮对遵义植烟土壤酸化效应研究

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近年来,随着酸沉降及化肥的过量施用,我国南方地区土壤酸化日趋严重,其中西南地区烟田土壤酸化问题已成为制约烟草农业可持续发展的重要瓶颈。为揭示西南烟田土壤酸化机理,明确人为活动对烟田土壤的酸化效应及其调控对策,本研究通过室内土柱淋溶及田间模拟酸雨试验,系统研究了模拟酸雨及施氮条件对遵义典型烟田土壤(黄壤和水稻土)缓冲容量、盐基离子淋失、酶活性及烟草生长发育等方面的影响,初步阐明烟田酸化机理及其酸化效应。主要结论如下:1、两种土壤缓冲容量及其与土壤基本性质的研究表明:遵义典型黄壤的酸碱缓冲容量高于水稻土。在13个土壤基本指标中,水稻土中有11个指标与酸碱缓冲容量的灰关联度在0.9以上,分别是速效钾、pH、CEC、速效磷、有机质、交换性Ca2+、交换性K+、交换性Al3+、交换性H+、交换性Na+、交换性Mg2+;而黄壤中有5个,分别是CEC、有机质、速效磷、pH和交换性H+。2、不同pH值酸雨对两种土壤酸化影响的淋溶实验表明:随淋洗液pH值降低,淋出液中无机氮和交换性盐基离子(Ca2+、Mg2+、K+和Na+)含量升高。20~40 cm土层受酸雨影响小于0~20cm土层。两种类型土壤pH、CEC、交换性盐基离子及土壤脲酶活性均随淋洗液pH下降而降低,土壤交换性酸、交换性H+、交换性Al3+均随淋洗液pH值降低而升高,蔗糖酶活性随淋洗液pH值下降呈先下降后上升的趋势。土壤各盐基离子变化量顺序为:Ca2+>Mg2+>K+>Na+。与土壤初始pH值相比,用pH为5.6和7.0的淋洗液淋洗后,土壤pH出现小幅上升。3、不同pH值酸雨与不同氮肥交互作用对土壤酸化效应的研究表明:在酸雨与施氮交互作用下,两种类型土壤淋出液中无机氮和盐基离子的含量均随淋洗液pH值降低而增加,并且NO3-淋溶产酸量大于NH4+的耗酸量。不同氮肥处理下,两种土壤淋出液中NO3-总量均表现为:硝酸钾>硫酸铵>尿素。与单一酸雨处理相比,添加不同氮肥处理后,土壤pH值、交换性盐基离子及土壤酶活性均进一步降低,土壤交换性酸、交换性H+及交换性Al3+含量均进一步升高。相同pH值淋洗液处理下,两种土壤均是添加尿素处理土壤pH值最高,其次是硝酸钾,硫酸铵最低,而交换性Al3+占交换性酸的比例在不同氮肥中表现为:硫酸铵>硝酸钾>尿素,交换性盐基总量表现为:硝酸钾>尿素>硫酸铵,土壤脲酶活性均表现为:尿素>硫酸铵>硝酸钾,蔗糖酶活性则表现为:硫酸铵>硝酸钾>尿素。可见酸雨条件下,施铵态氮肥会加剧土壤酸化进程。4、模拟酸雨对烟草生长发育及烟田土壤酸化效应的研究表明:田间自然降雨处理下烤烟的生长发育状况略好于蒸馏水的处理,pH为3.5的酸雨显著抑制了烟草的生长发育,降低了烤烟现蕾期农艺性状及根和茎等的生物量特征,同时降低了现蕾期土壤pH值、CEC和盐基总量,提升了土壤交换性酸及交换性Al3+含量。显示出低pH酸雨对烟田生态环境的负面效应。
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