生物质炭对酸性土壤改良作用的研究进展-中国科学院南京土壤研究所.PDF

土 壤 (Soils), 2012, 44 (4): 541-547 ① 生物质炭对酸性土壤改良作用的研究进展 1,2 1* 袁金华 ， 徐仁扣 （1 土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所)，南京 210008 ； 2 中国科学院研究生院，北京 100049 ） 摘 要： 由于生物质炭在农业和环境中的巨大应用前景和对土壤碳的增汇减排作用，近期成为土壤学家和环境学家研究的热 点。本文综述了生物质炭对热带和亚热带地区酸性土壤的改良作用及其机制，总结了生物质炭对土壤肥力和养分有效性及作物生 长和产量的影响的研究进展，分析了该领域未来的发展趋势，可为酸性土壤改良和管理提供参考。 关键词： 生物质炭；酸性土壤改良；土壤肥力；养分有效性 中图分类号： S156 土壤中存在着各种化学和生物化学反应，导致土 壤酸化加速土壤中含铝矿物的风化并将大量铝离子释 体表现出不同的酸性或碱性特征。按照土壤 pH 的大 放出来。土壤可溶性铝浓度提高，铝对植物的毒害增 小可以将酸性土壤分为：酸性土壤(土壤 pH 介于 5.0 ~ 加，导致农作物减产、森林退化。 6.5 之间) 和强酸性土壤 (土壤 pH＜5.0)[1] 。酸性土壤 1.2 酸性土壤的主要障碍因子 包括砖红壤、赤红壤、红壤、黄壤、灰化土和燥红土 植物正常生长发育有赖于良好的土壤环境，中性 等。在热带、亚热带地区，广泛分布着酸性红黄壤。 土壤环境最有利于大多数植物的生长。过酸和过碱的 由于这些地区高温多雨、湿热同季的特点，土壤的风 环境不利于大多数植物的正常生长。酸性土壤中铝毒 化和淋溶作用比较强烈，铁铝氧化物明显富积，生物 和土壤肥力低是限制作物生长的两个主要障碍因素。 物质循环非常迅速，土壤盐基饱和度较低，pH 一般在 随着土壤酸度增加，土壤溶液中总铝和有毒形态铝的 4.5 ~ 6.0 的范围，不仅土壤酸度高，而且肥力水平低。 浓度均增加，有毒形态铝对植物根系产生伤害，影响 酸性土壤在世界范围内广泛分布，对这类土壤的酸度 作物正常生长。酸性土壤遭受强烈的淋溶作用，土壤 进行合理调控，可以更好地发挥它们在农林业生产中 中钾、钙和镁等盐基性养分含量低，酸化还使土壤阳 的重要作用。 离子交换量 (CEC) 减小，土壤的保肥能力下降。酸化 使红壤对磷酸盐的吸附和固定能力增加，导致磷的植 1 土壤酸化与酸性土壤的主要障碍因子 物有效性下降。 1.1 土壤酸化 2 酸性土壤的传统改良方法 酸化伴随土壤的风化和成土过程而发生。在多雨 的自然条件下，降水量大大超过蒸发量，土壤中的淋 施用石灰和石灰石粉是改良土壤酸度的传统有效 溶作用非常强烈，使得土壤溶液中的盐基离子易随渗 方法，石灰能有效中和土壤酸度并提高养分元素钙含 滤水向下移动，土壤中的可溶盐基离子和交换性盐基 量，一般对 pH 低于 5.5 的酸性土壤，施用石灰均可取 离子减少。土壤溶液中的氢离子占据阳离子交换位， 得明显的改土和作物增产效果[5] 。廉价、易得的工业 土壤的盐基饱和度下降，氢饱和度增加。由于土壤交 副产品也可用于酸性土壤改良，如施用磷酸工业的废 换性氢不稳定，会主动转变为交换性铝，导致土壤酸