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摘 要

本实验通过采集洪泽湖周边具有代表性的三个县镇——洪泽、金湖和盱眙这三个地区的土壤样品，分别对这三个地区土样的pH值、营养元素的含量以及净硝化速率进行了测定及分析，以进一步了解洪泽湖周边区域土壤酸化的程度，为之后寻找合适的方法降低土壤酸化程度、改善作物生长环境提供合理的参考和依据。结果表明，洪泽地区的土壤酸化程度是三地之中最为严重的，营养元素缺失也最为严重，金湖和盱眙地区的土壤酸化程度较轻，但各自都在一定程度上缺乏不同的土壤营养元素。

关键词：酸化土壤，pH，土壤营养元素，净硝化速率

Abstract: In order to provide a reasonable reference and basis for finding the appropriate method to reduce the soil acidification degree and improving the growth environment of crop. Soil samples were collected from three regions, Hongze, Jinhu, and Xuyi, which are three representative counties around Hongze Lake. The pH value of soil, nutrient content and net nitrification activity rate of the soil in these three counties were measured and analyzed in this paper. The results showed that the degree of soil acidification in Hongze was the most severe among the three regions , and its nutrient deficiency was also the most serious. The degree of soil acidification was relatively light in Jinhu and Xuyi , but each of them lacked different soil nutrient elements to some extent . The results of the study would take us nearer to understanding on the extent of acidification.

Keywords: soil acidification,pH,soil nutrients, net nitrification rat

目 录

1 前言 3

1.1 土壤酸化的原因及影响 3

1.2 氮肥的过量施用对土壤酸化的影响 4

1.3 洪泽湖周边地区土壤酸化现状 4

2 材料与方法 4

2.1 实验材料、仪器与试剂 4

2.2 实验方法 5

3 结果与分析 10

3.1土样pH的测定 10

3.2土样营养元素的检测 11

3.3土样硝化活性检测 13

结 论 17

参考文献 18

致 谢 19

1 前言

1.1 土壤酸化的原因及影响

土壤酸化即土壤中氢离子增加的过程，或者说是土壤酸性变强、pH值下降的过程^{[1, 2]}。土壤的自然酸化广泛存在于土壤的形成和发育过程中，在这一过程土壤中的阳性盐基离子淋失，从而使Al³ 和H 成为主要的交换性阳离子，这原本是一个相对缓慢的过程，然而由于在农业和工业中的诸多不合理的生产活动，使土壤酸化的过程进一步加快、影响范围进一步扩大^[1-4]。

1.1.1 土壤酸化的原因

土壤酸化的原因，大体上可分为人为因素和自然因素两种^[5]。自然因素主要在于：第一，在土壤的形成过程中，地表岩石由于长期的风化，其富含的钾、钙、钠等离子组分已经流失，盐基饱和度变小，因而土壤在形成过程中已经产生一定程度的酸化；第二，作物有选择地吸收土壤中的营养元素，为了平衡自身电荷体系，又向土壤中分泌氢离子、碳酸氢根离子等酸性物质，从而引起土壤酸化；第三，作物根系、土壤微生物及其他生物体在代谢过程中会产生多种弱酸性物质，使土壤酸化程度进一步加深；第四，当土壤胶体吸附的H 达到一定的数量之后，会使黏粒矿物的晶格遭到破坏，其中的铝被溶解出来，土壤溶液中因此出现活性铝，水解释放出氢离子，引起土壤酸化^[6]；第五，降雨过量也会引起土壤酸化。在雨水过量的情况下，土壤中含有的盐基离子会向下淋溶，导致土壤吸收氢离子来代替盐基阳离子，并进一步向铝质土壤转化，若不能补给土壤中溶脱的盐基离子，土壤就逐渐转化为盐基不饱和的酸性土壤^[7]。引起土壤酸化的人为因素，主要在于农业和工业两个方面：农业方面，不适当的农业生产方式是导致土壤加速酸化的重要原因，如在农业耕作中大量地施用生理酸性肥料，长期施用某种单一化学肥料，减少施加或不施加有机肥料等，另外，农作物种植方式不当，比如连年耕作同一种作物，收获农作物的同时带走土壤碱性物质等等，都会造成或加速土壤的酸化^{[3, 7]}；工业方面主要在于工业生产所造成的大量酸性气体以及酸性废物等的排放等导致酸雨多发，造成土壤酸沉降的增加，同时这些代谢废物排放至耕地、河流等地会造成水体和土壤的污染，进一步加速土壤质量的恶化^[8]。

1.1.2 土壤酸化的影响

土壤酸化使作物对土壤中大部分营养元素的吸收及利用大大降低，酸性环境导致植物根系生长羸弱、养分吸收利用率低，其结果常常导致化肥使用量大大增加，而作物却产量提高却并不明显，甚至出现作物矮小、叶片发黄多种有害问题，因而造成了农业上的生产成本增加，效益却反而降低的现象。土壤酸化也会导致土壤中的营养元素大量流失，使土壤的保肥和供肥能力大大下降，或导致重金属元素过量积累在土壤中，毒害植物根系，进而危及人体健康。当土壤的pH低到一定值后，整个土壤体系就会失去原有的缓冲作用，导致土壤酸化速度大大加快，严重影响农作物生长^[3]。总体来说，土壤酸化会严重破坏土壤生态系统的平衡，尤其对土壤微生物酶活性、物种多样性等土壤生物学特性会造成极大的影响^[1]。

1.2 氮肥的过量施用对土壤酸化的影响

氮元素在作物的生长过程中扮演着十分重要的角色，它是合成植物体内某些氨基酸的重要组分，也是合成叶绿素的重要元素之一。适当和适量地施用氮肥，一定程度上能够起到提高作物质量和产量的作用，而过量施用氮肥则会造成资源浪费，导致环境中氮素迁移和循环严重受损，进而产生各种严重的生态环境风险，严重危害着农业生产、农产品安全、农田生态系统的平衡和人类健康的可持续发展。

我国是农业大国，粮食产量从1981年至2015年间增加了约为0.9倍，而氮肥的使用量却增加了2-3倍，占全球氮肥消耗量的35%。农田化肥的长期过量施用，远远超过作物生长所需，从而造成土壤中氮素过量积累，进而导致我国90%的农田出现了不同程度的酸化现象。同时，农田土质恶化严重，生产效率大幅下降。氮肥的过量使用是导致土壤酸化、生产效率下降的重要原因之一。

1.3 洪泽湖周边地区土壤酸化现状

根据洪泽湖周边区域金湖、盱眙和洪泽以及其他若干个土壤监测点的30年左右的土壤相关检测数据显示，三十多年来，因化肥过量施用，洪泽湖周边地区的土壤酸度大多下降了两个pH值左右，土壤酸化问题十分明显^[9]，本实验通过对洪泽湖周边三个县镇的土壤理化性质的调查及分析，以进一步了解洪泽湖周边区域土壤的酸化程度，为寻找合适的方法降低其酸化程度、改善作物的生长环境提供合理的参考和依据。

2 材料与方法

2.1 实验材料、仪器与试剂

2.1.1 实验材料

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