外源钙施加对低pH下小麦生长发育的影响研究(2)

菜单

1.1 酸性土壤对作物的毒害

1.1.1 酸性土壤的分布，成因

通俗的讲，酸性土壤是指pH低于6.5的土壤。以大田小麦为实验对象是因为在温带、热带、亚热带三大酸性土壤聚集地，小麦作为我国的主要农作物之一，就有5%的小麦遭受土壤酸化的胁迫。而对于中国正处于这三大地区中，自然不同程度的受到了土壤酸化的威胁，其中处于亚热带地区的四川盆地是我国酸雨受害最严重地区之一[2]。地区的农作物都受到了相应的危害和摧残，产量低，重金属含量超标，农民更是束手无策，粮食安全问题日益凸。酸性土壤在我国15个省区都有分布, 总体趋势是南方土壤偏酸，总面积更是达到2.04 ×108 hm2 , 在全国耕地面积中占了21%[3-5] 。从酸值强度分布来说，土壤的pH 值小于5.5的占了大部分，进一步小于5.0的占了很大一部分，甚至有部分达到4［6］。近年来，有资料显示，随全世界土地土壤面积的不断减少，而土壤酸化的面积却不降反升，土壤的酸度pH值也在不断下降。

解决土壤酸化是一场攻坚战，是一场持久战，必须从土壤酸化的源头上分析，从源头上制止。土壤酸化的本质是土壤溶液中H+浓度增大和土壤胶体的吸附性强使（H+或Al3+）被吸附。酸化的源头分为天然和人造的：其中成土母质，降雨、气候、温度、生物等是土壤的形成构成的自然条件[7]。从自然条件可知，第一是由于高风化产物和分解产物从土壤的浸出程度高。主要是钙、镁、钾、钠等盐基离子成分在风化过程中被浸出，造成碱基组成不饱和发生化学反应生成酸性产物文献综述，使土壤酸化；第二是由于成土中农作物自身的选择性吸收和生物有机体的代谢活动。作物在生长过程中需要从土壤中吸收营养元素促进生长，另一方面因自身新陈代谢又向土壤溶解H +，OH －和HCO3 －等产物造成土壤酸化，而生物有机体的代谢活动产生的主要也为酸性物质[8-9]；第三个是高活性铝的溶出：在正常条件下，土壤铝主要以铝硅酸矿物质盐存在土壤中或于土壤中的固相形成部分氧化物，对植物的生长是没有毒害作用的。然而在酸性条件下铝的存在形式Al3+、Al(OH)2+称为高活性铝的溶出[10-12]就会对植物作物产生毒害作用影响其生长。人为方面主要是由于: 第一我国农业管理措施存在问题，农户只为追求一时的高产量而忽略了对土壤的长期危害，如大量致酸性肥料（氮肥）的施用、或是施肥的量和施肥使用方式的不妥都会导致土壤酸化；第二是由于酸雨影响，随着我国工业化的发展，能源消耗巨大，尤其是以煤为主的能源消耗，大量酸性气体（硫，氮氧化物）的排放导致酸沉降的增加，其中一部分直接从空中沉降进入地表从而渗入土壤中，另一种方式是通过化学反应与空气中的物质形成了硫酸和硝酸等浓酸物质，当空气中湿度饱和时就形成了酸沉降雨，造成土壤酸化[13] 。

1.1.2 酸性土壤的危害

土壤酸化的危害分为四个方面。一、土壤的酸化加剧了土壤中养分淋失和固定：由前段酸性土壤的成因可知，此时土壤中作物所需的盐基离子发生了大量淋失这种反应是随pH的降低而增强的，甚至到最后会侵蚀土壤固体部分。主要的理论是基于几种盐基离子在中科院南京土壤研究所土壤渗漏不同的浸出实验测定，得出结果随着pH降低[14]，加深了土壤中的K、Na、Ca、Mg等盐基离子的淋溶，是土壤肥力下降的重要原因之一。相对的土壤酸化虽造成了营养成分盐基离子的淋失但也可以促进另一些营养元素(例如磷)的固定，此固定并不是有益的固定，被土壤的吸附增强，却大大降低了作物对此的利用率。以磷元素为例，研究结果表明：在pH值小于6的条件下，红壤对磷元素的吸附率（y）与pH值（x）呈负相关关系。主要由两个原因造成：一是pH低时，红壤表面正电荷增多，异性相吸对负电荷的磷吸附能力增强；其次，当pH值低时，红壤中有很多的游离铁离子（Fe3+）或被沥出，通过反应可以与PO43-形成稳定FePO4是固定的，称为磷的固定[15]。因为磷的固定，大大影响了农作物对磷的有效利用率，阻碍了作物的正常生长，成为影响农业发展的严重问题之一。来.自/751论|文-网www.751com.cn/