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摘 要

本次实验主要研究白云石、生物炭、腐植酸钾三种土壤改良剂对江苏常州某果园酸化土壤的修复效果。在不同剂量培养修复后的第2、4、8、14、30 天里进行pH、阳离子交换量、交换性酸的测定，结果发现：三种土壤改良剂对酸化土壤的修复效果显著，土壤pH和阳离子交换量在短时间内就得到了上升，土壤交换性酸也降低许多，并且随着剂量的升高，改良效果就越好；腐植酸钾在三种土壤改良剂中的修复效果最好，其0.5%,1%,2%,3%的剂量使土壤pH分别上升了0.12、0.32、0.54、0.72个数值，阳离子交换量分别上升了0.9、1.85、3.05、4.75cmol·L^-1,土壤交换性酸也分别下降到0.057、0.01425、0 、0cmol·L^-1，与对照差异显著；综合比较，腐植酸钾的改良效果优于生物炭优于白云石。

关键词：白云石；生物炭；腐植酸钾；酸化土壤；修复

Study on the Effect of Different Soil Amendments on Acidification

Abstract

In this experiment, the effects of three kinds of soil improving agents, dolomite, biochar and humic acid, on the remediation of acidified soil in a certain orchard in Changzhou, Jiangsu Province were studied. The results showed that the remediation effect of three soil modifiers on acidified soil was significant, and the soil pH was significantly higher than that of soil And the amount of cation exchange increased in a short time, soil exchangeable acid also decreased a lot, and with the increase of the dose, the better the improvement effect; humic acid potassium in the three soil amendments in the best repair And 0.5%, 1%, 2% and 3%, respectively. The soil pH increased by 0.12, 0.32, 0.54 and 0.72, respectively. The cation exchange capacity increased by 0.9, 1.85, 3.05 and 4.75 cmol·L- Soil exchangeable acid decreased to 0.057,0.01425,0, 0cmol·L-1, and the difference was significant. Compared with the control, the improvement effect of potassium humate was better than that of dolomite.

Key Words:Dolomite; Biochar; Humic acid potassium; Acidified soil;Repair

目 录

摘要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1土壤酸化概况 1

1.2土壤酸化原因 1

1.3土壤酸化危害 2

1.3.1土壤酸化对土壤的影响 2

1.3.2土壤酸化对作物的影响 3

1.4修复酸化土壤的方法 3

1.4.1化学法修复 3

1.4.2生物法改良 4

1.4.3肥料改良 4

1.5本实验研究内容、目的及意义 5

1.5.1本实验研究的目的及意义 5

1.5.2本实验的研究内容 5

第二章 实验部分 6

2.1样品来源 6

2.2实验材料及仪器 6

2.3试剂及配制 6

2.4实验设备 8

2.5实验方法 8

2.5.1 样品的预处理 8

2.5.2酸化土壤改良反应器的搭建 9

2.5.3 组合工艺 10

第三章 结果与讨论 10

3.1白云石pH的变化 10

3.2生物炭pH的变化 11

3.3腐植酸钾pH的变化 12

3.4白云石对阳离子交换量的变化 13

3.5生物炭对阳离子交换量的变化 14

3.6腐植酸钾对阳离子交换量的变化 15

3-7白云石对交换性酸的变化 16

3-8生物炭对土壤交换性酸的变化 17

3-9腐植酸钾对交换性酸的变化 18

第四章 结论与展望 21

4.1结论 21

4.2展望 21

参考文献 22

致谢 23

第一章 绪论

1.1土壤酸化概况

20世纪中后期，我国的经济开始快速发展，高速地工业发展急需化石燃料资源，由于化石燃料的不断使用，导致二氧化硫逐渐增多，据统计，2010年我国二氧化硫排放量为2185.1万吨，NOx排放量为1852.4万吨^[1]，不断增高的排放量导致酸雨越来越严重，酸雨不断降淋在土壤上带来大量的氢离子，加快了中国土壤的酸化^[2]。土壤酸化是指土壤内部产生或者外部输入的H 引起土壤pH降低的过程^[3]。目前，土壤退化大部分都是土壤酸化，给作物生长以及人类生存带来巨大的影响，它已经逐渐成为全球性紧张性问题。以前，土壤的酸化主要是受自然条件的影响^[4]，这种影响速率非常慢，不会对作物的生长以及人类的生活造成太大的干涉。然而，目前人类社会文明不断地飞速发展，人口的增加需要不断地利用土壤资源，再加上人们越来越好的生活水平，土壤酸化问题在人类活动的干预下开始加剧。在我国，土壤酸化问题变得日益严重^[5]。

我国的酸化土壤主要分布在南方地区，面积达2亿多平方公顷，大约占全国耕地总面积的21%^[6]。这些地区的土壤pH大都小于5.5^[7],然而有的却更低，居然达到了5.0以下，并且这些地方的酸性土壤的酸化程度还在不断的加剧。这些年来，我国环境科学家对所在不同地区的酸化土壤进行研究发现，酸化程度都有一定的提高。郭治兴等^[8]于2002—2007年间对广东省土壤pH的时空变化进行研究，结果发现，广东省土壤的pH平均下降了0.26个数值，其中以红土的下降速度最快，酸化表现十分明显。与南方酸化土壤不同的是，因为北方的土壤中有较高的钙含量，所以能够保护土壤不被酸化，然而，据Guo等报道^[9]，在过去的10年中，我国北方的作物土壤pH有着很明显的下降趋势,并且还在加剧中。我国作为人口大国，对于粮食的需求量可想而知^[10]，如果土壤酸化问题继续这样下去，对农业的伤害是巨大的，产量得不到保证，那么我国将会有更多的人忍受饥饿所带来的问题，到那个时候，土壤酸化问题将上升到社会问题，造成社会恐慌。

1.2土壤酸化原因

土壤酸化原因主要受两种因素影响^[11]。一种是自然因素，它主要是大雨以及酸雨地冲刷导致地面的盐基离子流失，造成土壤中的大量与固相化的铝发生置换反应得到Al³ ,其能发生水解反应置换出更多的氢离子。这种自然转换极其少而且缓慢，至少会需要有几百年的时间。另外一种因素是人为因素，20世纪中后期，我国的工业化的飞速发展，一方面，二氧化硫的过量排放导致酸雨化越来越严重；另外一方面，工厂里的工业废水被排入土壤当中，造成土壤酸碱度的严重失衡；我国是农业大国，为了农业快速发展，使用了大量的氮肥，氮肥中含有大量NH₄ 会被氧化成硝酸离子水解释放出更多的H ，加剧了我国的土壤酸化。

1.3土壤酸化危害

土壤酸化会危害土壤的相关理化结构，使土壤质量下降，作物生长受到影响，人类生活的整个生态系统受到威胁^[12]，目前，已经成为非常严重的问题。土壤酸化主要以下两种影响:

1.3.1土壤酸化对土壤的影响

1.土壤酸化导致土壤容重增加，土壤变硬，表面的孔面积减小，对空气的通透性降低，不利于土壤中水、气、热、肥的调节^[13],从而会影响作物根系对营养的吸收。

2.土壤酸化会使土壤中K 、Mg 等盐基离子淋失，当这些离子淋失，土壤就会失去养分，造成植物的不良生长。刘春生等用不同pH值的溶液模拟酸雨淋褐土实验证明^[14]，pH下降的越厉害，盐基离子就会淋失了更多。

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