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腐殖酸为什么能够改良贫瘠的酸性红壤?

来源:腐殖酸 2013-12-09 03:47:40

 红壤属于铁铝聚集、酸性、盐基高度不饱和的铁铝土。南方红壤区的亚热带气候,高温多雨,土壤风化强度大,土壤有机质矿化分解快,土壤有机质含量亏缺;质地粘,酸性强;降雨量大,养分易流失、含量少;土壤粘重板结;透水保水性和透气性差。加之土壤阳离子交换量低,养分吸附性、缓冲性差,给作物生长带来严重影响。

       据统计,我国南方红壤区面积218万公顷,约占国土面积的22.7%。红壤大多分布在山区、半山区的缓坡地上,长期以来不合理利用土地,造成水土流失严重,土壤有机质和养分亏缺,土壤生物质量退化,严重制约了农业生产的发展。大力推广腐植酸肥料、腐植酸土壤改良剂和有机肥,改善红壤的物理性能,增加土壤水稳性团粒结构和养分含量,提高土壤的渗透性和保水保肥性能,是促进红壤地区农业发展的有效措施。

1.  腐植酸增加红壤的水稳性团粒结构,减少水土流失,提高土壤养分含量,增加作物产量。

 肥沃的土壤有机质含量高,而红壤中有机质含量较低,分解释放的养分也少,还含有大量的氧化铁和氧化铝胶体,不仅透水性差,而且会降低土粒表面的负电荷,减弱土壤保蓄养分的能力,从而影响作物正常生长。腐植酸类物质是含酚羟基、羧基、醇羟基等多种官能团的大分子芳香化合物,是形成土壤有机-无机复合体的有机胶体物质,具有增加土壤微团聚体、提高土壤有机质含量等特性。腐植酸可作为一种天然的绿色有机肥料,含有多种营养元素,能有效改善红壤的土壤结构,提高土壤保水保肥的能力,使耕作层的土质逐步趋向松软肥沃,对协调土壤中水、肥、气、热起到积极作用。

2. 腐植酸具有缓冲作用,可降低铝毒,提高土壤pH值,促进植物生长发育。

 红壤酸性强,pH值为4.5~5.2,盐基饱和度40%左右。红壤中除含有大量的H+,还含有大量的活性铝,活性铝水解后,增加了H+浓度,也就增强了土壤的酸度,形成铝毒。铝毒是红壤限制作物生长的主要因素。由于环境恶化,雨水增多,加速了土壤的酸化,导致了土壤铝大量活化,寻找缓解或抑制铝毒的措施是合理开发利用红壤、提高作物产量的重要途径。腐植酸是一种形成土壤有机-无机复合体的有机胶体物质,具有的多种活性基团赋予了其多种功能,如酸性、亲水性、阳离子交换性、络合能力及较高的吸附能力等,是一种有机弱酸和弱酸盐,同时也是一种两性有机大分子化合物。腐植酸的阳离子代换量是土壤的10~20倍。根据大量资料可知,腐植酸类物质是调节土壤pH值、缓冲土壤酸碱性的有效缓冲剂。当土壤中H+过多使土壤呈酸性时,腐植酸中的金属离子可与土壤溶液中的H+进行离子交换反应,生成中性盐或弱酸性盐,从而降低土壤酸性。

     土壤酸性通常以H+形式表现,但实际上,红壤中的H+主要是由Al3+水解形成。有学者以合成腐植酸共聚物作为土壤结构改良剂改良赤红壤的研究发现,赤红壤pH值4.56不利于植物生长,施入腐植酸共聚物后,土壤酸性减弱,pH值提高,当施加量(w)仅为0.05%时,土壤pH值为5.38;当施加量(w)为0.30%时,土壤pH值为6.34;施加腐植酸共聚物后,土壤中Al3+和Al(OH)2+含量显著降低,Al(OH)3及腐植酸铝含量有所增加,活性铝的总含量降低,从而降低铝毒。可见,施入腐植酸共聚物后,可有效抑制土壤中铝的活性,提高土壤pH值,促进植物生长。


       3.  腐植酸类物质可增加土壤养分的有效性,促进作物对养分的吸收

 腐植酸是由多元素组成的,一般含碳55%~65% 、氢5.5%~6.6% 、氧25%~35% 、氮3%~4%,还有少量硫、磷等,在分解过程中便释放出来供给作物吸收利用。

       磷肥当季利用率不高,在我国仅有10%~20%,比发达国家低5~10个百分点,土壤对磷的固定是磷肥利用率较低的主要原因。在亚热带红壤中含磷量并不低,每亩高达150~200 kg,但这些磷素养分与红壤中的铁铝结合,形成溶解度很低的磷酸盐,这些磷酸盐有很多是被氧化铁胶膜包裹着,不易分解出来供作物吸收,如果单施磷肥很容易就会被土壤中的游离氧化铁所固定,农作物不易吸收利用,利用率不到20%。腐植酸中活泼的含氧官能团与磷肥的有效结合并生成HA-P复合物,使得部分水溶磷转化成枸溶磷,即活化磷素,减少了土壤对磷的固定,使其有效性大大增强,对磷起到部分缓释的作用。大量的研究表明,腐植酸的化学组成结构、土壤的性质等都与腐植酸抑制磷的固定能力有关。一般认为腐植酸分子量越低,抑制能力越强;此外还有研究表明,腐植酸抑制有效磷固定还同腐植酸与磷的比例有关。

       钾易溶于水,并易流失,同时由于农田土壤的干湿度变化,使得一部分钾素为土壤所固定不易被作物吸收。在我国钾肥利用率较低,约为50%~60%。土壤对K+的固定吸附及耕层K+被雨水、灌溉水淋溶至土壤深层、随降雨引起的径流流失是钾肥利用率低的主要原因。日本硝基腐植酸研究会进行了防固钾试验。施入硝基腐植酸量为1.0%、0.5%和0.1%,在土壤反复干湿20d后,土壤中水溶性钾分别比对照增加了100%、99%和94%,表明腐植酸可减少土壤对钾素的吸附,增加土壤中有效钾含量。

        因此,只要因地制宜,充分利用红壤丰富的水、热条件和自然资源,结合施用腐植酸土壤改良剂,可有效防止红壤退化,增强土壤保肥能力,提高作物产量,实现农业可持续发展。