摘要:大面积的紫色土存在酸化问题，而钙质紫色泥岩具有高pH、矿物组成丰富和低重金属含量的特征，理论上可用于就近改良酸性紫色土。本研究通过80天的室内培养试验，探究了侏罗系沙溪庙组（J2s）和侏罗系遂宁组（J3sn）两种钙质紫色泥岩对酸性紫色土的改良效果。结果表明，两种紫色泥岩对酸性紫色土均有较好的改良效果，降低了土壤酸度，增加了土壤钾素含量及其生物有效性，钝化了土壤中的重金属。相比于J2s泥岩，J3sn泥岩由于钙质含量更为丰富等原因，对酸性紫色土的整体改良效果更佳。（1）J2s泥岩在2%、5%和10%的添加量下，酸性紫色土的pH由空白处理的4.73分别提高至4.93、5.30、6.27，土壤交换性酸由空白处理的2.84 cmol·kg-1分别降低至2.79、1.40、0.70 cmol·kg-1；J3sn泥岩在2%、5%和10%的添加量下，酸性紫色土的pH分别提高至7.20、7.87、8.00，土壤pH已提高至中性至碱性范围，土壤中已无交换性H+和Al3+。添加钙质泥岩还增加了土壤交换性Ca2+含量、有效阳离子交换量和盐基饱和度。（2）土壤的速效钾、缓效钾和全钾含量整体表现出随着两种钙质泥岩用量的增加而增加。培养80天后，添加2%、5%和10%的J3sn泥岩培养后的土壤有效态钾占全钾的比例从1.58%提高至1.91%、2.01%和2.24%，添加J2s泥岩后的土壤有效态钾占比随用量的增加分别升至1.76%、1.88%和2.08%。（3）添加紫色泥岩后，土壤中Cu、Zn、Ni、Pb、Cd 5种重金属的全量含量无显著增加，但有效态重金属含量及其占全量的比例均显著降低。在相同用量条件下，J3sn泥岩对酸性紫色土中的重金属钝化效果优于J2s泥岩。鉴于钙质紫色泥岩在紫色母岩出露区域具有价廉易得、破碎容易和施用方便的特点，可以低成本和高用量地就近改良酸化紫色土。建议在田间条件下改良酸性紫色土，高钙质含量的J3sn泥岩每亩施用量1~3吨，钙质含量稍低的J2s泥岩每亩施用量5~8吨为宜。

摘要:为研究有机物料中不同类型碳源对肥料氮转化及其引起土壤酸化的调控作用，选择葡萄糖、苯甲酸钠、纤维素、木质素四种微生物利用程度不同的碳源，在外加碳源和尿素的C/N = 40的条件下进行45 d的室内培养，分析有机碳源与尿素配合施用对红壤氮素形态转化和酸度的影响。结果表明，在红壤中单施尿素会发生强烈的硝化作用，培养结束时土壤pH降低1.17个单位。与单施尿素处理相比，有机碳源与尿素配施处理土壤呼吸作用显著增强，土壤无机氮和NO3--N分别减少了17.1%～99.4%和46.1%～99.9%，土壤微生物生物量氮和固相有机氮共增加了3.0%～14.8%，土壤pH提高0.67～3.11个单位。有机碳源与氮肥配施促进了土壤微生物对肥料氮的同化作用和土壤固持，显著降低硝化作用及其诱导的土壤酸化。其中微生物易利用的葡萄糖有利于促进前期肥料氮被微生物快速同化和后期有机氮的矿化作用，对肥料氮可起暂存和缓释作用；较难利用的纤维素促进肥料氮微生物同化的作用较葡萄糖滞后，但同化作用强、效率高，有利于肥料氮在土壤中较长时间的固持；难利用的木质素促进肥料氮的微生物同化作用弱，但直接抑制了硝化作用，以上有机碳源调控氮素转化过程可提升土壤pH约0.6个单位。而苯甲酸钠作为易利用有机酸盐，虽然促进肥料氮的微生物同化作用显著低于葡萄糖和纤维素，但其具有直接抑制硝化作用的能力，而且苯甲酸钠的脱羧作用可以快速消耗H+，可大幅提升土壤pH约3.0个单位。综上，有机碳源本身的化学性质，如化学结构的复杂程度、微生物碳利用效率、有机物本身的毒性效应等是影响土壤碳、氮转化过程及其耦合的土壤酸化过程的重要因素，研究结果为农田土壤养分和酸度调控的高效管理提供重要理论依据。

摘要:目前，大量农田土壤及其生态功能正经受着土壤酸化的严重威胁，而土壤pH深刻影响着土壤中硅、磷养分的移动性及两者间的相互作用。关于硅肥施用可有效提升土壤磷素植物有效性的研究已有大量报导，但在农业集约化生产区，土壤磷素已大量累积的背景下，磷富集对土壤硅移动性与有效性的影响及其机制尚不清楚。选取2种不同有效硅水平的农田土壤（低有效硅土壤LASi：有效硅28.20 mg·kg-1；高有效硅土壤HASi：有效硅253.6 mg·kg-1），通过等摩尔浓度硅磷竞争吸附试验、土壤培养试验等，探究人工酸化与磷添加对土壤硅吸附性能与移动性的影响及其机制。结果表明，酸化土壤pH在3.5~8.0范围内，当硅与磷等摩尔浓度同时添加时，磷的存在会降低硅的吸附，各相应pH的LASi与HASi 2种土壤对硅的吸附量分别降低26%~74%、31%~84%。这说明，土壤对磷的吸附大于对硅的吸附。设置土壤pH3.5~8.0范围内，降低pH可降低土壤对硅的吸附；磷添加降低土壤硅吸附的效应，在高pH条件下更为显著。土壤酸化与磷添加降低了土壤对硅的吸附，降低了土壤有效硅（HOAc-NaOAc-Si）水平；不同类型土壤移动性硅（CaCl2-Si）水平对酸化与磷添加的响应不同，具体机理尚需进一步研究。

摘要:层状硅酸盐矿物和铝氧化物是土壤酸化过程中铝活化的主要来源，二者也是土壤中化学反应较为活跃的部分。关于铝氧化物对层状硅酸盐矿物和土壤酸化过程中铝活化的影响及机制还有待深入研究。本文利用恒pH自动电位滴定仪精确控制模拟矿物和土壤悬液的pH，研究了三水铝石对高岭石、无定形铝氧化物对高岭石和蒙脱石酸化过程中铝活化的影响；此外，还研究了两种铝氧化物和两种层状硅酸盐矿物在不同pH条件下的铝活化动力学；最后，选择了一种第四纪红黏土发育的红壤进行了包铝处理，研究了包铝对土壤铝活化的影响。结果表明，三水铝石对高岭石酸化过程中铝活化有促进作用。而包铝处理对高岭石酸化过程中交换性铝的产生有抑制作用，对水溶性铝的产生有促进作用。对于蒙脱石，无定形铝氧化物主要对交换性铝的产生有明显的促进作用。四种矿物的铝活化动力学结果表明，矿物铝释放的难易程度为：无定形铝氧化物>蒙脱石>高岭石>三水铝石。土壤包铝处理后，在pH4.3条件下，土壤交换性铝和水溶性铝含量均明显增加，水溶性铝含量增加幅度更大。这与高岭石包铝处理后的结果一致，主要原因是该土壤中的主要黏土矿物为高岭石。因此，铝氧化物对不同层状硅酸盐矿物铝活化有不同影响，主要与矿物的本性有关（如1︰1或2︰1型矿物）。而对于土壤酸化过程中铝活化的影响主要与其所含黏土矿物类型有关。

摘要:随着外源酸输入，酸性土壤改良剂的石灰效应逐渐消退，土壤再次酸化形成铝毒害。作为一种新型酸性土壤改良剂，生物质炭施用后土壤的复酸化过程尚不清楚。本研究通过循环酸浸洗耦合根伸长试验，对比研究了施用生物质炭和熟石灰（Ca(OH)2）后土壤的复酸化过程及其对植物的铝毒性。结果表明，循环酸浸洗有效模拟了土壤的复酸化过程。随着模拟酸化年限增加，生物质炭和Ca(OH)2处理土壤中玉米根系伸长均逐渐受到了抑制。生物质炭相较于Ca(OH)2有效缓解了酸化过程对植物根系的抑制作用。在模拟12年酸输入时，生物质炭处理中玉米根相对伸长率较Ca(OH)2处理高18.6%，生物质炭相较于Ca(OH)2处理展现出更为长效的酸性土壤改良潜力。这一方面是由于生物质炭通过表面阴离子官能团质子化作用减缓了酸化过程中土壤pH的降低，抑制了土壤铝的活化。在模拟12年酸输入时，生物质炭处理土壤溶液Al3+浓度较Ca(OH)2处理低33%。另一方面，酸化过程中生物质炭持续释放Mg2+，在模拟12年酸输入时，生物质炭处理土壤溶液Mg2+浓度和植物Mg2+吸收量均较Ca(OH)2处理高2倍以上。较高的Mg2+浓度可通过调控植物对Al3+的生理响应，缓解植物铝毒害症状。该研究结果可为土壤酸化长效阻控提供理论依据和技术支撑。

摘要:中国土壤酸化呈现出全国普遍发生的趋势，对作物产量、农产品品质和生物多样性造成不利影响。自20世纪50年代以来，我国在酸性土壤方面开展了大量工作，取得显著成效，但因我国酸性土壤分布详情不明、土壤酸化机制存在争议、耐逆作物品种缺乏、作物酸害阈值不清、改良产品及技术落地性差等问题，酸性土壤利用仍受到极大限制。针对上述问题，绘制了新的中国土壤酸碱度图，明确了我国酸性土壤的分布详情，讨论了土壤酸化机制特别是氮肥与土壤酸化之间的关系，论述了土壤酸化的危害，解析了植物和微生物对酸性土壤的响应和适应机制，提出了分区分级分类改良、酸度改良和肥力提高并重、有机无机肥配施、发展特色农业等酸性土壤改良和利用策略，建议进一步加强酸性土壤新型改良剂、作物酸害阈值、氮肥高效利用、中微量元素、耐逆作物育种和土壤酸化模型等方面研究，以期为酸性土壤可持续利用提供支撑。

摘要:土壤矿物风化过程中释放的盐基离子（BC）与硅（Si）的比值（BC:Si）是定量评估土壤矿物风化对土壤酸化过程缓冲作用的基础，是准确估算当前环境下土壤酸化速率的依据。本研究以云母片岩、片麻岩和安山岩3种母质发育的湿润雏形土为研究对象，测定了其土壤物理、化学和矿物学性质。通过洗脱实验除去土壤交换性盐基以消除土壤胶体吸附的交换性盐基离子对矿物风化计量关系的影响，再利用模拟酸雨淋溶实验，采用Batch方法获取3种不同母质发育土壤的盐基离子和硅的释放量，进一步估算BC：Si值。结果表明，由于母岩不同，土壤黏粒、pH、有机质、交换性盐基（K+、Na+、Ca2+和Mg2+）、阳离子交换量（CEC）和土壤矿物含量存在差异。在模拟酸雨淋溶实验条件下，未洗脱盐基土壤的BC：Si值为洗脱盐基土壤的3倍以上，因此只有洗脱土壤交换性盐基才能获得来自风化过程的BC：Si值。同一母质发育土壤的腐殖质表层（Ah）BC：Si最小，母质层（C）最大。不同母质发育土壤的BC：Si值表现为：片麻岩>云母片岩>安山岩，土壤中斜长石、伊利石、绿泥石和蛭石的含量控制了各自BC：Si的大小。因此，不同起源母质发育的雏形土应在得到各自相应风化计量关系的基础上，才可准确评估其对酸化过程的响应程度。该成果可为区域土壤酸化速率评价提供数据支撑。

摘要:采用室内培养实验，初步研究了外加葡萄糖对红壤肥料氮素转化及其酸化作用的影响，其中葡萄糖添加量充足，为8 g·kg-1干土，氮肥以（NH4）2SO4和KNO3为例。结果表明，在对照、单施（NH4）2SO4或KNO3处理中，土壤中氮转化过程主要以有机氮净矿化和铵态氮净硝化为主，这主要是由于红壤可利用碳源较少。而外加足够葡萄糖碳源可快速（2 d内）促进土壤及其100 mg·kg-1氮肥中的NH4+-N和NO3--N几乎全部被微生物同化，30 d培养期间微生物同化促进28%~50%的肥料氮迅速转化为固相有机态氮。单施（NH4）2SO4或KNO3主要通过硝化作用和盐效应降低土壤pH，但微生物对NH4+-N的生物固定可抑制其硝化导致的酸化作用，而微生物对NO3--N的生物固定可提高土壤pH高达0.78个单位。因此，添加葡萄糖等碳源可促进农田土壤中NH4+-N和NO3--N的微生物同化，缓解氮肥引起的土壤酸化作用。研究结果对提高农田土壤的保氮能力和氮肥利用率、抑制土壤酸化等具有重要意义。

摘要:施用石灰是改良酸性土壤的重要措施，但其对土壤硝化作用的增强不仅加速土壤酸化，也增加硝态氮流失风险。传统的硝化抑制剂双氰胺（Dicyandiamide，DCD）能否在石灰改变pH的条件下始终有效抑制硝化是当前红壤区生产中亟需解决的问题。采用短期土壤培养试验，探讨了不同用量石灰与DCD配合施用对土壤酸化和硝化作用的影响及其机制。结果表明：施用一定量的石灰（≤ 4 g·kg-1）显著提高土壤pH，通过促进氨氧化细菌的生长以促进硝化作用。在不同pH条件下，DCD对红壤硝化过程均有显著抑制效果。在较高pH（pH 7.0~7.8）条件下，DCD主要通过降低氨氧化细菌的丰度以抑制硝化，而在低pH（pH<6.0）条件下，DCD对氨氧化古菌和氨氧化细菌的丰度均有抑制作用。此外，DCD通过抑制土壤硝化，显著提高了土壤pH。上述结果表明，适宜量（2~4 g·kg-1）的石灰和DCD结合施用不仅能够减缓红壤酸化，而且能够抑制硝化作用，降低硝态氮的潜在环境风险。

摘要:为探究石灰施用的长期和短期效应对酸化红壤钾素的影响，依托始于1990年的国家红壤肥力与肥料效益监测长期定位试验，选取化肥氮磷配施(NP)、氮磷钾配施(NPK)、氮磷钾配施+半量秸秆还田(NPKS)及其增加常量石灰（NPL、NPKL、NPKSL）6个处理。室内土柱淋溶试验设置0 L、0.5 L、1 L和1.5 L石灰施用量，监测田间和淋溶后0 ~ 50 cm土层速效钾和缓效钾含量、pH及淋溶液中钾离子（K+）含量的变化。结果表明：1）施用石灰4年后，与NPKS、NPK、NP相比，各处理均增加了相应土层的缓效钾含量；NPKSL和NPL处理分别增加了0 ~ 40 cm和0~10 cm速效钾含量，增幅分别为2.06 % ~ 36.39 %和27.26 %。2）石灰施用量相同，各处理土壤累积K+淋溶量由大到小依次为NPKS处理、NPK处理和NP处理。施用石灰减少了NPKS和NPK处理淋溶液中累积K+含量，降幅为18.10 % ~ 57.70 %，且K+淋溶率也下降。3）施石灰提高了表层土壤pH；土壤中钾素盈余情况下，石灰当季施用量每增加1 000 kg·hm-2，K+淋溶损失率降低11.7%；施用石灰和施肥是显著影响平均淋溶K+量和K+累积淋溶量的主效应。可见，施用石灰的短期和长期效应均能提高表层土壤pH；减少速效钾在剖面的运移，增加剖面下层缓效钾的含量；土壤淋溶K+量、累积K+淋溶量和K+淋溶率均随土壤中速效钾含量的增加而增加，随施用石灰而降低。合理的石灰用量能够有效降低酸化红壤K+淋溶损失风险。