遏制和减少土壤酸化,让土壤更健康

土壤酸化是土壤退化的一种表现形式,指土壤酸性增加,变为强酸性、极强酸性的一种自然现象。土壤酸化后,会影响作物的生长,导致种什么都不长;还会影响肥料的有效性,施什么肥都无效;同时,土壤中的有毒物质,还会对作物产生毒害。

什么是土壤酸化?

说到土壤酸化,需要区分一个概念,就是土壤酸度,土壤酸度表示的是土壤溶液中氢离子的活度,通常用PH值表示,用PH计测量,它是一个具体的数值。而土壤酸化是一个过程,是一个氢离子活度不断增加的过程,是土壤中缓冲物质被不断消耗的过程。从最初的岩石,发育成土壤,再经酸化的过程发育成酸性土壤。(如图1)

图1

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土壤酸化的原因

说到土壤酸化,我们不得不说热带亚热带地区的酸性红壤,由于降雨充沛,发生强烈淋溶作用而形成,其在世界范围内,如中国、南亚、东南亚、非洲、南美洲、澳洲东北部都有广泛的分布。全球酸性土壤面积达39.5亿公顷,约占陆地面积的1/3,而我国酸性土壤面积达到2.04亿公顷,约占我国陆地面积的1/5。

岩石经气候、母质、生物、地形和几十亿年成土年龄等因素的共同作用,发育出了我们地球上类型纷繁复杂的土壤(如图2),其中包括我们的酸性红壤,它是自然酸化的典型代表,它是“脱硅富铝化”和“生物富集”共同作用的结果(如图3),酸性红壤之所以能够在高度分化的硅酸盐风化壳上发育且具有巨大的生命潜力,其关键在于与其地上部生物之间进行的物质与能量的交换。其酸化机制为“氢铝学说”,大量降水引起的强烈淋溶作用,带走大量的盐基离子,使得铁铝氧化物在土壤中大量富集,此时,氢离子变成表面正电荷,土壤释放活性铝,活性铝水解释放活性酸,从而土壤酸化。

图2

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图3

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工业革命以及合成氨工艺的发展,化学燃料使用产生的排放以及长期大量施用氮肥使得人为活动的干扰成为土壤酸化的主要影响因子。致酸途径为“酸沉降”和“长期施氮致酸”(如图4)。长期施氮肥致酸机理(如图5),酸沉降即为氮氧化物、硫氧化物、氨氧化物通过干湿沉降的方式进入土壤,对土壤直接和间接的致酸。

图4

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图5

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酸化的治理途径

我们必须在服从经济发展这个大的中心的背景下来进行土壤酸化的治理,从源头的减排,中间产物的回收利用,以及末端治理,同时,我们的研究也需要进一步揭示酸化的影响因子和研发出更多的改良剂来改善和减缓土壤的酸化,使得经济与环境能够更加协调的发展。

图6

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