水改旱后红壤酸化的驱动因子及调控措施评估

文献类型： 中文期刊

第一作者： 杨泽宇

作者： 杨泽宇;张璐;杨昌富;吴启侠;周建利;徐明岗;蔡泽江

作者机构：

关键词： 模拟水改旱;红壤酸化;土壤改良剂;铁和硫氧化

期刊名称： 植物营养与肥料学报

ISSN： 1008-505X

年卷期： 2025 年 31 卷 010 期

页码： 2043-2056

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 【目的】探究红壤丘陵区水稻土改旱地后土壤酸化特征及主要驱动因素，并筛选适宜的调控措施，为区域酸化防控提供理论依据。【方法】采用室内培养试验，研究花岗岩和砂页岩发育的水稻土在两个水分梯度下土壤酸化及元素转化特征。共设置10个处理：1)淹水（W）;2)淹水+氮肥（WN）;3)水改旱（D）;4)水改旱+氮肥（DN）;5)水改旱+氮肥+石灰（DNL）;6)水改旱+氮肥+DCD（DNF）;7)水改旱+氮肥+石灰+秸秆（DNS）;8)水改旱+氮肥+石灰+DCD（DNT）;9)水改旱+氮肥+石灰+DCD+秸秆（DNP）;10)水改旱+氮肥+生物炭（DNC）。淹水处理含水量设置为35%，水改旱处理含水量设置为15%。分析土壤pH、无机氮、SO42-、Mn2+、Fe2+、交换性酸、铝和交换性盐基离子含量变化及其相关关系。【结果】在不施氮肥条件下，与W处理相比，D处理下花岗岩发育和砂页岩发育的水稻土pH值分别降低了2.49和1.99个单位，交换性铝含量分别增加了0.26和0.10 cmol（+）/kg，硝态氮含量分别增加了53.57和117.70 mg/kg。在施氮肥的条件下，与WN处理相比，DN处理下花岗岩发育和砂页岩发育的水稻土pH值分别下降了2.57和2.49个单位，交换性铝含量分别增加了0.42和0.13 cmol（+）/kg，硝态氮含量分别增加了113.24和213.47 mg/kg。与DN处理相比，DNT、DNP、DNF、DNL、DNS和DNC处理均显著提高了花岗岩发育和砂页岩发育的土壤pH值，其中以DNT处理提升效果最好，分别提升了2.88和3.25个单位，其次为DNP、DNF、DNL、DNS和DNC处理，分别提升了1.67和2.93、0.86和1.56、0.48和0.87、0.15和0.69、0.16和0.08个单位；DNL、DNF、DNS、DNT、DNP和DNC处理两种母质发育的土壤交换性铝含量分别降低了0.77和0.40、0.29和0.30、0.78和0.40、0.76和0.40、0.71和0.20、0.60和0.22 cmol（+）/kg;DNF、DNT和DNP处理土壤硝态氮含量降低了61.17和143.10、101.04和129.00、80.75和183.52 mg/kg,DNL、DNS和DNC处理则显著增加硝态氮含量；DNL、DNS、DNT和DNP处理交换性钙含量分别提高了2.99和3.29、1.92和2.15、2.98和3.25、1.78和1.86 cmol（+）/kg。花岗岩和砂页岩发育的土壤上，DN处理的元素转化质子产量较W处理分别增加了7.34和7.16 cmol（+）/kg，其中，铁氧化产生质子占花岗岩发育土壤元素转化质子产量的50.44%，硫氧化产生质子占砂页岩发育土壤元素转化质子产量的62.16%。与DN处理相比，DNF、DNT和DNP处理降低土壤质子产生量，在花岗岩和砂页岩发育的土壤上分别降低了3.64和3.26、2.66和5.44、3.41和3.08 cmol（+）/kg,DNL、DNS和DNC处理则分别降低了0.10和0.71、1.92和0.59、3.24和1.37 cmol（+）/kg。相关性分析表明，土壤pH与铵态氮、亚铁含量呈显著正相关，与硝态氮、硫酸根含量呈显著负相关。随机森林模型表明，铁和硫氧化产生质子对水改旱后质子产生量的贡献最大。【结论】花岗岩和砂页岩两种母质发育的水稻土改旱后加剧土壤酸化，铁和硫氧化产生质子是导致土壤酸化的主要原因，其次是氮硝化作用产生质子。施用石灰+硝化抑制剂是缓解水改旱土壤酸化的有效措施之一。

分类号： S156.6

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