當(dāng)土壤 “喊酸”，有機(jī)肥如何 “力挽狂瀾”

土壤，是地球生命的搖籃，它孕育著萬物生長(zhǎng)。然而，如今許多土壤面臨著健康危機(jī)，而施肥作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的關(guān)鍵一環(huán)，與土壤健康緊密相連。為此我們?nèi)珖?guó)科普教育基地六合基地的農(nóng)業(yè)科學(xué)家們開展了為期十余載的研究，那么接下來就讓科學(xué)家為我們解答其中的奧秘吧。

今天為農(nóng)民朋友們介紹的農(nóng)業(yè)科學(xué)家是汪吉東研究員，他是江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所土壤肥力與植物營(yíng)養(yǎng)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)首席，中國(guó)植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)會(huì)耕地培肥委員會(huì)副主任，江蘇省土壤學(xué)會(huì)理事，江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院濱海黃河故道農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)研究院院長(zhǎng)。南京農(nóng)業(yè)大學(xué)、江蘇大學(xué)、南京信息工程大學(xué)、青島農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士研究生導(dǎo)師，國(guó)家公派訪問學(xué)者（2016.1-2017.1，澳大利亞西澳大學(xué)），《土壤學(xué)報(bào)》《土壤》青年編委。主持國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、國(guó)家科技支撐計(jì)劃專題、江蘇省重點(diǎn)研發(fā)重點(diǎn)項(xiàng)目、江蘇省自主創(chuàng)新項(xiàng)目及江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院基本科研業(yè)務(wù)專項(xiàng)等 10 余項(xiàng)，參加國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（甘薯）、國(guó)際合作項(xiàng)目 3 項(xiàng)。

汪吉東研究員團(tuán)隊(duì)依托江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院基礎(chǔ)性長(zhǎng)期性項(xiàng)目(ZX(2021)5001)、國(guó)家甘薯產(chǎn)業(yè)體系崗位科學(xué)家項(xiàng)目（CARS-10-Sweetpotato）、江蘇省青年基金和重點(diǎn)項(xiàng)目（BK20190259；BE2021378）、江蘇省自主創(chuàng)新資金項(xiàng)目（CX(21)1009）等，在院六合基地通過13年的連續(xù)監(jiān)測(cè)，在長(zhǎng)期不同施肥措施下的土壤酸化效應(yīng)和碳氮磷的生物地球化學(xué)循環(huán)方面取得系列進(jìn)展。

通過對(duì)小麥與甘薯輪作模式下，研究不同施肥措施對(duì)土壤酸化及其影響因素的影響，揭示了長(zhǎng)期施用高量氮肥加速了土壤酸化進(jìn)程，而施用有機(jī)肥通過增加土壤陽(yáng)離子交換量、提高土壤緩沖能力和減緩鎂離子下降速率來緩解土壤酸化的機(jī)制，為長(zhǎng)期施用氮肥導(dǎo)致土壤酸化加速、作物產(chǎn)出降低和品質(zhì)變劣提供了減緩和修復(fù)依據(jù)和支撐。

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，施肥是保障農(nóng)作物茁壯成長(zhǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，但你知道嗎？不同的施肥措施對(duì)土壤有著截然不同的影響，尤其是在土壤酸化這個(gè)至關(guān)重要的方面。

長(zhǎng)期大量施用氮肥會(huì)極大地加速土壤酸化進(jìn)程。氮肥中含有銨離子等成分，當(dāng)施入土壤后，銨離子會(huì)在微生物的作用下發(fā)生硝化反應(yīng)。在這個(gè)過程中，銨離子被氧化為硝酸根離子，同時(shí)釋放出氫離子。大量的氫離子不斷積累，逐漸打破了土壤原本的酸堿平衡，使土壤朝著酸性方向轉(zhuǎn)變。而且，這種酸化過程是長(zhǎng)期且具有累積效應(yīng)的。如果在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中持續(xù)大量使用氮肥，土壤中的酸性物質(zhì)會(huì)越來越多，酸化速度會(huì)不斷加快。

與氮肥形成鮮明對(duì)比的是有機(jī)肥，它在緩解土壤酸化方面有著卓越表現(xiàn)。有機(jī)肥能夠增加土壤陽(yáng)離子交換量。土壤中的陽(yáng)離子交換過程就像是一場(chǎng) “離子接力賽”，土壤顆粒表面吸附著各種陽(yáng)離子，當(dāng)農(nóng)作物根系需要養(yǎng)分時(shí)，陽(yáng)離子會(huì)進(jìn)行交換，把養(yǎng)分傳遞給根系。有機(jī)肥能為土壤提供更多的交換位點(diǎn)，讓土壤能夠儲(chǔ)存更多的陽(yáng)離子養(yǎng)分，如鈣、鎂、鉀等，使土壤的 “養(yǎng)分儲(chǔ)蓄庫(kù)” 更加充實(shí)。

同時(shí)，有機(jī)肥還能顯著提高土壤的緩沖能力。土壤緩沖能力如同一個(gè) “酸堿度調(diào)節(jié)閥門”，可以抵御外界因素對(duì)土壤酸堿度的干擾。有機(jī)肥中的有機(jī)物質(zhì)在土壤中分解后，會(huì)形成腐殖質(zhì)等物質(zhì)，這些物質(zhì)具有強(qiáng)大的酸堿緩沖性能。當(dāng)土壤中酸性物質(zhì)增多時(shí)，它們能夠與酸性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，消耗掉部分氫離子，從而減輕土壤的酸化程度。

另外，有機(jī)肥在減緩鎂離子下降速率方面也發(fā)揮著重要作用。鎂離子對(duì)于維持土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和農(nóng)作物正常生理功能至關(guān)重要。在土壤酸化過程中，鎂離子容易隨著酸性淋溶作用而流失。而有機(jī)肥能夠通過增加土壤顆粒對(duì)鎂離子的吸附能力，以及改善土壤結(jié)構(gòu)，減少鎂離子的淋失，從而減緩其下降速度。

長(zhǎng)期大量施用氮肥導(dǎo)致土壤酸化加速，會(huì)給農(nóng)作物帶來諸多不良后果。土壤酸化會(huì)破壞土壤微生物群落的平衡，使有益微生物數(shù)量大幅減少。這些有益微生物原本在土壤中承擔(dān)著分解有機(jī)物、轉(zhuǎn)化養(yǎng)分等重要任務(wù)，它們數(shù)量的減少會(huì)影響土壤的物質(zhì)循環(huán)和養(yǎng)分轉(zhuǎn)化。同時(shí)，土壤結(jié)構(gòu)變差，土壤變得板結(jié)，通氣性和透水性降低，保水保肥能力也隨之下降。在這樣惡劣的土壤環(huán)境下，農(nóng)作物生長(zhǎng)受限，產(chǎn)量逐年降低，果實(shí)品質(zhì)變差，口感和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值都大打折扣。

而有機(jī)肥為解決這些問題提供了有力支撐。通過合理施用有機(jī)肥，我們能夠有效地減緩?fù)寥浪峄俣?，并且?duì)已經(jīng)酸化的土壤進(jìn)行修復(fù)。例如，在一些長(zhǎng)期種植蔬菜且土壤酸化嚴(yán)重的地塊，連續(xù)多年增施有機(jī)肥后，土壤的酸堿度逐漸趨于合理，農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)都得到了明顯提升。所以，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，我們應(yīng)重視有機(jī)肥的使用，科學(xué)施肥，守護(hù)好土壤的健康，保障農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

因此，合理施肥能為土壤注入源源不斷的活力。氮、磷、鉀等大量元素肥料，如同土壤的 “主食”，為作物生長(zhǎng)提供基本養(yǎng)分，保證作物枝繁葉茂、碩果累累。有機(jī)肥則是土壤的 “滋補(bǔ)品”，它富含腐殖質(zhì)，能改善土壤結(jié)構(gòu)，讓土壤疏松透氣，就像給土壤做了一場(chǎng) “深呼吸” 運(yùn)動(dòng)，保水保肥能力也隨之增強(qiáng)，為微生物營(yíng)造舒適的家園，促進(jìn)土壤生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)。

版權(quán)：全國(guó)科普教育基地江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院六合基地

編輯：沈業(yè)松、張丹

審稿：孫加祥、俞明正

版式設(shè)計(jì)：沈業(yè)松

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