淺析土壤酸化對柑橘產量和品質的影響及改良措施

何川　于文華　齊英杰　鄒朋　陳宏坤　張強

摘要 柑橘適宜生長的土壤pH為5.5～6.5，土壤過酸會影響柑橘的生長，導致樹勢衰弱、產量降低、品質下降等，土壤酸化已成為制約柑橘產業可持續發展的重要障礙。近年來，針對土壤酸化的原因、危害及改良方面已有較深入的研究。筆者綜述了土壤酸化的過程及原因、酸性土壤對柑橘根系為害癥狀、對柑橘礦質元素吸收的影響、對柑橘產量和品質的影響以及土壤改良等方面的最新研究進展，并展望了未來的研究方向，以期為柑橘產業的健康發展提供理論基礎。

關鍵詞 柑橘；土壤酸化；土壤改良

中圖分類號 S156.6? ?文獻標識碼 A

文章編號 1007-7731（2023）08-0148-04

土壤酸化是土壤退化的表現，即接受的一部分氫離子或者鋁離子使土壤中的堿性離子淋失，致使土壤pH降低的過程。不同地區位置土壤的酸堿性不同，以秦嶺淮河為界，中國土壤呈現“南酸北堿”的分布，南方多雨，鹽基離子淋失強烈，土壤鹽基飽和度低，土壤呈酸性。我國有22.7%的耕地屬于酸性土壤（pH<5.5）[1]，南方柑橘種植區域土壤酸化現象尤為突出。近年來，工業的快速發展、環境的惡化以及化肥使用，加劇了土壤酸化的程度[2-3]。柑橘適宜生長的土壤pH為5.5～6.5，土壤過酸會影響柑橘的生長，出現樹勢衰弱、產量降低、品質下降等問題。筆者綜述了近年來國內外關于土壤酸化及改良的研究，以期為柑橘產業的可持續發展和土壤改良作參考。

1 土壤酸化的因素

1.1 自然條件造成的土壤酸化

自然條件造成的土壤酸化是一個相對較慢的過程，研究表明，紅壤在自然條件下pH下降一個單位需要229萬年。土壤風化過程中產生鈣鎂鉀鈉等鹽基成分，但因長期的強烈降水或大水漫灌，會造成土壤中的鹽基離子淋失，使鹽基飽和度降低，土壤呈微酸性或酸性反應，致使土壤酸化[4]。

土壤養分消耗也會引起土壤酸化。土壤中的養分可分為陽離子和陰離子，但植物對土壤中養分元素的吸收，不是按照等電荷性進行的。植物根系從土壤吸收某種養分離子的同時，要向土壤分泌釋放出等電荷量的OH-和HCO3-或H+，以維持土壤體系的電荷平衡。植物收獲帶走的堿性物質居多，通常根系分泌的是酸性物質，從而引起土壤的酸化。

土壤中存在著大量肉眼看不見的生命體，這些生物無時無刻不在進行著生理代謝活動，有氧呼吸產生的二氧化碳釋放到土壤中會導致土壤的逐步酸化。土壤中的有機質亦需要微生物進行分解，在分解過程中產生的有機酸會造成土壤的酸化[5]。

1.2 人為活動造成的土壤酸化

與自然條件下土壤的緩慢酸化不同，人為活動造成的土壤酸化是十分迅速的，其中不合理的施用化學肥料是造成土壤酸化的主要原因。研究表明，在現在農業生產中，土壤酸化速率與糧食產量和肥料的投入成正相關，尤其是以氮肥最為突出。世界平均氮肥的投入量為50.3 kg/hm2，而我國每年投入的氮肥量平均為188 kg/hm2。有研究表明，單施磷鉀肥料也會降低土壤的pH，加速土壤的酸化[6]。隨著工業化的迅速發展，礦物燃料的大量應用致使含硫物質的沉降，這亦是加快土壤酸化進程一大因素。

2 土壤酸化對柑橘的影響

2.1 土壤酸化對柑橘生長的影響

土壤酸化致使土壤中養分的吸收利用率降低，影響柑橘根系對肥料吸收利用，從而導致柑橘樹勢衰弱，生長緩慢。研究表明，酸性土壤中氮素會大量地流失，土壤pH在6.0～8.0時，被根系吸收利用的有效氮較高；當土壤pH小于6.0時，淋溶作用在土壤中會變得非常強烈，鉀、鈣、鎂等鹽基成分淋失嚴重，從而造成土壤中有效性鉀、鈣、鎂等養分的急劇減少。土壤酸化不僅影響土壤中鉀、鈣、鎂等大中量元素的有效性，也對微量元素的有效性造成影響，硼、鋅、鉬等微量元素有效性會隨土壤pH的下降降低。因此，在酸性土壤中，養分有效性的降低，阻礙了柑橘對營養元素的吸收，易發生柑橘缺肥缺素黃化生理病狀[7]。

土壤酸化使土壤正常團粒結構被破壞，導致土壤板結、空隙少、透氣性變差，不利于根系生長，從而引起柑橘樹體生長不良，抗病性下降，易發生地上部葉片黃化和樹體衰弱死亡[8]。同時，土壤酸化會抑制有益微生物的生長和活動，致使土壤中的有益微生物數量減少，且酸化土壤有利于根際有害病原微生物的大量繁殖，易滋生腐霉菌、尖鐮孢菌、絲核菌等致病真菌，從而加重土傳病害。

土壤酸化會促進重金屬離子的溶解釋放，危害柑橘的正常生長并危害人體健康。土壤嚴重酸化后（pH<5.5），鋁、錳等惰性重金屬元素會大量溶解并以離子態存在，被柑橘根系吸收積累達到一定程度后，樹體會表現出中毒癥狀[9]。鋁毒害在柑橘上最典型的癥狀為抑制根系生長，使根系分枝減少且粗短，嚴重時則使根系壞死[10]。

2.2 土壤酸化對柑橘產量和品質的影響

土壤酸化會導致柑橘產量降低和果實酸度增加，主要原因是柑橘的生長受到影響而直接導致的產量下降，而土壤pH與柑橘果實品質有著密切的關系，土壤酸化會導致柑橘果實酸度增加，從而降低柑橘果實品質[11]，提高酸性土壤的pH，對柑橘的外觀和口感的提升都有顯著作用[12]。

3 酸性土壤的改良

3.1 施用化學改良劑

目前，酸性土壤改良使用最多的方法就是石灰改良法，石灰是一種堿性物質，施用到土壤中后會與土壤中的活性酸發生酸堿中和反應，從而達到改良土壤酸化的目的。施用石灰，不但可以補充中量元素，調節土壤理化性質，還可以促進微生物活性，加速有機質的礦化，增加養分有效性，并增加農作物對養分的吸收利用。但是，石灰不宜連續大量的使用，應根據土壤酸堿度、土壤質地等調整施用量及使用方式，頻繁過量地施用石灰會破壞土壤正常的團粒結構，改變土壤理化性質，造成土壤石灰性板結，從而影響作物根系的生長和營養元素的吸收。

磷礦粉和鈣鎂磷肥等堿性肥料的使用，既能提高土壤pH，又能增加酸性土壤中有效磷的含量，并降低土壤中交換態鋁含量[13]。目前市場上銷售的很多土壤調理劑是以磷礦粉作為原料制作而成。

粉煤灰是煤經過高溫燃燒后煙氣中的細灰，是燃煤電廠排出的主要固體廢物。粉煤灰具有良好的物理化學性質，可以用于改良酸性土壤，同時粉煤灰中含有大量可溶性的鈣鎂磷等作物所需要的營養元素，可彌補土壤酸瘦問題。研究表明，粉煤灰對旱地的改良效果要好于其在水田上的表現[14]。

化學改良劑雖然對酸性土壤的改良效果比較明顯，但是這些改良劑大多數都是工業生產中的副產品，含有一定量的重金屬或者其他有毒物質，所以施用量不易過多，防止造成土壤的二次污染。

3.2 有機物料的使用

有機物料的使用雖然對土壤的改良效果不如化學改良劑效果明顯，但可以增加土壤有機質含量。土壤中施用有機物料不僅能提高土壤肥力，均衡土壤養分比例，還能促進土壤微生物繁育，增加土壤微生物活性。有機物料的使用還能夠促進土壤團粒結構的形成，改善土壤理化性質，從而提升土壤對酸的緩沖性能。相關研究表明油菜、鷹嘴豆、小麥稻稈均可以提高酸化土壤的pH，且提升效果可以持續26個月[15]；在使用石灰改良土壤的基礎上增施泥炭不僅能夠增加土壤肥力，而且能夠提升土壤pH，促進作物的生長[16]；酸性土壤中使用生物質炭，不僅可以降低土壤酸度，提高土壤pH，還能提高土壤酸堿的緩沖能力[17]。

3.3 其他改良措施

就我國目前土壤酸化的程度及進度來看，控制造成土壤酸化源頭尤為重要。首先應加大環保力度，減少二氧化硫等致酸因子的排放，減小酸雨強度以減緩土壤的酸化進程。其次，合理施用化肥，尤其是減量使用氮肥，是減緩耕地酸化的根本。此外，科學合理的田間管理和耕作方式也是減緩土壤酸化的有效措施。作物間作、套種和合理輪作，對改善土壤理化性質非常有效，既能適當降低土壤酸度，又能活化土壤養分。因此，對于我國土壤酸化問題，應當在不影響農業生產的前提下，采用科學合理的農業管理方法，采取不同措施進行綜合防治。

4 小結與展望

綜上所述，土壤酸化已是制約柑橘產業可持續發展的重要因素之一，酸沉降和氮肥的大量施用已經成為加速土壤酸化的主要原因。在我國南方柑橘園，土壤酸化更加普遍，而氮肥的大量使用致使土壤中氫離子大量積累，加速了土壤酸化的進程。在酸性土壤中施用石灰是傳統有效的改良措施，石灰中堿性成份能夠中和土壤中的酸性成分，有效降低土壤酸度。雖然頻繁大量施用石灰會破壞土壤理化性質，但卻是如今最經濟便捷的快速改良酸化土壤的方法。栗方亮等[18]研究表明，在蜜柚果園里連續3年使用硅鈣鉀鎂肥不僅能夠提高土壤pH、土壤有效養分含量，增強土壤的抗酸化能力，還能夠提升蜜柚的產量及果實中維生素C、可溶性糖的含量。劉琦等[19]在柑橘上使用土壤調理劑改善土壤pH后，能夠使柑橘提早成熟并且明顯改善果實品質，如硬度、可溶性固形物增加等。關于有機物料對酸性土壤的改良，早期研究主要集中在種植綠肥及施用不同有機肥料調節土壤酸度方面，研發各種有機材料，特別是有機無機材料的聯合施用將是未來酸性土壤改良的一個方向。陳平等[20]研究表明單一施用酸性土壤調理劑可以提高柑橘產量，改善柑橘品質，增加經濟效益，但土壤調理劑與微生物菌劑或有機物料配合使用，對土壤理化性狀和柑橘品質的改善效果更為明顯。

總之，人類的活動加劇了土壤酸化的進程，有效防治土壤酸化或改良酸性土壤關系到整個農業的可持續發展，開發經濟高效、生態環保的酸性土壤改良劑或改良方法是未來的發展趨勢。有關土壤酸化問題的研究、土壤酸化對柑橘生產和品質的危害和酸化土壤的改良等問題仍有待深入研究。

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（責編：張 蓓）

基金項目 泰山產業領軍人才工程項目（LJNY202025）；山東省重點研發計劃（2018TSCYCX-37）；山東省自然科學基金（ZR2020MD106）。

作者簡介 何川（1990—），男，碩士，農藝師。研究方向：植物栽培與營養。

收稿日期 2022-12-14