基于土壤生態平衡的堿性土壤有機質提升方法研究

關鍵詞：土壤生態平衡；堿性土壤；有機質

中圖分類號：X53 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2025）04-0196-03

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2025.04.055

Study on the Lifting Method of Alkaline Soil Organic Matter Based on Soil Ecological Balance

WUXi'an，LIYao，LIengfei，ENGrluONGhenglian，YANGYufei，LIUhuqi，YANonxu （Xining Chuhe Environmental Art Co.，Ltd.，Xining81oooo，China）

Abstract：Alkalinesoilrefers tosoil typeswithhighpHvalues，usualyformed inaridorsemi-aridareas，orduetocertain humanfactors such as thealkalinecharacteristicsof irigationwatersources.The study explored thecausesand ecological issues ofalkalinesoilformationnalyzdtherelationshipbetweensoilecologicalbalanceandorganic matter，andproposed strategiesandmethodstoenhancealkalinesoilorganic mater throughtheapplicationoforganicfertilizers，soilimprovement materials，crop rotation and intercropping，and microbial improvement techniques.

Keywords：soil ecological balance;alkaline soil; organic matter

堿性土壤通常特征為高 值，降低養分如磷、鐵等微量元素的有效性，影響作物的生長和土壤的生產力。這類土壤普遍存在于干旱和半干旱地區，而這些區域通常是全球糧食生產的重要基地。土壤生態平衡的研究不僅關注土壤化學性質的直接改良，而且深入地探討了生物與物理性質的綜合調控策略，如何通過自然和人工干預措施恢復或提升土壤的自我調節能力，增強土壤生產性和生態功能。

1堿性土壤的特征與問題分析

1.1堿性土壤的形成原因

堿性土壤的形成是一個復雜的過程，主要與氣候條件、母質組成及人為活動密切相關。干旱和半干旱地區的降水量有限，蒸發作用強烈，水分流失較多，導致土壤中的堿性鹽分積聚，尤其是鈣、鎂鹽、碳酸鹽的積累，形成了高pH值的土壤環境。在風化作用下，母質中富含鈣、鎂等堿性礦物質的巖石或沉積物釋放出大量的堿性元素，進一步推動了土壤的堿化過程[1]。人為因素如不合理的灌溉管理，尤其是在使用含有高濃度堿性物質的水源灌溉時，將顯著增加土壤的堿性度，形成堿性土壤。

1.2堿性土壤的生態問題

堿性土壤所帶來的生態問題表現在土壤的理化性質、養分循環、微生物群落結構以及土壤水分管理等方面。堿性土壤的生態問題如表1所示。堿性土壤的 值通常較高，在 8 . 4 4 ～ 8 . 8 0 ，極大影響了土壤中的養分如磷、鐵、錳等微量元素的有效性，造成植物養分嚴重缺乏。在該 值范圍內，土壤中磷的有效含量較低，通常僅為 2 . 8 ～ 1 0 . 2 m g / k g ，遠低于作物的需求標準，磷的固定性增強，難以被植物根系吸收，影響了作物的正常生長[2]。此外，氮素含量雖然較為豐富，在 2 1 ～ 6 3 m g / k g ，但由于堿性土壤的高Δ p H 值環境，氮以氨氣的形式揮發，損失較大，土壤中有效氮含量難以維持穩定，進一步加劇了土壤養分的不平衡。

1.3堿性土壤的農業生產影響

堿性土壤對農業生產的影響主要體現在養分可用性、作物生長以及土壤健康方面。堿性土壤的高pH值環境會顯著降低土壤中許多營養元素的有效性。在高pH值環境下，磷、鐵、錳等微量元素易與鈣、鎂等陽離子結合形成不溶性化合物，難以被植物吸收，進而影響作物的正常生長和發育。同時，堿性條件下，氮的揮發性損失增加，尤其是在施肥過程中，氨氣的逸散不僅降低氮肥的利用效率，還可能對周圍環境產生負面影響[3]。

2土壤生態平衡與有機質的關系

土壤有機質包括有機物質的分解產物、植物殘體、動物遺體以及微生物代謝產物等，其含量和質量直接影響土壤的結構、功能和生產力。一方面，土壤有機質能夠改善土壤的團粒結構，增加土壤的孔隙度，提升土壤的通透性與水分保持能力，進而增強土壤的空氣流通性，為植物根系提供更為適宜的生長環境。在堿性土壤中，高pH值會引發養分不平衡和土壤板結問題，但有機質的充足供應能夠促進土壤的水分保持與肥力恢復，緩解土壤堿化對農業生產的不利影響。另一方面，有機質為土壤微生物提供充足的能量來源，維持和促進土壤微生物群落的多樣性和活性，增強微生物在土壤養分循環中的作用，改善土壤的養分供應能力[4]。

3提升堿性土壤有機質的策略與方法

3.1有機肥料的施用

在提升堿性土壤有機質的策略中，需施用有機肥料。其原因是有機肥料對土壤物理、化學及生物特性的全方位改善效果。有機肥料如農家肥、堆肥、綠肥等，能夠增加土壤中的有機物質含量，不僅改善了土壤結構，還促進土壤水分和養分的保持能力，提升土壤的通氣性和滲透性。堿性土壤因 值偏高，降低了微量元素如磷、鐵的有效性，而有機肥料中豐富的有機酸可以改善這些元素的有效性，提高植物對這些營養的吸收。不同有機肥料施用效果如表2所示。

由表2可見，有機肥料施用顯著提高了土壤有機質含量，且降低了土壤的 Δ p H 值，改善了土壤的堿性條件。特別是堆肥，因其較高的有機質含量和微生物活性，對土壤有機質含量的提升效果最為顯著。另外，有機肥料施用增加了土壤中的可用磷和氮含量，直接促進了植物營養的吸收和轉化，增強了作物的生長和產量[5]。

3.2土壤改良材料的應用

應用土壤改良材料在提升堿性土壤有機質及修復土壤生態平衡方面扮演著關鍵角色。這些材料如生物炭、腐殖酸、石灰以及石膏等，各自通過不同機制作用于土壤系統，共同目標是改善土壤的理化性質和生物活性。生物炭因其高孔隙率和表面積，能夠吸附土壤中的有害化學物質，同時提供微生物棲息的空間，從而增加土壤微生物多樣性及其生物活性，有效降低土壤中的堿性，并改善土壤水氣條件;

腐殖酸作為一種高效的有機土壤改良劑，可以增強土壤的離子交換能力和營養元素的保持能力，促進養分的植物有效性，也有助于提高土壤有機質含量和促進土壤團聚結構的形成；石灰和石膏則直接作用于土壤的酸堿平衡，通過提供鈣離子替代土壤中的鈉離子，減少土壤的鹽漬化傾向，改善土壤的物理結構，尤其是在重質黏土土壤中效果顯著。依據《土壤改良劑使用技術規范》（GB/T35425—2017），這些材料的施用應嚴格按照土壤類型、初步土壤測試結果和土壤改良目標來進行配比和施用。例如，生物炭推薦用量為 ，腐殖酸的推薦用量則根據土壤原始有機質含量調整，通常在 ；對于石灰的使用，其用量應基于土壤酸堿度測試結果，通常情況下土壤的 值每提高0.1，需施石灰 1 0 0 0 ～ 。這些材料的正確施用不僅促進了土壤結構的改善和有機質的積累，還有助于植物根系的發展和增強整體土壤生態系統的穩定性，是實現土壤生態平衡的有效途徑。

3.3作物輪作與間作

作物輪作與間作是提升堿性土壤有機質并實現土壤生態平衡的重要農業技術。通過作物輪作與間作方式，可以有效優化土壤養分管理，增加土壤有機質含量，改善土壤生物多樣性，以及促進更好的水分和養分循環。作物輪作是指在同一塊土地上交替種植不同類型的作物，以減少對特定養分的連續需求，防止王壤養分耗盡，同時通過不同作物根系結構的差異來改善土壤結構，增加土壤有機質的積累。例如，將深根作物與淺根作物輪作，可以促進土壤深層和表層的養分平衡。作物間作則是在同一時間內在同一土地上種植兩種或兩種以上互補的作物，利用不同作物之間對養分、水分的差異性需求，實現資源的最大化利用，減少病蟲害的發生率，并通過一種作物的根分泌物來激活另一種作物的生長，或者通過植物間的化感作用增加土壤的生物活性。

3.4微生物改良技術

微生物改良技術在提升堿性土壤有機質中扮演關鍵角色。微生物改良技術通過引入或增強土壤微生物群落中的特定功能性微生物，如固氮菌、溶磷菌和解鉀菌，可以直接優化土壤養分循環，增強土壤的有機質轉化能力。固氮菌能夠將氮氣轉化為植物可吸收的氮素，溶磷菌和解鉀菌分別能夠增加土壤中磷和鉀的有效性，從而提升土壤肥力并促進植物健康生長。這些微生物的活動不僅增加了土壤的生物多樣性，還通過代謝活動促進了有機物質的分解和營養元素的釋放。生物氮固定的基本化學反應式為

在堿性土壤中，生物氮固定反應尤為重要，因為氨可以直接作為植物的氮源，增加土壤中氮的有效性和可利用性。氮的增加能夠促進作物的生長，提高作物的產量和質量，同時氨的形成有助于調節土壤 值，從而改善堿性土壤條件。使用該微生物改良技術，可以在不額外添加化學肥料的情況下，自然提高土壤的養分水平，降低生態系統對外部輸入的依賴。

4結論

在探索提升堿性土壤有機質的多維策略中，詳細分析了施用有機肥料、使用土壤改良材料、實施作物輪作與間作以及應用微生物改良技術等方法。這些策略不僅直接增強土壤的物理、化學和生物特性，而且通過促進有機質的積累和養分循環的高效性，顯著改善堿性土壤的生產力和生態平衡。特別是微生物改良技術，它通過增強土壤微生物多樣性和功能，為堿性土壤提供了一種環保且經濟的改良途徑。這些綜合性措施對于實現土壤健康和促進農業可持續發展具有深遠的意義。

參考文獻

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3 吳求剛，劉奇奇，劉笑生，等.弱堿性土壤中原位鈍化聯合葉面噴施 z n O 對鎘在不同品種小麥體內轉運和積累的影響[J].土壤，2024（6）：1311-1318.

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