果园土壤污染调查及修复改良

材料的使用，导致土壤环境容量趋于饱和。化肥具有硝酸根、硫酸根等离子，在过量使用后，大量的离子进入土壤，导致土壤中阴离子逐渐增多，土壤缓冲能力减弱，pH值降低。农药主要成分为难降解大分子有机物，在杀灭病虫害的同时，在土壤中不断积累，改变了土壤生态环境，土壤菌落发生变化，是导致土壤酸化的重要原因。地膜具有白色污染之称，目前受到广泛关注，其具有难降解的特点，是农业面源污染的原因之一。

由于化肥、农药、地膜的长期使用，果园土壤pH值有逐渐降低的趋势，随着pH值的降低，土壤中一些重金属离子被活化，加速了果树的吸收，导致果树出现落叶枯死等疾病，产量降低，还可导致水果中重金属含量升高，果品质量下降。

鉴于目前农业土壤环境污染、农产品质量安全逐渐受到重视，亟需对果园土壤进行修复。本论文对平邑县武台镇重要的果品生产基地进行调查，分析了土壤酸化的成因及其危害，结合目前多种可行的土壤修复技术，提出了比较切实可行的果园土壤修复措施。

1 果园土壤基本概念介绍

武台镇位于山东省平邑县北部，有“中国黄桃之乡”的美誉。武台镇近年来大力发展果品种植业，目前果品种植面积达到3万亩，其中黄桃2万亩，成为临沂果品第一镇。随着果龄增加，果园土壤污染程度逐渐增大。

1.1 果园土壤

土壤是指地球表面的一层疏松的物质，由各种颗粒状矿物质、有机物质、水分、空气、微生物等组成，能生长植物。土壤由岩石风化而成的矿物质、动植物，微生物残体腐解产生的有机质、土壤生物（固相物质）以及水分（液相物质）、空气（气相物质），氧化的腐殖质等组成。

固体物质包括土壤矿物质、有机质和微生物通过光照抑菌灭菌后得到的养料等。液体物质主要指土壤水分。气体是存在于土壤孔隙中的空气。土壤中这三类物质构成了一个矛盾的统一体。它们互相联系，互相制约，为作物提供必需的生活条件，是土壤肥力的物质基础[1]。

1.2 果园土壤酸化

土壤的pH值对于植物生长是至关重要的。大多数农作物都会在中性——即pH值等于7或微酸性土壤中茁壮生长。而一旦土壤的pH值下降，其所带来的疾病和害虫将阻碍植物的生长。并且强酸环境还会加速有毒金属向周围水体的滤出。

长期连年使用生理酸性肥料，作物吸收后剩下的酸根离子与土壤中氢离子结合生成酸，会导致土壤酸性增强，土壤结构遭到破坏。或者降水导致土壤中钾、钙、镁等离子流失，也可导致土壤酸化。

1.3 武台镇果园土壤基本情况

平邑县武台镇大规模果园种植有二三十年历史，在种植过程中，使用化肥、农药、地膜等，导致土壤有不同程度的酸化，污染程度呈递增趋势。

2 果园土壤酸化情况调查

2.1 取样点布点

根据果龄情况，经其分为0～5年果龄组、5～10年果龄组、10年以上果龄组，并且在未种植果树的土地中取对照样品。每500m2取一个采样点，分别取0～20cm表层土样、20～40cm土样。

2.2 土样采取方法

将土壤表面杂草、落叶等生物质去除，用土钻采取0-20cm表层土样、20～40cm土样。每个采样点取3个平行样，共设置60个采样点。

2.3 土壤pH测定

根据《土壤环境质量标准》（GB15618-1995）中推荐的玻璃电极法测定样品pH值，1mol/L KCl溶液，土水比为1.0：2.5，用振荡器充分搅拌静置30min，用pH计测定pH值。

2.4 结果统计

将土壤pH分为6.5～7.5，5.5～6.5，4.5～5.5，<4.5四个组别，pH为6.5～7.5，表明土壤呈中性;pH为5.5～6.5，表明土壤呈偏酸性;pH为4.5～5.5，表明土壤酸化严重;pH<4.5，说明土壤呈强酸性。样品检测结果如表1。

实验结果表明，三个对照样品pH值范围为6.4～7.1，呈中性;61.7%的采样点土壤pH低于5.5，酸化严重，其中有12个采样点（占比20%）土壤pH值低于4.5，呈强酸性。

果龄对土壤pH值影响见表2。

统计结果表明，果龄越大，果园土壤酸化趋势越明显，果龄大于10年的果园，土壤酸化严重。

3 果园土壤酸化成因及其危害分析

3.1 果园土壤酸化成因

（1）氮肥的大量使用：氮肥中含有的大量酰胺态氮、铵态氮最终被氧化为硝态氮，在硝化过程中产生H+，加剧了土壤的酸化。

（2）磷肥的过量使用：磷肥中的磷在土壤中不断累积，过磷酸钙溶于水的过程，释放H+，加剧了土壤的酸化。

（3）有机肥使用不足：有机肥可以改善土壤结构、增强保水保肥能力、抑郁形成粘粒结构，土壤粘粒活腐殖质交换电位的盐基离子是土壤缓冲pH值变化的重要方式。在相同条件下，有机质与层状硅酸盐粘土矿物含量越高，对酸的缓冲容量越大。随着果园种植面积的不断扩大，普通农家肥已经不能满足需求，同时由于化肥见效快、易于使用等优点，导致有机肥在总肥料中的比例越来越低[2]。

（4）不正确的灌溉方式：大水漫灌会导致土壤中的Na+、K+、Ca2+、Mg2+等离子流失，从而加剧土壤酸化。

3.2 果园土壤酸化危害

土壤酸碱度对植物养分的有效性、土壤的结构性和作物生长都有很大的关系。

酸化条件下，土壤中交换性钙不足，利用率低。强酸土壤中，钙根部无法吸收利用，苦痘病、病斑病加重发生，造成的危害最大。酸性条件下，锰呈游离态，活跃易吸收，导致锰中毒严重发生。锰中毒树势衰弱，叶小而少，枯枝死树。土壤板结，透气性差，根系缺氧，生长不良，滋生真菌细菌性根部病害。圆斑根瘤病、根癌病、有害物质引起的肥害伤根发生严重，导致烂根死树。

酸化严重的土壤要采取合理的改良措施，恢复其环境容量，增加果品产量。

4 果园土壤修复改良技术

4.1 科学施肥

适当控制氮肥施用量，研究结果表明，氮肥深施不仅能减少氮素的挥发、淋失和反硝化损失，还可以减少杂草和稻田藻类对氮素的消耗，从而提高氮肥的利用率，科学施肥可以将氮肥施用量再降30%～60%;配合增施钾肥、钙镁磷肥及其他碱性肥料，以满足作物生长需要。

4.2 增加有机肥使用量

减少化肥的施入量，增加有机肥的用量。充分堆腐的农家肥等有机肥不仅能为农作物提供全面营养，而且肥效长，可增加和更新土壤有机质，促进微生物繁殖，改善土壤的理化性质和生物活性，是绿色食品生产的主要养分。

4.3 使用改良剂

当土壤pH值<5.5时，就必须通过施用石灰等措施进行改良。施用石灰不仅能补充土壤钙，为作物提供钙营养，而且还可以中和酸性土壤。石灰施用量（公斤/亩）以土壤酸度和质地而异，对微酸性土（pH值为6.0），砂土、壤土、黏土施用量分别为25、25～50、50;对酸性土（pH值为5.0～6.0），砂土、壤土、黏土施用量分别为25～50、50～75、75～125;对强酸性土（pH值≤4.5），砂土、壤土、黏土施用量分别为50～75、100、150。不同石灰性物质对土壤酸性的中和能力不同，中和能力越强，施用量越少。

4.4 生物炭等功能性材料

研究表明利用花生壳等制成的生物质炭对酸化土壤改良具有良好的效果[3]。平邑县是重要的花生主产区，可以充分利用当地自然资源，制造生物炭，混入果园土壤中，其有利于土壤pH恢复正常水平。

5 结论与建议

本论文对平邑县武台镇果园土壤pH值进行了测定，分析了果龄对果园土壤pH影响趋势，实验结果表明武台镇果园土壤酸化趋势严重，;61.7%的采样点土壤pH低于5.5，酸化严重，其中有12个采样点（占比20%）土壤pH值低于4.5，呈强酸性。随着果龄增大，酸化趋势越明显。

果园土壤酸化的主要原因为氮肥、磷肥的大量使用、有机肥匮乏、不合理的灌溉方式。酸化造成土壤结构发生变化，进而导致果树疾病增大，果品质量、产量下降。建议在果园管理过程中，增加有机肥在总肥料中的占比，合理使用氮肥、磷肥，采用生石灰、土壤调理剂、生物炭等对土壤进行改良，提高果品质量与产量。

参考文獻

[1]黄昌勇.土壤学[M].北京：中国农业出版社，2000.

[2]王见月等.胶东果园土壤酸度特征及酸化原因分析[J].中国农学通报，2010，26（16）.

[3]王震宇等.花生壳生物炭对中国北方典型果园酸化土壤改性研究[J].中国海洋大学学报（自然科学版），2013，43（8）.

收稿日期：2019-06-26

作者简介：公彦庆（1974-），男，汉族，大学学历，工程师，研究方向为环境影响评价和大气、土壤污染防治。

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