CN110249771A - 一种化学氮肥与有机酸盐配施防治红壤酸化的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种化学氮肥与有机酸盐配施防治红壤酸化的方法，包括以下步骤：S1、将化学氮肥与有机酸盐以1:1～7的比例进行混合，制成混合肥料；S2、将混合肥料施于土壤表层，并与土壤充分混合即可。本发明利用有机酸盐矿化作用消耗土壤和氮肥硝化过程中释放的H+，且有机酸盐中的碳(C)能增加化学氮肥的C/N比，降低硝化作用和H+产生量，因此，本发明通过将有机酸盐与化学氮肥以合理比例配施可有效改善土壤酸度，提高土壤pH和增加盐基离子等作物有益元素含量、降低交换性铝等有害元素含量，从而达到防治红壤酸化的目的。

Description

一种化学氮肥与有机酸盐配施防治红壤酸化的方法
技术领域
本发明涉及农业领域，尤其涉及一种化学氮肥与有机酸盐配施防治红壤酸化的方法。
背景技术
土壤酸化是限制我国南方红壤丘陵区农业可持续发展的主要原因之一，土壤酸化不仅导致作物毒害元素铝含量增加，养分元素缺乏，从而使作物减产，也导致重金属活性增加，使得植物对这些有害重金属的吸收量增加，作物品质下降；同时酸化后再对土地进行修复则成本大大增加；而长期过量施用化学氮肥是加剧农田土壤酸化的主要因素，化学氮肥硝化作用释放氢离子(H+)是引起土壤酸化的主要机制；因此，从源头上控制或减缓氮肥对土壤酸化的加速作用，是实现红壤酸化防治及高效利用的重要措施。
发明内容
本发明目的是针对上述问题，提供一种可以有效防止化学氮肥引起红壤酸化的化学氮肥与有机酸盐配施防治红壤酸化的方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种化学氮肥与有机酸盐配施防治红壤酸化的方法，包括以下步骤：
S1、将化学氮肥与有机酸盐以1:1～7的比例进行混合，制成混合肥料；
S2、将混合肥料施于土壤表层，并与土壤充分混合即可。
进一步的，所述步骤S2中，对土壤表层进行施加混合肥料时，每千克土壤施加400～1200mg混合肥料。
进一步的，所述有机酸盐为草酸钙、柠檬酸钙、苹果酸钙中的一种或几种混合。
进一步的，所述化学氮肥为铵态氮肥。
进一步的，所述铵态氮肥为碳酸氢铵、硫酸铵、氯化铵、氨水、液氨中的一种或几种混合。
与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：
本发明利用有机酸盐矿化作用消耗土壤和氮肥硝化过程中释放的H+，且有机酸盐中的碳(C)能增加化学氮肥的C/N比，降低硝化作用和H+产生量，因此，本发明通过将有机酸盐与化学氮肥以合理比例配施可有效改善土壤酸度，提高土壤pH和增加盐基离子等作物有益元素含量、降低交换性铝等有害元素含量，从而达到防治红壤酸化的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为尿素与不同种类有机酸盐配施下红壤pH的变化图；
图2为尿素与不同种类有机酸盐配施下红壤无机氮的变化图；
图3为尿素与不同种类有机酸盐配施下去羧基作用及H+消耗量示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
如图1、图2和图3所示，下面结合具体实验对本发明的效果进行验证；
实验采用多样例对照比较得出结论；
样例处理如下：
处理1：不施肥(Control)；
处理2：化学氮肥150mgNkg-1土；
处理3：化学氮肥150mgNkg-1土、草酸钙500mgNkg-1土；
处理4：化学氮肥150mgNkg-1土、柠檬酸钙500mgNkg-1土；
处理5：化学氮肥150mgNkg-1土、苹果酸钙500mgNkg-1土；
处理6：化学氮肥150mgNkg-1土、柠檬酸钙250mgNkg-1土；
处理7：化学氮肥150mgNkg-1土、柠檬酸钙1000mgNkg-1土；
以不施肥(Control)和只施化学氮肥为对照；分别采用pH4.30红壤和pH5.88红壤进行实验；
1、土壤pH的变化
不同培养阶段土壤pH变化如图1所示，随着培养时间的延长，pH4.30红壤不施肥的对照(Control)土壤pH无显著变化，即没有发生酸化，而施用尿素(即化学氮肥)和有机酸钙处理后，除尿素+草酸钙500mg处理显著升高外，其它处理(尿素、尿素+苹果酸钙500mg、尿素+柠檬酸钙500mg)土壤pH均呈先增加后降低的变化趋势。处理后与Control相比，尿素、尿素+草酸钙500mg、尿素+苹果酸钙500mg处理土壤pH均显著升高，升高幅度为0.05-0.25个pH单位，而尿素+柠檬酸钙500mg处理土壤pH无显著变化；随着培养时间的延长，尿素单施或配施有机酸钙土壤pH均显著增加，其中尿素、尿素+苹果酸钙500mg、尿素+柠檬酸钙500mg处理均在培养第3天达到最大值，分别为4.75、5.10和5.08，此后土壤pH显著降低，而尿素+草酸钙500mg处理土壤pH则持续增加。至培养结束后，Control、尿素、尿素+草酸钙500mg、尿素+苹果酸钙500mg、尿素+柠檬酸钙500mg处理土壤pH分别为4.26、4.36、5.13、4.63和4.62。表明配施有机酸钙处理显著改善pH4.30红壤酸度。
pH5.88红壤，随着培养时间的延长，Control处理土壤pH无显著变化，尿素+草酸钙500mg处理土壤pH呈先升高后降低再升高的变化过程，而尿素、尿素+苹果酸钙500mg、尿素+柠檬酸钙500mg处理土壤pH均呈先增加后降低的变化趋势。处理后与Control相比，尿素、尿素+草酸钙500mg、尿素+苹果酸钙500mg和尿素+柠檬酸钙500mg处理土壤pH均显著升高，升高幅度分别为0.27、0.32、0.51和0.50个pH单位；随着培养时间的延长，尿素单施或配施有机酸钙500mg土壤pH均显著升高，至培养第1天尿素、尿素+草酸钙500mg、尿素+苹果酸钙500mg和尿素+柠檬酸钙500mg处理土壤pH达最大值，分别为6.22、6.32、6.82和6.72，均显著高于Control(pH5.65)。此后，单施尿素处理土壤pH显著降低，至培养结束降至5.08，显著低于不施肥的对照(5.63)，单施尿素处理红壤发生酸化；而尿素+苹果酸钙500mg和尿素+柠檬酸钙500mg处理在培养的第2至14天土壤pH显著降低，此后稳定在5.86-5.91之间；其中尿素+草酸钙500mg处理至培养第14天降到最低值(5.84)此后土壤pH显著升高，至培养结束达6.39，且显著高于其它处理。
尿素配施不同量柠檬酸钙500mg对pH4.30和pH5.88红壤pH的影响如图1所示。随着培养时间的延长，各添加量下土壤pH的变化过程与单施尿素处理相同均呈先增加后降低的变化趋势。pH4.30红壤处理后，与Control相比，尿素+柠檬酸钙500mg和尿素+柠檬酸钙500mg处理土壤pH无显著变化，而尿素+柠檬酸钙250mg处理土壤pH显著增加(4.32)，且与单施尿素处理无显著差异(4.39)。随培养时间的延长，添加柠檬酸钙处理土壤pH显著增加，其中尿素+柠檬酸钙250mg和尿素+柠檬酸钙500mg处理在培养第3天达到最大值，分别为4.95和5.08，而尿素+柠檬酸钙1000mg处理土壤pH在第5天达最大值5.43，此后各处理土壤pH随培养时间的增加均显著降低，至培养结束后尿素+柠檬酸钙250mg、尿素+柠檬酸钙500mg和尿素+柠檬酸钙1000mg处理土壤pH分别为4.54、4.62和4.92，显著高于不施肥(4.26)和单施尿素处理(4.36)。可见，在强酸性红壤上(pH4.30)，配施柠檬酸钙可以有效提高红壤pH、改善红壤酸度。
pH5.88红壤处理后，尿素+柠檬酸钙250mg、尿素+柠檬酸钙500mg和尿素+柠檬酸钙1000mg处理较Control土壤pH显著升高，升高幅度为0.43-0.50个pH单位；随着培养时间的延长，尿素+柠檬酸钙250mg和尿素+柠檬酸钙500mg处理在培养第1天达到最大值，分别为6.57和6.72，而尿素+柠檬酸钙1000mg处理至培养第3天达最大值7.09，至培养第35天尿素+柠檬酸钙250mg处理土壤pH降至5.50，显著低于不施肥的对照(5.63)，而尿素+柠檬酸钙500mg和尿素+柠檬酸钙1000mg处理土壤pH分别为5.88和6.49。
2、土壤无机氮的变化
添加尿素和有机酸盐对红壤氮转化过程的影响主要体现在土壤铵态氮(NH+ 4-N)和硝态氮(NO3--N+NO2--N)浓度的变化(如图2所示)。添加尿素后，pH4.30红壤NH+ 4-N含量显著增加，至培养第35天pH4.30红壤尿素+柠檬酸钙1000mg处理NH+ 4-N含量降至40.0mgNkg-1(降幅为76.6mgNkg-1)，其次为尿素+苹果酸钙500mg和尿素+柠檬酸钙500mg处理降至76.9和74.8mgNkg-1(降幅分别为52.3和54.6Nkg-1)、再次为尿素+草酸钙500mg和尿素+柠檬酸钙250mg处理降至91.7和98.9mgNkg-1(降幅分别为49.2和41.6mgNkg-1)，而以单施尿素处理降幅最小，仅为30.4mgNkg-1，至第35天土壤NH+ 4-N含量为114.1mgNkg-1。至培养第35天，Control、尿素、尿素+草酸钙500mg、尿素+苹果酸钙500mg、尿素+柠檬酸钙500mg、尿素+柠檬酸钙500mg和尿素+柠檬酸钙1000mg处理pH4.30红壤NO3--N+NO2--N含量分别为41.3、85.8、91.8、107.8、83.9、103.5和109.8mgNkg-1，较试验之初分别增加了22.1、67.6、75.7、93.3、65.7、86.8和92.0mgNkg-1。各处理土壤NO3--N+NO2--N含量均显著高于不施肥的对照，除尿素+柠檬酸钙250mg外配施有机酸钙均显著高于单施尿素处理。
pH5.88红壤，至培养结束后，Control、尿素、尿素+草酸钙500mg、尿素+苹果酸钙500mg、尿素+柠檬酸钙250mg、尿素+柠檬酸钙500mg和尿素+柠檬酸钙1000mg处理土壤NO3--N+NO2--N含量分别为102.2、264.5、251.5、242.7、259.5、241.5和206.6mgNkg-1，较试验之初分别增加了20.1、181.0、169.8、160.5、174.4、155.4和113.3mgNkg-1。各处理土壤NO3--N+NO2--N含量均显著高于不施肥的对照，且配施有机酸钙处理除尿素+柠檬酸钙250mg外，其它处理均显著低于单施尿素处理。
3、尿素与有机酸钙配施下后红壤CO2释放量
培养前期，由于CO2-C释放速率较高，各处理CO2-C累积释放量变化较大；而培养后期CO2-C释放速率降低，累积释放量变化较小(如图3所示)。至培养结束后，pH4.30红壤添加尿素和有机酸钙500mg处理CO2-C累积释放量均显著大于Control对照处理(20.3mgCkg-1)，且添加有机酸钙处理均显著大于单施尿素处理(48.3mgCkg-1)，尿素+草酸钙500mg、尿素+苹果酸钙500mg、尿素+柠檬酸钙250mg、尿素+柠檬酸钙500mg和尿素+柠檬酸钙1000mg处理分别221.5、162.2、115.9、172.7和275.3mgCkg-1，H+消耗量分别为18.5、13.5、9.7、14.4、22.9mmolH+kg-1，其中以尿素+草酸钙500mg和尿素+柠檬酸钙1000mg处理最大分别为单施尿素的4.6和5.7倍(如图3所示)。
对于pH5.88红壤，与不施肥的对照(48.1mgCkg-1)相比，添加尿素和有机酸钙处理CO2-C累积释放量均显著大于Control对照处理，且添加有机酸钙处理均显著大于单施尿素处理(84.1mgCkg-1)，尿素+草酸钙500mg、尿素+苹果酸钙500mg、尿素+柠檬酸钙250mg、尿素+柠檬酸钙500mg和尿素+柠檬酸钙1000mg处理分别256.4、145.8、132.0、169.7和248.0mgCkg-1，H+消耗量分别为21.4、12.2、11.0、14.1、20.7mmolH+kg-1，其中以尿素+草酸钙500mg和尿素+柠檬酸钙1000mg处理最大，均为单施尿素的3.0倍(如图3所示)。
综上所述，短期内添加三种有机酸钙均能有效缓解甚至改良pH4.30红壤酸化，而对于pH5.88红壤，添加150mg化学氮肥Nkg-1需配施草酸钙、柠檬酸钙或苹果酸钙500mgCkg-1，可有效防治化学氮肥引起的红壤酸化，其中以草酸钙效果最佳，与1000mgC柠檬酸钙处理效果相当。

Claims (5)

1.一种化学氮肥与有机酸盐配施防治红壤酸化的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、将化学氮肥与有机酸盐以1:1～7的比例进行混合，制成混合肥料；
S2、将混合肥料施于土壤表层，并与土壤充分混合即可。
2.如权利要求1所述的化学氮肥与有机酸盐配施防治红壤酸化的方法，其特征在于：所述步骤S2中，对土壤表层进行施加混合肥料时，每千克土壤施加400～1200mg混合肥料。
3.如权利要求1所述的化学氮肥与有机酸盐配施防治红壤酸化的方法，其特征在于：所述有机酸盐为草酸钙、柠檬酸钙、苹果酸钙中的一种或几种混合。
4.如权利要求1所述的化学氮肥与有机酸盐配施防治红壤酸化的方法，其特征在于：所述化学氮肥为铵态氮肥和/或硝态氮肥。
5.如权利要求4所述的化学氮肥与有机酸盐配施防治红壤酸化的方法，其特征在于：所述铵态氮肥为碳酸氢铵、硫酸铵、氯化铵、氨水、液氨中的一种或几种混合；硝态氮肥为硝酸钠、硝酸钙、硝酸铵中的一种或几种混合。
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