CN113424676A

CN113424676A - 一种采用钙质紫色沉积岩改良酸性紫色土的方法

Info

Publication number: CN113424676A
Application number: CN202110660965.3A
Authority: CN
Inventors: 李忠意; 曾小桐; 刘莉; 陈晶晶
Original assignee: Southwest University
Current assignee: Southwest University
Priority date: 2021-06-15
Filing date: 2021-06-15
Publication date: 2021-09-24

Abstract

本发明公开了一种采用钙质紫色沉积岩改良酸性紫色土的方法，涉及土壤改良技术领域。本发明方法包括在需要改良的酸化紫色土附近就近选择出露的钙质紫色沉积岩，挖取钙质紫色沉积岩并将其采用机械方式进行粉碎或让其物理风化破碎，按一定的用量比例单次或多次施入土壤，每亩用量为300~3000 kg，经过翻耕混匀后，达到逐渐提高土壤pH值，中和土壤酸度的目的。本发明通过将钙质紫色沉积岩破碎并就近施入需要改良的酸化紫色土，能够实现对酸性紫色土的改良的目的，具有成本低、效率高、便捷等特点。

Description

一种采用钙质紫色沉积岩改良酸性紫色土的方法

技术领域

本发明属于土壤改良技术领域，特别是涉及一种采用钙质紫色沉积岩改良酸性紫色土的方法。

背景技术

紫色土是由紫色沉积岩发育而成的幼年土壤，主要分布在我国西南地区的川中丘陵和川东平行岭谷，农耕地紫色土和紫色土性水稻土面积达10930万亩，占川渝地区耕地总面积的79.8 %，是川渝地区最为重要的农耕土壤，近几十年来，大部分紫色土已发生酸化，表现为中性和石灰性紫色土比例降低，酸性和强酸性紫色土比例增高。紫色土酸化导致了土壤盐基离子的损失、土壤酸缓冲性能的下降以及磷素的缺乏，增加了土壤中重金属活性和抑制作物生长，紫色土酸化已对西南地区的农业生产造成负面影响，因此，对酸性紫色土开展改良工作迫在眉睫。

目前，施用石灰是改良酸性土壤的传统措施，但长期施用石灰易造成土壤板结和土壤盐基离子含量不平衡，粉煤灰、碱渣、磷石膏和造纸废渣等碱性工业废弃物也可用于改良酸性土壤，但工业废弃物中的重金属又使土壤存在一定的环境风险，将农作物秸秆等有机物废物经过厌氧高温裂解制成的生物质炭富含碱性物质，也可用于酸性土壤改良，但生物质炭的加工制备耗能耗时，使用成本较高，此外，市场上也存在许多商品化的酸性土壤调理剂，但都价格不菲且效果不一，因此，急需寻找一种高效、廉价、便捷和环保的土壤改良剂用于酸性紫色土的改良。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用钙质紫色沉积岩改良酸性紫色土的方法，以解决了现有的问题：现有的酸性土壤改良剂成本高，效果差，且具有损伤土地的风险，需要一种高效、廉价、便捷和环保的土壤改良剂用于酸性紫色土的改良。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种采用钙质紫色沉积岩改良酸性紫色土的方法，方法包括：

S1、在需要改良的酸化紫色土附近选择出露的钙质紫色沉积岩；

S2、挖取钙质紫色沉积岩将其采用机械方式进行粉碎或让其物理风化破碎；

S3、按一定的用量单次或多次施入土壤，每亩用量为300~3000 kg；

S4、经过翻耕混匀后，达到逐渐提高土壤pH值，中和土壤酸度。

进一步地，S1中所述钙质紫色沉积岩为富含钙质的侏罗系蓬莱镇组（J₃p）、遂宁组（J₃sn）和沙溪庙组（J₂s）紫色泥岩。

进一步地，S1中所述钙质紫色沉积岩为三叠系至第四系的钙质紫色沉积岩。

进一步地，S2所述钙质紫色沉积岩破碎后的颗粒直径在0.5 mm-10 mm。

本发明具有以下有益效果：

本发明通过钙质紫色沉积岩破碎并均匀混合入就近需要改良的酸化紫色土内，能够中和酸性紫色土的酸度，完成对酸性紫色土的改良，具有成本低、效率高、便捷和高效等特点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明侏罗系沙溪庙组（J₂s）和侏罗系遂宁组（J₃sn）钙质紫色泥岩的XRD图谱示意图；

图2为本发明侏罗系沙溪庙组（J₂s）和侏罗系遂宁组（J₃sn）钙质紫色泥岩的pH值示意图；

图3为本发明侏罗系沙溪庙组（J₂s）和侏罗系遂宁组（J₃sn）钙质紫色泥岩的碳酸盐含量示意图；

图4为本发明加入不同量的侏罗系沙溪庙组（J₂s）钙质紫色泥岩培养80天后酸性紫色土的pH值示意图；

图5为本发明加入不同量的侏罗系沙溪庙组（J₂s）钙质紫色泥岩培养80天后酸性紫色土的交换性酸含量示意图；

图6为本发明加入不同量的侏罗系遂宁组（J₃sn）钙质紫色泥岩培养80天后酸性紫色土的pH值示意图；

图7为本发明加入不同量的侏罗系遂宁组（J₃sn）钙质紫色泥岩培养80天后酸性紫色土的交换性酸含量示意图。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

在重庆北碚和重庆潼南分别采集侏罗系沙溪庙组（J₂s）和侏罗系遂宁组（J₃sn）钙质紫色泥岩，风干后过2mm筛用于酸性紫色土的培养改良，采用X射线衍射法（XRD）测定了两种紫色沉积岩的矿物组成，采用电位法（土水比1:2.5）测定了两种沉积岩的pH值，采用量气法测定了两种紫色沉积岩的碳酸盐含量；

如图1所示，两种紫色沉积岩的矿物组成较为丰富，包括蒙脱石、白云母、钠长石和微斜长石等硅酸盐矿物，说明岩石的矿质元素含量丰富，此外，两种沉积岩的XRD图谱均有明显的碳酸钙衍射峰，说明两种岩石的钙质含量丰富；

进一步测得了两种沉积岩的pH值和碳酸盐含量；

如图2和图3所示，侏罗系沙溪庙组（J₂s）和侏罗系遂宁组（J₃sn）紫色泥岩的pH值分别为8.1和8.5，碳酸盐含量分别为56.2和140 g/kg。侏罗系遂宁组（J₃sn）紫色泥岩的pH值和碳酸盐含量高于侏罗系沙溪庙组（J₂s），所以，两种紫色泥岩均呈碱性且富含碳酸盐，因此可用以改良酸性土壤。

实施例2：

在实施例1的基础上公开了一种侏罗系沙溪庙组（J₂s）紫色泥岩对酸性紫色土改良的实验方法：

采用室内培养实验研究实施例1中侏罗系沙溪庙组（J₂s）紫色泥岩对酸性紫色土进行效果改良，酸性紫色土采自四川宜宾，为白垩系夹关组（K₂j）红紫色砂岩发育而成土壤，该土壤酸化程度较为严重，土壤pH值为5.0；

称取500 g过2 mm筛的酸化紫色土并按2%、5%和10%的比例加入紫色沉积岩，混匀后填装在土盆中，同时设置对照处理（CK）；

向土样中添加去离子水至土壤含水量为30%；放入恒温光照培养箱中进行培养，培养期间每隔3天将土盆取出称重并补充水分，以维持土壤含水量在30%左右；

在培养的第40天和第80天取部分土样，通过测定土样的pH值和交换性酸含量来判断改良效果，每个处理设置3次重复，所列数据为3次重复处理的平均值，

如图4所示，培养40天后不同处理土样的pH值分别为5.0（CK）、5.2（2%）、5.5（5%）和6.2（10%），培养80天后不同处理土样的pH值分别为4.8（CK）、4.9（2%）、5.3（5%）和6.3（10%）；

如图5所示，随着紫色泥岩用量的增加，培养40天后土样的交换性酸含量从2.09cmol/kg降低至0.35 cmol/kg，培养80天后对照处理和10%紫色泥岩添加量处理土样的交换性酸含量为2.89和0.70 cmol/kg；

可以看出，随着侏罗系沙溪庙组（J₂s）紫色泥岩在酸性紫色土中施用比例的增加，酸性紫色土的pH值逐渐升高，交换性酸含量逐渐降低，尽管随着培养时间的增长，部分处理土样有一定的返酸现象，但仍可明显地看出侏罗系沙溪庙组（J₂s）的钙质紫色泥岩对酸化紫色土有较好的改良效果。

实施例3：

施用侏罗系遂宁组（J₃sn）紫色泥岩对酸性紫色土酸度的改良效果：

采用与实施例2相同的室内培养方法研究实施例1中侏罗系遂宁组（J₃sn）紫色泥岩对酸性紫色土酸度的改良效果；

如图6所示，培养40天后不同处理土样的pH值分别为5.0（CK）、6.4（2%）、7.1（5%）和7.5（10%），培养80天后添加遂宁组（J₃sn）紫色泥岩处理的酸性紫色土pH值均大于7；

如图7所示，培养80天后，钙质紫色泥岩处理的酸性紫色土均不含交换性酸；

与实施例2类似，在酸性土壤中添加富含钙质的遂宁组（J₃sn）紫色泥岩可有效地提高酸性土壤pH值和降低土壤交换性酸含量，且遂宁组（J₃sn）紫色泥岩对酸性土壤的改良效果优于侏罗系沙溪庙组（J₂s）紫色泥岩，所以，侏罗系遂宁组（J₃sn）的紫色泥岩也可很好地用于酸性紫色土的改良。

实施例1、实施例2与实施例3的具体应用：

在需要改良的酸化紫色土附近就近（几百米到上百公里不等）选择出露的钙质紫色沉积岩，酸性紫色土主要是指由盐基不饱和紫色母岩发育而成的酸性紫色土和后天成土过程中酸化的紫色土，本发明中所述的酸性紫色土还包括pH小于6的紫色潮土和由紫色母岩发育而成的水稻土，钙质紫色沉积岩主要指的是侏罗系蓬莱镇组（J₃p）、遂宁组（J₃sn）和沙溪庙组（J₂s）等富含钙质的紫色泥岩，但并不限于上述三个地质时期的岩层，三叠系至第四系的钙质紫色沉积岩均可用于酸性紫色土的改良，钙质紫色沉积岩除指新鲜母岩外，还包括有一定物理化学风化程度，但仍富含钙质的岩石碎屑和石骨子等物质，钙质紫色沉积岩的选择可通过pH值测定和碳酸盐反应确定，挖取钙质紫色沉积岩将其采用机械方式进行粉碎或让其物理风化破碎，钙质紫色沉积岩破碎后的粒径在0.5~10 mm为宜，但不限于该粒径范围，钙质紫色沉积岩混入土壤后可改善酸化土壤板结的物理结构，增加土壤孔隙度和提高土壤容重，按一定的用量比例单次或多次施入土壤，钙质紫色沉积岩的用量大致为300~3000 kg/亩，但不限于该用量范围，实际用量需根据土壤酸度和紫色沉积岩碳酸钙含量综合确定，经过翻耕混匀后便可逐渐提高土壤pH值，达到改良土壤酸度的目的。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims

1.一种采用钙质紫色沉积岩改良酸性紫色土的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1、在需要改良的酸化紫色土附近就近选择出露的钙质紫色沉积岩；

S4、经过翻耕混匀后，达到逐渐提高土壤pH值，中和土壤酸度的目的。

2.根据权利要求1所述的一种采用钙质紫色沉积岩改良酸性紫色土的方法，其特征在于：S1中所述钙质紫色沉积岩为富含钙质的侏罗系蓬莱镇组（J₃p）、遂宁组（J₃sn）和沙溪庙组（J₂s）等富含钙质紫色泥页岩。

3.根据权利要求1所述的一种采用钙质紫色沉积岩改良酸性紫色土的方法，其特征在于：S1中所述钙质紫色沉积岩为三叠系至第四系的钙质紫色沉积岩。

4.根据权利要求1所述的一种采用钙质紫色沉积岩改良酸性紫色土的方法，其特征在于：S2所述钙质紫色沉积岩破碎后的颗粒直径在0.5 mm~10 mm。