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为了从根本上解决由于长期大量和不合理使用化肥导致的土壤酸化以及由此产生的土壤重金属Cd、Pb活性增强与污染加剧的问题,本研究首次推出“以肥治酸”的方法,即施用介质pH值高的长效缓释复合肥(简称碱性肥料),在供给作物必需的营养元素的同时,利用其自身的碱性改良土壤酸性,达到既施肥又改土的效果,以期从根本上解决土壤酸化问题同时治理土壤重金属污染。为了在农业生产实践中推广应用碱性肥料并发挥其供肥与抑酸改土、钝化重金属的功能,本文采用室内培养试验、盆栽试验及大田试验相结合的方法,系统而深入的开展了碱性长效肥对土壤pH值、土壤交换性酸、土壤Cd和Pb活性,对香蕉(Musa paradisiaca)和韭菜(Allium porrum L.leek)生长及其产量效应影响的研究,系统评价碱性肥料抑酸改土、营养作物的效果和机理,为碱性长效肥代替常规化肥提供可靠的理论依据。主要研究结果如下:(1)在室内培养试验、盆栽试验及大田试验条件下,碱性肥料处理的土壤pH值较常规肥料处理的分别提高了0.1~0.7、1.4~2.2、0.0~1.9个单位;土壤pH值随着碱性肥料施用量的增加而增大;与碱性肥料配施尿素处理相比,单独施用碱性肥料的土壤pH值较其配施尿素处理的提高了0.2~0.3个单位。(2)在室内培养条件下,碱性肥料处理的土壤交换性酸总量、交换性H+和交换性Al3+较常规肥料处理的分别降低了18.3%~55.3%、35.1%~92.5%和19.2%~67.0%,土壤交换性酸随碱性肥料用量的增加而减少。碱性肥料在盆栽和大田条件下均能明显降低土壤交换性酸,在盆栽条件下的效果更加明显。盆栽条件下碱性肥料处理的土壤交换性酸总量、交换性H+和交换性Al3+分别是常规肥料处理的21.5%、16.5%和27.4%,大田条件下分别是常规处理的45.0%、53.2%和41.6%。单独施用碱性肥料降低土壤交换性酸的效果比其与尿素配合施用的效果好,单施时比配施尿素处理土壤交换性酸总量、交换性H+、交换性Al3+分别降低了33.9%~41.6%、28.4%~21.8%、38.9%~46.7%。(3)在室内培养条件下,碱性肥料能够明显抑制土壤有效Cd、有效Pb活性,比常规肥料处理的分别降低了12.8%~31.8%、2.6%~6.2%,且碱性肥料对土壤Cd、Pb活性的抑制效果随着碱性肥料施用量的增加而增大。韭菜生长期,碱性肥料不仅能明显降低土壤有效Cd含量,而且能显著降低韭菜体内Cd的累积量。与常规肥料相比,碱性肥料处理土壤有效Cd含量降低了17.9%~27.4%,韭菜地上部、地下部及整株Cd的累积量分别减少了86.4%~95.1%、82.3%~96.8%和86.2%~95.1%。尽管韭菜Cd累积量随着土壤Cd污染程度的加重而增加,但是与常规肥料相比,施用碱性肥料均能显著降低韭菜Cd的累积量。(4)碱性肥料能够改变土壤Cd、Pb的形态比例,与常规肥料相比,碱性肥料能够明显降低弱酸提取态Cd、Pb的比例,分别降低了5.8~9.1个百分点和0.7~1.6个百分点,而提高了残渣态Cd、Pb的比例,分别提高了9.0~20.3个百分点和3.6~5.7个百分点。高量碱性肥料处理的弱酸提取态Cd、Pb比例比低量处理的分别降低了2.9~9.1个百分点和1.8~9.5个百分点,而残渣态Cd、Pb的比例分别提高了11.3~12.6个百分点和5.8~15.2个百分点。(5)土壤弱酸提取态Cd、Pb的比例与土壤pH值呈显著负相关,与土壤交换性酸总量、交换性Al3+呈显著正相关。碱性肥料能够通过提高土壤pH值,降低土壤潜性酸来改变土壤Cd、Pb形态比例,从而达到钝化Cd、Pb生物有效性的目的。土壤pH值与土壤有效Cd含量、韭菜Cd累积量呈极显著负相关,土壤pH值越高,土壤Cd活性越低,韭菜对Cd的吸收累积量越少。碱性肥料能明显抑制Cd由韭菜地下部向地上部的转移,降低韭菜对Cd的富集,从而降低韭菜的Cd污染及其毒害作用。(6)碱性肥料能够替代常规肥料满足香蕉、韭菜对养分的需求,促进香蕉、韭菜生长,提高其产量。碱性肥料处理的香蕉单株产量比常规肥料处理的增加了8.8 kg,韭菜干、鲜重分别提高了57.0%、70.2%。碱性肥料在提高香蕉产量的同时,果轴干物质量比常规肥料处理的增加了24.9%,果梳重提高了21.7%~73.9%,单果重增加了42.5%。与单独施用碱性肥料相比,碱性肥料配施尿素后不利于香蕉果实、果轴干物质量的累积。施用碱性肥料较常规肥料的香蕉产期缩短了1.5个月,香蕉果实还原性Vc含量、糖酸比和可食率分别增加15.9%、34.6%和6.8%。然而,碱性肥料配施尿素的香蕉果实品质随着尿素配施量的增加而下降。(7)碱性肥料能够替代常规肥料为香蕉提供足够的氮素养分,满足香蕉生育期根、茎、叶的氮素营养。碱性肥料较常规肥料能够显著提高收获期香蕉叶片氮素的累积量,促进氮素向香蕉叶片及果穗转移,叶片及果穗氮素分配率分别比常规肥料处理的提高了5.6%和15.3%。与配施尿素处理相比,单独施用碱性肥料能显著提高香蕉叶片氮素的累积量,促进氮素向香蕉叶片和果穗的转移,提高叶片及果穗的氮素分配率。碱性肥料处理的香蕉氮肥利用率比常规肥料处理的提高了33.7%。单独施用碱性肥料不会造成氮素的损失,而碱性肥料与尿素混配使用将会造成氮素损失,且随着配施尿素用量的增加而增大。