模拟酸雨对太湖地区主要水稻土土壤pH及植物生长的影响成杰民 潘根兴 仓 龙 杨建军 王敬海(南京农业大学资源与环境科学学院,南京210095)E ffect of simulation acid rain on plant and pH of paddy soils in T aihu areaCheng Jiemin ,Pan G enxing ,Cang Long ,Y ang Jianjun and Wang Jinghai(C ollege of Res ources and Environmental Sciences ,Nanjing Agric Univ ,Nanjing 210095)太湖地区是我国高强度经济开发地区,工业化、城镇化进程日益加快,环境污染不断加剧[1,2]。
由此引起土壤环境质量强烈地变化。
笔者对太湖地区土壤环境质量研究证明,近10年来,该地区水稻土中重金属元素活性升高伴随着土壤酸化[3]。
本文试图以缓冲能力不同的太湖地区两种典型的水稻土(乌泥土和白土)为供试土壤,以一年生意大利黑麦草(Loliun multiflorum )为供试作物,配制不同pH 值的模拟酸雨为灌溉水。
在盆栽条件下,多次刈割鲜草,通过对产草量、土壤样品的化学分析,研究模拟酸雨长期作用对土壤pH 值及植物生长的影响,为太湖地区农业可持续发展提供科学的依据。
1 材料与方法111 供试土壤 供试土壤采自太湖地区吴县市具有代表性的水稻土(白土、乌泥土)耕层(0～15cm ),基本性质列于表1。
表1 供试土壤的基本农化性质T able 1 B asic properties of soils studied土壤类型S oilpH 值(H 2O )有机质/g ・kg -1OM 全N/g ・kg -1T otal N 速效P/mg ・kg -1Available P 速效K /mg ・kg -1Available K 全Cu/mg ・kg -1T otal Cu 全Zn/mg ・kg -1T otal Zn 全Pb/mg ・kg -1T otal Pb 白土Bleached soil 乌泥土Paleo 2gley soil419461132019251611621144811571444013950198281952715043180691822816330107112 生物试验每盆装土3kg ,1998年11月5日播种多年生黑麦草,播前每盆加尿素11043g ,磷酸氢二钾1100g ,苗出齐后间苗,每盆留30棵。
用两种土壤(白土、乌泥土),各设4个处理:以pH 516的模拟酸雨浇灌的为对照,和pH 值为410,310,210的模拟酸雨浇灌的处理,3次重复。
整个试验过程中,黑麦草生长所需水分按各处理用模拟酸雨浇灌。
其配制方法见文献[4]。
收稿日期:1999Ο11Ο03 南京农业大学学报 2000,23(2):116～118Journal o f Nanjing Agricultural Univer sity113 分析方法土壤农化性质的测定:参照文献[5];土壤中Cu 的测定:用王水Ο高氯酸消解,原子吸收分光光度法测定Ξ;植株中Cu 的测定:采用干灰化Ο湿消化结合,原子吸收分光光度法测定3。
2 结果与讨论211 模拟酸化对黑麦草产量的影响 1998年11月至1999年6月黑麦草生长期间,分别在1999年的2月、4月和6月分三次刈割鲜草。
分别统计两种供试土壤上各处理的干草平均产量,以对照为基数的相对产量列于表2。
表2 盆栽黑麦草地上部生物量及相对产量T able 2 E ffect of acid rain on the yield of rye grass in greenhouse experiment乌泥土Paleo 2gley soil对照CK处理1Treatmen 1处理2Treatmen 2处理3Treatmen 3白土Bleached soil对照CK处理1Treatmen 1处理2Treatmen 2处理3Treatmen 3第一茬First reaping 每盆产量/g Y ield per bowl 1172cB 2155bA 2150bA 2178aA 1180bB 2105bB 2150aA 2153aA 相对值/%Relative yield 100150145162100114139141第二茬Second reaping 每盆产量/g Y ield per bowl 3156aA 3159aA 3187aA 3147aA 3144bB 3163bB 4114aA 3131bB 相对值/%Relative yield 10010110997151001061209612第三茬Third reaping每盆产量/g Y ield per bowl 2107aA 1170bA 2101aA 1160bA 1183aA 1140bB 1150bB 0149cC 相对值/%Relative yield100821197117713100761582102168 3多重比较采用Duncan πs 法。
小写字母代表0105显著水平,大写字母代表0101显著水平,处理之间有相同字母者差异不显著。
3The com parison between different treatments uses ‘Duncan πs ’.The small letter indicates 0105remarkableness and the capital letter indicates 0101re 2markableness.The same letters in different treatments show no remarkableness.结果表明:(1)模拟酸化对干草产量的影响在各割次中有所不同。
两种供试土壤与对照相比,各处理的相对产量均为:第一茬处理明显高于对照,且随处理pH 值的降低产量增高,说明模拟酸雨对产量有正效应,与王力军[6]等的研究结果吻合;第二茬两种土壤上各处理与对照之间差异均不显著,当处理pH 等于210时,产量略有下降;第三茬则与第一茬的趋势相反,处理显著低于对照,且随处理pH 值的降低,表明土壤酸化对产量有负效应。
(2)模拟酸化对两种供试土壤上黑麦草产量的影响强度有所差异。
对缓冲能力较弱的白土影响强度较大。
如白土上黑麦草相对产量第一茬按处理顺序依次为pH 410(114%),pH 310(139%)和pH 210(141%),随pH 值下降而递增;第三茬按处理顺序依次为7615%,8210%和2618%,表现出随pH 值下降而递减的趋势。
而在乌泥土上则差异不明显。
212 模拟酸化对土壤pH 值的影响在模拟酸雨长期作用下,各茬收获后的土壤pH 值(表3)随收割茬次的增加有所下降,对照的降幅小于处理,处理间降幅随处理pH 值的降低而增大,至第三茬收割时,白土的pH 值已降至4158～4118,与原土(pH 4194)相比分别下降0146～0176个pH 单位,而乌泥土降至5126～4160,与原土(pH 6113)相比分别下降0187～1153个pH 单位,乌泥土的降幅高于白土。
这是土壤原pH 值不同所致[7]。
・711・第2期 成杰民等:模拟酸雨对太湖地区主要水稻土土壤pH 及植物生长的影响Ξ环境监测分析方法编写组1环境监测分析方法1城乡环境保护部环境保护局,1983.300～302表3 种植三茬后土壤pH 值T able 3 Soil pH after three crops乌泥土Paleo 2gley soil对照CK处理1Treatmen 1处理2Treatmen 2处理3Treatmen 3白土Bleached soil对照CK处理1Treatmen 1处理2Treatmen 2处理3Treatmen 3第一茬First reaping 61035191517351214191419141834158第二茬Second reaping 51715170515351004178417641674126第三茬Third reaping51265126512641604158415641504118参考文献1 陈家其1长江三角洲区域发展与人口、资源、环境1中国人口资源与环境,1994,4(4):29～232 蒋定安,成杰民1近10年来宜兴市水稻土表层土壤pH 及B 、Cu 、Zn 、Mn 有效态含量的变化1南京农业大学学报,1997,20(4):111～1133 赵其国1从现代土壤学看江苏农业持续发展中的问题1土壤,1996,(4):169～1754 汪雅各,盛沛麟,袁大伟1模拟酸雨对土壤金属离子的淋溶和植物有效性影响。
环境科学,1988,9(2):22～265 史瑞和,鲍士旦主编1土壤农化分析(第二版)1北京:农业出版社,1992.29～1866 王力军,青长乐,牟树森1模拟酸雨对土壤化学及蔬菜生长的影响1农业环境保护,1993,12(1):17～207 潘根兴,冉玮1中国大气酸沉降与土壤酸化问题1热带亚热带土壤科学,1994,3(4):243～252(责任编辑 张耀栋 是雅蓓)・811・ 南 京 农 业 大 学 学 报 第23卷。