天津设施（蔬菜）土壤酸化与次生盐渍化变化特征及成因分析

发布时间：2017-12-17 13:07

  本文关键词：天津设施（蔬菜）土壤酸化与次生盐渍化变化特征及成因分析

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【摘要】：天津市设施农业高速发展20年,大量设施农业得到建设。武清区设施土壤属于潮土,而宁河区的设施土壤属于盐化潮土。本文通过对宁河区和武清区不同种植年限设施土壤pH值与有机酸以及pH值、EC、含盐量与土壤容重、含水率、孔隙度、平均粒径、有机质、水解性氮、有效磷、速效钾、盐分离子等的研究,对宁河区和武清区设施土壤酸化和次生盐渍化特征及规律(耕层和音剖面)进行较全面和深入的分析。通过对武清区不同种植年限设施土壤中添加不同种类的盐分离子,研究及分析了不同盐分种类和浓度对设施土壤酸化、次生盐渍化的影响及贡献度。得到如下结论:(1)分析宁河区和武清区设施土壤理化性质得出,宁河区设施土壤的物理性质较露地土壤有所改善,而武清区设施土壤物理性质较露地土壤有所降低。宁河区设施土壤养分水平表现出18年5年露地,随种植深度的增加而减小;但水解性氮表现出5年18年露地,随种植深度的增加而减小。武清区土壤养分水平有机质和水解性氮表现出随种植年限的延长而增加,随种植深度的增加而减小;而有效磷和速效钾表现出随种植年限的延长而减小,随种植深度的增加而减小。宁河区设施土壤离子组成中NO_3~-和SO_42-含量较高,K~+、Ca~(2+)、Mg2-和Cl-含量相较露地有所提高。阴阳离子(除K~+)的含量表现为5年18年露地,随种植深度的增加而减小,而K~+含量表现为随种植年限的增加而升高,随种植深度的加深而减小。武清区设施土壤离子组成中Na~+、NO_3~-和SO_42-含量较高,K~+、Ca~(2+) Mg~(2+)和Cl-含量相较均有所提高。阴阳离子均表现出随种植年限的增加而减小,K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、Cl-、Na~+、HCO_3-和SO_42-7种离子表现出随种植深度的增加而减小,NO_3~-表现为随种植深度的增加而增大。(2)天津市宁河区和武清区设施土壤酸化的变化趋势不同。宁河区土壤酸化变化特征,表现为5年18年露地,随种植深度的增加而升高,而武清区表现出随种植年限的延长而减小,随种植深度的增加而增大。宁河区有机酸含量呈现出随种植年限的延长而增多,随土壤深度的增加而减少,但武清区有机酸含量随年限变化趋势不明显,呈现出随土壤深度的增加而减少。相关性分析表明有机酸是引起土壤酸化的原因之一。通过对土壤pH值与理化性质指标的相关性和偏相关性分析,得出宁河区设施土壤酸化正相关性较显著的因子是含水率、水解性氮和N03-,通过通径分析得出NO_3~-是对土壤酸化总贡献效应最显著的因子。武清区设施土壤酸化相关性较显著的因子是有效磷和速效钾,通过通径分析得出NO_3~-是对土壤酸化总贡献效应最显著的因子。(3)天津市宁河区和武清区土壤次生盐渍化变化趋势不同。宁河区土壤EC值与含盐量表现出5年18年露地,随种植深度的增加而减小,武清区土壤EC值与含盐量表现出种植年限的延长而下降,随种植深度的增加而减小。通过对EC和含盐量与理化性质指标的相关性和偏相关性分析,得出宁河区土壤次生盐渍化与容重、孔隙度、平均粒径、水解性氮、速效钾和盐分离子呈现相关性,通过通径分析得出理化性质指标均会加重土壤次生盐渍化污染程度,武清区土壤次生盐渍化与盐分离子呈现相关性,通过通径分析得出理化性质指标均会加重土壤次生盐渍化污染程度。(4)宁河区和武清区设施土壤pH值和EC、含盐量的相关性分析均得出土壤酸化与次生盐渍化变化趋势相同,两者相伴发生,影响因子相同。宁河区通过聚类分析,将指标分为三大类,Ⅰ类主要反映土壤中含量较低、较为基本的理化性质指标,是引起土壤酸化与次生盐渍化的次要指标,Ⅱ类主要反映非土壤本底值中含量较高的指标,是引起土壤酸化与次生盐渍化的主要指标,Ⅲ类主要反映土壤本底值中含量较高的指标,是不会引起土壤酸化和次生盐渍化的指标。通过主成分分析得出,主成分1是土壤粒径中离子含量,主成分2是土壤基本理化性质,主成分3是土壤含水率而武清区聚类分析,将指标分为三大类,Ⅰ类主要反映对土壤酸化和次生盐渍化有一定贡献的指标,是引起土壤酸化和次生盐渍化的次要指标,Ⅱ类主要反映土壤的含量较低、较为基本,是不会引起土壤酸化和次生盐渍化的理化性质指标,Ⅲ类主要反映非土壤本底值中含量较高的指标,引起土壤酸化和次生盐渍化的主要指标。通过主成分分析得出,主成分1是土壤中大量元素和阴阳离子,主成分2是土壤基本理化性质,主成分3是土壤有机质、含水率。(5)加入不同种类和浓度的盐分离子后,4年设施土壤中Ca~(2+)、Mg~(2+)含量呈上升趋势,其他离子含量降低,而12年设施土壤中Ca~(2+)、Mg~(2+)和Na~+含量上升,其他离子含量降低,说明盐分的添加会增加阳离子Ca~(2+)、Mg~(2+)和Na~+的含量,但会降低阴离子的含量。盐分离子会使种植4年和12年设施土壤发生酸化,致酸效果最显著的盐是(NH4)2SO_4。盐分离子会使种植4年和12年设施土壤发生次生盐渍化,会使土壤含盐量显著升高的盐,包括CaCl_2、NH4HCO_3、K2SO_4。通过阳离子对pH值和含盐量的影响分析,与不同阴离子结合后,阳离子对土壤pH值和含盐量的影响有所不同。通过阴离子对pH值和含盐量的分析,与不同阳离子结合后,阴离子对土壤pH值和含盐量的影响有所不同。通过对种植4年和12年设施土壤进行聚类分析结果表明,NO_3~-和SO_42-是引起土壤酸化和次生盐渍化的主要指标,Ca~(2+)、K~+和Mg~(2+)是引起土壤酸化与次生盐渍化的次要指标。
【学位授予单位】：天津师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S156

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本文编号：1300193