孙静 王殿宏 马建辉 安建强 吴永权 黄阳阳

摘 要：土壤是人类基本的生产资料。土壤资源的质量直接关系着种植业生产建设和发展。石灰性土壤保存着丰富的营养元素，但CaCO3长久障碍种植业生产利用这些土壤营养元素，已成重大疑难问题。

关键词：柠檬酸;种植业生产;土壤营养元素;生产资料;生产利用;CaCo3

一、土壤循环营养元素的有效规律

（一）降低土壤pH值，增加一些营养元素有效性

土壤胶体从土壤溶液中吸附一些营养元素离子，并随着土壤溶液pH值升高而增多。所以，降低土壤溶液pH值，减少土壤胶体对一些营养元素离子的吸附力，可增加一些营养元素的有效性。

（二）气体对营养元素氧化还原作用

1.O2对营养元素氧化还原作用。（1）O2对铁的氧化作用。土壤中的O2将铁氧化成为氧化离子，不能供植物根系吸收利用。Fe2+是土壤溶液pH值6.5时的还原离子，充分溶解于土壤溶液中，可供植物根系吸收利用。但O2使Fe2+还原离子氧化成Fe3+氧化离子，很难溶于土壤溶液中，故植物根系不能吸收利用。（2）O2对锰的氧化作用。土壤中锰的固定。Mn2+是土壤溶液pH值6.5时的还原离子，充分溶解于土壤溶液中，可供植物根系吸收利用。Mn3+土壤溶液CaCO3处于碱性时，O2氧化Mn2+还原离子为Mn3+氧化离子，很难溶于土壤溶液中，植物根系难以吸收利用。（3）O2对锌的氧化作用。土壤中锌的固定。土壤中的氧随土壤溶液pH升高而增多。酸性土壤中的O2少，Zn2+为还原离子，充分溶解于土壤溶液中，可供植物根系吸收利用。石灰性土壤中的锌多呈Zn（OH）2而沉淀出土壤溶液，不能为植物根系吸收利用。（4）O2对铜的氧化作用。铜在土壤中的形态，多以水溶性盐状态。土壤溶液pH值为4.5时，铜以Cu2+还原离子转移到土壤溶液中，可供植物根系吸收利用。当土壤溶液pH值大于4.5时多以氢氧化铜、硫酸铜沉淀。

2.CO2对营养元素的还原作用。CO2溶于土壤溶液中，使土壤溶液形成了碳酸盐——重碳酸盐的缓冲体系。土壤中的CO2与水成为H2CO3，降低了土壤溶液pH值，使CaCO3释放出被CaCO3固定的难溶性营养元素，可供植物根系吸收利用。

（三）硼在土壤中的形态和转化

土壤中的硼是以钙的少溶性化合物状态而存在的。CaCO3的含量决定水溶性硼的含量。土壤溶液增加酸性，降低pH值，提高CaCO3的溶解性，被CaCO3固定的硼就成为水溶性硼，可供植物根系吸收利用。土壤溶液CaCO3为4.7～6.7时，水溶性硼最多。

（四）柠檬酸保存和增加营养元素的作用机理

1.柠檬酸的产生。土壤有机质、施入土壤的有机肥、植物根系分泌物都含有柠檬酸。微生物在有氧存在下，氧化糖也产生柠檬酸。柠檬酸是一种由C、H、O元素组成具有羧基和羟官能团的有机化合物，是容易溶于水的白色胶状无定形物质。

2.作用机理。（1）吸附NH4+离子和K+离子。柠檬酸以羧基吸附NH4+离子和K+离子。（2）活化土壤中的磷。2%柠檬酸水溶液可使CaHPO4、MgHPO4溶于土壤溶液，可供植物吸收利用。（3）络合微量元素金属离子。柠檬酸羧基与土壤溶液中的Fe2+、Zn2+、Mn2+、Cu2+等金属离子形成络合物，可供植物根系吸收利用。

二、施用柠檬酸的作用

施用柠檬酸可使活化土壤中被CaCO3固定的营养元素，降低种植业生产成本，增加土壤团粒结构，改善土壤生态环境，是种植业获得持续优质高差的新举措。据多年的实验经验，一般在种植植物生长发育关键期冲施2～3次柠檬酸水溶液，可减少10%～20%化肥投入，增产15%～30%。柠檬酸地冲施，增加种植业产品（糖）经氧化可产生更多的柠檬酸，是取之不尽、用之不竭的可再生资源。

三、具体施用方法

柠檬酸一般采用冲施，每亩每次冲施50kg柠檬酸水溶液，随后进行小水灌溉。柠檬酸用量占总溶液量的2%左右，具体用量要根据冲施目的和所需的pH值而定，提高铜、硼、锌、锰、铁的有效性，最佳pH值依次为4.5、4.7～6.7、6.0、6.5、6.5，同时需要提高多种营养元素有效性，按需要其中营养元素最多的pH值调控。对于土壤缺少某种营养元素或优质高产需要多施的营养元素（碱性营养元素除外），可将其投入柠檬酸水溶液中，一起进行冲施。

参考文獻：

[1]郑超，彭辉婷，杨杰文，钟来元.纳米氧化铁催化柠檬酸还原Cr（Ⅵ）及其土壤环境意义[J].环境化学，2016，35（11）：2370-2376.

[2]汪楠楠，胡珊，吴丹，王友保.柠檬酸和EDTA对铜污染土壤环境中吊兰生长的影响[J].生态学报，2013，33（02）：631-639.