張思文，楊文浩，童 靈，張 雪，蘇 達(dá)，王 正，李學(xué)賢，吳良泉*

（1.福建農(nóng)林大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，福建 福州 350002；2.福建農(nóng)林大學(xué)國(guó)際鎂營(yíng)養(yǎng)研究所，福建 福州 350002；3.福建農(nóng)林大學(xué)作物科學(xué)學(xué)院，福建 福州 350002；4.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，北京 100193）

鎂是作物生長(zhǎng)的必需中量元素，是構(gòu)成作物體內(nèi)葉綠素的主要成分之一［1］，能參與光合作用、碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)以及核酸的合成，缺鎂導(dǎo)致作物葉脈間失綠，光合作用受阻，影響儲(chǔ)藏于組織間的淀粉含量，對(duì)作物產(chǎn)量和品質(zhì)有重要的影響［2-4］。作物所需的鎂主要來(lái)源于土壤［5］，土壤鎂的吸附-解吸作用表征了土壤對(duì)鎂的緩沖和供鎂能力［6］，決定了植物由土壤中吸收鎂的量和土壤可承受的最大外源鎂的量，影響吸附-解吸特性的因素有很多，例如pH值、有機(jī)質(zhì)含量、顆粒組成、陽(yáng)離子交換量等［7-8］，其中pH是影響土壤吸附-解吸特性的主要因素之一［9］。在低pH條件下，溶液中的金屬離子呈陽(yáng)離子狀態(tài)，由于H+濃度較高，所以對(duì)金屬離子的吸附效果較差［10］。隨著pH的升高，土壤對(duì)鎂的吸附能力增強(qiáng)［11］，土壤pH與交換性鎂存在相關(guān)性，土壤酸化導(dǎo)致土壤有效鎂的含量降低［12］，而土壤對(duì)鎂的吸附-解吸作用直接影響土壤鎂的供應(yīng)水平［13］，因此，研究土壤鎂的吸附-解吸特性及其影響因素對(duì)酸性土壤鎂肥施用具有重要意義。

我國(guó)土壤有效鎂含量基本上呈現(xiàn)北高南低的趨勢(shì)，其中，有54%的土壤鎂含量偏低，需要施用鎂肥，并主要分布在南方酸性土壤區(qū)域［14-15］。酸性土壤施用石灰是改良土壤酸化的傳統(tǒng)有效措施。土壤中施用石灰可以調(diào)節(jié)土壤酸堿度，提高土壤pH以及Ca、Mg的有效性，同時(shí)降低Al、Mn的毒害作用［16-19］。也有不少研究表明，過(guò)量施用石灰不但影響土壤結(jié)構(gòu)，還會(huì)使土壤中鉀、鈣、鎂等營(yíng)養(yǎng)元素出現(xiàn)失衡，從而導(dǎo)致作物減產(chǎn)［20-21］。目前石灰施用在吸附-解吸研究方面，主要集中在Cd、Zn以及Se等方面的研究［22-24］。汪洪等［25］研究表明，添加碳酸鈣可以增加土壤對(duì)Cd的吸附能力，主要因?yàn)樘妓徕}使土壤pH提高，土壤表面負(fù)電荷增加，從而使土壤對(duì)Cd的親和力增強(qiáng)，另外石灰的添加還有利于CdOH+的存在而提高Cd的吸附量。錢金紅等［26］研究表明，石灰的施用一方面可以通過(guò)石灰本身影響Zn的吸附-解吸特性，另一方面通過(guò)與pH、有機(jī)質(zhì)、黏粒等土壤其他因素結(jié)合產(chǎn)生間接作用，其中起主要作用的影響因子是土壤pH。由于高投入高產(chǎn)出的經(jīng)營(yíng)方式，平和琯溪蜜柚產(chǎn)區(qū)化肥用量逐年增加，果園土壤pH呈現(xiàn)不斷下降的趨勢(shì)，蜜柚果園土壤pH從1980年到2010年下降1.39個(gè)單位，且高達(dá)90%土樣pH值低于適宜蜜柚生長(zhǎng)的下限值（pH=5.5），蜜柚園土壤酸化嚴(yán)重［27-28］。酸性土壤條件下，蜜柚出現(xiàn)鎂營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)不足［29］，林鋒［30］研究表明，高達(dá)77%的土壤樣品交換性鎂低于適宜值（80 mg·kg-1）。然而在酸性土壤條件下對(duì)鎂的吸附-解吸特性研究較少，且對(duì)酸化土壤施用石灰后對(duì)鎂的吸附-解吸作用影響也尚未可知。因此，本試驗(yàn)通過(guò)對(duì)土壤培養(yǎng)試驗(yàn)的土壤以及平和縣琯溪蜜柚果園酸性土壤施用石灰后不同土層土壤進(jìn)行鎂的吸附-解吸特性研究，旨在為減少果園酸性土壤鎂的淋洗、提高土壤鎂的儲(chǔ)藏量與供應(yīng)能力以及合理施用石灰改善土壤鎂營(yíng)養(yǎng)狀況提供理論與實(shí)踐依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究地區(qū)是位于福建省漳州市西南部平和縣（24°02′～24°35′N，116°54′～117°31′E）。該地區(qū)地處南亞熱帶，屬南亞熱帶季風(fēng)氣候，全年平均氣溫21.2℃，無(wú)霜期318.3 d，年降水量1696.3 mm，但降水不均衡，干濕季明顯，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)氣候條件優(yōu)異，土壤以水稻土、磚紅壤、紅壤為主。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1 土壤培養(yǎng)試驗(yàn)

土壤培養(yǎng)試驗(yàn)于2018年2月20日在福建農(nóng)林大學(xué)國(guó)際鎂營(yíng)養(yǎng)研究所進(jìn)行。供試土壤采自福建省平和縣蜜柚果園土壤，質(zhì)地為砂質(zhì)壤土，基本理化性質(zhì)見表1。試驗(yàn)供試石灰為化學(xué)純碳酸鈣（CaCO3，95%），根據(jù)氫氧化鈣滴定法［31］確定石灰用量梯度，共設(shè)4個(gè)石灰梯度，分別為0 g·kg-1（C0）、0.9 g·kg-1（C1）、1.8 g·kg-1（C2）、3.6 g·kg-1（C3），并 將 土 壤放置恒溫恒濕箱（Bulepard）進(jìn)行3個(gè)月培養(yǎng)后取樣，培養(yǎng)期間保持土壤質(zhì)量含水量為25%，溫度為25℃。

1.2.2 果園石灰改良試驗(yàn)

果園石灰改良試驗(yàn)于2017年11月至2019年10月在福建省漳州市平和縣小溪鎮(zhèn)蜜柚產(chǎn)區(qū)進(jìn)行。試驗(yàn)設(shè)置2個(gè)處理，分別為不施用石灰（NL）和施用石灰（L），根據(jù)氫氧化鈣滴定法［31］確定果園石灰用量為4 t·hm-2（相當(dāng)于1.8 g·kg-1用量），每棵樹用量為1 kg CaCO3，每個(gè)處理設(shè)置4個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)選擇樹勢(shì)一致、無(wú)病蟲害、結(jié)果正常的蜜柚樹2棵。施用時(shí)間為2018年6月5日，采用表面環(huán)施樹冠滴水線處一圈。果園土壤與培養(yǎng)試驗(yàn)的土壤類型一致，基本理化性質(zhì)見表1，取樣時(shí)間為2019年6月5日（施用石灰后1年），對(duì)未施用石灰和施用石灰兩個(gè)處理土壤進(jìn)行取樣，并將其分為0～10 cm（NL1，L1）、10～20 cm（NL2，L2）與20～40 cm（NL3，L3）土層土壤。

表1 供試土壤基本理化性質(zhì)

1.3 試驗(yàn)方法

供試土壤樣品為果園石灰改良試驗(yàn)與石灰梯度土壤培養(yǎng)試驗(yàn)所采集的土壤樣品，將采集的土壤樣品進(jìn)行自然風(fēng)干，用“四分法”分選并挑揀雜物后研磨，過(guò)2 mm篩，裝袋用于相關(guān)理化指標(biāo)［31］及土壤對(duì)鎂的吸附-解吸試驗(yàn)［12］。

1.3.1 土壤基本理化性質(zhì)測(cè)定

土壤理化性質(zhì)指標(biāo)測(cè)定均參考鮑士旦的文獻(xiàn)［31］，具體測(cè)定方法：土壤pH值采用電極電位法測(cè)定（水土比2.5∶1）；有機(jī)質(zhì)（OM）采用重鉻酸鉀溶液滴定法測(cè)定；土壤交換性酸（EA）和交換性鋁（Ex.Al3+）采用1 mol·L-1氯化鉀交換-中和滴定法測(cè)定；交換性鈣鎂（Ex.Ca2+、Ex.Mg2+）采用乙酸銨交換法；交換性鹽基離子（EB）用乙酸銨震蕩浸提法；有效陽(yáng)離子交換量（CEC）=EA+EB；鹽基飽和度（BS）根據(jù)以下計(jì)算公式獲得：BS=EB/CEC×100%。

1.3.2 土壤對(duì)鎂的等溫吸附試驗(yàn)

準(zhǔn)確稱取2.00 g土樣7份，于50 mL塑料離心管中，按1∶20的土液比，以0.02 mol·L-1NaNO3溶液作為支持電解質(zhì)，分別加入Mg2+的濃度為0、20、40、80、120、160和200 mg·L-1的MgSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液［11］，以振蕩頻率為160 r·min-1振蕩2 h后，放入恒溫箱（25℃）中培育22 h［9］，取出離心管，用離心機(jī)以轉(zhuǎn)速為4000 r·min-1離心5 min，過(guò)濾（0.45 mm）后吸取10 mL溶液用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（ICP-OES）測(cè)定待測(cè)液鎂濃度。根據(jù)加入外源鎂的濃度以及平衡液鎂濃度計(jì)算土壤對(duì)鎂的吸附量，然后用吸附量與平衡液鎂濃度作Langmuir吸附等溫曲線。

式中，Qe為吸附量（mg·kg-1）；V為初始溶液體積（mL）；m為烘干土重（g）；Ci為初始液濃度（mg·L-1）；Ce為平衡液濃度（mg·L-1）。

式中，Kd為吸附分配系數(shù)（kg·L-1）；Qe和Ce同上。

該試驗(yàn)用于模擬的Langmuir等溫吸附方程式［22］為：

式中，Qmax為土壤對(duì)鎂離子的最大吸附量（mg·kg-1）；K為吸附常數(shù)（L·mg-1）；Qe和Ce同上。

1.3.3 土壤對(duì)鎂的解吸試驗(yàn)

去除已經(jīng)完成吸附試驗(yàn)的離心管中的上清液，然后往離心管土樣中加入0.02 mol·L-1NaNO3溶液20 mL，以振蕩速率為160 r·min-1振蕩2 h后，放入恒溫箱（25℃）中培養(yǎng)22 h，取出離心管，用離心機(jī)以轉(zhuǎn)速為4000 r·min-1離心5 min，過(guò)濾（0.45 mm）后吸取10 mL溶液用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（ICP-OES）測(cè)定待測(cè)液鎂濃度，得到土壤鎂的解吸量［23］。

式中，Qd為解吸量（mg·kg-1），RMg為鎂離子在土壤中的解吸率（%）；Cd為解吸液濃度；Vd為加入解吸液的體積（mL）。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2016軟件進(jìn)行計(jì)算處理，SPSS 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，用Duncan法檢驗(yàn)差異顯著性；并用Origin 8.5軟件對(duì)Langmuir等溫吸附方程進(jìn)行擬合以及繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 施用石灰對(duì)酸性土壤理化性質(zhì)的影響

酸性土壤上施用石灰，不僅可以中和土壤酸度，改善土壤的物理性質(zhì)，還能影響土壤交換性鈣、交換性鎂的含量（表2）。土壤培養(yǎng)試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著石灰用量（C0～C3）的增加，土壤pH、鹽基飽和度、交換性鈣和交換性鎂含量顯著增加，當(dāng)石灰用量達(dá)3.6 g·kg-1時(shí)，土壤pH達(dá)7.97，土壤中交換性鈣含量達(dá)6.74 cmol·kg-1，鹽基飽和度達(dá)98.16%。隨著石灰用量的增加，土壤交換性酸、交換性鋁含量顯著下降（P<0.05），石灰用量達(dá)3.6 g·kg-1時(shí)，其含量基本降為0。

田間試驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)比不施石灰處理3個(gè)土層土壤（NL1、NL2、NL3），施用石灰 處 理下，0～10與10～20 cm土 層（L1、L2）土 壤pH分別顯著提高2.11、0.74個(gè)pH單位，20～40 cm土層（L3）土壤pH無(wú)顯著變化，交換性酸分別顯著降低3.71、1.19、1.05 cmol·kg-1，交換性鋁含量在L1、L2層上分別顯著降低3.79、2.34 cmol·kg-1，對(duì)L3層無(wú)顯著影響；在土壤養(yǎng)分有效性方面，施用石灰處理土層L1、L2的CEC分別降低1.48、1.01 cmol·kg-1，L3無(wú)顯著影響，3個(gè)土層（L1、L2、L3）的鹽基飽和度分別提高32.07%、6.48%、5.63%，施用石灰處理（L1、L2）土壤交換性鈣分別提高2.80、0.29 cmol·kg-1、交換性鎂（L1、L2、L3）分別提高0.19、0.09、0.07 cmol·kg-1。

表2 施用石灰對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響

2.2 施用石灰對(duì)酸性土壤鎂吸附特性的影響

吸附等溫線能直接反映土壤對(duì)鎂的吸附特性，用Langmuir方程對(duì)吸附等溫線進(jìn)行擬合，可以準(zhǔn)確描述10種處理土壤樣品對(duì)鎂的吸附作用（R2=0.957～0.999）（表3），10種不同處理土壤對(duì)鎂的吸附量均隨著平衡液中鎂濃度的增加而增加，吸附分配系數(shù)Kd（衡量元素與土壤之間的親和力指標(biāo)）隨著平衡液中鎂濃度的增加而降低，且施用石灰后，土壤對(duì)鎂的吸附能力增強(qiáng)（圖1，表4）。由表3可知，隨著石灰用量的增加，土壤對(duì)鎂的吸附能力增加，C3（3.6 g·kg-1）石灰處理土壤對(duì)鎂的最大吸附量Qmax達(dá)到最大值931.3 mg·kg-1，吸附常數(shù)K達(dá)到1.66 L·mg-1。酸性果園土壤施用石灰后，土壤對(duì)鎂最大吸附量Qmax與吸附常數(shù)K值均提高，最大緩沖量MBC（最大吸附量與吸附常數(shù)乘積）提高，對(duì)0～10 cm表層土壤（L1）影響最大，對(duì)比不施石灰0～10 cm表層土壤（NL1），L1的最大吸附量Qmax增加337.1 mg·kg-1，吸附常數(shù)K值提高0.003 L·mg-1。

表3 土壤吸附鎂的Langmuir等溫線方程擬合參數(shù)

吸附分配系數(shù)（Kd）是衡量元素與土壤之間的親和力指標(biāo)，Kd值越高，說(shuō)明固相通過(guò)吸附保留的金屬越多，其土壤固定鎂的能力越強(qiáng)，從石灰梯度土壤培養(yǎng)試驗(yàn)可以看出，隨著石灰用量的增加，土壤鎂吸附分配系數(shù)Kd增加，與C0相比，C1（0.9 g·kg-1）、C2（1.8 g·kg-1）與C3（3.6 g·kg-1）石灰處理土壤對(duì)鎂的吸附分配系數(shù)Kd平均值分別增加2.44、8.46、14.99 kg·L-1。酸性果園土壤施用石灰后，Kd均提高，對(duì)0～10 cm表層土壤（L1）影響最大，對(duì)比不施石灰0～10 cm表層土壤（NL1），施用石灰L1（0～10 cm）土層土壤吸附鎂的Kd平均值提高4.09 kg·L-1。

2.3 施用石灰對(duì)酸性土壤鎂解吸特性的影響

鎂的解吸量隨著溶液中Mg2+濃度的增加呈線性增加（圖2）。土壤培養(yǎng)試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著石灰用量的增加，土壤鎂的解吸量先增加后下降，其大小依次為C2>C3>C1>C0，與C0相比，C1、C2與C3石灰處理土壤對(duì)鎂的解吸量平均值分別增加33.73、99.72、87.41 mg·kg-1（圖2a）。

果園酸性土壤不同土層土壤對(duì)鎂的解吸量不同，施用石灰對(duì)不同土層土壤鎂的解吸能力影響程度也不同，不施石灰處理3個(gè)土層土壤（NL1、NL2、NL3）間對(duì)比，解吸量大小依次為NL1>NL2>NL3，施用石灰處理3個(gè)土層土壤（L1、L2、L3）平均解吸量與相同土層不施用石灰處理土壤（NL1、NL2、NL3）相比分別提高28.69、40.78、12.72 mg·kg-1（圖2b）。

圖1 不同土壤樣品的Langmuir鎂吸附等溫線

表4 不同石灰處理土壤的鎂溶液梯度中各吸附分配系數(shù) （kg·L-1）

圖2 外源鎂濃度梯度溶液對(duì)不同石灰處理土壤鎂的解吸量影響

土壤鎂的解吸率（RMg）是土壤中鎂的解吸量與吸附量的百分比，可以反映土壤中鎂的釋放能力，施用石灰降低鎂的解吸率，從表5可以看出，相同土壤，隨著石灰用量的增加，土壤中鎂的解吸率下降，解吸率大小依次為C0>C1>C2>C3。與不施石灰處理相同土層相比，施用石灰對(duì)L1（0～10 cm）土壤鎂解吸率的影響最大，對(duì)L2（10～20 cm）和L3（20～40 cm）土壤鎂解吸率的影響較小，相比NL1、NL2和NL3土壤，L1、L2和L3土壤鎂解吸率分別降低2.83%、1.94%和1.78%（表5）。

表5 土壤中添加不同外源鎂溶液濃度梯度的解吸率

2.4 土壤鎂的吸附-解吸特性相關(guān)性分析

對(duì)土壤樣品最大鎂吸附量Qmax、解吸率RMg以及相關(guān)理化性質(zhì)的相關(guān)性分析表明，土壤的最大鎂吸附量Qmax與土壤pH、有機(jī)質(zhì)、交換性Ca2+、交換性Mg2+、鹽基飽和度BS具有極顯著（P<0.01）和顯著（P<0.05）正相關(guān)，與交換性酸、交換性Al3+具有極顯著負(fù)相關(guān)（P<0.01），與陽(yáng)離子交換量CEC無(wú)顯著相關(guān)性。解吸率RMg與土壤pH、鹽基飽和度BS具有極顯著負(fù)相關(guān)（P<0.01），與交換性Ca2+、交換性Mg2+具有顯著負(fù)相關(guān)（P<0.05），與交換性Al3+呈極顯著正相關(guān)（P<0.01），與交換性酸呈顯著正相關(guān)（P<0.05），與土壤有機(jī)質(zhì)和陽(yáng)離子交換量CEC無(wú)顯著相關(guān)（表6）。

表6 土壤的最大鎂吸附量、解吸率與相關(guān)理化性質(zhì)的相關(guān)性

3 討論

施用石灰是一種改良酸化土壤的有效措施，不僅可以中和土壤中的氫離子，改善土壤結(jié)構(gòu)，還可以提高土壤中交換性鈣和交換性鎂的含量，提高鹽基離子飽和度［32-33］。本研究結(jié)果表明，土壤交換性酸含量隨著石灰用量的增加而呈現(xiàn)不斷下降的趨勢(shì)（表2），說(shuō)明石灰用量越大，土壤酸度改良效果越好，這與孟賜福等［34］和胡敏等［35］結(jié)果一致。田間試驗(yàn)結(jié)果表明，施用石灰1年后可顯著提高蜜柚果園土壤0～10和10～20 cm土層的pH、交換性鈣、交換性鎂濃度以及鹽基離子飽和度，降低交換性酸和交換性鋁濃度，對(duì)20～40 cm土層土壤影響不顯著；張影等［33］研究表明，在溫州蜜柑果園中施用石灰1年后可顯著提高0～20 cm土層土壤pH、交換性鈣鎂含量。Márcio等［36］研究表明，在酸性番石榴果園中表施石灰1年后可提高0～10和10～20 cm土層土壤pH，而提高20～40 cm土層土壤pH則需要兩年，與本研究結(jié)果一致；石灰施用一年時(shí)間內(nèi)對(duì)20～40 cm土層土壤影響不顯著，其主要原因是本試驗(yàn)采用的石灰材料是CaCO3，施入土壤中溶解需要有一定的時(shí)間［37］，且本研究采用表施石灰方式，其接觸面積主要為表層土壤，石灰利用率相對(duì)較低，向下移動(dòng)的速率小。施用石灰可以增加0～10和10～20 cm土層土壤的交換性鈣、交換性鎂含量以及鹽基離子飽和度（表2），可能由于碳酸鈣是堿性材料，施入土壤中經(jīng)過(guò)水解反應(yīng)產(chǎn)生的Ca2+與OH-會(huì)優(yōu)先吸附在有機(jī)交換位上而釋放固定的鎂［38］，而鹽基離子飽和度的提高則主要是因?yàn)榻粨Q性鈣、交換性鎂含量的提高以及交換性酸的下降（表2、表6）。

用序批平衡法研究土壤系統(tǒng)吸附現(xiàn)象時(shí)，測(cè)得的金屬離子吸附等溫線往往用吸附方程來(lái)描述，吸附等溫線能直接反映土壤對(duì)鎂的吸附特性［32，38］。Langmuir等溫吸附方程是常用模型之一［9］，本研究結(jié)果表明，所有處理土壤樣品對(duì)鎂的吸附均可以用Langmuir方程（R2=0.957～0.999）來(lái)描述，這與Fink等［39］在P元 素 和Li等［9］在Cd和Pb元素方面的研究結(jié)果一致。由圖2可知，所有土壤樣品鎂吸附量均隨平衡液中Mg濃度的增加而增加，且呈非線性增長(zhǎng)。平衡液鎂濃度較低時(shí)，吸附量曲線上升速度較快，隨著平衡液濃度的增加，吸附量曲線上升速度減緩，這是因?yàn)樵谕寥乐挟?dāng)外源鎂的濃度很低時(shí)，土壤的固相表面有充足的吸附位點(diǎn)可以讓鎂吸附，加入外源鎂的濃度增大以后，沒有充足吸附位點(diǎn)讓外源鎂吸附，所以土壤對(duì)鎂的吸附量增大速率較慢［40-41］。本研究供試土壤采用氫氧化鈣滴定法計(jì)算出供試石灰適宜施用量為1.8 g·kg-1（折算果園用量為4 t·hm-2），土壤培養(yǎng)和大田試驗(yàn)研究結(jié)果均表明，施用石灰可以增加土壤對(duì)鎂的最大吸附量和吸附分布系數(shù)，提高土壤對(duì)鎂的吸附能力。施用石灰對(duì)土壤吸附交換現(xiàn)象的影響較為復(fù)雜，其中施用石灰引起土壤pH值的升高是主要影響因素［42］。這可能是由于石灰用量越多土壤pH提升越多，OH-增加，增強(qiáng)了土壤表面負(fù)電荷，同時(shí)交換性Ca2+含量增加，而高濃度Ca2+在土壤中可以取代更牢固的H+和Al3+，降低Al3+和H+與Mg2+的 競(jìng) 爭(zhēng) 吸 附 位 點(diǎn)［37］。王 龍等［11］和Chubin等［43］研究表明，土壤pH提高，土壤表面負(fù)電荷增強(qiáng)，從而土壤對(duì)鎂的親和力增強(qiáng)，加強(qiáng)了鎂的吸附作用，提高土壤pH，還降低H+與Mg2+的競(jìng)爭(zhēng)吸附位點(diǎn)，從而提高土壤對(duì)鎂的吸附能力［23］；此外，土壤pH增高時(shí)，溶液中的Mg2+可能會(huì)進(jìn)入層間，形成水鎂石從而加強(qiáng)鎂的固定［13］。施用石灰可以不同程度提高不同土層土壤對(duì)鎂的吸附作用，其影響程度大小依次表現(xiàn)為0～10 cm土層>10～20 cm土層>20～40 cm土層，這說(shuō)明酸性果園土壤表施石灰對(duì)上層土壤（0～10和10～20 cm）酸度和鹽基成分影響較大。

在土壤中，離子的吸附與解吸常常共存，影響吸附的因素也對(duì)解吸有影響。土壤中有效鎂的含量是由兩個(gè)過(guò)程共同決定的，土壤鎂的解吸量和解吸率大小直接反映鎂在土壤中的供應(yīng)能力，本試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著外源鎂濃度的增加，所有處理土壤樣品鎂解吸量呈線性增加，說(shuō)明隨著外界鎂施用量的增加，土壤對(duì)鎂的專性吸附點(diǎn)逐漸達(dá)到飽和狀態(tài)，易解吸的交換吸附態(tài)鎂的量增多，故土壤對(duì)鎂的解吸量隨外源鎂濃度的增加而增加［44］。本試驗(yàn)研究結(jié)果表明，施用石灰可以增加土壤鎂的解吸量，而降低了鎂的解吸率，其主要原因是施用石灰后土壤酸度降低，而提高了pH和鹽基含量（表6），土壤表面的負(fù)電荷增加，增加了鎂的吸附量，其吸附量越大，土壤的鎂儲(chǔ)藏量越大，在一定條件下，可供土壤釋放的鎂也就越多；但同時(shí)，施用石灰后pH上升，土壤對(duì)鎂的固定能力也增強(qiáng)，導(dǎo)致土壤鎂的解吸率下降［13］，這與李虎等［8］在研究碳酸鈣對(duì)鋅的吸附-解吸特性上的研究結(jié)果一致。然而，當(dāng)施用石灰用量達(dá)到3.6 g·kg-1時(shí)，土壤pH高達(dá)8.0，土壤鎂的解吸量和解吸率均下降（圖2、表5），這可能是由于在高pH條件下，交換性鎂轉(zhuǎn)變?yōu)榉墙粨Q性形態(tài)［6，45］。這表明雖然石灰施用量越高，土壤對(duì)鎂吸附量越大，但同時(shí)過(guò)強(qiáng)的吸附能力不僅導(dǎo)致鎂的解吸率下降，并且在添加相同外源鎂濃度條件下，土壤鎂的解吸量也下降，導(dǎo)致作物在短時(shí)間內(nèi)容易出現(xiàn)供鎂不足，因此在施用石灰改良酸化土壤時(shí)，要考慮石灰的用量［42］。但本研究?jī)H對(duì)土壤鎂的釋放與固定機(jī)理進(jìn)行探究，在今后的研究中，可結(jié)合石灰施用后對(duì)酸性果園蜜柚鎂的吸收以及土壤鎂的淋洗等影響進(jìn)行探討。

4 結(jié)論

施用石灰改良酸性土壤可以提高對(duì)外源鎂的固定作用，提高土壤鎂的總儲(chǔ)存量；但石灰用量過(guò)高時(shí)，相同外源鎂濃度的條件下，土壤鎂的解吸量和解吸率均下降，供作物可利用的有效鎂含量減小，因此在施用石灰改良酸性土壤時(shí)，要選擇適宜的用量，綜合不同石灰用量對(duì)土壤鎂吸附-解吸作用的影響，每千克土施用1.8 g石灰改良酸性土壤時(shí)對(duì)鎂的有效性效果最佳；另外，1年時(shí)間內(nèi)，酸性蜜柚果園表施4 t·hm-2石灰對(duì)表層（0～10、10～20 cm）土壤理化性質(zhì)（土壤pH、交換性酸、交換性鋁、交換性鈣、鹽基飽和度）影響更大，對(duì)底層（20～40 cm）影響不顯著，為了根系能更好地吸收土壤養(yǎng)分，建議將石灰翻耕入土。土壤鎂的吸附能力與pH、有機(jī)質(zhì)、交換性Ca2+、交換性Mg2+、鹽基飽和度存在顯著（P<0.05）正相關(guān)性，與交換性酸、交換性Al3+呈顯著（P<0.05）負(fù)相關(guān)，解吸能力則反之，通過(guò)合理的施用石灰可以有效地改善土壤酸度，提高土壤鹽基離子（鈣、鎂）含量，改善土壤鎂營(yíng)養(yǎng)。今后的研究可以結(jié)合植株對(duì)鎂的吸收與土壤鎂淋洗情況進(jìn)行探討。