两种热带植物改良剂对酸性硫酸盐土壤的修复效应：与白云石的对比研究

本研究针对酸性硫酸盐土壤(acid sulfate soil)改良难题，创新性评估了野牡丹(Melastoma malabathricum, MM)和铁芒萁(Dicranopteris linearis, DL)两种热带杂草的修复潜力。实验室培养表明，在20 t ha-1低添加量下，植物材料在降低有效铁(available Fe)至165-227.88 mg kg-1、提升有效氮(available N)至10.51 mg kg-1方面优于白云石(dolomite)，且能显著提高交换性钾(exchangeable K)达52.87-174.53 mg kg-1，为热带地区土壤改良提供了新思路。

　　

全球约1700万公顷的酸性硫酸盐土壤(acid sulfate soil)因富含黄铁矿(pyrite)，在农业开发中面临严峻挑战。当这类土壤暴露于氧气时，会引发黄铁矿氧化产生硫酸，导致pH骤降至3.5以下，同时释放大量毒性铝(Al)和铁(Fe)，不仅阻碍作物生长，还会造成磷(P)固定和碱基阳离子流失。传统的水位控制法虽能抑制黄铁矿氧化，但农业扩张常破坏这一平衡。目前主流的白云石(dolomite)改良虽有效，但成本较高且对部分养分改善有限。热带地区广泛分布的野牡丹(Melastoma malabathricum, MM)和铁芒萁(Dicranopteris linearis, DL)作为潜在改良材料，其修复机制尚不明确。

为探究这一问题，国外研究人员通过实验室培养实验，系统比较了MM和DL在20-80 t ha^-1添加量下对酸性硫酸盐土壤的改良效果。研究采用标准土壤分析方法，包括pH测定(1:5水土比)、Bray I法测有效磷、Kjeldahl蒸馏测氮、DTPA提取有效铁，以及原子吸收光谱测定阳离子含量。通过30天淹水培养模拟田间休耕期，评估了植物材料对8项关键土壤指标的影响。

土壤pH与铝动态
MM和DL分别使土壤pH提升0.29-0.54个单位，其中DL在80 t ha^-1时效果最佳(pH 4.00)。但pH增幅与添加量无显著相关性，推测额外碱度被用于中和交换性铝。植物材料使交换性铝降低27-57%，MM在80 t ha^-1时效果最显著(3.45 cmol kg^-1)，但未达白云石的完全中和效果。

铁与养分调控
在20 t ha^-1低剂量下，MM和DL使有效铁分别降至227.88和165.00 mg kg^-1，显著优于白云石(481.40 mg kg^-1)。但高剂量(80 t ha^-1)反而使铁浓度升高72%，与有机质增加(r=0.69)相关，表明植物铁溶解释放可能超过螯合效应。

氮磷增效机制
MM在20 t ha^-1时使有效氮提升201%至10.51 mg kg^-1，显著高于白云石处理(3.27-4.34 mg kg^-1)。MM(80 t ha^-1)和DL(20 t ha^-1)分别使有效磷增加98%和65%，达9.57和7.98 mg kg^-1，机理可能涉及植物磷直接释放而非pH介导的活化。

阳离子平衡
植物材料使交换性钾提升11-43倍(0.17-0.45 cmol kg^-1)，显著优于白云石。MM因高钙含量(12.31 mg g^-1)使交换性钙增加147-398%，而DL对钙镁无显著改善，反映材料本身养分组成的决定性作用。

这项研究首次揭示了MM和DL对酸性硫酸盐土壤的多重修复机制。虽然高添加量(80 t ha^-1)需求限制其单独应用价值，但在20 t ha^-1低剂量下展现的Fe降低、N提升和K增效等特性，为开发"白云石-植物材料"复合改良剂提供了理论依据。特别是MM表现出的"低剂量高效"特征，可能与其188.78 cmol kg^-1的灰分碱度(ash alkalinity)和特殊有机组分相关。未来研究需重点解决植物材料在实际田间条件下的长期效应、经济可行性，以及与矿物改良剂的协同作用机制，这对热带地区可持续土壤管理具有重要意义。