土壤結構改良劑的研究利用現(xiàn)狀綜述

王　雪

摘要：概述了土壤改良劑在現(xiàn)階段的重大意義和國內外土壤改良劑選用的材料，發(fā)展歷史，主要種類及作用機理，使用方法。以及近些年在改良土壤方面的應用效果、進展和新技術的突破。

關鍵詞：土壤改良劑 材料 使用技術 應用效果 環(huán)境

0 引言

改革開放以來，我國的經(jīng)濟迅速發(fā)展，耕地被占用是經(jīng)濟發(fā)展及城鄉(xiāng)一體化的需要，也是社會進步成果的過程。然而隨著工業(yè)化、城市化的推進，農(nóng)村土地被大量征用。農(nóng)業(yè)的基礎性地位沒有得到根本性改善，不合理的農(nóng)業(yè)結構調整擠占了大量耕地。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，占補地尚有進一步增加的趨勢。因此，開展占補地的肥力重建與快速培育技術研究，提高占補耕地的綜合生產(chǎn)能力，對于充分發(fā)揮這些土地的生產(chǎn)潛力，確保國家糧食安全和國民經(jīng)濟快速發(fā)展具有十分重要的戰(zhàn)略意義。

1 國內外相關領域的研究現(xiàn)狀

1.1 土壤結構改良劑在國內外應用概況 土壤結構改良劑的研究開始于19世紀末，距今已有100多年的歷史。1986年美國Soil Science雜志為土壤結構改良劑的研究應用展現(xiàn)出廣闊的前景有希望依靠新的技術可以較容易和經(jīng)濟地排除阻礙水分運動、根系生長和土壤通氣不良的土壤物理性狀，為人類需要更多的、較好的土地來生產(chǎn)糧食，發(fā)揮出應有的作用。

1.2 土壤改良劑選材的研究

1.2.1 天然結構改良劑 ①腐殖酸類以泥炭、褐煤為原料制成褐腐酸鈉或鉀，它們是一類多環(huán)稠環(huán)有機化合物。其結構與土壤腐殖質相似。②多聚糖是一種水溶性天然土壤結構改良劑，也是國外研究應用較廣泛的一種改良劑，它是從瓜爾豆中提取的一種高分子物質，其分子量大于200000道爾頓，在水中是一種生物不穩(wěn)定性物質，在土壤中能被微生物降解成小分子。而且有機化合物的親水功能團與粘土礦物的活性點相結合，于是，粘粒表面為疏水的烴鏈所覆蓋，從根本上改變了粘粒的水合性和脹縮性，使生成的團粒具有水穩(wěn)性。

1.2.2 人工合成結構改良劑 目前人工合成的改良劑主要又下面幾種：①聚乙烯醇(PVA)，屬非離子型聚合物、聚丙烯酰胺制劑(PAM)。這是溶于水的高分子人工合成土壤結構改良劑，分子量高于5000000道爾頓，分子上帶有很多活性基因，水解程度不同，所帶電荷的種類和數(shù)量也不同，控制水解條件，可以制成陽離子或陰離子兩種類型的改良劑。②瀝青乳劑（BIT）有人稱之為“液態(tài)地膜”。瀝青具有粘結力，當把乳化瀝青噴撒在土壤上時，其中的水分首先滲入到土壤中，在土粒周圍形成較厚的彎月形水膜。其中的瀝青微粒也會隨之自由遷移到土粒與土粒(或砂粒)接觸處，當乳化瀝青的液滴破乳后，在土粒周圍形成瀝青膠結的薄膜，固定在土粒接觸角處將其聯(lián)結起來，形成較為理想的團粒，這樣便起到了對土壤結構的改良作用。

1.3 土壤改良劑使用技術的研究

1.3.1 土壤結構改良劑用量 一般以占干土重的百分率表示，用量少改良效果不明顯甚至無改土效果，用量太大成本提高造成浪費。根據(jù)土壤和改良劑的性質適當選擇用量是非常重要的。試驗證明，使用量為4mg/kg時，水穩(wěn)性團粒有所增加，用量為8mg/kg時水穩(wěn)性團粒大幅度增加。

1.3.2 土壤結構改良劑的使用方法 如果將粉劑直接撒施于表土中，由于結構改良劑很難溶解進入土壤溶液，這種施用方法的改土效果很小，在相同情況下，將改良劑溶于水施用，土壤的物理性狀明顯得到改善。土壤調理劑為水劑，每年于春播秋種前各施用1次。施用方法為澆施或拌入基肥中。

1.4 土壤結構改良劑的應用效果

1.4.1 改良土壤物理性質 一般認為直徑10-0.25mm(尤其是1-4mm)的水穩(wěn)性土壤結構對土壤肥力有重要意義（朱詠莉 2001）。施用土壤結構改良劑可以促使分散的土壤顆粒團聚，形成團粒，增加土壤中水穩(wěn)性團粒的含量和穩(wěn)定性，改善通氣透水性。土壤結構改良劑能有效地改善土壤團粒結構，減小土壤容重，增加總孔隙度，形成多顆粒土壤的團聚體。

1.4.2 改良鹽堿土土壤 耕層土壤鹽分動態(tài)變化受多種因素影響。土壤經(jīng)改良劑處理，在地表形成一層薄膜或碎塊隔離層，使土壤水分蒸發(fā)強度減弱以及淺層土壤結構得到改善，使鹽分上升的趨勢減弱而向下淋洗的效果增強。山東省無棣縣農(nóng)業(yè)局劉雪梅等試驗證明，鹽堿土壤修復材料有降低土壤容重，增加土壤孔隙度的作用，使過于緊實的鹽堿土壤變得較為疏松，增加了土壤的通透性，降低土壤含鹽量、pH值，提高土壤速效N、P、K含量。

1.4.3 提高土壤蓄水保水能力 土壤結構改良劑不但具有調節(jié)土壤肥力狀況、改善土壤結構而且能高增加土壤的滲透性以及保水保土的能力。潮褐土與改良劑混合后，0-10cm土層飽和導水率提高0.42-1.97倍，10-20cm土層提高3.37-6.54倍。

2 問題與展望

2.1 公害問題 土壤結構改良劑具有改良土壤結構、減少水分蒸發(fā)等許多優(yōu)點，但隨著公眾環(huán)保意識的增強，土壤結構改良劑對環(huán)境、植物、甚至人類有無影響則日益成為人們關注的問題。PAM本身無毒，難以被微生物降解，但通過耕作、光照、機械等作用可以逐漸降解，其降解的中間產(chǎn)物丙烯酰胺是一種有毒物質，但由于它在土壤中存在的時間短、量又少，因此，一般認為不會污染土壤。

2.2 應用前景 利用某些聚合物與土壤顆粒的結合作用，可以顯著改良土壤結構、提高土壤穩(wěn)定性及抗侵蝕能力，在沙漠化治理、防治水土流失、改良鹽堿地以及工程建設中具有廣闊的應用前景。

2.2.1 沙漠化治理 長期的風蝕水蝕作用使沙漠化土壤結構松散、營養(yǎng)物質大量流失、肥力下降，導致植物根系裸露、成活率低、生長發(fā)育不良。土壤改良劑可以顯著提高沙漠化土壤的穩(wěn)定性、減少風蝕危害，親水性的土壤改良劑對肥料和水分具有吸附作用，可以減少肥料流失、抑制水分蒸發(fā)，為植物生長創(chuàng)造良好的條件、提高植樹種草、防沙治沙的質量和效率。

2.2.2 防治水土流失 據(jù)報道，我國水土流失面積超過1.5×106km2，每年流失土壤50多億噸。土壤結構改良材料可以提高土壤的滲水能力、減少地表徑流，同時增強土壤水穩(wěn)定性、減輕徑流對土壤的沖蝕，這兩方面的協(xié)同作用可以有效控制水土流失，并為植被恢復創(chuàng)造良好的土壤條件。

2.2.3 水利與道路工程建設 在道路工程建設方面，土壤結構改良材料可以用于粘土路基處理和道路護坡的強制綠化。此外，土壤結構改良材料還可以用在園林和苗圃建設、人工草皮、裸土穩(wěn)定等方面，抑制揚塵發(fā)生，減輕空氣污染；還可以將土壤改良材料與肥料、農(nóng)藥配合使用，利用聚合物的控制釋放作用，提高肥料和農(nóng)藥利用率，減少農(nóng)產(chǎn)品中的化肥和農(nóng)藥殘留。

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