魏 瓏 蔣 濤
(阿克蘇地區(qū)檢驗(yàn)檢測(cè)中心阿克蘇地區(qū)產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)所,新疆 阿克蘇 843000)
土壤是人類賴以生存的根本,但隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,很多不利于土壤發(fā)展的因素開始凸顯,加之人為原因?qū)е峦钢恋厍闆r嚴(yán)峻,當(dāng)下土壤功能發(fā)揮受到阻礙。例如,土壤不宜耕種,土壤氣體比例不協(xié)調(diào),土壤中含有毒有害物質(zhì)等,一般這種土壤無法多次使用。而隨著土壤調(diào)理劑的出現(xiàn),上述情況有了很大的改善。土壤調(diào)理劑是指加入土壤中用于改善土壤物理、化學(xué)性質(zhì)以及其生物活性的物料。根據(jù)不同功能,具體可以分為:團(tuán)聚分散土粒,改善土壤結(jié)構(gòu)的土壤膠結(jié)劑;固定表土,防止水土流失的土壤安定劑;調(diào)節(jié)土壤酸堿度人土壤調(diào)酸劑;能增加溫度的土壤增溫劑;能保持土壤水分的土壤保水劑等。例如,對(duì)于酸性土壤,用石灰來調(diào)節(jié)土壤酸堿度。隨著時(shí)代的發(fā)展,我國(guó)土壤質(zhì)量退化問題更加嚴(yán)重,土壤調(diào)理劑引起了更多人的重視。
土壤調(diào)理劑可以調(diào)節(jié)土壤沙黏比例,改善土壤結(jié)構(gòu),促進(jìn)團(tuán)粒結(jié)構(gòu)形成等。例如,部分天然礦石如膨潤(rùn)土等,高分子物質(zhì)如PAM等,粉煤灰、爐渣、脫硫石膏等工農(nóng)業(yè)固體廢棄物,菌肥等。膨潤(rùn)土施入土壤后,能吸水膨脹,改變土壤中固體、液體、氣體的比例,使土壤結(jié)構(gòu)疏松,起到改善土壤物理性狀的作用,使土壤保水、保肥又不污染土壤環(huán)境。粉煤灰能對(duì)土壤的物理結(jié)構(gòu)起到很好的改善作用,能在一定程度上縮小容重、提高土壤滲透性。脫硫石膏與天然有機(jī)物混合,不僅能改善土壤物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)離子組成,而且可以為作物提供豐富的腐殖酸及鈣、硫等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。施用含菌肥料能提高土壤肥力,改善土壤結(jié)構(gòu),減少毛細(xì)管水運(yùn)動(dòng)的速度和水分的無效蒸發(fā),有明顯的抑制返鹽效果[1]。
我國(guó)的土壤干旱缺水情況嚴(yán)重,且空間分布不勻,因此需要對(duì)水資源進(jìn)行合理利用,農(nóng)林保水劑適用于當(dāng)下的農(nóng)業(yè)發(fā)展。農(nóng)林保水劑具有吸水、儲(chǔ)蓄水和保持水分的功能,而且安全環(huán)保,無毒無味,不污染植物、土壤和地下水,可有效抑制水分蒸發(fā),吸水速度快,水肥利用率高,性能穩(wěn)定,即使極端干旱也不會(huì)倒吸植物水分。
部分土壤調(diào)理劑可以調(diào)節(jié)土壤酸堿度。例如,石灰?guī)r主要成分為碳酸鈣,富含堿性組分CaO、MgO,因此可用來改良酸性土壤,提高土壤肥力,改變土壤板結(jié)。在酸性土壤中施用石灰或者石灰石粉是改良酸性土壤的傳統(tǒng)和有效的方法。使用石灰可以中和土壤的活性酸和潛性酸,生成氫氧化物沉淀,消除鋁毒,有效降低酸性土壤的酸度,還能增加土壤中交換性鈣的含量。另外,可以調(diào)節(jié)土壤酸堿度的土壤調(diào)理劑還有堿渣、脫硫石膏等運(yùn)用成熟的酸堿調(diào)節(jié)物、部分人工合成高聚物如腐殖酸共聚物等[2]。
此外,土壤調(diào)理劑可用于鹽堿土改良,如酸性有機(jī)肥、石膏等,部分高分子物質(zhì)如PAM;可用于重金屬修復(fù),如石灰、磷石灰、沸石等。
一是單一的土壤改良劑存在改良效果不佳或不全面的問題。而且人工合成的高分子化合物土壤調(diào)理劑生產(chǎn)成本高、存在潛在的環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)。而天然土壤調(diào)理劑的改良效果有限、持續(xù)時(shí)間短、用量大。二是某些土壤調(diào)理劑產(chǎn)品生產(chǎn)成本較高,加之缺乏正確的宣傳和技術(shù)指導(dǎo),導(dǎo)致土壤調(diào)理劑的使用效果不佳。三是由于缺乏長(zhǎng)期的定位試驗(yàn),盡管短期觀測(cè)的試驗(yàn)結(jié)果證明土壤調(diào)理劑對(duì)土壤質(zhì)量具有改善作用,但長(zhǎng)期條件下土壤調(diào)理劑對(duì)土壤、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量以及生態(tài)環(huán)境是否有副作用仍需探究。
目前,對(duì)酸性土壤進(jìn)行改善主要是施用石灰,但是如果長(zhǎng)期使用,會(huì)導(dǎo)致土壤板結(jié),這就需要尋找更好的替代品。堿渣是一種可以替代石灰的土壤調(diào)理劑,并且其可以為土壤提供一些營(yíng)養(yǎng)成分。將堿渣與菇渣結(jié)合使用,可以防止土壤板結(jié),因?yàn)楣皆泻胸S富的有機(jī)質(zhì)。另外,溉茂——韓國(guó)原裝進(jìn)口酸化土壤改良劑、優(yōu)質(zhì)糖醇鈣鎂肥,采用世界最先進(jìn)的“抗酸芯”植入技術(shù),含有高活性復(fù)合堿式基團(tuán)(“抗酸芯”)和高含量糖醇鈣鎂等各種作物生長(zhǎng)所必需的中微量元素,可以將酸性土壤調(diào)節(jié)至中性,徹底改良酸化板結(jié),增強(qiáng)土壤微生物活性,改善土壤結(jié)構(gòu)。
土壤鹽漬化是一個(gè)國(guó)際性的生態(tài)問題,我國(guó)鹽堿土地占比較高,土壤鹽堿化面積總體很大。一般通過施用氯化鈣、石膏和石灰石等含鈣的物質(zhì),一來替換膠體上吸附的鈉離子,二來使土壤顆粒團(tuán)聚起來改善土壤結(jié)構(gòu),也可施用酸性物質(zhì)來中和土壤堿性。后來的研究發(fā)現(xiàn),脫硫廢棄物施用后可有效改善鹽堿土的理化性狀,改良后的土壤pH值、全鹽含量、堿化度和容重均顯著下降,土壤非毛管孔隙度顯著上升,使土壤滲透性增強(qiáng)。20世紀(jì)90年代初,我國(guó)學(xué)者以糠醛渣作為土地改良劑,對(duì)蘇打鹽漬地進(jìn)行改良,結(jié)果表明其明顯改善了土壤理化性狀,加大了大粒徑微團(tuán)的數(shù)量,使電導(dǎo)率、鈉離子摩爾濃度以及堿化度降低。但在實(shí)際應(yīng)用過程中需考慮糠醛渣本身鹽分含量,以免加重鹽害作用。
我國(guó)干旱、半干旱地區(qū)面積占全國(guó)土地面積半數(shù)以上,部分地區(qū)春旱十分嚴(yán)重,由于氣候和人為原因,土壤沙化、退化嚴(yán)重,農(nóng)作物產(chǎn)量低而不穩(wěn)。施用土壤保水劑,提高降水的保蓄率、利用率,改善作物根系附近土壤的供水條件,是實(shí)現(xiàn)旱作農(nóng)業(yè)高產(chǎn)高效的重要措施。
例如,以采用石膏與高分子聚合物聚丙烯酰胺(PAM)調(diào)和成分,讓種子更好生長(zhǎng),增加土壤水分,同時(shí)耗水量也能相應(yīng)減少,結(jié)合PAM 后可以明顯發(fā)現(xiàn)土壤質(zhì)量變好或者有所恢復(fù)。例如,BGA土壤調(diào)理劑作為一種新型的農(nóng)業(yè)、林業(yè)生產(chǎn)資料,為缺水地區(qū)土壤改良和農(nóng)業(yè)減肥增效提供了一條嶄新的、可行的途徑。土壤保水劑聚丙烯酰胺(PAM)不但能提供土壤保水性,而且可以有效改良土壤的松散結(jié)構(gòu),增加土壤的通透性和抗旱性,非常適合我國(guó)西北高原的干旱少雨地區(qū)應(yīng)用。有關(guān)學(xué)者為了鑒別沃特保水劑的施用效果及確立合理的施用量,在陜北黃土丘陵溝壑區(qū)展溝施不同用量沃特及PAM 對(duì)土壤水分和玉米生長(zhǎng)的影響研究。結(jié)果表明,土壤水分含量隨沃特、PAM 施用量的增大而提高,玉米葉片光合速率、莖葉生物量、根系生物量、果穗生物量、莖稈粗度和籽粒產(chǎn)量等均隨沃特、PAM施用量的增加而提高[3]。
目前,土壤質(zhì)量問題對(duì)于農(nóng)業(yè)發(fā)展極其不利,如不利于保障糧食安全、不利于農(nóng)業(yè)發(fā)展等,已引起很多領(lǐng)域的關(guān)注。土壤調(diào)理劑在改善土壤質(zhì)量、結(jié)構(gòu)等方面有很大作用,對(duì)于不同功能的土壤調(diào)理劑,需要根據(jù)環(huán)境的不同合理應(yīng)用,充分發(fā)揮其作用。另外,在土壤調(diào)理劑測(cè)評(píng)更加完整、系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境下,土壤調(diào)理劑作為農(nóng)田的基礎(chǔ)必需品,在安全和適用效果方面需要進(jìn)行更深入的研究,保障其可以長(zhǎng)時(shí)間安全使用,助力農(nóng)業(yè)發(fā)展。