土壤調(diào)理劑的種類、作用及科學(xué)使用

向文明 孫媛 周富忠

導(dǎo)讀：土壤調(diào)理劑的種類多，且作用差異較大，有的改善土壤結(jié)構(gòu)，有的改善理化性狀，有的調(diào)節(jié)土壤pH值，有的修復(fù)污染土壤。根據(jù)生產(chǎn)原料不同可以分為礦物源、有機(jī)源、化學(xué)源土壤調(diào)理劑和農(nóng)林保水劑4類。在此基礎(chǔ)上詳細(xì)介紹了各類型土壤調(diào)理劑的作用、來源以及科學(xué)使用方法等。

土壤是最基礎(chǔ)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對土壤的長期利用過程中，受自然成土因素特別是人為不合理利用方式等因素影響，土壤酸化、污染等現(xiàn)象日益突出，導(dǎo)致植物生長明顯受阻，甚至影響農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全。因此，各種土壤調(diào)理劑應(yīng)運(yùn)而生，被應(yīng)用于土壤治理、污染修復(fù)，并取得了一定成效。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2014-2017年，我國土壤調(diào)理劑產(chǎn)量分別為97.5萬、148.3萬、207.9萬、305.6萬t，2018年上半年達(dá)210.9萬t，增長迅速[1]。2018年8月31日《中華人民共和國土壤污染法》正式出臺，作為修復(fù)土壤和提升耕地質(zhì)量重要產(chǎn)品的土壤調(diào)理劑迎來新的發(fā)展機(jī)遇。但土壤調(diào)理劑種類多、作用差異大，為科學(xué)使用土壤調(diào)理劑，有效改良土壤、修復(fù)土壤污染，本文從以下幾個方面作簡要介紹。

1 土壤調(diào)理劑的概念和種類

在《土壤調(diào)理劑 通用要求》[2]（NY/T 3034-2016）中，土壤調(diào)理劑指加入土壤中以改善土壤物理、化學(xué)和（或）生物性狀的物料，適用于改良土壤結(jié)構(gòu)、降低土壤鹽堿為害、調(diào)節(jié)土壤酸堿度、改善土壤水分狀況或修復(fù)污染土壤等。按不同生產(chǎn)原料分為礦物源、有機(jī)源、化學(xué)源土壤調(diào)理劑和農(nóng)林保水劑4類，一般統(tǒng)稱為土壤調(diào)理劑。該要求還對土壤調(diào)理劑的原料、成分等技術(shù)指標(biāo)及限量指標(biāo)作出了要求。

礦物源土壤調(diào)理劑一般由富含鈣、鎂、硅、磷、鉀等礦物經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化工藝或無害化處理加工而成，用于增加礦質(zhì)養(yǎng)料，以改善土壤物理、化學(xué)、生物性狀。應(yīng)標(biāo)明所含鈣、鎂、硅、磷、鉀等主要成分及含量、pH值、粒度或細(xì)度、有毒有害成分限量等。主要礦物有石灰石、白云石、鉀長石、磷礦石、硅礦、麥飯石、沸石、蒙脫石、膨潤土、菱鎂石、黏土礦石、硅藻土等，還包括堿渣、鋼渣、硝酸磷肥副產(chǎn)品、鎂礦副產(chǎn)品、鉬尾礦、水淬渣等工業(yè)礦渣，以及牡蠣殼、貝殼等動物殘?bào)w；呈堿性，主要用于治理酸化土壤。如湖北富之源生物科技的富之源土壤調(diào)理劑、武漢市沃農(nóng)肥業(yè)的和之地土壤調(diào)理劑、恩施綠康農(nóng)業(yè)科技的稀世綠康土壤調(diào)理劑等皆為石灰石、白云石及鉀長石等礦物生產(chǎn)；廣東大眾農(nóng)業(yè)科技的田師傅土壤調(diào)理劑為堿渣生產(chǎn)，天脊煤化工集團(tuán)的土壤調(diào)理劑則由硝酸磷肥副產(chǎn)品生產(chǎn)，北海夏氏藍(lán)得生物科技的夏氏藍(lán)得土壤調(diào)理劑為牡蠣殼生產(chǎn)。

有機(jī)源土壤調(diào)理劑一般以無害化有機(jī)物料為原料經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化工藝加工而成，為土壤微生物提供養(yǎng)料以改善土壤生物肥力。應(yīng)標(biāo)明有機(jī)質(zhì)含量、pH值、粒度或細(xì)度、有毒有害成分限量等。所標(biāo)明的成分應(yīng)有明確界定，不能重復(fù)疊加。主要生產(chǎn)原料有禽類羽毛、滸苔、餐廚廢棄物等動植物殘?bào)w，還有氨基酸發(fā)酵尾液、味精發(fā)酵尾液等工業(yè)下腳料。如烏魯木齊紅都嘉業(yè)生物科技用禽類羽毛生產(chǎn)的水劑土壤調(diào)理劑主要含有機(jī)質(zhì)和氨基酸，河南蓮花味精用味精發(fā)酵尾液生產(chǎn)的顆粒土壤調(diào)理劑含有機(jī)質(zhì)20%、氮（N）12%，青島海大生物集團(tuán)用滸苔和牡蠣殼生產(chǎn)的土壤調(diào)理劑含有機(jī)質(zhì)10%、CaO 35%，北京嘉博文生物科技用餐廚廢棄物生產(chǎn)的土壤調(diào)理劑有機(jī)質(zhì)高達(dá)75%。

化學(xué)源土壤調(diào)理劑由化學(xué)制劑經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化工藝加工而成，用于改善土壤的物理或化學(xué)性狀。應(yīng)標(biāo)明主要成分含量、pH值、粒度或細(xì)度、有毒有害成分限量等。主要有聚馬來酸、聚丙烯酸、檸檬酸、月桂醇乙氧基硫酸銨等。

根據(jù)功能的不同，土壤調(diào)理劑還可以分為團(tuán)聚或分散土粒，改善土壤結(jié)構(gòu)的土壤膠結(jié)劑，如丙烯酰胺、松土精等；固定表土，防止水土流失的土壤安定劑，如美國Enviroseal公司的LDC丙烯樹脂乳劑；調(diào)節(jié)土壤酸堿度的土壤調(diào)酸劑，如經(jīng)特定工藝加工的石灰質(zhì)類礦物粉、硅質(zhì)類礦物粉等；能增加土壤溫度的土壤增溫劑，如廣州市德一豐生物科技的稷豐牌土壤增溫劑；能保持土壤水分的土壤保水劑（農(nóng)林保水劑），如聚丙烯酰胺等。

2 土壤調(diào)理劑的登記管理

土壤調(diào)理劑必須獲得農(nóng)業(yè)農(nóng)村部登記證才可以銷售，否則不允許進(jìn)入市場。據(jù)立木信息咨詢發(fā)布的《中國土壤調(diào)理劑市場深度調(diào)研與投資戰(zhàn)略報(bào)告（2019版）》[1]顯示：市面上關(guān)于土壤調(diào)理劑的叫法頗多，包括土壤修復(fù)劑、土壤調(diào)節(jié)劑、土壤改良劑等，而“土壤調(diào)理劑”才是目前農(nóng)業(yè)農(nóng)村部用于登記時的通用名稱。2018年4月30日前，已經(jīng)取得登記或臨時登記的各類土壤調(diào)理劑有153種，企業(yè)有130多家。劑型主要有粉劑、顆粒、水劑3種，其中以接觸面大、易運(yùn)輸?shù)姆蹌┳顬槠毡?，三者分別為90、53、10種，占比分別為58.8%、34.6%、6.6%。

3 土壤調(diào)理劑的作用

一是調(diào)節(jié)土壤酸堿度，治理土壤酸化、鹽堿化。礦物源土壤調(diào)理劑多呈弱堿性至堿性，可中和酸性，主要用于改良pH值低于5.5的酸化土壤；化學(xué)源土壤調(diào)理劑多呈弱酸性至酸性，可中和堿性，主要用于改良pH值高于8.5的鹽堿化土壤。近幾年，湖北利川市土肥站通過試驗(yàn)示范，引進(jìn)加拿大碳酸鈣火山鹽巖（SRC）、湖北宜施壯、武漢的秀谷春天、臺灣益地的益欣榮等土壤調(diào)理劑治理酸化土壤，取得較好效果。與底肥同時施用，作物收獲后檢測土壤pH值，當(dāng)季最高可提升0.5個單位，平均提升0.16個單位；對降低土壤活性鋁、有效錳、有效鐵含量也有一定作用[3，4]。

二是改善土壤結(jié)構(gòu)，改良土壤沙化、黏化、板結(jié)。有機(jī)源土壤調(diào)理劑有機(jī)質(zhì)含量高，可提高土壤有機(jī)質(zhì)、促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)形成、增強(qiáng)土壤的通氣透水保肥能力，對改良土壤沙化或黏化等質(zhì)地不良、板結(jié)等效果較好。

三是補(bǔ)充土壤營養(yǎng)，為作物提供硅、鈣、鎂等養(yǎng)分。隨著測土配方施肥技術(shù)的全面普及，各種復(fù)合肥、專用配方肥得到廣泛應(yīng)用，土壤中氮、磷、鉀大量元素逐漸趨于平衡，而硅、鈣、鎂、鋅、硼、鉬等中微量元素未得到有效補(bǔ)充，逐漸失去平衡，成為作物營養(yǎng)的新短板，從而出現(xiàn)作物小葉、黃葉、生長緩慢、植株矮小等中微量元素缺乏癥狀，最終導(dǎo)致作物產(chǎn)量不高、品質(zhì)不優(yōu)。礦物源土壤調(diào)理劑一般含1種至幾種中微量元素，可有效補(bǔ)充土壤營養(yǎng)，為作物提供硅、鈣、鎂等養(yǎng)分[3，4]。

四是修復(fù)土壤，降低土壤農(nóng)殘、鈍化重金屬。土壤調(diào)理劑可改善因過度使用農(nóng)藥而引起的農(nóng)藥污染；鈍化重金屬、降低其活性，從而抑制土壤重金屬污染。2018-2020年，湖北利川市土肥站連續(xù)3年在高鎘水稻土上開展了土壤鎘鈍化試驗(yàn)，武漢的秀谷春天、湖北的富之源、臺灣益地的益欣榮等土壤調(diào)理劑對降低土壤有效鎘含量、有效抑制水稻對鎘的吸收效果顯著，土壤有效鎘含量可降低30%左右，稻谷中鎘含量最高可降低50%。

五是土壤殺菌消毒，有效控制作物病蟲害。一些土壤調(diào)理劑具有一定的殺菌作用，施用后可減少土傳病害的發(fā)生；礦物源土壤調(diào)理劑為作物提供了中微量元素營養(yǎng)，可提高作物的抗病能力；部分土壤調(diào)理劑含有許多有益菌群，可產(chǎn)生大量次生代謝產(chǎn)物，通過拮抗作用抑制或殺滅有害細(xì)菌；強(qiáng)堿性土壤調(diào)理劑還有一定的驅(qū)蟲、殺蟲作用；還可分解植物自身分泌以及植物腐爛后產(chǎn)生的有機(jī)酸、醛、醇、烴類等毒素，較好解決同科作物重茬問題，改善土壤連作障礙。如對蔬菜軟腐病、疫病，茄科的青枯病、猝倒病，瓜類的蔓枯病以及根結(jié)線蟲病等有明顯的抑制效果，從而減少農(nóng)藥的使用量。

六是提高肥料利用率，促進(jìn)作物高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)。土壤調(diào)理劑為土壤補(bǔ)充了中微量元素、有機(jī)質(zhì)，調(diào)節(jié)了土壤酸堿度，增強(qiáng)了土壤中氮、磷、鉀等養(yǎng)分的活性，利于作物吸收，從而提高作物產(chǎn)量，改善品質(zhì)。多點(diǎn)多作物試驗(yàn)表明，多數(shù)土壤調(diào)理劑對作物的增產(chǎn)作用在5%～10%，高的可達(dá)15%[3～8]。

4 土壤調(diào)理劑的科學(xué)使用

一是針對性施用。土壤障礙主要表現(xiàn)在酸化、鹽堿化、沙化或黏化等質(zhì)地不良、板結(jié)等結(jié)構(gòu)變差、缺素使?fàn)I養(yǎng)元素失調(diào)、土壤水分過多或不足、被有毒物質(zhì)污染等方面。選擇堿性礦物源土壤調(diào)理劑治理土壤酸化、修復(fù)土壤；有機(jī)源土壤調(diào)理劑、聚丙烯酸等大分子聚合物類土壤調(diào)理劑改良土壤質(zhì)地、結(jié)構(gòu)；農(nóng)林保水劑解決干旱等土壤水分不足等。選用農(nóng)業(yè)農(nóng)村部登記的正規(guī)產(chǎn)品，其效果和安全性更有保障。

二是集中施用。利用溝施或穴施等方式集中施用，重點(diǎn)改善作物根系微生態(tài)環(huán)境，既可達(dá)到改良土壤的目的，還可節(jié)約用量、降低成本。施用時要與作物種子、根系保持一定距離，以免燒種燒根。

三是配合肥料使用。土壤調(diào)理劑的主要作用是改善土壤環(huán)境，解決土壤障礙性問題。它不是肥料，不能代替肥料，需與有機(jī)肥、配方肥、微生物菌劑等結(jié)合施用，以提高效果。湖北利川市土肥站在治理土壤酸化上長期堅(jiān)持應(yīng)用“兩肥+兩劑”模式（有機(jī)肥+配方肥+土壤調(diào)理劑+微生物菌劑），收到良好效果。但與肥料等配合施用不等同于混合施用，多數(shù)土壤調(diào)理劑呈堿性或酸性，與化肥混合會導(dǎo)致氨態(tài)氮揮發(fā)而造成肥料損失，與微生物菌劑混合會抑制微生物活性、甚至殺滅微生物。因此，應(yīng)盡量避免將土壤調(diào)理劑與化肥、微生物菌劑直接混合，同一時期施用時應(yīng)分開。

四是適時適量及時施用。施用時期應(yīng)以作物播種或移栽前為主，施用量以產(chǎn)品推薦用量為準(zhǔn)。發(fā)現(xiàn)土壤問題后及時施用相應(yīng)土壤調(diào)理劑，迅速修復(fù)土壤，達(dá)到效果后停止使用，以免調(diào)節(jié)過度、產(chǎn)生次生污染或障礙。使用時一定要正確掌握用量，用量過低難以達(dá)到改良效果；用量過高或施用次數(shù)過多，則會造成浪費(fèi)。特別是聚丙烯酸類產(chǎn)品的使用量要求非常嚴(yán)格，不能過量，否則會導(dǎo)致土壤膠體化程度加重，起到反作用。

5 土壤調(diào)理劑的發(fā)展方向

一是改進(jìn)劑型。將粉劑改為顆粒劑，以顆粒劑和水劑為主。因?yàn)榉蹌┦┯脮r粉塵飛揚(yáng)，易進(jìn)入人體眼、口、鼻，給施用者造成不舒適感，甚至傷害。

二是改進(jìn)工藝。目前，多數(shù)土壤調(diào)理劑單價居高，與復(fù)合肥價格相當(dāng)或是更高，單位面積投入量大，而肉眼效果不明顯，普通農(nóng)民不會自覺購買施用。因此，必須改進(jìn)工藝，降低價格，才能使土壤調(diào)理劑得到廣泛應(yīng)用。

三是改進(jìn)施用方法。在有條件的地方多用機(jī)械深施，盡量少撒施，降低用量，減少投入。

四是向復(fù)合型方向發(fā)展。將調(diào)節(jié)酸堿度、增加有機(jī)質(zhì)含量、改善土壤結(jié)構(gòu)、修復(fù)土壤污染等功能融為一體，實(shí)現(xiàn)多功能化，施用“一劑”解決多種土壤問題。