全面认识土壤调理剂:守护土壤健康的得力助手
全面认识土壤调理剂:守护土壤健康的得力助手
土壤调理剂作为改善土壤质量的重要物质,正逐渐受到人们的关注。它不仅能改良土壤结构、降低土壤盐碱危害、调节土壤酸碱度,还能修复污染的土壤等。本文将为您详细介绍土壤调理剂的定义、分类、作用、应用以及存在的问题。
土壤调理剂概况
土壤调理剂定义
土壤调理剂,又称土壤改良剂,它是指添加到土壤中,能够改善土壤物理、化学或者生物活性的材料。这些材料可以用于改良土壤结构、降低土壤盐碱危害、调节土壤酸碱度、改善土壤水分状况,还能修复污染的土壤等。
土壤调理剂发展历史
19世纪末,开始使用沸石、粉煤灰、污泥等用于干旱、半干旱以及盐碱地的土壤改良。20世纪初,利用天然有机高分子化合物,像纤维素、多糖、淀粉等作为土壤调理剂。20世纪50年代,美国研发出名为“Kriluim”的合成类高分子土壤调理剂,它能够修复土壤团粒结构、防止水土流失,在当时引起了广泛关注。此后,水解聚丙烯(HPAN)、聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酰胺(PAM)等多种合成高聚物材料被相继研究,其中聚丙烯酰胺在土壤改良方面效果显著。进入21世纪,研究利用农业或工业废弃物、矿石等为原料,研发出一系列环保高效的产品,如土壤保水剂、土壤结构改良剂等。
土壤调理剂分类
天然矿物类
天然矿物类土壤调理剂包含沸石、蛇纹石、蒙脱石等多种矿物,对土壤改良有多方面效果:能提高土壤肥力和肥料利用率,像磷矿石可提高土壤总磷含量,钾长石能提升总钾含量;能改善土壤结构,增强通透性,膨润土可使土壤容重降低,孔隙度提高;还能调节土壤pH值,降低离子毒害,脱硫石膏可用于治理盐碱地,提高作物出苗率和产量;沸石、蛭石等还能吸附重金属,减轻其对土壤的毒害。
无机固体废弃物
无机固体废弃物主要指粉煤灰等工业废弃物,可以改善土壤物理性质,施入黏土能改变孔隙度,提高通透性,施入沙土可填充空隙,增强保水抗旱能力;还能调节土壤pH值,为土壤提供B、S、Mo等养分,提升肥力;同时,能提高微生物和酶的活性,促进土壤生态改善。
有机物料
常见的有机物料有淤泥、沼渣、泥炭、蚯蚓粪等,它们含有大量天然有机物质,能提高土壤肥力,增加土壤有机质和养分含量;可以降低土壤盐分,在草莓栽培中,蚯蚓粪可降低土壤硝酸盐含量;还能降低土壤pH值,对红壤和黄壤有调节作用;并且具有吸附重金属的能力,减少作物对重金属的吸收。
有机固体废弃物
城市污泥、生活垃圾、动物粪便、绿肥等是常用的有机固体废弃物,能提高土壤肥力,促进作物增产;可以改善土壤物理性质,促进水稳性土壤团粒结构形成,降低土壤容重;还能促进土壤微生物与酶的活性,增强土壤生态活力。
高分子材料类
高分子材料分为天然高分子(如壳聚糖、甲壳素)和合成高分子(如聚乙烯醇、聚丙烯酰胺制剂等),能改变土壤物理性状,增大土壤孔隙度,降低容重,保持土壤团粒结构和孔隙稳定性,提高持水能力;还能提高土壤对肥料的利用率,减少离子淋溶损失;部分高分子材料,如壳聚糖溶液,具有防治病虫害的作用。
生物改良剂
生物改良剂主要包括商品生物制剂、微生物菌剂、菌肥等,能够降低土壤盐分,减轻盐碱胁迫对作物的伤害;提高作物抗逆性,增强作物抗旱、抗盐碱等能力;改善土壤物理性质,促进土壤团粒结构形成;还能降低重金属毒害,通过络合等方式吸附重金属离子,转化为低毒状态。
土壤调理剂的作用
增加土壤肥力
有机肥料类含有丰富的有机质和养分,能改善土壤质地和结构,增强土壤保肥保水能力;矿质肥料类可以直接为土壤补充氮、磷、钾等无机养分;生物有机肥类含有大量微生物,能促进有机物质分解和养分释放;传统的石灰和石膏类能调节土壤酸碱度,促进养分释放;膨润土和有机质添加剂类可改善土壤结构,利于植物根系吸收养分。
改良土壤物理性状
土壤调理剂可以改善土壤结构,增加土壤孔隙度,提高通气性和透水性,使土壤更松软,便于耕作和播种,腐殖酸能增加土壤团聚体的稳定性,减少土壤侵蚀;土壤调理剂中的保水剂可增加土壤持水性,提高水分利用效率;同时,它还能增强土壤的稳定性,减少水土流失和土壤侵蚀。
改良土壤化学性状
土壤调理剂能够调节土壤酸碱度,中和土壤中过量的酸或碱,比如石灰可以提高酸性土壤的pH值,减轻铝、锰等有害元素的毒性,增强钙、镁等营养元素的有效性。土壤调理剂还能增加土壤中有机质和微量元素的含量,提高土壤肥力水平,并且对土壤中的有害物质具有钝化和固定作用,减少其对作物的危害。
改良土壤生物性状
土壤调理剂为土壤生物提供适宜的生活环境,促进土壤生物活性的提升。所含的有机物质和微量元素是微生物的营养来源,能促进微生物繁殖,增强其活性,增加土壤中细菌、真菌、放线菌等微生物的数量。土壤调理剂改善土壤结构和通气性能,为土壤动物提供更好的栖息地,促进土壤养分循环和再利用。
土壤调理剂的应用
改良酸化土壤
我国南方部分土壤呈酸性,土壤酸化会抑制作物生长,石灰石、白云石、粉煤灰等可以改良土壤酸度。低温生物炭、生物质灰等施入酸性土壤,能提高土壤pH值和交换性阳离子含量。
改良盐碱地
沸石、凹凸棒石等可用于改良盐碱地土壤,石膏与腐殖酸结合使用,能降低土壤含盐量,提高棉花产量。生物炭能降低盐碱土层的pH值、盐分和Na浓度,提高土壤有机质等含量。秸秆和脱硫石膏联合使用,可降低土壤盐碱程度,改良效果与脱硫石膏用量成正比。
修复重金属污染土地
碱性煤渣可降低水稻糙米铅镉含量;石膏能促进土壤中硫化物形成,降低Cr和Pb的浓度;磷酸盐可有效降低土壤砷污染;生物炭可通过吸附、沉淀等反应,降低污染物的可迁移性和生物可利用性。
促进作物生长
土壤调理剂含有丰富的有机质、矿质养分和有益微生物,能补充土壤营养,促进作物生长。有益微生物与作物根系共生,可增强作物抗逆性,不同类型的调理剂对作物的影响不同,合理使用土壤调理剂可改善土壤环境,促进作物生长发育。
提高作物产量和品质
合理使用土壤调理剂可以提高作物生长速度,缩短生长周期,使作物更耐旱、耐病,增强抗逆性,从而提高产量和品质。通过补充和调节土壤营养元素,可提升蔬菜糖分含量、果实甜度、谷物蛋白质含量等。
土壤改良剂研发、应用等方面存在的问题
在原料组成配比方面,各种原料的种类、添加量以及它们之间的协调性与拮抗性,都需要更深入细致的研究,以达到最佳改良效果。安全性方面问题,利用废弃物制备土壤调理剂虽符合环保理念,但废弃物本身可能存在毒害物质,需要消除隐患。标准体系方面,土壤调理剂缺乏相关标准和权威评价体系,部分企业按自己的标准生产,甚至存在生产假冒产品的现象。时长推广方面,农民对土壤调理剂普遍接受度不高,产品价格较高且质量参差不齐。