土壤改良的操作過程

1、土壤改良的操作過程土地資源是經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。實(shí)施有效的土地開發(fā)整理是貫徹十分珍惜、合理利用土地和切實(shí)保護(hù)耕地的基本國策，是創(chuàng)建可持續(xù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式的重要途徑。土地的性質(zhì)包括：這一區(qū)域之上和其下組成生物圈的氣候、土壤、地形、地質(zhì)、水文、動(dòng)植物的特性，以及人類過去和當(dāng)前活動(dòng)的結(jié)果。土地有一定分層結(jié)構(gòu)，它是由底層、內(nèi)層、表層等三個(gè)層次構(gòu)成的垂直剖面系統(tǒng)。底層由巖石和風(fēng)化物構(gòu)成，是土地的承載層；內(nèi)層是由生物及其土壤層所組成，是土地的心臟，生產(chǎn)力的源泉；表層是指作為土地附著物的動(dòng)物及人類創(chuàng)造的各種建筑物和構(gòu)筑物，其上界為土地各種附著物向上延伸部分之冠頂。當(dāng)前的土地開發(fā)整理多工作集中在對土地表

2、層和底層的優(yōu)化與改良方面，很有必要對土地的內(nèi)層土壤實(shí)施有效的改良，以達(dá)到從本質(zhì)上提高土地質(zhì)量。以下為土壤改良措施的操作步驟：()、土壤性狀調(diào)查土地開發(fā)整理是指在保護(hù)和改善生態(tài)環(huán)境、防止水土流失和土地荒漠化的前提下，采用工程、生物等措施，將未利用土地資源開發(fā)利用的活動(dòng)；土地整理是指采用工程、生物等措施，對田、水、路、林、村進(jìn)行綜合整治，增加有效耕地面積，提高土地質(zhì)量和利用效率，改善生產(chǎn)生活條件和生態(tài)環(huán)境的活動(dòng)；土地復(fù)墾是指采用工程、生物等措施，對在生產(chǎn)建設(shè)過程中的土地和自然災(zāi)害造成破壞、廢地進(jìn)行整治，恢復(fù)利用的活動(dòng)。以土壤改良為核心的土地開發(fā)整理就要求對土壤進(jìn)行必要的調(diào)查分析。只有在調(diào)查的基礎(chǔ)上

3、才能制定有效的土壤改良措施以消除影響土壤肥力的限制性因素。為此，本研究設(shè)計(jì)了適合北京市土地開發(fā)整理項(xiàng)目的土壤性狀調(diào)查表，見附表二。根據(jù)每個(gè)項(xiàng)目區(qū)內(nèi)土壤的特點(diǎn)，選擇合適的土壤改良措施。（二）、各種土壤改良的措施土壤改良是運(yùn)用土壤學(xué)、農(nóng)業(yè)生物學(xué)、生態(tài)環(huán)境學(xué)和農(nóng)業(yè)工程學(xué)等的理論和技術(shù)，排除或防治影響農(nóng)作物生長發(fā)育和引起土壤退化的各種不利因素，改善土壤的理化性狀、提高土壤肥力為農(nóng)作物創(chuàng)造良好的土壤環(huán)境條件的一系列措施。與土地開發(fā)整理相關(guān)的土壤改良措施可歸納為四大類：一是增加壤質(zhì)土層的厚度；二是改良土壤性狀（優(yōu)化土壤剖面質(zhì)地構(gòu)型）；三是增施肥料培育土壤肥力；四是對被污染土壤的生物修復(fù)。因此，針對不同的土

4、壤性狀應(yīng)該采取不同的土壤改良措施。1增加壤質(zhì)土層的厚度在低山丘陵、山前臺(tái)地、河流低階地區(qū)域，如懷柔北部山區(qū)、延慶山區(qū)、門頭溝山區(qū)、房山山區(qū)、密云山區(qū)、昌平和平谷部分山區(qū)的粗骨性褐土、褐土性土、褐潮土及風(fēng)沙土區(qū)實(shí)施土地開發(fā)整理的過程中，需要進(jìn)行必要的增加壤質(zhì)土層的整理措施。表土剝離：在土地開發(fā)整理過程中對需要平整的平緩坡地，首先剝離耕作層土壤或者原自然土壤腐殖質(zhì)層（表土層）030cm，并全部加以收集，貯存于整理場地周圍，必要時(shí)用塑料布遮蓋，避免暴雨淋刷而使肥沃土壤大量流失。然后才能實(shí)施必要的土地平整措施。田塊基層處理：對深填或深挖土的地塊，用推土機(jī)將土地塊推平、壓實(shí)，使其形成具有較好防滲、防漏性

5、能，在有條件的情況小，最好在未來耕作層下部鋪設(shè)厚約20厘米的粘質(zhì)隔離土層，使人造土壤層有保水保肥的性能。耕層土壤或客土回填：為了能在較短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)農(nóng)田的耕作能力，在整理場地的墊土層之上，將原先存放起來的耕作土層，全部運(yùn)送原地進(jìn)行回填。在回填過程中，盡量保持原有良性土壤剖面的有機(jī)組合和整體性。若回填地原為不易透水的土質(zhì)基層，回填厚度一般為50100厘米；若回填地原為基巖的基層，回填厚度一般為100150厘米。新增建設(shè)用地表土搬遷構(gòu)建新型肥沃耕作土層：北京市每年仍然有大面積的新增建設(shè)用地，這些地區(qū)一般均有大量肥沃表土閑置，完全可以將這些新增建設(shè)用地的土壤（優(yōu)質(zhì)菜園土）層搬遷至待整理或待復(fù)墾區(qū)域，建

6、造大面積具有肥沃土壤層的優(yōu)質(zhì)耕地。表土培育與土壤改良：在挖填深度超過土壤耕作層厚度的區(qū)域必須在新整理的土地上加鋪厚度超過25厘米的肥沃表土。這是保證土地整理質(zhì)量的關(guān)鍵。在此基礎(chǔ)上每年還要向土壤施用農(nóng)家肥2000公斤/畝以上；在整理之后的3年內(nèi)實(shí)施豆科作物與綠肥套種或輪種，實(shí)施作物秸稈回田，并增加灰渣肥的施用量，以增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，疏松土壤，改善土壤的通透性；對耕作土層淺薄的田塊逐年深翻2030厘米，以改善土壤理化性狀。洪灌淤積：針對泥沙含量較高的大河下游沿岸區(qū)的土地開發(fā)整理項(xiàng)目，首先將砂土、礫石填充在待開發(fā)整理的區(qū)域,夯實(shí)并平整地表。然后利用河水或洪水富含泥沙的特點(diǎn)，運(yùn)用泵提河水或洪水灌溉已

7、平整的項(xiàng)目區(qū)，這樣多次周期性灌淤，就可建造肥力水平較高的人工淤積土層，這樣形成的耕作層還具有保水保肥、防止下陷和滲漏的特點(diǎn)。2.改良土壤性狀隨著農(nóng)業(yè)科技的快速發(fā)展，世界各國日益重視土壤改良,研制和開發(fā)出多種土壤性狀改良，如改良土壤水分條件的土壤保濕劑、改良土壤結(jié)構(gòu)的松土劑和固砂劑、改良鹽堿土的降鹽堿劑。在北京市農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)條件較好、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)科技水平和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益較好的通州、大興、順義的部分沿河沙地區(qū)，其土壤主要魏砂姜潮土、砂質(zhì)褐潮土，因土壤質(zhì)地粗、結(jié)構(gòu)性差、有效養(yǎng)分缺乏，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常有漏水漏肥現(xiàn)象，為了盡快提高土地生產(chǎn)能力和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益，在土地整理過程中需要進(jìn)行必要的土壤性狀改良措施。液體通氣保

8、濕劑是日本研制成的一種土壤改良劑，它由聚乙烯6.66%、脫乙酰甲殼質(zhì)0.11%、氨基酸0.022%、單寧0.019%構(gòu)成。在粘土中加入這種改良劑，能改善土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，提高其通氣性、透水性和保水性。瀝青乳化保濕劑是由比利時(shí)科學(xué)家研制成功。這種乳化劑是油狀液體，可像化肥一樣施在沙漠上。它分親水性和疏水性兩種：親水性的能像海綿那樣，使植物根部周圍保持濕潤；疏水性的可抑制地面水的蒸發(fā)。一般情況下，沙土中的水滲透快，蒸發(fā)也快，但經(jīng)過這種瀝青乳化劑的處理后，能長時(shí)間蓄積水分，保證植物健康生長。聚合物固沙保濕劑是埃及制成了一種聚合物固沙保濕劑，它是從煉油廠、石化廠和發(fā)電廠的廢料中提取的，將它撒在沙漠上，能

9、夠固沙保濕，抑制生態(tài)惡化，從而使有可能在沙漠里種植小麥和稻子等農(nóng)作物。陶瓷保濕劑是日本農(nóng)業(yè)專家開發(fā)出一種能夠改造沙漠的陶瓷保濕劑。這種陶瓷含有眾多的孔隙，可以吸收比其本身重許多倍的水，具有良好的蓄水和保水性能。將它與高分子樹脂和沙混合，可以用來培育樹木花草或水果蔬菜。聚合物親水松土劑是法國利用聚合物制成了一種親水松土劑，它能濕潤和疏松土壤。該松土劑呈顆粒狀，撒在土壤中（用量為每平方米100g）后即起作用。當(dāng)土壤潮濕時(shí)，顆粒吸收水分而劇烈膨脹，其體積可增大數(shù)百倍。然后逐漸釋放出水分，使作物在干旱時(shí)也有一定的水分可供維持生長。隨著含水量逐漸減少，顆粒的體積也隨之減小，空出原來占據(jù)的位置，從而使土壤

10、疏松。注射松土法是德國專家采用注射法來改良土壤結(jié)構(gòu)，效果很好。他們制成了一種專門的使用壓縮空氣的注射裝置，向土壤中注入塑料顆粒和石灰，不僅可使土壤疏松，石灰還可中和土壤中的酸性。硫酸銨降鈉肥土劑是美國一家農(nóng)場成功地用硫酸銨改良了高鈉土壤。過去，這個(gè)面積為607公頃的農(nóng)場土地含鈉量高達(dá)13.7%，一直無法種植水稻。經(jīng)硫酸銨處理后，不僅稻株長勢良好，而且單位面積產(chǎn)量也大大增加。其增產(chǎn)的原理是：首先，硫酸銨里的硫降低了土壤中的鈉含量，硫酸根離子與鈉離子結(jié)合，形成了可溶性硫酸鈉；其次，硫酸銨的酸性降低了土壤的pH值，為水稻生長創(chuàng)造了較好的環(huán)境，同時(shí)提高了磷和微量元素鐵、錳、鋅的利用率。另外，同尿素類肥

11、料相比，硫酸銨里的氮以氨的形式出現(xiàn)，比較穩(wěn)定，不易揮發(fā)，從而最大限度地促進(jìn)了作物的生長發(fā)育。3.增施肥料培育土壤肥力在北京市西部山區(qū)的碳酸鹽褐土區(qū)，利用次生黃土客土墊地為主的土地開發(fā)整理項(xiàng)目區(qū)，為了使土地開發(fā)整理項(xiàng)目實(shí)施之后盡快地發(fā)揮其應(yīng)有的效益，應(yīng)該利用北京市郊區(qū)養(yǎng)殖基地豐富的生物代謝物（有機(jī)肥）和靠近牧區(qū)的特點(diǎn)，給用參數(shù)黃土墊出的平地增施有機(jī)肥料，以盡快的培肥土壤使農(nóng)民受益。據(jù)在懷柔北部山區(qū)長哨營鄉(xiāng)調(diào)查，有的土地開發(fā)整理項(xiàng)目實(shí)施完工（主要是利用次生黃土墊地）之后。農(nóng)民利用整理出的平整土地種植玉米，畝產(chǎn)不足200斤，且農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效益極低，農(nóng)民紛紛期望一個(gè)部門能夠?qū)⑼恋亻_發(fā)整理項(xiàng)目做實(shí)，并使之

12、見效，紛紛要求在土地開發(fā)整理項(xiàng)目中增添有效措施一一增施肥料培育土壤肥力，使被開發(fā)整理出的農(nóng)用地具有較咼的生產(chǎn)能力，如圖2所示。圖2懷柔區(qū)長哨營鄉(xiāng)通過土地開發(fā)整理建成的農(nóng)田景觀（其玉米產(chǎn)量在200斤/畝左右）增施生物有機(jī)肥（牧區(qū)、大型養(yǎng)殖場牲畜或家禽的糞便），改良土壤耕性，最穩(wěn)妥、最有普遍意義措施就是增施有機(jī)肥料。無論是粘土還是砂土，增施有機(jī)肥料都可使耕性得到一定程度的改善。大量施用農(nóng)家肥（系指含有大量生物物質(zhì)、動(dòng)植物殘?bào)w、排泄物、生物廢物等的肥料）、種植綠肥和豆科作物不僅能為農(nóng)作物提供全面的營養(yǎng)，而且肥效長，可以增加和更新土壤有機(jī)質(zhì)，促進(jìn)微生物繁殖，改善土壤的理化性質(zhì)和生物活性，是生產(chǎn)綠色食品

13、的主要養(yǎng)分來源。同時(shí)還要注意控制與調(diào)節(jié)有機(jī)質(zhì)的積累與分解，既能保證當(dāng)季作物養(yǎng)分的需要，又能使有機(jī)質(zhì)有所積累，不斷提高土壤肥力。灌排和耕作等措施，可以有效的控制有機(jī)質(zhì)的積累與分解。例如，同旱地相比，水澆地和水田有利于土壤有機(jī)質(zhì)的積累，而水田通過排干烤田，耕翻曬垡，又可促進(jìn)有機(jī)質(zhì)的分解釋放養(yǎng)分。草田輪作是種地養(yǎng)地、用養(yǎng)結(jié)合的耕作制度。把豆科綠肥作物納入輪作周期，增加了雨季地表的綠色覆蓋，減少了水土流失，同時(shí)可起到改土肥田、增產(chǎn)增收作用。間作、套種、復(fù)種與混播這幾種種植方法，都是增加雨季地表覆蓋，控制水土流失的有效辦法。利用栽培或野生的綠色植物體作肥料。主要分為豆科和非豆科兩大類。豆科有綠豆、蠶豆、

14、草木樨、沙打旺、田菁、苜蓿、怪麻、紫云英、苕子等。非豆科綠肥，最常用的有禾本科，如黑麥草；十字花科，如肥田蘿卜；菊科，如腫炳菊、小葵子；滿江紅科，如滿江紅；雨久花科，如水葫蘆；莧科，如水花生等。用紙?jiān)牧纪寥朗怯《壤眉垙S廢渣改良土壤也取得了很好的效果。其方法是，在作物播種前，每公頃施入紙?jiān)?噸。經(jīng)過多種作物的對比試驗(yàn)，油菜、小麥、水稻、馬鈴薯等作物都能增產(chǎn)20%50%。這主要是由于紙?jiān)粌H能有效地降低土壤酸度，而且含有鉀、鎂、鈣等微量元素。4.對被污染土壤的生物修復(fù)在北京市東南較污水灌溉歷史較為長久的平原區(qū)，其土壤主要是草甸褐土、潮土、鹽化潮土、濕潮土區(qū)，因?yàn)樵谵r(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中長期利用城市污水

15、灌溉，其農(nóng)用地土壤有不同程度的污染。為此，應(yīng)該在進(jìn)行必要的土壤污染現(xiàn)狀調(diào)查的基礎(chǔ)上，了解土壤污染的范圍、主要污染物及污染程度，并根據(jù)具體情況實(shí)施必要的生物修復(fù)措施，以確保農(nóng)用地及其農(nóng)產(chǎn)品的安全。非食源性植物固化技術(shù)，即利用非食性植物吸收、富集土壤中重（類）金屬元素并合成有機(jī)物（如木材、纖維、花卉等）,然后通過收獲將有機(jī)物及其所包含的重（類）金屬元素從土壤系統(tǒng)中分離出去，以降低土壤中污染物的總量，還有效防治土壤中的重（類）金屬元素進(jìn)入?yún)^(qū)域地表水系統(tǒng)和生態(tài)系統(tǒng)，達(dá)到減少土壤污染，以確保區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量、食品安全和人類健康的目的。這種非食性植物群固化中有兩個(gè)主要功能：一是利用植物對水土保持能力，減緩

16、土壤被侵蝕和被淋溶的過程，防止重金屬元素對水系統(tǒng)的二次污染；二是通過植物根系環(huán)境pH、Eh條件的改變（即細(xì)菌和真菌的生理代謝過程）促使重金屬元素的化學(xué)形態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)換即重金屬元素固化。如研究表明植物根系可有效地固定土壤中的鉛。非食源性植物揮發(fā)技術(shù)，是利用植物吸收、積累和揮發(fā)作用以減少土壤污染物。目前的研究多集中在利用植物根系細(xì)菌的繁殖、分泌特殊酶的作用將土壤中的甲基汞、離子態(tài)汞轉(zhuǎn)化為毒性較小、可揮發(fā)的單質(zhì)汞，就可以降低土壤中汞毒性，如將汞還原酶基因轉(zhuǎn)導(dǎo)到植物（如煙草）體中，進(jìn)行汞污染土壤的植物修復(fù)。另外許多植物可從污染土壤中吸收硒并將其轉(zhuǎn)化成可揮發(fā)狀態(tài)（二甲基硒和二甲基二硒），從而降低硒對土壤生態(tài)

17、系統(tǒng)的毒性。在美國加州的一個(gè)人工構(gòu)建濕地生態(tài)系統(tǒng)中，種植不同的濕地植物使土壤中硒從25mg/kg降低至5mg/kg。土壤通電消毒法是美國發(fā)明一種凈化被污染土壤的方法，就是給受污染的土壤通上直流電。當(dāng)電流接通時(shí)，液態(tài)酸在陽極形成并運(yùn)動(dòng)到土壤氣孔中，吸收土壤中污染物進(jìn)入液體。在電滲析過程中，大量的水沖刷土壤，把氣孔中的液體沖出來，使其運(yùn)動(dòng)到陰極。在那里液體被抽到地表面，污染物因而離開了土壤。沸石除污是格魯吉亞科技人員在向土壤中噴撒農(nóng)藥的同時(shí)施入一定的天然沸石，由于沸石含有眾多微孔，吸附性強(qiáng),能夠促進(jìn)吸收和析出任何物質(zhì)與氣體的原子，所以不僅能免除化學(xué)農(nóng)藥對土壤的污染，有利于作物生長，而且同農(nóng)藥混用還

18、能增強(qiáng)藥性，提高殺蟲效果。5.北京市污染土地修復(fù)整理的實(shí)用技術(shù)上述土壤污染修復(fù)技術(shù)僅僅是當(dāng)今學(xué)術(shù)界在進(jìn)行小規(guī)模試驗(yàn)基礎(chǔ)上，經(jīng)過比較分析探討的一些土壤污染修復(fù)的新技術(shù)。那么，作為新技術(shù)如何在土地整理中應(yīng)用、并能夠取得較好經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益的具體實(shí)踐在國內(nèi)外至今還少有報(bào)道。為此，課題組專家在北京市土地整理與與儲(chǔ)備中心、北京土地學(xué)會(huì)的組織領(lǐng)導(dǎo)下，對北京市近郊區(qū)的高科技農(nóng)業(yè)進(jìn)行的調(diào)查研究，認(rèn)為對于被污染的土壤，首先應(yīng)該確定其土壤污染的類型與范圍、區(qū)位條件及農(nóng)業(yè)經(jīng)營管理水平，優(yōu)選條件比較好的被污染土壤的區(qū)域，利用土地整理的資金和市政府相關(guān)優(yōu)惠政策，吸引社會(huì)資本與土地整理資金聯(lián)合，投資修建高科技

19、農(nóng)業(yè)花卉生產(chǎn)基礎(chǔ)設(shè)施（大棚、水利排灌、電力和道路）建設(shè)，或者改造現(xiàn)有的為了種植蔬菜而建設(shè)的溫室大棚，投資對土地承包者或農(nóng)民進(jìn)行必要的技術(shù)培訓(xùn)（花卉產(chǎn)業(yè)種植、管理、經(jīng)營）。這樣使北京郊區(qū)受污染的土壤用于生產(chǎn)非食源，這樣一方面可消除在被污染土壤上進(jìn)行食源性的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對人民飲食安全的危害；二方面可通過花卉植物從被污染土壤中逐漸吸收、富積污染物，就能達(dá)到修復(fù)被污染土壤之目的；三方面還能促進(jìn)北京郊區(qū)農(nóng)民增收致富奔小康的步伐。一些列舉北京市郊區(qū)高科技農(nóng)業(yè)一一花卉業(yè)生產(chǎn)景觀示意圖，如圖3所示，由此可見，采用土地整理措施，并結(jié)合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與經(jīng)營的改善，據(jù)初步估算其投資強(qiáng)度與一般的農(nóng)用地整理相當(dāng)，但經(jīng)濟(jì)、社會(huì)與生態(tài)效益更好，這樣就很好地發(fā)揮了土地整理在發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟(jì)、改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境方面的短平快作用。圖3北京市大興區(qū)的高科技高產(chǎn)值花卉業(yè)景觀圖（