土壤調(diào)理劑綜述

土壤調(diào)理劑綜述一、土壤問(wèn)題土壤退化是指人類(lèi)對(duì)土壤的不合理利用，而導(dǎo)致的土壤質(zhì)量和生產(chǎn)力下降的過(guò)程。目前，隨著人口、環(huán)境資源的矛盾日益突出，土壤退化已經(jīng)成為全球性的重大問(wèn)題，例如長(zhǎng)期施肥導(dǎo)致的土壤酸化、土壤鹽漬化、土壤除草劑藥害等問(wèn)題。根據(jù)不同土壤問(wèn)題，選擇合理的土壤改良對(duì)策，進(jìn)而提高作物產(chǎn)量及品質(zhì)，成為當(dāng)前我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展需要解決的重要問(wèn)題。1.1土壤酸化我國(guó)的酸性土壤主要分布在長(zhǎng)江以南的廣大熱帶和亞熱帶地區(qū)和云貴川等地，面積約為822.04X10hm，大部分土壤的pH值小于5.5，其中很大一部分小于5.0，甚至是4.5。土壤酸化是指土壤內(nèi)部產(chǎn)生和外部輸入的氫離子引起土壤pH值降低和鹽基飽和度減小的過(guò)程。土壤酸化是一個(gè)速度非常緩慢的自然過(guò)程。但是，最近幾十年來(lái)，由于人為活動(dòng)的影響，土壤的酸化進(jìn)程大大加快。其中酸沉降和不當(dāng)?shù)霓r(nóng)田施肥措施（過(guò)量施用銨態(tài)氮肥）是土壤酸化加快的主要原因。根據(jù)上個(gè)世紀(jì)80年代初全國(guó)第2次土壤普查，煙臺(tái)、威海的棕壤蘋(píng)果園，土壤pH值大部分為6.4-7.2,是比較適合栽培蘋(píng)果的。但是，經(jīng)近10年的調(diào)查，有不少果園土壤pH值已低于5.5，個(gè)別果園酸化更加嚴(yán)重，土壤pH值已不足4.0。因此，蘋(píng)果樹(shù)爛根現(xiàn)象嚴(yán)重，一些弱寄生菌病害加重（如蘋(píng)果腐爛病等），嚴(yán)重影響果樹(shù)的穩(wěn)產(chǎn)、豐產(chǎn)以及果實(shí)品質(zhì)的提高。影響土壤酸化的人為因素主要有兩方面，一是酸性氣體的大量排放，導(dǎo)致酸沉降的增加。排放到空氣中的SO和NOx，有一部分直接滲入地表形成干沉降，另一部分經(jīng)過(guò)一系列的化2學(xué)反應(yīng)最后形成強(qiáng)酸HSO和HNO，雨水pH隨之下降形成酸雨;還有一個(gè)因素就是不243當(dāng)?shù)霓r(nóng)業(yè)措施，如大量化學(xué)肥料特別是銨態(tài)氮肥的使用、豆科作物的種植、不當(dāng)?shù)氖┓柿亢褪┓史绞?、作物收獲移走土壤中的堿性物質(zhì)等。1.2土壤鹽漬化及次生鹽漬化42依據(jù)《中國(guó)1?100萬(wàn)土地資源圖》，土地資源數(shù)據(jù)集中國(guó)鹽漬土面積3630.53X10hm,42占全國(guó)可利用土地4.88%。全國(guó)耕地中鹽漬化面積920.94X10hm，占全國(guó)耕地面積6.62%。主要分布在東北、華北、西北內(nèi)陸地區(qū)以及長(zhǎng)江以北沿海地帶。在設(shè)施栽培條件下，由于速效性有機(jī)肥（如糞尿肥）和化肥用量大，設(shè)施棚室內(nèi)溫度高，蒸發(fā)量大，雨水淋溶作用少，隨著栽培年限的增加，耕層土壤鹽分積累嚴(yán)重，常引起不同程度的次生鹽漬化。二、土壤改良產(chǎn)品和技術(shù)的發(fā)展用于土壤改良的方法有很多，特別是用非金屬礦物，它除了本身含有改善土壤所必需的鈣、氮、磷、鉀以及各種微量元素之外，同時(shí)還具有特殊的物理化學(xué)性質(zhì)，如陽(yáng)離子交換性質(zhì)、吸附性、酸堿性等特點(diǎn)，以此來(lái)改善土壤的物化性能，改良土壤的結(jié)構(gòu)與性能，改善土壤的通透性等，使土壤能更好地適合作物生長(zhǎng)。目前，世界各國(guó)利用非金屬礦物作土壤改良劑效果較好，并且也越來(lái)越受到重視。國(guó)外對(duì)于非金屬礦物在土壤改良領(lǐng)域中的研究、應(yīng)用開(kāi)展的時(shí)間早，應(yīng)用范圍廣，其中涉及到多種非金屬礦物。早在20世紀(jì)60年代以后，由于化肥和農(nóng)藥的大量使用，導(dǎo)致土壤中的肥效、藥效下降，并造成嚴(yán)重污染，因而土壤改良問(wèn)題，引起世界各國(guó)的日益關(guān)注，一些國(guó)家加強(qiáng)了非傳統(tǒng)礦肥即非金屬礦物在土壤改良中的開(kāi)發(fā)利用，而且研究和開(kāi)發(fā)利用范圍日益擴(kuò)大。迄今為止，在土壤改良中所涉及到的非金屬礦物接近60種，主要有膨潤(rùn)土、石灰?guī)r、白云石、沸石及泥炭等，已形成以礦物肥料、改良劑、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)載體等為主的系列產(chǎn)品，在改良土壤方面成為促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展較為重要的物質(zhì)條件。reductioninpropertyvalue.Findwarningsignals,timelyreportingorwarning,developandimplementmeasuresagainstcustomertransfersandotheractsleadingtolossorincreasethedifficultyofclearing.Personalcreditbusinessoflate,agenciesshouldbetimelycollection,ifnecessary,asktherightinstitutionstobringproceedings.Nonapprovedbyheadoffice,agenciesatalllevelsshallnotwithoutthefollowing:give同國(guó)外相比，我國(guó)在非金屬礦物用作土壤改良劑方面的研究、應(yīng)用開(kāi)展的時(shí)間比較晚，僅有近20多年的歷史，但發(fā)展十分迅速。特別是近幾年來(lái)，地礦、農(nóng)業(yè)部門(mén)以及科研機(jī)構(gòu)在此方面都作了大量的工作，也取得了一些經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。從已有的研究成果來(lái)看，我國(guó)對(duì)于非金屬礦物在土壤改良方面的應(yīng)用主要還是用作礦物肥料，如使用沸石、海綠石、含鉀巖等作肥料或與化肥混合成微量元素肥料，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了農(nóng)作物增產(chǎn)增收的效果。三、主要土壤改良劑介紹開(kāi)發(fā)利用天然礦物肥料作為土壤改良、調(diào)節(jié)劑，具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。目前用作土壤改良調(diào)節(jié)劑的礦物或巖石主要有石灰石、白云巖、膨潤(rùn)土、泥炭、泥炭藍(lán)鐵礦、蛭石、硅藻土、皂石、海泡石等。這些礦物或巖石常具有特殊的物理性質(zhì)，用于改良土壤，成效顯著。1.1石灰石石灰?guī)r主要成分為碳酸鈣，富含堿性組分CaO、MgO，因此可用來(lái)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，迅速有效的降低酸性土壤的酸度，還能增加土壤中交換性鈣的含量。據(jù)浙江省農(nóng)科院在紅壤地的田間試驗(yàn)結(jié)果表明，用石灰?guī)r粉代替燒制石灰改良土壤能節(jié)約能耗94%，降低成本50%，提高產(chǎn)量8%,18%。施用石灰?guī)r粉可使12種主要農(nóng)作物增產(chǎn)10%,95%，同時(shí)還能明顯改善作物品質(zhì)，如使小麥蛋白質(zhì)含量提高1.8%，棉花纖維長(zhǎng)度增加2.1毫米。施用石灰?guī)r粉還能降低油菜菌核病和小麥赤霉的發(fā)病率，提高土壤的pH值，使土壤溶液中對(duì)作物有害的鋁轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)害的氫氧化鋁。農(nóng)［7］用石灰?guī)r粉的粒度80%,90%過(guò)20目，20%,30%過(guò)100目為宜。根據(jù)土壤障礙因子，土壤嚴(yán)重酸化和鈣素嚴(yán)重缺乏，長(zhǎng)陽(yáng)土肥站開(kāi)發(fā)試用了“活性鈣土壤調(diào)理劑”。該產(chǎn)品含CaCO96.0%，MgO0.5%，F(xiàn)e0.001%，pH值8~10。其原理是中和3+-土壤溶液中的H，CaCO與水反應(yīng)產(chǎn)生OH，只有在土壤水分充足的條件下調(diào)理劑才產(chǎn)3-生化學(xué)反應(yīng)，鈣與鋁產(chǎn)生置換，碳酸根與水反應(yīng)形成碳酸和OH，碳酸分解生成水和放出+-+CO?，而土壤中的H和OH結(jié)合又形成水。只要土壤中有H存在，CaCO就會(huì)不停地23反應(yīng)，從而提高pH值。1.2白云石白云石是碳酸鈣和碳酸鎂以等分子比的結(jié)晶碳酸鈣鎂［CaMg(CO3)2］，比較好的白云石一般含CaCO54%,58,，MgCO40%,45,;當(dāng)MgCO存在但含量低于40,時(shí)，一般叫做333白云灰?guī)r，而方解石是含有100,的CaCO。施用白云石改良酸性土壤可以避免因施用不3均勻或施用量較大對(duì)作物生長(zhǎng)造成的傷害，在有效提高土壤PH值的時(shí)候可以同時(shí)維持養(yǎng)分平衡。據(jù)美國(guó)有關(guān)專(zhuān)家介紹，改良酸性果園土壤可使用白云石灰，即含鎂的石灰，方法是在果園澆水的同時(shí)進(jìn)行，將白云石灰放在果園入水口處，讓水先經(jīng)過(guò)白云石灰，然后流入園內(nèi)，2這樣可以有效地中和土壤酸度，同時(shí)增加土壤鈣、鎂含量。一般666.7m使用量為150-200kg。白云石可以改良土壤酸性，且隨著白云石粉用量的增加，土壤pH值和土壤的陽(yáng)離子交換能力也增加;它還可以改善土壤物理性質(zhì)，而且通過(guò)提高土壤的pH值，可以避免鋁和錳對(duì)植物的可能毒害，改善其他營(yíng)養(yǎng)元素的供應(yīng)，促進(jìn)植物根系的發(fā)育。同時(shí)，白云石粉可以防止[8]鈣鎂比例失調(diào)而誘發(fā)植物缺鎂。白云石提高土壤pH值的速度與白云石的粒徑有關(guān)，粒徑越小，提高土壤pH值的速度越快，但是粉劑不利于施用，在國(guó)外一般粉碎后再團(tuán)成顆粒。施用白云石粉，有利于提高土壤養(yǎng)分的有效性，主要是因?yàn)樗梢蕴岣咄寥纏H值，降低堿解氮含量，增加交換性鈣、交換性鎂和速效鉀、水溶性硼、有效鋅的含量。據(jù)安徽省農(nóng)科院在酸性紅黃壤的田間試驗(yàn)結(jié)果表明，施用白云石粉可以降低土壤交換性鋁的含量，提高土壤reductioninpropertyvalue.Findwarningsignals,timelyreportingorwarning,developandimplementmeasuresagainstcustomertransfersandotheractsleadingtolossorincreasethedifficultyofclearing.Personalcreditbusinessoflate,agenciesshouldbetimelycollection,ifnecessary,asktherightinstitutionstobringproceedings.Non-approvedbyheadoffice,agenciesatalllevelsshallnotwithoutthefollowing:givepH值和交換性鈣、鎂的含量，顯著提高作物產(chǎn)量，且有明顯的后效。施用白云石粉后第2-6季作物分別較對(duì)照增產(chǎn)21.5%-48.6%、9.4%-16.2%、10.9%-44.6%、7.9%-22.0%和6.6%-29.8%。1.3膨潤(rùn)土膨潤(rùn)土的主要化學(xué)成分為SiO、AlO、HO及少量的MgO、CaO、FeO、FeO、NaO、2232232KO和TiO等，主礦物是蒙脫石，具有層狀結(jié)構(gòu)的含水鋁硅酸鹽礦物。它是由凝灰?guī)r或其22他火山巖在堿性水的作用下形成的，富含動(dòng)植物所需的常量和微量元素（K、P、Na、Mg、Cu、Mn、Fe、Zn等），具有極強(qiáng)的陽(yáng)離子吸著作用，是優(yōu)良的保肥材料。膨潤(rùn)土具有較強(qiáng)的保水能力以及良好的粘結(jié)性，對(duì)協(xié)調(diào)土壤的水、肥、氣、熱有良好的效果。在土地耕作上，利用膨潤(rùn)土可以改善土壤結(jié)構(gòu)，吸收大量的水、肥、腐植酸、有機(jī)質(zhì)，降低砂質(zhì)土的孔隙度與滲透性，同時(shí)，其具有很強(qiáng)的離子交換能力，可使各種肥料以易吸收形式賦存于土壤中，實(shí)現(xiàn)養(yǎng)分和微量元素在土壤溶液與作物間的平衡交換。膨潤(rùn)土還可以改善酸性土壤，它能明顯地提高土壤的pH值，而且隨著膨潤(rùn)土含量的增加而升高;膨潤(rùn)土能明顯地降低土壤活性酸含量，且隨著膨潤(rùn)土含量的增加而降低。此外，膨潤(rùn)土還能吸附毒性物質(zhì)，阻止毒素進(jìn)入作物。膨潤(rùn)土作為土壤改良劑，除了用于農(nóng)田之外，目前用于沙質(zhì)地或砂壤土的改良研究較多。膨潤(rùn)土具有良好的抗?jié)B性、抗凍性、壓縮性固結(jié)性、對(duì)沙土的穩(wěn)定性、密實(shí)性、保水性，可以永久性抵消沙化土的種種缺陷。因此，在沙土中加入膨潤(rùn)土，可以防止沙土中的水、肥流失，固結(jié)沙粒，有利于固沙植被生長(zhǎng)，改善沙化土地的生態(tài)環(huán)境。據(jù)日本專(zhuān)利公報(bào)昭56-52076介紹，關(guān)于粘土質(zhì)礦物作為土壤的無(wú)機(jī)改良劑問(wèn)題，經(jīng)多年研究后發(fā)現(xiàn)，在膨潤(rùn)土礦物中，添加重量為4%,15%的鎂化物，必要時(shí)可加工成顆粒狀，則長(zhǎng)期保持改良后的性質(zhì)，成為一種良好的無(wú)機(jī)土壤改良劑。1.4石膏石膏的主要化學(xué)成分是CaSO，石膏在改良土壤過(guò)程中主要起以下作用：（1）用石膏生4產(chǎn)的肥料，施于土壤可起保氮、固氮作用，降低土壤堿性，可為缺鈣地區(qū)提供鈣、硫營(yíng)養(yǎng)。（2）促進(jìn)有機(jī)質(zhì)分解，特別是硫可促進(jìn)微生物對(duì)土壤中含氮物質(zhì)的分解，加速氨化作用的進(jìn)行。（3）對(duì)鹽堿地有明顯的改善效果，向堿性土壤中施加石膏粉時(shí)，石膏中的部分鈣取代土壤中的鈉，從而使土壤達(dá)到改良效果，同時(shí)也可以提高土壤的滲透性，在我國(guó)通常是用石膏做肥料，北方用石膏改良?jí)A土。四、發(fā)展前景及意義隨著科技的日益進(jìn)步，非金屬礦物在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中所起到的重要作用正逐漸為人們所認(rèn)識(shí)，大量的研究和應(yīng)用試驗(yàn)表明，非金屬礦物在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的土壤改良，農(nóng)用肥料等方面都發(fā)揮了重要作用，具有其他任何材料都無(wú)可比擬的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，我國(guó)是世界上礦物資源比較齊全的國(guó)家之一，質(zhì)優(yōu)量豐，分布廣泛，如:膨潤(rùn)土23.27億t（濰坊市坊子區(qū)的儲(chǔ)量居全國(guó)第二），白云巖5035萬(wàn)t，沸石8.85億t等，這些完全可以滿(mǎn)足我國(guó)的需要，為發(fā)展非金屬礦物在土壤改良以及在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用提高堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。因此，非金屬礦物用于土壤的改良、治理的前景非常廣闊且具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。目前市面上以天然礦物作為土壤調(diào)理劑的產(chǎn)品主要是以CaCO為主，例如某土壤調(diào)理劑，3含CaCO75,，有機(jī)質(zhì)20,，腐殖酸10,，還含有殼聚糖、中微量元素等，包裝為25kg/3包，批發(fā)1000元/噸，零售1500元/噸。長(zhǎng)陽(yáng)土肥站研制的活性鈣土壤調(diào)理劑，含CaCO396,，MgCO0.5,。以MgCO為主的不多，而根據(jù)國(guó)內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)，白云石在改善酸性土33壤上的效果要好于石灰石，所以礦石在土壤調(diào)理劑方面值得開(kāi)發(fā)利用。reductioninpropertyvalue.Findwarningsignals,timelyreportingorwarning,developandimplementmeasuresagainstcustomertransfersandotheractsleadingtolossorincreasethedifficultyofclearing.Personalcreditbusi