土壤改良的作用范文

时间:2023-12-06 17:34:47

土壤改良的作用

土壤改良的作用篇1

关键词:土壤改良;土壤沙化;土壤侵蚀;土壤污染

中图分类号:S156 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20160932033

随着社会经济的快速发展,人口数量不断增多,生活的环境日益遭受着破坏。大气污染、食品安全、土地退化等成了21世纪的热点问题。根据2000年世界粮农组织(FAO)世界土壤资源报告,全球严重土地退化面积约为3500万 km2,占总土地面积的26%,其中用于农业生产活动造成的严重土地退化面积占总土地面积的9%[1]。农民一味地追求高产,过度施用化肥,导致土壤板结;大量工厂的建立,导致了土壤污染;大量的砍伐树木,导致了土壤的沙漠化等,如今土壤退化问题成了亟待解决的问题。

因此,如何保持土壤质量,防止土壤退化,成为了国内外研究的热点。施用土壤改良剂是一种既经济又方便的方法,它可以改善土壤理化性质、提高土壤肥力,还能降低土壤中污染物的迁移,对于改良退化土壤有非常好的效果。本文从退化土壤的改良出发,介绍了土壤改良剂的不同类型及其在3种土壤退化类型中的应用,以期为不同类型退化土壤改良提供思路。

1 土壤改良剂介绍

土壤改良剂,又称土壤调理剂,能有效改善土壤理化性质和土壤养分状况,并对土壤微生物产生积极影响,从而提高退化土壤的生产力,使其更适宜于植物生长,而不是主要提供植物养分的物料。在20世纪50年代以前,土壤改良剂的研究只限于天然改良剂,随着研究的不断深入,科学家们从天然有机物、无机物提取到合成高分子化合物,根据不同土壤类型制成不同改良剂。按原料来源可将土壤改良剂分为天然改良剂、人工合成改良剂、天然-合成共聚物改良剂和生物改良剂等4大类[1],其中天然改良剂又可以分为无机物料和有机物料2种。其具体分类如图1所示。

1.1 天然改良剂

天然改良剂根据原料的性质,可以分为无机物料和有机物料2类。无机物料又可以分为天然矿物和无机固体废弃物;有机物料包含了有机固体废弃物、天然提取高分子化合物和有机物料。主要有石灰石、膨润土、蛭石、粉煤灰、畜禽粪便、泥炭等。

1.2 人工合成改良剂

人工合成改良剂是一种高分子有机聚合物,是通过对天然改良剂的分析研究,合成的一种与天然改良剂结构形态类似的改良剂。国内外研究和应用的人工土壤改良剂有聚丙烯酰胺、聚乙烯醇树脂、聚乙烯醇、聚乙二醇等,其中聚丙烯酰胺是目前土壤改良剂的研究热点。

1.3 天然-合成共聚物改良剂

为了达到高效的治理效果,将天然改良剂与人工改良剂合成,用人工合成改良剂去弥补天然改良剂的不足,使其效果达到最佳,扩大适用范围,是一种新型的共聚物改良剂。其中包含了腐殖酸-聚丙烯酸、纤维素-丙烯酰胺、磺化木质素-醋酸乙烯等。

1.4 生物改良剂

目前研究和应用的生物改良剂包括一些商业的生物控制剂、微生物接种菌、菌根、好氧堆制茶、蚯蚓等。

2 土壤改良剂在几种土壤退化类型中的应用

土壤退化是指在各种自然,特别是人为因素影响下发生的导致土壤的农业生产能力或土地利用和环境调控潜力,即土壤质量及其可持续性下降,甚至完全丧失其物理、化学和生物学特征的过程。由于土壤退化是土壤物理、化学、生物学性质恶化导致肥力下降的总称,赵其国[2]将土壤退化分为土壤物理退化、土壤化学退化、土壤生物退化。中国科学院南京土壤研究所借鉴国外的分类,将我国土壤退化分为土壤侵蚀、土壤沙化、土壤盐化、土壤污染以及不包括上列各项的土壤性质恶化、耕地的非农业占用6类。

2.1 土壤改良剂在防治土壤沙化中的应用

土壤沙化指良好的土壤或可利用的土地变成含沙量很多的土壤或土地变成沙漠的过程。随着土壤沙漠化程度的加重,土壤物理性质、生物学特性都会发生一系列的变化,土壤水分、养分含量等降低,土壤生物酶活性下降,最终影响地上植被生长、发育和分布。在改良沙土时,研究学者更多关注的是如何增加土壤的保水能力、土壤养分含量、土壤有机质含量等。

2.1.1 天然改良剂

在天然矿物中,石灰石、膨润土等都具有保水保肥的改良作用,其中膨润土、沸石、石膏和蛭石还具有增肥作用。膨润土自身具有较强的吸水性、膨胀性、吸附性、粘着性等,施入沙土中可以增加土壤中团聚体的数量,降低土壤容重。膨润土与腐殖质作用形成有机无机复合体,施入土壤后,能够降低有机物料的分解速率,提高腐殖化系数,增加土壤有机质的累积,两者的相互结合存在着明显的交互作用[3]。粉煤灰自身的理化特性是改良沙土的物质基础,粉煤灰的平均粒径约为0.01~100 m,平均容重约为0.81~1.16g・cm-3,持水能力可达到45%~60%,显著高于沙土[4]。泥炭作为有机物料改良剂,能够提高混合沙土的持水能力,降低沙土的pH值和容重,增加沙土的有机质、速效氮和腐殖酸含量,对白菜的生长和生物量都有促进作用[5]。

2.1.2 人工合成改良剂

聚丙烯酰胺(PAM)是一种水溶性高分子聚合物,具有很强的亲水性及絮凝性,能够增加土壤团聚体数量,还能够减少土面水分蒸发,保蓄水分,提高水分利用效率。Johnson通过添加PAM增加了土壤的持水能力,为植物生长提供了更多的有效水[6]。将粉煤灰和聚丙烯酰胺混合施用,形成互补效应,但施用效果并不是简单的叠加,与对照相比,能够显著提高土壤田间持水量,同时增加土壤有效水含量。

2.1.3 生物改良剂

丛枝菌根真菌能和世界上90%以上的有花植物形成互惠互利的共生体,接种菌根真菌能够促进植物对土壤水分和养分的吸收,提高植物的抗逆性,同时菌根真菌分泌的球囊霉素相关蛋白能够改善土壤的团聚性,同时也是土壤碳的一个重要来源。丛枝菌根真菌和腐殖酸联合作用能够改善土壤微环境,同时提高了土壤酸性磷酸酶活性和有效磷的释放,沙土中细菌、真菌和放线菌数量也得到了显著的提高,进而促进土壤的形成和发育,改变土壤的理化性质[7]。

2.2 土壤改良剂在防治土壤侵蚀中的应用

土壤侵蚀是指土壤及其母质在水力、风力、冻融、重力等外营力作用下,被破坏、剥蚀、搬运和沉积的过程。在防治土壤侵蚀过程中,主要有生物防治、物理化学防治、工程防治以及综合防治技术,这些防治措施的基本原理都是减少坡面径流量、减缓径流速度,提高土壤吸水能力和坡面抗冲能力,并尽可能抬高侵蚀基准面。

改良剂在防治土壤侵蚀中的应用主要集中在改良土壤结构,增加土壤的凝聚力,提高土壤吸水能力等方面。Brandsma[8]研究4种土壤改良剂(Agri-Sc、Soiltex、Humus和Kiwi Green)发现,土壤改良剂可以降低土壤密度,提高总孔隙度,其中Agri-Sc改良剂能够使土壤平均溅蚀量降低14.3%,Soiltex和Kiwi Green可使土壤结壳强度增加。人工合成改良剂中聚丙烯酰胺(PAM)处理过的土壤表面紧密的结构和较高的团聚体稳定性有效抑制了土粒的分散,增加土壤的水稳性团粒体,提高土壤渗水速度,可以有效地防止土壤的侵蚀。利用小型水道进行了针对壤土和黏土的PAM沟灌试验发现,壤土的渗透率减少了59%,黏土减少量22%,能够有效地减少流水侵蚀。在喷淋灌溉系统中模拟雨滴降落试验中,2 kg・ha-1的PAM有效地减少了径流和侵蚀,且对侵蚀的控制比对径流更有效[9]。

2.3 土壤改良剂在防治土壤污染中的应用

土壤污染破坏了土壤的自然生态平衡,并导致土壤的自然功能失调,土壤质量恶化。土壤污染可以分为无机污染和有机污染,无机污染物主要有汞、铬、铅、铜、砷、镉、酸、盐碱等,有机污染物主要有石油、氰化物、有机农药等。其中土壤重金属具有累积性、不可逆性的特点,因此重金属污染治理是现在研究热点。

2.3.1 天然改良剂

在修复重金属污染土壤中,常用的改良剂有石灰石、沸石、碳酸钙、硅酸盐和促进还原作用的有机物质,而不同改良剂改良重金属污染土壤的作用机理也是不同的。石灰是使用较为广泛的一种改良剂,能够降低土壤中重金属的移动性及其在植物体内的累积。由于石灰本身具有碱性,施用石灰可以提高土壤pH值,促使土壤中Cd、Cu、Hg、Zn等元素形成氢氧化物或碳酸盐沉淀。施用少量石灰,可以使土壤有机质中的羟基和羧基与OH-反应,促使土壤可变电荷增加,土壤中Cd2+与CO32-发生化学反应生成难溶于水的CdCO3[10]。与其有同样效果的改良剂还有粉煤灰或改性粉煤灰,同样能够使土壤pH值升高,降低重金属污染土壤中Cd、Pb、Zn、Co、Cu、Ni等的迁移能力,抑制作物对重金属的吸收。沸石是碱金属或碱土金属的水化铝硅酸盐晶体,含有大量的三维晶体结构和很强的离子交换能力,从而能通过离子交换吸附和专性吸附降低土壤中重金属的有效性。在天然矿物中,膨润土和蛭石同样能够吸附土壤中的重金属,如Pb、Ni、Cu、Zn、As、Sb、Cd等,降低其生物有效性。

有机物料作为土壤重金属的吸附材料,其原理是重金属能够与有机物料中的有机配位体形成稳定的络合物,从而减轻重金属离子的生物有效性。常见的有机物料有畜禽粪便、污泥、绿肥、泥炭等。畜禽粪便在吸附土壤重金属的同时,还能够培肥土壤,增加土壤有机质含量,促进作物生长,在Cd污染土壤上施用鸡粪堆肥,可以促进冬小麦的生长,同时抑制了冬小麦根系对Cd的吸收 [11]。造纸污泥与土壤相互作用能形成新的吸附位点,使土壤对Cd和Sb的吸附量增加,降低其生物有效性。用粉煤灰将污水污泥结合钝化后,再施入土壤中,能够显著提高酸性土壤的pH值和Ca、Mg、B的含量,降低土壤的电导率和重金属的有效性,同时还能够增加土壤的N、P养分[12]。泥炭能吸附土壤中的重金属如Pb、Ni、Cu、Zn、As、Sb、Cd等,降低其生物有效性,同时还是良好的土壤调解剂,含有腐殖酸及营养成分,能够保肥、持水,增强土壤微生物的活动,可以提高0.25~1.61个单位的土壤pH值,增加土壤有机质,显著降低土壤中Cd有效态含量[13]。绿肥作为一种养分完全的生物肥源,不仅能够改良土壤,增加土壤养分,还能够作为土壤重金属改良剂,降低土壤中可提取性Al的浓度。

2.3.2 生物改良剂

重金属污染的土壤中,常富集有多种耐重金属的真菌和细菌。采用生物改良剂对土壤中重金属进行吸附,主要表现在胞外络合作用、胞外沉淀作用和胞内积累3种作用方式,目前主要的修复技术分为原位修复技术和异位修复技术2种。其中丛枝菌根能够通过直接作用(如螯合作用、菌丝的“过滤”机制等)和间接作用(改善矿质营养状况、改变根系形态等)修复污染土壤,包括有机烃类污染、重金属污染、石油污染、农药污染等。在灭菌土壤中添加AM真菌,可以促进海州香薷向地上部分转运Cu,提高其地上部分Cu吸收量,进而使得土壤中Cu含量减少[14]。接种菌根真菌还能够显著减少重金属复合污染土壤中三叶草对Cu、Cd、Pb的吸收。

3 总结与展望

土壤改良剂相对于其他改良方法简单易行,且效果显著,所以一直是研究者的关注点,但单一改良剂的改良效果存在不全面或不同程度的负面影响。在实际中,遇到的土壤改良问题并不是单一的,因此在选择改良剂时,通常会几种改良剂配合施用,但配施比例以及配施方法仍是值得探讨的问题。同时,针对不同的改良土壤,配施方法也有所差异。另者,在施用改良剂的同时要防治二次污染,例如在施用畜禽粪便、泥炭、粉煤灰时,可能会引入重金属,导致土壤、水体、生物的二次污染。对于一些合成有机改良剂尚有很多问题不能解释,例如PAM会与土壤中的粘土矿物相互作用,但作用机理尚不清楚,同时对土壤微生物生态系统及其生物转化产物对整个生态的影响还不太了解。生物改良剂对于重金属的改良有很好的效果,但丛枝菌根种类繁多,高效菌种的筛选问题需要解决,且其纯培养技术尚待突破。

综上所述,应用改良剂改良土壤尚有许多问题亟待解决,配施比例、配施方法、应用机理等都是今后的研究热点,同时针对不同问题的土壤,所采用的改良方法也不同。

参考文献

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[14]王发园,林先贵,尹睿.丛枝菌根真菌对海州香薷生长及其Cu吸收的影响[J].环境科学,2005,26(5):176-182.

土壤改良的作用篇2

50年代以前,土壤结构改良剂的研究仅限于天然结构改良剂,研究较多的是藻朊酸盐,它是从藻类中抽取的多糖羧酸类化合物,藻朊酸钠用量01%(按土重计算)便有显著的改土效果。但由于天然结构改良剂易被土壤微生物分解且用量较大,难以在生产上广泛应用,于是,人工合成结构改良剂的研究便逐渐开展起来。克里利姆土壤改良剂是初期人工合成的改良剂,主要成分是聚丙烯酸钠盐,具有高效、抗微生物分解、无毒等优点。最近几年,高效低用量土壤结构改良剂出现,使用方法不断改进,使用成本逐渐下降,使其具有越来越广阔的应用前景。

1土壤结构改良剂的种类、性质

土壤结构改良剂是根据团粒结构形成的原理,利用植物残体、泥炭、褐煤等为原料,从中抽取腐殖酸、纤维素、木质素、多糖羧酸类等物质,作为团聚土粒的胶结剂,或模拟天然团粒胶结剂的分子结构和性质所合成的高分子聚合物。前一类制剂为天然土壤结构改良剂,后一类则称为合成土壤结构改良剂。

1.1天然土壤结构改良剂

1.1.1天然结构改良剂的种类

1.1.1.1腐殖酸类以泥炭、褐煤为原料制成褐腐酸钠或钾,它们是一大类多环稠环有机化合物。其结构与土壤腐殖质相似。

1.1.1.2多聚糖类从瓜尔豆中提取的一种高分子物质。

1.1.1.3纤维素类主要成分为纤维素,用碱液加湿处理后,即产生纤维糊,可做为结构改良剂。

1.1.1.4木质素类一般以纸浆废液为原料制成,包括木质素磺酸、木质素亚硫酸铵、木质素亚硫酸钙等。

1.1.1.5其它粉煤灰、糠醛渣、沼渣。

1.1.2以多聚糖和腐殖酸类说明天然结构改良剂的性质和作用机制

多聚糖是一种水溶性天然土壤结构改良剂,它是从瓜尔豆中提取的一种高分子物质,其分子质量大于2.0×105u。多聚糖在水溶液中是一种生物不稳定性物质,在土壤中能被微生物降解成小分子物质,因此,改良土壤时,用量大于人工合成改良剂。多聚糖是一种线性的绕曲的高分子聚合体,在其链条上有大量的-OH,羟基与粘粒矿物晶体表面上的氧原子形成氢键,示意如下:粘土晶面Si-O……HO-R-OH-O-Si粘土晶面,将分散的土壤颗粒胶结在一起形成团聚体。多聚糖的亲水基-OH与粘粒的氧键,其键能为20.9~41.9kJ/mol。由它胶结的微团粒或团粒具有相当程度的稳定性。这样,粘粒表面吸附的水分子被高分子有机化合物取代,而且有机化合物的亲水功能团与粘土矿物的活性点相结合,于是,粘粒表面为疏水的烃链所被覆,从根本上改变了粘粒的水合性和胀缩性,使生成的团粒具有水稳性。

1.2人工合成土壤结构改良剂

1.2.1聚乙烯醇(PVA),属非离子型聚合物,结构式为:

1.2.2聚丙烯酰胺制剂(PHM),结构式:

这种制剂中的干物质含量为80%,干物质中的含氮量为192%。

1.2.3沥青乳剂(ASP)

1.2.4聚丙烯腈

-(-CH2-CH-)a-(CH2-CH)b-

||

COO-CH+

它们是由单体聚合而成的,单体有乙烯单体(CH2=CH2)、丙烯酸(CH2=CH-COOH)、丙烯腈单体(CH2=CH-CN)等。在聚合物链条上有许多功能基,其中有些是活基,如羧基(-COOH)、氨基(-NH2)等。这些活基在溶液中解离后,就使聚合物成为带电离子,或是聚合阴离子,或是聚合阳离子。合成的结构改良剂一般具有很强的粘结力,能把分散的土粒粘结成稳固的团粒。阳离子型聚合改良剂与粘粒上的负电荷结合,胶结分散的粘粒形成团聚体,阴离子型结构改良剂作用机制不同于阳离子型,它与带负电荷的土粒结合分三种情况:一是由氢键连结,即阴离子型结构改良剂分子上的羟基(-OH)与粘粒矿物晶体面上氧原子结合形成氢键;二是在低pH条件下,阴离子型结构改良剂产生正电荷,与粘粒晶面上的负电荷形成离子键;三是高价矿质离子作为盐桥分别与阴离子型改良剂分子上的负电荷和土粒上的负电荷结合形成离子键。

2土壤结构改良剂的应用效果

2.1改善土壤结构

土壤结构改良剂能有效地改善土壤团粒结构,减小土壤容重,增加总孔隙度。西南农业大学曾觉廷的研究证明,土壤改良剂能使分散的土粒形成微团聚体,进一步形成团聚体,不仅增加土壤中水稳性团聚体的含量,而且显著提高团聚体的质量。在盆栽土壤试验中,大团聚体含量比对照增加了,PHM为20.88%,VAM为4.73%,HNA为2.24%。陕西农科院土肥所宋立新的试验表明,0.5~0.25mm团聚体相对增加3.7%~54.6%,结构改良剂不仅能使分散的土粒团聚,还可使微团粒相互粘结,所以施用结构改良剂后,大团粒的比率大大增加。有人曾做过试验,施入0.05%CRD-1816后,2~5mm及大于5mm的团粒占团粒总数的63%,施用量增至0.15%时,则达90%,而对照仅为11%。结构改良剂促进团粒结构形成的同时,还提高了土壤总孔隙度,降低土壤容重。紫黄泥土施用PHM(0.4%)和VAM(0.1%)后,土壤中>50μm孔隙分别是18.3%和11.7%,而对照仅有7.7%。最近,山西省农业科学院土肥所研究了粉煤灰的改土效应,试验结果表明,土壤施入粉煤灰后,可以降低容重,增加孔隙度,调节三相比,提高地温,缩小膨胀率,明显地改善了粘土的物理性状。

2.2提高土壤蓄水保水能力

西南农业大学陈萌在紫色土上的试验证明,PHM和VAM均能提高土壤持水量和释水量,增大土壤吸持水分对植物的有效程度。中国农科院汪德水的研究结果说明,沥青乳剂和PHM均能减少土面水分蒸发,保蓄水分,提高水分利用效率。王久志在土壤结构改良剂覆盖改土作用的研究中指出,施用沥青乳剂后,在0~15cm和1m土层内,土壤含水量分别增加19.33%~27.44%和10%。在蒸发的3个阶段中,沥青乳剂具有抑制水分蒸发的效果,抑制率达14.7%~32.3%。

2.3提高土壤温度

沥青乳剂可以提高地温。有试验证明,施用沥青乳剂后,在1d内或一年内土壤温度均高于对照,日平均增温2.1℃。宋立新等研究证明施用沥青乳剂增高耕层地温,较对照高0.8~1.5℃。

3土壤结构改良剂使用技术研究

3.1土壤结构改良剂的用量

大,则成本高,投资大,有时还会发生混凝土化现象。根据土壤和土壤

改良剂性质选择适当的用量是非常重要的,80年代,Hedrick和Mowry等报道,聚电解质聚合物改良剂能有效地改良土壤物理性状的最低用量为10mg/kg,适宜用量为100~2000mg/kg。奥田东等指出,以5000mg/kg用量为极限,超过这个极限,反而不利于团粒的形成。近几年来的研究结果与以前有所不同,1986年,Wallace试验证明,使用量为4mg/kg时,水稳性团粒增加的幅度大,说明聚丙烯酰胺用量低于10mg/kg,也具有一定的改土效果。

3.2土壤结构改良剂的使用方法

如果将粉剂直接撒施于表土中,由于结构改良剂很难溶解进入土壤溶液,这种施用方法的改土效果很小,在相同情况下,将改良剂溶于水施用,土壤的物理性状明显得到改善,例如,每公顷用42kg固态聚丙烯酰胺,土壤团聚体和土壤导水率均未增加,但改良剂溶于水施用,每公顷只用32.2kg聚丙烯酰胺,团聚体增加45.2%,土壤的物理性状有较大改善。

3.3施用时土壤墒情

以前普遍认为,要在表土墒情适宜时进行,适宜的湿度为田间最大持水量的70%~80%。最近,由于施用方法从固态施用到液态施用的改进,施用时对土壤湿度的要求与以前不同。研究证明,施用前要求把土壤耙细晒干,且土壤愈干,愈细,施用效果愈好。

4在烟草上应用展望

土壤改良的作用篇3

关键词:城市园林绿化;土壤改良;方法措施

中图分类号:TU986文献标识码: A

一、城市园林绿化土壤存在的主要问题

(一)城市土壤存在区域性差异

土壤是一个既开放又相对独立的自然体,也是人类劳动的产物。土壤的形成和演变深受自然条件和社会条件的影响。土壤与外界环境条件各个因素并非独立存在,而是互相联系、互相作用和互相制约。因此,环境条件和土壤母质本身的区域性变化(如气候、地貌、地质历史等),使得土壤的分布具有显著的区域性变异。

(二)城市园林绿化土壤存在破坏性和污染性

城市园林绿化要在其他市政建设完成后进行,绿化地土壤基本都遭受到开挖、碾压、堆放建筑施工材料和建筑垃圾等各种破坏行为,土壤混入妨碍植物生长的杂质较多,有的土壤甚至遭到严重影响植物生长的各种化合物、重金属、放射性物质和病原微生物污染等。有的土壤仅遭受单一的破坏或污染,有的土壤可能同时遭受几种破坏和污染。土壤的改良和修复应针对土壤受破坏和污染的不同情况,采取不同的方法和措施。

二、城市园林绿化土壤改良措施和方法

(一)不良性状结构的土壤改良方法

不良性状结构土壤指受机械碾压而板结,土层开挖后混入石砾、砖块、混凝土块、竹木块和塑料等建筑垃圾,土层深挖后将下层贫瘠瘦劣质土移至表层,及上述情况综合的土壤,这些土壤物理性状差,紧实板结,容重高,孔隙度较低,通气孔隙小,土中建筑渣土多,有机质含量少,生物酶活性低,植物根系很难在土壤中生长,须进行必要的改良。

通常可以施用土壤改良介质。土壤改良剂的作用因其种类的不同而有所差异,具体有以下几个方面:一是改良土壤物理性状。通过施用有机或无机土壤改良剂,可以增加土壤总孔隙度,减小土壤容重,增加田间持水量,提高水分入渗速率,增加饱和导水率;二是改良土壤化学性状。施用改良剂后,土壤有机质、全氮、水解氮、速效磷、速效钾均会有所增加,土壤酸碱性得以调节,土壤缓冲能力得以增加;三是增加土壤抗水蚀能力。施用高分子聚合物土壤改良剂后,会增加土壤抗水蚀能力,改善土壤结构,减少水土流失;四是提高土壤中离子交换率,改良盐碱地,缓冲pH值,吸附重金属。改良剂如沸石、膨润土、蛭石、斑脱土施入土壤后,可以有效改善土壤结构,增加土壤中的阳离子,土壤中原有的重金属有些被交换吸附,有些被固定,土壤中的氢离子也由于交换吸附降低了浓度;五是增加土壤微生物数量,提高酶活性。土壤中微生物对植物起着非常关键的作用,而微生物靠有机碳才能生长,所以有机碳土壤改良剂可以增加土壤微生物数量和活性,提高酶活性;同时抑制真菌类、细菌、放线菌活动,使土壤疾病传播大大减少;六是提高土壤温度。用沥青乳剂作土壤改良剂可明显提高地温;七是提高土壤肥力和植物生物量(作物产量)。无论是有机土壤改良剂还是无机土壤改良剂,由于它们本身含有大量的微量元素和有机物质,对植物生长十分有利,同时能够降低有毒元素富集,改善绿化植物品质。

(二)盐碱性土壤改良方法

(1)化学改良。在盐碱土中,由于土壤胶粒上的交换性钠离子、土壤溶液中酸钠和重碳酸钠对植物的危害最大,可引起土壤碱化(pH值可达到9以上),使土壤产生不良物理性状。因此,在园林绿化工程之前就必须把它们从土壤中除掉。其改良方法有以下方面。①增施化学酸性废料过磷酸钙,可降低pH值,并提高树木的抗性。施入适当的矿物性化肥,补充土壤中氮、磷、钾、铁等元素的含量,有明显的改土效果。②施用大量有机质。如腐叶土、松针、木屑、树皮、泥炭及有机垃圾等,可增加土壤有机物质,达到土壤改良的目的。③改碱肥的应用,利用离子吸附、酸碱中和、转化盐类三大改良盐碱土壤原理,降低pH值及含盐量,以提高园林植物成活率。

(2)生物改良。将根系较多、较深的耐盐植物和绿肥直接种植,通过常规灌溉,不需要任何附加条件和设施,将土壤盐分控制在植物根系土层以下的土体中,降低绿化成本,并有利于生态环境的良性循环和永久性建设。但生物改良碱土的措施虽然投资最小,但见效慢,绿化初期美化效果较差。

(三)酸性土壤改良方法

增施有机肥,培养土壤肥力。在树灌花草栽种前施足底肥,以有机肥为主,有机肥能够增加土壤中的有机质与矿物质颗粒结合,增加和改良了土壤中微团聚体,改善土壤的理化性状,使土壤疏松,孔隙度增大,通透性变好,有利于升温。土壤中的有机质含量增加,促进植物根际微生物活动,提高酶活性,有机质有较强的吸附力和逐渐的矿质化,敦促土壤中难溶性矿质元素变为可给态的养料,促进根系发育和植物生长,增强植物的抗逆性,达到有利于植物生长的目的。有机肥中可适量混加碱性肥料,如碳铵、磷矿石粉、氨水等。

(四)土壤污染治理与修复

人类活动产生的污染物进入土壤并积累到一定程度,引起土壤质量恶化的现象即为土壤污染。土壤污染源十分复杂,可分为人为污染和自然污染,按性质可分为化学污染源、物理污染源和生物污染源。土壤污染物种类繁多,总体可分为以下几类:一是无机污染物,如镉、汞、铅、铜、砷等重金属;硝酸盐、硫酸盐、氟化物、可溶性碳酸盐等化合物;过量施用氮肥、磷肥造成土壤污染。二是有机污染物,包括化学农药、除草剂、石油类、洗涤剂及酚类等。三是放射性物质,如铯、锶等。四是病原微生物,如肠道细菌、炭疽杆菌、结核杆菌等。土壤污染具有隐蔽性、滞后性、化学成分复杂且难以清除,一旦处置不当就很可能贻害无穷。土壤受到污染后,不仅会影响植物生长,同时会影响土壤内部生物群的变化与物质的转化,即产生不良的生态效应。土壤污染治理难度大、成本高、周期长,因此土壤污染防治工作必须坚持预防为主、防治结合、统筹规划、重点突破、因地制宜、分类指导的原则。在城市园林中常用的治理和修复土壤污染的方法有以下几种。

(1)增施有机肥。增施有机肥,提高土壤有机质含量,增强土壤胶体对重金属和农药的吸附能力。有机肥中含有的大量微生物抑制土壤中有害微生物的生长,提高酶的活性,并降解土壤中的有毒有害物质,提高土壤肥力,促进树木根系发育,增强抗逆性。增加和改良了土壤中的微团聚体,使土壤疏松,孔隙度增大,通透性变好,有利于升温,加快土壤改良进程。

(2)施用改良剂。向土壤中施用石灰、碱性磷酸盐、氧化铁、碳酸盐和硫化物等化学改良剂,加速有机物的分解,使重金属固定在土壤中,降低重金属在土壤及土壤植物体的迁移能力,使其转化为难溶的化合物,减少植物吸收,减轻土壤中重金属对植物的危害。针对有机物污染,用植物、细菌、真菌,联合加速有机物降解。针对无机物污染,利用植物修复可以把一部分重金属从土壤中带走。

(3)工程治理。工程治理是指用物理或物理化学原理来治理土壤污染。主要有以下几种:一是客土,在污染的土壤上加入未污染的新土;二是换土,将已污染的土壤移去,换上未污染的新土;三是翻土,将污染的表土翻至下层;四是去表土,将污染的表土移去;五是淋洗法,用淋洗液来淋洗污染的土壤;六是热处理法,将污染土壤加热,使土壤中挥发性污染物(Hg)挥发并收集起来进行回收或处理;七是电解法,使土壤中重金属在电解、电迁移、电渗和电泳等的作用下,在阳极或阴极被移走。

结语

城市绿地土壤是绿化植物的直接载体,土壤质量是城市绿地质量的关键%进行土壤技术改良,改变绿化土壤贫瘠,提高土壤养分含量,降低盐碱土、灌溉劣质水带来的重金属的生物有效性,提高植物的成活率,对促进城市园林绿化的持续发展,改善城市生态环境和美化城市景观方面,具有积极的作用。

参考文献

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[2]郑浴,张艳丽,王琨,周游,杨晓红,鞠学勇,何炜,张慧心.城市园林土壤板结机理及改良研究[J].农学学报,2011,04:25-29.

土壤改良的作用篇4

论文摘要: 本文介绍了土壤改良在烟草种植上的应用。运用适量的结构改良剂可以改善土壤质量,增强土壤蓄肥保水能力,提高土壤温度。土壤改良运用于烟草种植,可以提高烟叶产量与质量。

上世纪50年代前,土壤结构改良剂的研究大多是以藻朊酸盐为代表的天然结构改良剂的研究。藻朊酸盐是从藻类中抽取的多糖羧酸类化合物,藻朊酸钠用量0.001%(按土重计算)便有显著的改土效果。据资料研究表明天然结构改良剂易被土壤微生物分解且用量较大,难以在生产上广泛应用。这样人工合成结构改良剂的研究便提到了研究的日程中。克里利姆土壤改良剂是初期人工合成的改良剂,主要成分是聚丙烯酸钠盐,具有高效、抗微生物分解、无毒等优点。最近几年,高效低用量土壤结构改良剂出现,使用方法不断改进,使用成本逐渐下降,特别在烟草的种植上具有广阔的发展前景。

1.土壤改良剂在增强土肥上的作用

土壤结构改良剂是根据团粒结构形成的原理,利用植物残体、泥炭、褐煤等为原料,从中抽取腐殖酸、纤维素、木质素、多糖羧酸类等物质,作为团聚土粒的胶结剂,或模拟天然团粒胶结剂的分子结构和性质所合成的高分子聚合物。前一类制剂为天然土壤结构改良剂,后一类则称为合成土壤结构改良剂。

天然土壤结构改良剂以多聚糖和腐殖酸类在植物栽培方面的运用较为广泛,笔者试以此为例阐述其运用。多聚糖是一种水溶性天然土壤结构改良剂,它是从瓜尔豆中提取的一种高分子物质,其分子质量大于2.0×105u。多聚糖在水溶液中是一种生物不稳定性物质,在土壤中能被微生物降解成小分子物质。因此,改良土壤时,用量大于人工合成改良剂。多聚糖是一种线性的绕曲的高分子聚合体,在其链条上有大量的—OH,羟基与粘粒矿物晶体表面上的氧原子形成氢键,示意如下:粘土晶面Si—O……HO—R—OH—O—Si粘土晶面,将分散的土壤颗粒胶结在一起形成团聚体。多聚糖的亲水基—OH与粘粒的氧键,其键能为20.9—41.9kJ/mol。由它胶结的微团粒或团粒具有相当程度的稳定性。这样,粘粒表面吸附的水分子被高分子有机化合物取代,而且有机化合物的亲水功能团与粘土矿物的活性点相结合,于是,粘粒表面为疏水的烃链所被覆,从根本上改变了粘粒的水合性和胀缩性,使生成的团粒具有水稳性。

合成土壤结构改良剂以聚丙烯腈为代表。它们是由单体聚合而成的,单体有乙烯单体(CH2=CH2)、丙烯酸(CH2=CH—COOH)、丙烯腈单体(CH2=CH—CN)等。在聚合物链条上有许多功能基,其中有些是活性功能基,如羧基(—COOH)、氨基(—NH2)等。这些活性功能基在溶液中解离后,就使聚合物成为带电离子,或是聚合阴离子,或是聚合阳离子。合成的结构改良剂一般具有很强的粘结力,能把分散的土粒粘结成稳固的团粒。

2.烟草种植对土壤改良的肥力要求

中国植烟土壤长期片面重视化学肥料,致使土壤有机质含量锐减,土壤物理性状恶化,尤其是团聚体数量和质量的下降,土壤通气状况退化。研究证明土壤的物理性状对烟叶的品质和产量有着重要影响,其中尤以通气状况和水分状况之间的平衡,控制了大部分品质要素。

烟草是需氧较多的植物,依靠氧维持根系功能。土壤孔性和结构性又决定了氧气的供应状况。由于烟碱是在烟草根部,尤其是在幼根和根毛等部位形成,保持良好的土壤通气性有利于烟碱的合成。土壤通气性不良,则土壤供氧不足,根系呼吸受阻,新生根的形成和活性就会降低,直接影响烟碱合成。所以施用土壤结构改良剂,改善土壤通气性,有利于烟碱的合成。

土壤通气状况和水分状况还影响植物对养分的吸收。通气良好的环境,能使根部供氧状况良好,并能促使呼吸产生的CO2从根际散失。根际土壤中氧气的含量高,能促进烟株根系的有氧呼吸,有利于植物对养分的吸收。水分对烟株生长,特别是对根系的生长有很大影响,也同样间接影响养分的吸收。烟草对K+的使用具有一定要求。对K+而言,缺水既可降低其从土粒向根表的迁移速率,也可减弱根系的吸收能力。试验证明:保持土壤湿润,缓解干湿交替过程是提高K+有效性的重要措施。

3.土壤改良在烟草种植上的运用效果

3.1改善土壤结构,促进烟草生长。

土壤结构改良剂能有效地改善土壤团粒结构,减小土壤容重,增加总孔隙度。西南农业大学曾觉廷的研究证明,土壤改良剂能使分散的土粒形成微团聚体,进一步形成团聚体,不仅增加土壤中水稳性团聚体的含量,而且显著提高团聚体的质量。在盆栽土壤试验中,大团聚体含量比对照增加了,PHM为20.88%,VAM为4.73%,HNA为2.24%。我校曾做过试验,施入0.05%CRD—1816后,2—5mm及大于5mm的团粒占团粒总数的63%,施用量增至0.15%时,则达90%,而对照仅为11%。结构改良剂促进团粒结构形成的同时,还提高了土壤总孔隙度,降低了土壤容重。山西省农业科学院土肥所研究了粉煤灰的改土效应。试验结果表明,土壤施入粉煤灰后,可以降低容重,增加孔隙度,调节三相比,提高地温,缩小膨胀率,明显地改善粘土的物理性状。

3.2提高土壤蓄水能力,促进烟草根系的生长。

西南农业大学陈萌在紫色土上的试验证明,PHM和VAM均能提高土壤持水量和释水量,增大土壤吸持水分对植物的有效程度。中国农科院汪德水的研究结果说明,沥青乳剂和PHM均能减少土面水分蒸发,保蓄水分,提高水分利用效率。王久志在土壤结构改良剂覆盖改土作用的研究中指出,施用沥青乳剂后,在0—15cm和1m土层内,土壤含水量分别增加19.33%—27.44%和10%。在蒸发的3个阶段中,沥青乳剂具有抑制水分蒸发的效果,抑制率达14.7%—32.3%。

3.3提高土壤温度,增强烟草的抗旱抗病性。

我们在运用沥青乳剂改良土壤时发现沥青乳改良剂可以提高地表温度。有试验证明,施用沥青乳剂后,在一个周期或一年内土壤温度均高于对照日,平均增温在2.1℃。宋立新等研究证明施用沥青乳剂增高耕层地温,较对照高0.8—1.5℃。这种土壤改良剂的运用能够增强烟草的抗旱抗病性。

土壤改良的作用篇5

关键词:园林;土壤肥力;生态修复

中图分类号:S688.9 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2012)21-4759-04

Ecological Restoration based on Landscape Soil Fertility: Taking South Hot Spring Park in Chongqing for Example

XING Hong-wei,ZHENG Li

(Environmental and Biological Engineering Institute, Chongqing Technology and Business University,Chongqing 400067,China)

Abstract: The fertility of soil sample collected from green forest of Southern Hot Springs Park in Chongqing was test to analyze the soil quality. The test results were compared with landscape soil fertility standard. The main problems of soil in Southern Hot Springs Park were pointed out; and corresponding measures of ecological restoration were put forward to improve soil fertility of so as to provide reference for landscape construction.

Key words: landscape; soil fertility; ecological restoration

土壤作为植物生产的基地,动物生产的基础,其本质是肥力。从土壤—植物—环境整体角度看,土壤肥力是土壤的养分针对特定植物的供应能力以及土壤养分供应植物时的环境条件的综合体现,土壤养分、植物、环境条件共同构成土壤肥力的外延[1]。

土壤中的许多因素直接或间接地影响土壤肥力,如:①养分因素:土壤向植物提供养分的能力并不直接决定于土壤中养分的贮量,而是决定于养分有效性的高低;②物理因素:指土壤的质地、结构状况、孔隙度、水分和温度状况等;③化学因素:指土壤的酸碱度、阳离子吸附及交换性能、土壤还原性物质、土壤含盐量以及其他有毒物质的含量等。它们直接影响植物的生长和土壤养分的转化、释放及有效性;④生物因素:指土壤中的微生物及其生理活性。它们对土壤氮、磷、硫等营养元素的转化和有效性具有明显影响。

园林土壤的生态修复则是根据生物自身的改土培肥作用原理来恢复与重建土壤生态系统,它是土壤生态系统恢复与重建的基础[2]。从土壤生态学角度看,生态恢复与重建是指从生态系统改良的类型、过程、退化程度和特点出发,消除或避开系统退化的障碍因子,根据生物的土壤生态适宜性原理、生物的环境适应性原理、生物群落共生原理、种群相克相生原理以及生物多样性原理,遵循生态系统功能的地域性原则,适时适地适树(草)地配置生物系统,使之与土壤系统和环境系统协调发展,从而逐步构建成结构合理、功能协调、良性循环的生态系统的过程[3]。

本研究以重庆市南温泉公园为研究地,通过对其园林土壤的养分分析,摸清土壤的养分含量状况,对其园林土壤质量作出了评价,进而了解南温泉土壤现状和存在的主要问题,结合土壤生态修复方法进行植物配置,将公园进行修复以及重建,以建立一个更加美好的南温泉景区。

1 研究地概况

南温泉公园位于重庆市巴南区南泉镇,是重庆建设“五方十泉”和“打造温泉之都”的市级重点项目,全国闻名的省级风景名胜区,两次被评选为“巴渝十二景”,是重庆市主城仅有的温泉“绿谷”,也是重庆市主城仅有的温泉“绿谷”。景区以常绿针叶林、落叶性杂木林、竹林和樟林为主,植被以次生植被、人工植被为主,且分布不均。温泉景区中动植物资源丰富,种类繁多。2008年开始由于开发建设,植被有较多破坏,土壤用途改变引起质地改变较大。

2 材料与方法

2.1 土壤样品的采集

在南温泉公园功能区内选取8个取样地点,分别为主入口景观设施区(LG1)、主入口花园区(LG2)、草坪花园区(LG3)、河川散步设施区(LG4)、活动景观设施区(LG5)、自然花园区(LG6)、独立温泉区(LG7)、树木保全区(LG8)(图1)。由于调查区地势平坦,土壤类型比较单一,土层均较深厚且其垂直分布相对均匀,此次调查主要采集表层土样(0~20 cm)进行测定。每个地点再随机选取5个地点取土,共取2 kg,再采用四分法进行筛选,最后每个取样地点取土1 kg[4,5]。土壤带回室内放置于阴凉处风干、去杂、磨细后,用60目筛网筛取土样100 g,混匀,装瓶保存并登记。

2.2 分析检测方法

根据《园林栽植土壤质量标准》[6](DBJ/T 50-044—2005)的规定,土壤有机质采用重铬酸钾氧化-加热法,土壤有效磷采用碳酸氢钠浸提法,土壤有效氮采用碱解扩散法,土壤有效磷采用钼兰比色法,土壤酸碱度采用电位法,土壤可溶性盐含量(EC值)采用电导法,土壤速效钾采用乙酸铵浸提-火焰光度法,土壤碳酸盐含量采用气量计法。

3 结果与分析

按照全国统一分级标准,园林栽植土壤质量标准见表1。下面就重庆市南温泉公园土壤主要理化指标与国家园林土壤的统一分级标准作一比较。

3.1 土壤有机质含量

土壤有机质是土壤各种养分元素,特别是氮和磷的重要来源。由于它具有胶体特征,能吸附较多的阳离子,因而使土壤具有保肥和缓冲性。所以生产上常把土壤有机质含量的多少作为判断土壤肥力高低的一个重要指标。南温泉公园土壤有机质含量为6.83~26.99 g/kg。从图2可以看出,自然花园区(LG6)、独立温泉区(LG7)的土壤有机质含量丰富,主入口花园区(LG2)的土壤有机质含量处于缺乏状态,其余土壤有机质含量处于中等水平。

3.2 土壤有效氮含量

南温泉公园土壤有效氮含量为25~68 mg/kg。其中,除河川散步设施区(LG4)、自然花园区(LG6)、独立温泉区(LG7)的土壤有效氮含量处于正常水平外,其他均低于正常水平,含量较低。土壤有效氮含量分布见图3。

3.3 土壤有效磷含量

南温泉公园土壤有效磷含量为6~22 mg/kg,各功能区有效磷含量差异较大。主入口景观设施区(LG1)、河川散步设施区(LG4)土壤有效磷含量丰富,其余土壤有效磷含量处于中等水平(图4)。

3.4 土壤速效钾含量

南温泉公园土壤速效钾含量为77~270 mg/kg,各样点速效钾含量差异较大,但是都在正常范围内。从图5可以看出,南温泉公园土壤速效钾含量均处于中上等水平。

3.5 土壤pH

南温泉公园土壤酸碱度(pH)是很多化学性质的综合表现。南温泉公园土壤pH在7.5~8.1之间,主入口景观设施区(LG1)、自然花园区(LG6)酸碱度尚可,其余各样点均为碱性土壤。园林土壤和自然土壤相比有碱化趋势。pH的升高容易导致植物Fe、B、Cu、Mn、Zn等元素的缺乏(图6)。

3.6 土壤EC值

园林土壤受人为因素影响较大,容易出现盐渍化。土壤EC值是衡量土壤盐渍化程度的重要指标。参照园林土壤质量标准,将土壤EC值小于等于0.50 mS/cm视为园林植物生长安全范围,土壤EC值在1.20 mS/cm以上植物会发生盐害。南温泉花园土壤EC值为0.175~1.117 mS/cm(图7),部分土壤接近盐渍化。

3.7 土壤碳酸盐含量

园林土壤中碳酸盐含量一般应≤10 g/kg,由于建筑垃圾的主要成分是碳酸钙,碳酸盐含量可以作为衡量土壤受建筑垃圾污染程度的重要指标。调查结果显示,南温泉园林土壤碳酸盐含量值在11.6~65.0 g/kg,均大于自然土壤的含量(图8)。因此,园林土壤受垃圾污染严重,已由原来的酸性黄土演变为石灰性土。

4 土壤生态修复改良措施

南温泉园林土壤总体质量不高。具体表现为有机质含量相对偏低,土壤轻度缺磷,轻度缺氮;土壤中的建筑垃圾使其pH和EC值升高,大部分土壤呈碱性,少部分的土壤即将盐渍化;土壤中还混有大量碎石、瓦块、水泥、石灰等建筑废弃物,使其保水保肥能力较差[7]。为了解决这一问题,目前主要是通过生态修复的方法对土壤进行改良[8,9]。

1)偏碱土壤的改良。①栽植耐碱园林植物。一些园林植物本身具有一定的耐碱能力,如海桐、木槿、石榴、栾树、仙人掌、康乃馨、南天竹、柏木、石苇、黑松、月季、侧柏、火炬树等。这些园林植物都能在pH 7.5~8.5的碱性土壤中生长发育。所以在植物配置生态修复时,结合原有植物增加碱性植物。②栽植绿肥植物。一些绿肥植物在生长过程中吸收土壤碱性物质,同时又能在其根部分泌酸性物质以及其根瘤腐化后能在土壤中残留酸性物质。因此。栽植绿肥植物能达到改良土壤偏碱的目的,使土壤中难溶性养分转化,以利于植物的吸收利用。绿肥植物在生长过程中的分泌物和翻压后分解产生的有机酸能使土壤中难溶性的磷、钾转化为植物能利用的有效性磷、钾。可以用作碱性土壤生物改良的绿肥植物有麦草、黑麦草、苜蓿等。③有机改良法。就是在土壤中掺杂针叶土或阔叶土。针叶土是腐烂的松树的针叶、残枝或锯末沤制而成,是强酸性的,pH 3.5~4.0。一般的碱性土掺1/5或1/6的针叶土最适合喜酸性的花卉生长。阔叶土是各种阔叶树的落叶腐烂而成,pH 4.5~5.5。有机改良的优点是有机物质自身腐烂后所含的多种元素都是花卉生长所必需的,并可使土壤疏松,透气性和保水性良好。

2)养分不足土壤的改良。①有机肥料培肥。有机肥料含有丰富的有机质,能协调土壤中的水、肥、气状况,促进微生物的活动,从而保证植物生长的养分需求。常见的有机肥有泥炭、油饼、鸡粪、菌包等。②化学肥料培肥。施用化学肥料是目前绿地补充土壤养分的最主要手段,但是由于化肥养分的单一性,长期施用将造成土壤养分的不平衡,测土配方施肥是解决施用化肥造成土壤养分失衡的最有效途径。③商品化复合改良剂培肥。与常见的有机和无机肥料相比,商品化复合土壤改良剂具有更快速的改良效果,其主要成分是矿质养分、有益活性微生物、生长激素等,其作用机理为促进土壤养分转化、降低土壤中有害物质的活性、促进土壤生态系统修复。在园林建设中,利用商品化土壤改良剂能在较短的时间内达到改良土壤的效果,提高绿地的绿化质量。

园林土壤的重要作用决定了对其改良工作是个重要的过程,而其特殊性质又决定了对其改良是个长期的过程。在园林绿化建设中,通过多种改良措施为园林植物创造一个良好的生长条件,对园林植物在种植后成活和恢复生长能发挥巨大的作用,是提高园林绿化质量的根本基础。同时,与具体的改良措施相比,园林土壤的质量管理也非常重要,通过建立科学的土壤体系,保护土壤表层土,建立适合园林绿化的栽植和养护规范、控制土壤污染等手段,能有效地促进园林土壤的改良和保护,是提高园林土壤肥力的有力保障。

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[8] 陈 祥,包 兵,张晓燕.园林土壤质量管理现状分析及其对策探讨[J].农技服务,2008,25(3):32-33.

[9] 张有山.北京农田土壤养分肥力提高及培肥措施研究[J].土壤通报,1996,27(3):107-110.

收稿日期:2011-12-07

基金项目:重庆市教委科研项目(KJ100704)

土壤改良的作用篇6

论文摘要 提出重庆市主城区园林土壤存在的主要问题,即偏碱、养分含量低和物理性质差等,并针对各种问题分别提出相应的化学措施、工程措施、生物措施、管护措施等,以期给园林建设提供参考。

土壤是城市生态系统的重要组成部分,是城市园林绿化必不可少的物质条件[1],直接影响着城市园林绿化建设和城市生态环境质量[2]。然而,由于园林景观和绿化效果主要是由植物直接来体现的[3],园林植物的质量易受到重视,而对于园林植物的生长基质——土壤的质量则往往考虑较少[4,5]。重庆主城区园林土壤来源复杂,相当数量的土壤存在pH值偏高、养分含量低、容重大、砾石含量高、质地黏重、通气性差等缺陷,直接或间接地带来了苗木成活困难、苗木成活后长势衰弱、后期管护困难等问题,严重阻碍了园林绿化又好又快的发展。目前,重庆市正在建设国家园林城市和森林城市,随着大量园林建设的进行,园林土壤的问题越发凸显。如何管理和改良园林土壤质量,为园林植物创造良好的生长环境,从而提高园林绿化建设的质量已显得十分重要。

1 重庆主城区园林土壤存在的主要问题

重庆主城区位于四川盆地东部褶皱带的平行岭谷间,城市土壤以紫色砂泥岩风化物上发育的中性和石灰性紫色土为主[6]。园林土壤作为一种特殊的城市土壤,其特性不同于城市的一般土壤或农田土,其主要来自客土,很大一部分是外来土或添加物。重庆主城区内大量的城市建设使园林土壤土源复杂,土体层次紊乱,表土经常被移走或被底土掩埋,土层中常掺入底层僵土或生土,以及大量的砾石和建筑垃圾等;加之人类活动的强烈影响改变了土壤的理化性质,使其结构退化,养分缺失,影响了园林植物的生态绿化效果。重庆主城区园林土壤主要存在三大主要问题,即偏碱、养分含量低、物理性质差。

1.1土壤偏碱

重庆主城区大部分园林土壤的酸碱性为中性偏碱,pH值在7.0~8.5,其中还存在着一定数量的强碱性土壤(pH值>8.5),对桂花、香樟、雪松、杜鹃、山茶等喜酸性园林植物而言,这样的土壤条件会大大降低其种植成活率,严重影响其生长。

1.2土壤养分含量低

重庆主城区园林工程进行填埋建植的土壤主要有建筑过程中挖掘出地下未充分熟化养分贫瘠的土壤、混合了建筑垃圾的施工剩土、山地土壤,其土壤有机质含量及氮、磷含量都普遍偏低。据调查,重庆市街约55%的土壤有机质含量偏低,约40%的土壤有效氮含量偏低,约60%的土壤有效磷含量偏低,速效钾含量中等[7]。这样的养分含量水平容易导致植株恢复缓慢、生长受阻。加之对园林绿地养分的补给往往不能使其土壤肥力达到平衡,土壤肥力呈逐渐下降的趋势,制约了城市绿地生产力的提高。

1.3土壤物理性质差

重庆主城区地形以丘陵为主,地形起伏大、水土流失特别严重,土层侵蚀和堆积作用频繁[6],加上广泛分布的紫红色砂岩和页岩夹杂在土层中,在建筑施工时极易致使大量的岩石侵入栽植土壤中,一些栽植土壤还含有大量建筑碎石、砖块、水泥、石灰等建筑垃圾。未清除这些侵入体就地栽植,特别是栽植大树,容易导致泥团外露、苗木泥团周围形成空洞、水分和养分流失、新生根系生长困难等,最终将导致苗木死亡。重庆主城区园林土壤的容重偏高,由于施工压轧、行人践踏、硬化铺装等人为活动,土壤的结构被严重破坏,有的土壤容重高达1.60~1.80mg/m3 [7]。特别是大量行道树的根系被挤压在硬化路面下有限的土壤中,直接造成土壤水气循环受阻等不利条件,使得根系发育受阻,树木生长困难,对直根系的乔木类园林植物危害尤其严重。

2 土壤改良措施

2.1偏碱土壤的改良措施

2.1.1化学措施。①离子中和。改良偏碱土壤的常用措施,对于大面积的偏碱土壤改良较适合。主要是通过强酸根离子将土壤中的碱性离子中和,达到降低土壤碱性的目的,如施用硫磺、硫酸亚铁、柠檬酸等。在实际应用时,要确定用量的大小,一般应通过测定土壤的总碱度再计算出相对精确的用量,也可以根据中和试验筛选出相对合适的用量。②施有机肥。有机肥料含有许多腐殖酸等酸性物质,可中和土壤中的碱性物质,防止土壤板结,促进土壤形成团粒结构;它还具有很强的螯合能力,能交换土壤团粒上的致碱离子。不仅能降低土壤酸碱性,还能改善土壤物理性质、提高土壤肥力。

2.1.2工程措施。①穴土置换。局部土壤的改良措施之一,对于栽植树木的偏碱土壤改良较适合。在开挖需要种植喜酸性园林植物的栽植坑时,适量放大树坑,栽植前,在树坑中填入原本酸性的或者经过化学改良好的偏碱栽植土,使植物根部周围的小范围内的土壤酸碱性得到改善,以维持树木生命力,待树木生根发芽后其对碱性危害的抗性增强。②挖沟排水。土壤中的致碱物质主要是水溶性盐或碱性物质,地表水能溶解表层土壤中的致碱物质,再通过挖沟排水,把含有致碱物质的土壤深层水排出,达到有效降低致碱物质含量从而降低土壤碱性的目的。同时,应控制好排水沟的密度和深度,可以对排水沟进行加盖和装饰,这样既能防止意外发生,又能提高景观质量。

2.1.3生物措施。①栽植耐碱园林植物。一些园林植物本身具有一定的耐碱能力,如海桐、木槿、柽柳、石榴、栾树、椰树、仙人掌、康乃馨等。这些园林植物都能在pH值7.5~8.5的碱性土壤中生长发育。对于pH值8.5以上的强碱性土壤,因为其高碱性对土壤水肥平衡和园林植物生理代谢的强烈影响,对这些耐碱园林植物的生长发育也会产生危害,应该先改良再栽植。②栽植绿肥植物。一些绿肥植物在生长过程中吸收土壤碱性物质,同时又能在其根部分泌酸性物质以及其根瘤腐化后能在土壤中残留酸性物质。因此,栽植绿肥植物能达到降低土壤酸碱性的目的,可以用作碱性土壤生物改良的绿肥植物有麦草、黑麦草、燕麦、绿豆、苜蓿等。对于新建设的单位、公园、小区等绿地,可以利用这种方法进行改良。

2.2养分不足土壤的改良措施

2.2.1有机肥料培肥。有机肥料含有丰富的有机质,能协调土壤中的水、肥、气状况,促进微生物的活动,从而保证植物生长的养分需求。常见的有机肥有泥炭、油饼、鸡粪、菌包等。在新建绿地过程中,对于土壤养分不足的绿地,首先要施入足够的有机肥,具体做法是,栽植乔木前把有机肥和栽植土混合后填于树坑底部;栽植灌木或地被植物前在表土上均匀地撒上一层有机肥,再翻耕于土壤中。对现有绿地也应追施有机肥,补充土壤的养分库。具体做法是,乔木绿地可以转孔施肥,灌木或地被植物绿地可以沟施或撒施。 转贴于

2.2.2化学肥料培肥。施用化学肥料是目前绿地补充土壤养分的最主要手段,但是由于化肥养分的单一性,长期施用将造成土壤养分的不平衡,特别是不科学的施用方法将引起土壤板结,恶化土壤环境,影响园林绿化可持续发展。测土配方施肥是解决施用化肥造成土壤养分失衡的有效途径。一种方法是测土施肥:先化验土壤,根据土壤养分状况,再根据植物的需肥规律,计算出一个经济合理的施肥量,这是最科学、准确的施肥方法。另一种方法是配方施肥,配方肥是根据不同植物的需肥特性配制化学肥料配方,根据植物种类和生长状况选用适合的配方,这种方法虽没有考虑土壤的状况,但也算相对合理[8]。

2.2.3商品化复合改良剂培肥。与常见的有机和无机肥料相比,商品化复合土壤改良剂具有更快速的改良效果,其主要成分有矿质养分、有益活性微生物、生长激素等,其作用机理为促进土壤养分转化,降低土壤中有害物质的活性,促进土壤生态系统恢复。在园林建设中,利用商品化复合土壤改良剂,能在较短的时间内达到改良土壤的效果,提高绿地的绿化质量。

2.3物理性质差土壤的改良措施

2.3.1工程措施。①清除砾石和建筑垃圾。对于有大量的岩石、砖块、水泥、石灰等侵入体的栽植土壤,必须清除这些危害因素,最好对要栽植植物的表层土进行翻耕,在翻耕的过程中去除。②防止压实。在绿地平土和栽植植物时,采用人工驳运和回填,尽可能地减少机械作业,防止压实土壤。对建好的绿地进行防护,防止人为的践踏。③开沟排水。开沟排水能防止植物根部积水,缓解水气矛盾。一般来说,排水沟应略低于园林植物根系深度,以保证园林植物根系周围地下水的排出。应根据土壤情况和对园林景观的影响确定间距大小。④利用有机覆盖物。有机覆盖物是目前国外城市地表覆盖中比较盛行的一类覆盖物质,主要有废弃的树皮、核鳞、树叶、松针、木片、草叶等植物材料。有机覆盖物能改善土壤理化性质,能减轻环境胁迫对植物生长造成的不利影响,还具有防尘、装饰的功能。⑤采用透气透水材料。采用加放人工透气管的方法改善乔木根部透气性。具体做法是,将塑料管用无纺布包裹两头,空档处填满珍珠岩,放置于树木根部,管长以从园林植物根部至地表为宜,人为地在土壤中营造出透气空间,从而改善园林植物根部的透气性。

2.3.2管护措施。翻松培肥,通过翻松土壤打破板结层,增加土壤的通透性,使土壤容重变小,孔隙度增加,好气性微生物活动增强,养分得到释放。在翻松土壤的过程中,可以往土壤中掺入泥炭、树皮、树叶、珍珠岩等,增加土壤中的孔隙,使土壤的容重降低,从而改善通气状况。

3 结语

园林土壤的重要作用决定了对其改良的工作是个重要的过程,而其特殊性质又决定了对其改良又是个长期的过程。在园林绿化建设中,通过多种改良措施为园林植物创造一个良好的生长条件,对园林植物在种植后成活和恢复生长能发挥巨大的作用,是提高园林绿化质量的根本基础。同时,与具体的改良措施相比,园林土壤的质量管理也非常重要,通过建立科学的园林土壤准入体系、珍惜保护土壤表层土、建立适合园林绿化的栽植和养护规范、控制土壤污染等手段,能有效地促进园林土壤的改良和保护,是提高园林绿化质量的有力保障。

4 参考文献

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土壤改良的作用篇7

一、基本情况

瓜州县现有耕地面积49.3万亩,全县移民区需改造的低产田面积达到22.85万亩,占移民总耕地的80%,其中:盐碱地面积16.57万亩(重度盐碱地达到7.92万亩),占移民总耕地的58%;板结地面积6.28万亩,占移民总耕地的22%。目前,全县6个移民乡分别制定了土地改良、产业培育等规划,依托土地改良项目,积极发动移民群众,采取工程措施、增产技术措施、综合培肥措施、生物排盐、节水技术等措施相结合,2008~2010年共改良土地10.2万亩,其中,盐碱地面积改良6.52万亩,板结地面积3.68万亩,同时,把发展传统产业和特色种植业相结合,使移民乡特色产业面积达到农作物种植面积的50%以上,人均从特色产业中获得的纯收入占移民人均纯收入的60%以上,逐步形成移民乡镇主导产业的优势和特色,缩小移民群众与老乡镇居民的生活差距,实现移民乡镇生态、经济与社会的可持续发展。

二、主要做法与工作措施

1.深入研究,明确思路

坚持人与自然和谐相处的原则,以促进区域生态环境的改善为前提,以促进移民乡镇农民增收、增加农业效益和移民乡镇经济持续健康发展为目标,遵循因地制宜、突出重点、分类指导的原则,根据不同区域、不同盐渍化程度,以农艺措施、工程措施、生物措施、化学措施相结合,采取不同的治理改良模式。同时,将耕地综合改良利用与生态培育相结合;将耕地综合改良利用与区域农业结构调整和培育区域特色农业产业相结合,达到充分合理开发利用土地资源,保持生态环境,促进区域经济可持续发展。

2.加强领导、统一认识

根据移民乡镇土地改良规划,我县分别成立行政领导小组和技术指导小组。县上成立由县主管农业的副县长任组长、农牧局局长任副组长的行政领导小组,各尽其责,协同工作,做好物资调运、人员组织、资金配套落实等诸项事务;农技中心成立由中心主任任组长、土肥站站长任副组长的技术指导小组,负责项目实施方案的制定,技术措施的落实、技术培训等工作。

3.因地制宜、完善技术要求

从改良技术要求看,耕地综合改良治理,应以治水为先导,以培肥地力为核心,治“旱、涝、盐、碱、薄“等障碍因子为目标,首先针对耕层薄瘠渗漏层土壤粘重的实际,采用深松机械深耕翻、中层爆破等工程技术措施,破除或松动粘重层,增加土壤渗透性;二是着眼于区域水盐平衡,对水土资源进行统一规划,综合平衡,建立流域完整的灌溉制度及排水、排盐系统,防止盐分进一步表聚,注重以防为主,防治结合的原则,采用具有针对性的改良措施,建立新型的节水型灌溉制度体系,从根本上解决由于用水不当而引起盐分重新分配和地质因素造成的盐碱地的发生,同时,加强在土壤肥力、墒情以及土壤盐渍化监测工作,为各项改造措施提供重要的技术支撑;三是针对土壤养分含量低的实际,大力推广以秸秆还田、种植绿肥、增施有机肥,推广配方施肥技术等耕地综合培肥建设,提高土壤有机质,促进耕地质量水平的不断提高。

三、主要技术措施

结合土壤调查结果,确定了如下改良技术措施:

1.工程措施

根据渗漏层粘重出现层位、厚度,采用深松机械深耕翻结合人工耕翻、机械挖掘、中层爆破等改造措施,破除或松动粘重板结层,增加土壤渗透性。

2.增产技术措施

建立以高产玉米、耐盐性啤酒大麦、棉花、油葵、甜菜等种植生产结构,提高粮食综合生产能力,保证移民乡镇群众增产增收。

3.综合培肥措施

针对土壤养分含量低的实际,逐步推进以秸秆还田、复种绿肥、增施有机肥、配方施肥为中心的综合培肥技术,提高耕地有机质养分含量及耕地地力水平。

4.着眼于区域水盐平衡,应用生物排盐

防止盐分进一步表聚,采用引种盐地先锋植物,推广红豆草、毛苕子覆盖种植等生物修复技术,应用生物排盐。

5.从控制灌溉定额入手,开展节水技术

推进膜下滴灌等新型的节水型灌溉制度体系建立,解决由于用水不当而引起盐分重新分配造成的盐碱地的发生。

6.加强土壤肥力以及土壤盐渍化监测

为各项改造措施提供重要的技术支撑,促进区域耕地质量水平的不断提高。

四、取得的成效

1.经济效益

通过对移民乡镇土壤改良技术的推广实施,使移民乡镇地下水位下降,耕土壤盐分降低,产量得到提高,以小麦为准,改良后产量水平如下:高标准改造移民乡镇粮食产量达到250公斤/亩,亩增产粮食在30公斤以上;综合改造移民乡镇粮食产量达到150公斤/亩,亩增产粮食在20公斤以上。

2.生态效益

通过土壤改良技术的推广实施,将大大改善移民乡镇基础设施条件,有效地遏制移民乡镇土壤盐渍化发展势头,提高了移民乡镇土地改良的效率。

盐化指标:在0~100厘米土层内全盐含量:轻度盐碱地0.4~0.7%,中度盐碱地0.7~1.1%,重度盐碱地1.2%以上。通过相应治理措施,全盐量控制在0.4%以下。

耕地综合培肥指标。通过实施秸杆还田、种植绿肥、增施有机肥等耕地综合培肥技术,使移民乡镇主要土壤类型的土层深度增加20~30厘米,土壤有机质含量提高2~3g/kg,速效氮增加30mg/kg,速效磷增加5mg/kg。

节水目标。通过行之有效的节水农业生产技术,使移民乡镇水资源利用率得到显著的提高,农田灌溉水资源利用率节水率提高30~35%,提高农业用水的再利用率,扩大灌溉面积。

3.社会效益

通过在移民乡镇推广先进的土壤改良综合治理措施,在各移民乡镇建立一定规模的综合培肥高标准移民乡镇和示范移民乡镇,辐射带动我县其它乡镇,开展广泛技术培训,使我县移民乡镇农业节水科技普及率达到80%以上,科技贡献率达到30%以上,为提高移民自身素质,发展移民乡镇农业经济奠定基础。

五、存在的问题

1.土壤渗漏层粘重、板结、排水不畅

根据实地调查和现场挖掘土壤剖面分析,大多数土壤剖面中下部均大量出现青白淤积层,质地粘重、渗水不畅、透气不良,不仅严重浪费水资源,也易造成土壤盐分大量表聚,加之风蚀作用的影响,土壤表层覆盖着风积物,直接影响着土壤的生产能力和毒害着植物根系的生长发育。结果显示,在各移民乡镇灌水8天后不渗水,20天以后难以下渗的问题较为普遍。

2.土壤耕作层盐渍化问题突出,急待改良培肥

移民乡镇因多是荒地开发,土壤表层普遍含盐,盐渍化危害问题突出。经实地调查统计,现有耕地中,土壤PH值达8.5以上,盐化土壤面积达6.4万亩,占总耕地面积的64.2%,其中轻盐土0.76万亩,中盐土1.23万亩,重盐土1.81万亩。区域土壤中全盐含量在0.5~1.5%,整体评价为中、重度盐渍化,同时,区域的土壤碱化度也较高,多在9.96~46.38%间。

3.土壤养分含量极低,急待培肥提高

根据省农科院化验室和我站化验室提供部分样品测试结果表明,土壤容重偏大,在1.37~1.52g/kg ,说明土壤粘重程度较高;土壤养分含量除速效钾较高外整体偏低,主要表现在:土壤有机质含量在5~8g/kg的水平、土壤全氮含量在0.13~0.47g/kg的水平、全磷含量在0.21~0.28g/kg的水平、全钾含量在1.27~2.61g/kg的水平、碱解氮在8.6~30.7mg/kg的水平、速效磷在1.1~4.9mg/kg的水平、速效钾在62.82~229mg/kg的水平。总体养分评价结果,除速效钾含量较高外,有机质、全氮、速效磷、速效钾含量较低,需要完成土地复垦工作后,通过大量施用有机肥,实施配方施肥技术等培肥增产技术,尽快提高有机质,促进作物的增产、增收。

4.田间防护林不配套,将产生严重的生态问题

调查显示,目前移民已栽植了大量的农田防护林,但树龄小、防风能力弱,但立足我县实际,每年降雨稀少,气候干燥,风沙侵蚀问题突出,加之土层粘重、土壤盐渍化问题突出,树林生长受到严重影响。因此,要保证移民乡镇持续稳定发展,加强生态保护工作,建设适应各移民乡镇实际的田间防护林带等,对提高移民乡镇土壤改良具有重要意义。

六、对策及建议

1.加强领导,责任到人

全县各级都要把土壤综合改良治理培肥工作摆到重要议事日程,作为促进农民增收的重要切入点,纳入全县新农村建设规划,统筹安排,整体推进。成立由政府分管领导任组长,县扶贫办、发改委、农牧局、财政局、新农办主要领导任副组长,科技局、林业局等部门和乡镇主要负责人为成员的瓜州县土壤综合改良领导小组。领导小组办公室设在农牧局,负责具体业务工作指导落实,并成立以县农技中心主任为组长,农技中心主要技术骨干力量和乡镇农业服务中心主任为成员的技术服务小组,强化技术支撑。把土壤综合改良任务纳入各乡镇、部门综合目标管理责任书进行考核,落实奖罚激励措施,努力形成一级抓一级、层层抓落实的工作格局,确保任务、措施落实到位。

2.强化宣传,技术指导到位

农、林部门要在土壤综合改良实施期间,利用各种形式举办技术培训,充分利用电视、广播、报纸等宣传媒体,大力宣传土壤综合改良治理培肥,营造良好的工作氛围。县、乡技术人员要经常性深入基层、深入田间、深入农户,了解土壤综合改良实施情况,围绕土壤综合改良等基本内容,开展现场技术指导和咨询,指导农民科学合理施肥,解决农民在生产实践中出现的施肥用肥问题,确保服务到位与实施效果。

3.争取资金扶持,保证措施落实

全县各级要紧紧抓住移民乡镇被列入全省扶贫重点乡发展的有利时机,多渠道向上级有关部门积极筹集资金, 确保土壤综合改良有一定的资金投入。特别是发改、扶贫办和农牧等部门要将土壤综合改良列入项目科技措施主要内容之一,多方争取移民扶贫资金予以扶持,加快移民乡土壤改良步伐,保证计划顺利实施,促进移民增收致富。

4.搞好示范片建设,展示示范效应

各乡镇要根据农业生产实际,因地制宜安排一定面积的示范,做到主要农作物和特色作物都有500~1000亩以上的示范片。示范片要选择在公路沿线、集中连片、排灌良好的地方。同时,每个示范片还要安排3个以上的对比试验,示范片要实行统一管理,做好田间观察记载,不断积累和完善土壤综合改良配肥参数,以向农民群众展示土壤综合改良配肥效果,促进辐射带动作用。

5.加强管理,严格督查检查

土壤改良的作用篇8

关键词 石灰;酸性土壤;改良;效果

中图分类号 S156 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2012)01-0278-01

岫岩县地处辽宁省东部山区,由于该地区土壤的成土母质大部分为酸性岩类,加之雨量充沛且大部分集中在7―8月,致使土壤pH值逐年降低,土壤酸化严重;再加上部分耕地地势低洼,土壤沉积作用较强;还有一部分耕地水土流失严重,土层较薄,养分含量低[1-3],形成大面积的酸性冷浸低产田。为了探索出酸性冷浸低产田的改良技术,开展了应用石灰等碱性调节剂改良酸性土壤的研究工作。

1 不同pH值土壤种植不同作物时石灰适宜用量

土壤pH值为4.5~5.4时,种植玉米、大豆土壤施石灰的适宜用量为1 125~1 500 kg/hm2;种植水稻土壤施石灰的适宜用量为975~1 350 kg/hm2。土壤pH值为5.5~6.0时,种植玉米、大豆土壤施石灰量可相应减少。土壤pH值为6.5时,可少施或不施石灰。

2 不同石灰用量对作物产量的影响

土壤pH值在5.5以下时,玉米施用石灰750 kg/hm2增产效果显著,平均增产率为7.15%,平均每1 kg石灰可增产0.55 kg;施用石灰1 125 kg/hm2,增产率为14.78%,平均每1 kg石灰可增产0.75 kg,为最佳经济用量;施石灰1 500~1 875 kg/hm2,虽然还可增产,但平均每1 kg石灰增产效果明显降低。水稻施石灰1 125 kg/hm2为最佳经济用量,增产率为14.54%,平均每1 kg石灰增产0.99 kg;施石灰超过1 500 kg/hm2,平均每1 kg石灰的增产效果呈明显下降趋势(表1)。

3 施用石灰对作物生育性状的影响

施用石灰改良酸性冷浸田,可以明显促进玉米、水稻、大豆等作物的生长发育。表现为施用石灰的田块普遍比未施石灰(对照)田块的玉米株高增加5~10 cm,穗长增加1.0~3.6 cm,穗粗增加0.2~1.1 cm,百粒重也明显增加,大斑病级降低1级,活秆成熟。

4 石灰不同施用年限的增产效果

石灰对酸性土壤的改良效果,与其不同施用年限有一定关系。玉米和水稻当年施用石灰,分别增产13.3%、11.2%,连续施用2年玉米增产率提高3.5个百分点、水稻增产率提高2.2个百分点,隔年施用效果与施用1年相似;大豆施用1年和连续施用2年效果均明显好于玉米、水稻,尤其连续施用2年增产效果可比施用1年增产率提高18.4个百分点,明显好于玉米、水稻(表2)。

5 酸性冷浸低产田施用石灰改良效果

一是调节土壤pH值,酸性土壤一般施石灰1 125~1 500 kg/hm2,即可将土壤pH值由5.5提高到6.0~6.5。如施石灰超过1 500 kg/hm2或连续施石灰2年以上,可使土壤pH值接近中性[4-5]。因此,石灰最佳用量为1 125~1 500 kg/hm2,最多施用年限为2年。二是增加土壤有效养分,土壤全氮增加0.014%~0.031%,速效磷增加0.5~1.2 mg/kg;速效钾增加8~17 mg/kg。三是改善土壤的物理性状,土壤容重降低0.11~1.19 g/cm3,土壤孔隙度增加2.63%~4.71%,土壤含水量增加0.3%~0.9%。

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