土壤改良通常基于各地的自然和经济条件以及适合当地条件的措施,以有效地达到改善土壤生产特性和环境条件的目的。该过程旨在控制土壤退化并增加土壤有机质和养分。其中,土壤改良剂可以有效改善土壤养分状况及其理化性质,促进土壤团聚体的形成,降低土壤密度,提高肥力,改善土壤保水力和肥力,增加粮食产量,并在修复方面发挥积极作用。

一、背景阐述

土壤退化,是指由于人类不合理使用土壤而导致的土壤退化和生产力下降的过程,主要表现为土壤侵蚀,土壤酸化和碱化以及肥力下降。随着经济的持续发展,土壤问题已严重限制了生产力,土壤退化已引起越来越多的关注。根据世界粮食及农业组织(FAO)2000年的报告,全球严重土地退化面积约为35亿hm2,占总土地面积的26%,其中农业生产活动造成的土地退化占土地总面积的9%。。我国耕地面积1.3亿hm2,其中退化耕地约25万hm2。根据国内外的研究预测,到2050年,全球将有近6亿公顷的土地被荒漠化,盐渍化将侵蚀约200万公顷的土壤。

二、土壤调理剂的作用

第一,改善土壤物理性质。土壤的物理特性包括土壤的三相比,孔隙率,堆积密度,湿度等,它们会影响土壤的通气状态,氧化还原和氧含量,从而影响土壤中养分的转化率和发生状况,土壤水的性质和运行规律,以及植物根的生长能力和生理活性。劣质的土壤物理特性限制了根系对水分和养分的吸收,并影响了根系的正常生长。当前,研究土壤改良剂如何改善土壤物理性质的问题已逐渐引起学者的关注。

第二,改善土壤化学性质土壤化学性质是指土壤的pH值,养分,阳离子的吸附和交换性能,还原性物质的含量等。土壤pH值与土壤养分的有效性之间也存在一定的相关性。同时,土壤改良剂对重金属离子具有良好的吸附和固着能力,通常用作修复剂,将重金属离子固定在土壤中并吸收盐分。在土壤胶体和土壤溶液之间始终存在化学反应。性状的表现完全反映了土壤微观化学性质,因此改善土壤化学性质是改善土壤的核心环节之一。

第三,改善土壤生物学特性。土壤生物是土壤生命力的重要组成部分,生物和微生物的多样性为维持土壤肥力和建设土壤结构做出了巨大贡献。土壤生物是土壤有机质的分解剂,也是土壤养分循环的促进剂。微生物群落结构的失调会加剧土壤污染问题,究其原因,微生物的数量直接影响土壤的生化活性以及土壤养分的组成和转化。

三、当前土壤调理剂的应用

第一,改进了在酸化土地上的应用。土壤酸化是指土壤中氢离子的增加,伴随着铝的溶解而形成铝的毒性。酸性土壤铝的毒性是抑制农作物生长并导致农作物减产的主要原因。根据国内外水稻季节试验的结果表明,施用石灰和氨基酸调节剂可以不同程度地提高土壤的pH值。另外,结果表明,在酸性水稻土中施用碱性氧化物调理剂(速滑石灰,白云石粉,钙镁磷肥等)改变了原始土壤pH的增加。通过敖俊华等人的土壤耕作试验,结果表明,在测试的酸性土壤中,石灰的含量与pH,钙,镁和硅的有效含量显着正相关。楚祥云等研究还发现,在酸性土壤中施用石灰可以增加有效磷的含量,当土壤中磷含量较高时,施用石灰增加的农作物产量主要来自于土壤钙的补充。魏兰等人通过盆栽试验发现,使用0.67g/kg碱渣处理可以使土壤pH值提高1.72,并有效减少土壤中可交换的铝含量。张文玲等人的研究发现,生物质炭可以有效地吸收铵,硝酸盐,磷和其他水溶性盐离子。

其次,在盐碱地上的改良应用。盐碱土壤也称为盐渍土壤,其为盐渍化或碱化土壤的总称。早在20世纪60年代,日本就已经将沸石用作土壤改良剂。左剑等人研究表明,沸石的应用可以降低土壤的碱度并缓冲土壤的pH值。凹凸棒石是具有独特的层链结构特征的结晶性水合氧化镁铝硅酸盐矿物,其独特的性质对改良盐碱土具有重要的研究和推广意义。

第二,在重金属污染土地上的修复应用。随着工业的发展,重金属污染的土壤不再被忽视。当前用于修复重金属污染土壤的方法包括物理和化学修复,微生物修复,植物修复等方式,而物理和化学修复包括化学固化,土壤浸出和电修复。化学固化包括添加土壤调节剂,以通过吸附或(共)沉淀作用改变土壤中重金属离子的形式,从而降低其生物有效性和迁移率。

总之,当前土壤调理剂具有修复土壤结构、保水保肥及转变土壤微生物环境等明显优势,但是从整体来看,依旧有许多问题亟待解决。