土壤结构改良剂的研究利用现状综述

王　雪

摘要：概述了土壤改良剂在现阶段的重大意义和国内外土壤改良剂选用的材料，发展历史，主要种类及作用机理，使用方法。以及近些年在改良土壤方面的应用效果、进展和新技术的突破。

关键词：土壤改良剂 材料 使用技术 应用效果 环境

0 引言

改革开放以来，我国的经济迅速发展，耕地被占用是经济发展及城乡一体化的需要，也是社会进步成果的过程。然而随着工业化、城市化的推进，农村土地被大量征用。农业的基础性地位没有得到根本性改善，不合理的农业结构调整挤占了大量耕地。随着社会经济的发展，占补地尚有进一步增加的趋势。因此，开展占补地的肥力重建与快速培育技术研究，提高占补耕地的综合生产能力，对于充分发挥这些土地的生产潜力，确保国家粮食安全和国民经济快速发展具有十分重要的战略意义。

1 国内外相关领域的研究现状

1.1 土壤结构改良剂在国内外应用概况 土壤结构改良剂的研究开始于19世纪末，距今已有100多年的历史。1986年美国Soil Science杂志为土壤结构改良剂的研究应用展现出广阔的前景有希望依靠新的技术可以较容易和经济地排除阻碍水分运动、根系生长和土壤通气不良的土壤物理性状，为人类需要更多的、较好的土地来生产粮食，发挥出应有的作用。

1.2 土壤改良剂选材的研究

1.2.1 天然结构改良剂 ①腐殖酸类以泥炭、褐煤为原料制成褐腐酸钠或钾，它们是一类多环稠环有机化合物。其结构与土壤腐殖质相似。②多聚糖是一种水溶性天然土壤结构改良剂，也是国外研究应用较广泛的一种改良剂，它是从瓜尔豆中提取的一种高分子物质，其分子量大于200000道尔顿，在水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。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覆盖，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。

1.2.2 人工合成结构改良剂 目前人工合成的改良剂主要又下面几种：①聚乙烯醇(PVA)，属非离子型聚合物、聚丙烯酰胺制剂(PAM)。这是溶于水的高分子人工合成土壤结构改良剂，分子量高于5000000道尔顿，分子上带有很多活性基因，水解程度不同，所带电荷的种类和数量也不同，控制水解条件，可以制成阳离子或阴离子两种类型的改良剂。②沥青乳剂（BIT）有人称之为“液态地膜”。沥青具有粘结力，当把乳化沥青喷撒在土壤上时，其中的水分首先渗入到土壤中，在土粒周围形成较厚的弯月形水膜。其中的沥青微粒也会随之自由迁移到土粒与土粒(或砂粒)接触处，当乳化沥青的液滴破乳后，在土粒周围形成沥青胶结的薄膜，固定在土粒接触角处将其联结起来，形成较为理想的团粒，这样便起到了对土壤结构的改良作用。

1.3 土壤改良剂使用技术的研究

1.3.1 土壤结构改良剂用量 一般以占干土重的百分率表示，用量少改良效果不明显甚至无改土效果，用量太大成本提高造成浪费。根据土壤和改良剂的性质适当选择用量是非常重要的。试验证明，使用量为4mg/kg时，水稳性团粒有所增加，用量为8mg/kg时水稳性团粒大幅度增加。

1.3.2 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。土壤调理剂为水剂，每年于春播秋种前各施用1次。施用方法为浇施或拌入基肥中。

1.4 土壤结构改良剂的应用效果

1.4.1 改良土壤物理性质 一般认为直径10-0.25mm(尤其是1-4mm)的水稳性土壤结构对土壤肥力有重要意义（朱咏莉 2001）。施用土壤结构改良剂可以促使分散的土壤颗粒团聚，形成团粒，增加土壤中水稳性团粒的含量和稳定性，改善通气透水性。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，形成多颗粒土壤的团聚体。

1.4.2 改良盐碱土土壤 耕层土壤盐分动态变化受多种因素影响。土壤经改良剂处理，在地表形成一层薄膜或碎块隔离层，使土壤水分蒸发强度减弱以及浅层土壤结构得到改善，使盐分上升的趋势减弱而向下淋洗的效果增强。山东省无棣县农业局刘雪梅等试验证明，盐碱土壤修复材料有降低土壤容重，增加土壤孔隙度的作用，使过于紧实的盐碱土壤变得较为疏松，增加了土壤的通透性，降低土壤含盐量、pH值，提高土壤速效N、P、K含量。

1.4.3 提高土壤蓄水保水能力 土壤结构改良剂不但具有调节土壤肥力状况、改善土壤结构而且能高增加土壤的渗透性以及保水保土的能力。潮褐土与改良剂混合后，0-10cm土层饱和导水率提高0.42-1.97倍，10-20cm土层提高3.37-6.54倍。

2 问题与展望

2.1 公害问题 土壤结构改良剂具有改良土壤结构、减少水分蒸发等许多优点，但随着公众环保意识的增强，土壤结构改良剂对环境、植物、甚至人类有无影响则日益成为人们关注的问题。PAM本身无毒，难以被微生物降解，但通过耕作、光照、机械等作用可以逐渐降解，其降解的中间产物丙烯酰胺是一种有毒物质，但由于它在土壤中存在的时间短、量又少，因此，一般认为不会污染土壤。

2.2 应用前景 利用某些聚合物与土壤颗粒的结合作用，可以显著改良土壤结构、提高土壤稳定性及抗侵蚀能力，在沙漠化治理、防治水土流失、改良盐碱地以及工程建设中具有广阔的应用前景。

2.2.1 沙漠化治理 长期的风蚀水蚀作用使沙漠化土壤结构松散、营养物质大量流失、肥力下降，导致植物根系裸露、成活率低、生长发育不良。土壤改良剂可以显著提高沙漠化土壤的稳定性、减少风蚀危害，亲水性的土壤改良剂对肥料和水分具有吸附作用，可以减少肥料流失、抑制水分蒸发，为植物生长创造良好的条件、提高植树种草、防沙治沙的质量和效率。

2.2.2 防治水土流失 据报道，我国水土流失面积超过1.5×106km2，每年流失土壤50多亿吨。土壤结构改良材料可以提高土壤的渗水能力、减少地表径流，同时增强土壤水稳定性、减轻径流对土壤的冲蚀，这两方面的协同作用可以有效控制水土流失，并为植被恢复创造良好的土壤条件。

2.2.3 水利与道路工程建设 在道路工程建设方面，土壤结构改良材料可以用于粘土路基处理和道路护坡的强制绿化。此外，土壤结构改良材料还可以用在园林和苗圃建设、人工草皮、裸土稳定等方面，抑制扬尘发生，减轻空气污染；还可以将土壤改良材料与肥料、农药配合使用，利用聚合物的控制释放作用，提高肥料和农药利用率，减少农产品中的化肥和农药残留。

参考文献:

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