腐殖酸在土壤改良中的应用研究进展
2016-12-18付保东
付保东
(开原市林业局,辽宁 铁岭 123000)
腐殖酸在土壤改良中的应用研究进展
付保东
(开原市林业局,辽宁 铁岭 123000)
摘要随着工业化进程的加速,我国土壤污染也日益严重。将腐殖酸应用于土壤改良中,是将来改善土壤污染的一个主流方向。通过分析腐殖酸类物质的改土效果,得出了腐殖酸具有改善土壤的理化性质、提高土壤的生物活性等功能的结论;最后对腐殖酸改土存在的问题及前景进行了展望,以期能够为我国土壤改良提供借鉴。
关键词腐殖酸;改良土壤; 特性发展
土壤是人类生存至今的宝贵资源和财富,然而,当前我国的土地质量不容乐观,一些研究表明施加腐殖酸后会使土壤状况得到改善。腐殖酸由碳、氢、氧等主要元素组成[1]。由于在结构中存在一系列的化学成分,决定了腐殖酸的亲水能力等性能。这些特性使得腐殖酸能够吸附更多的营养成分,从而促进作物的生长。我国土壤质量逐渐下降,土壤侵蚀和沙漠化十分严重,重金属污染日益加剧。所以,使用腐殖酸对土壤的改良效果越来越大,同时也对人类的生存和发展起着越来越重要的作用。
1腐殖酸类物质的改土效果
土壤是农作物生长的基础。腐殖酸类物质的组成形式决定其会具备黏滞性,通过一系列化学作用能够组成团粒,有利于营养的吸收,促进作物的生长。为了提高作物产量,促进我国农业的发展,就必须要对土壤进行一系列深层次的改良,使土地能够持续为人类利用,建立高产农田。在向土壤施加肥料的同时,补充有机质是十分重要的。在土壤中施加适当含量的腐殖酸类物质,能够有效补充土壤中有机质的消耗,起到改良土壤的理化性质,增强土壤肥力,促进土壤中作物生长的作用。各种研究表明,施加腐殖酸类物质不仅能够起到作物增产的效果,还可以有效地对土壤进行改良。
2改善土壤的物理特性
腐殖酸羟基、羧基和钙在土壤中发生聚合反应。当土壤结构发生改变时,体积密度减小,孔隙率增大,土体具有良好的渗透性。腐殖酸土壤中的团聚体形成后会使对水稳定性能更高的团聚体数量增加,这样的结果会使得土壤得到改良。研究表明,荒漠化土地中的腐殖物质已转化为多种有机物,增加了土壤肥力。显然对其应用使得作物根系生长更为良好,土壤的肥沃程度显著提高,并且对于包括水分在内的一系列营养物质吸收的性能也会更加良好。同时,腐殖酸能够激活土壤中的钾元素,因此对于钾肥的吸收性能也会更好,相应的钾肥利用也会更加方便。此外,腐殖酸分子具有多种化学物质集团,这些集团能够使酶的促进作用相应提高,所以作物的生长状况也会更加良好。
3提高土壤肥力
腐殖酸是一种酸性物质,所以能够通过酸碱中和反应降低土壤的碱性含量,使得盐碱性严重的土地得到改良,使土壤中的pH值更适合植物的生长。相关数据显示,在碱性偏严重的土壤中,施加腐殖酸会使土壤的pH值下降[2]。另外,盐碱土壤中作物难以生长是因为对于养分的利用能力偏低,施加腐殖酸后能有效地减缓甚至彻底改变这一问题,还能够增强作物根系的分蘖性及强壮程度,提高作物的产量和经济价值。所以,在土壤中施加腐殖酸后会使土壤肥力状况得到良好改善。
4提高土壤生物活性
土壤中有着数量及种类众多的微生物,这些微生物对于土壤的形成是十分重要的[3]。它们使得土壤具有一定的生物活性,土壤微生物的主要作用是促进土壤养分的有效利用和相应结构的形成。对土壤中的微生物进行改良以后,作物的生长效果会有明显的提高,而且,也会对作物提供一定的能量以供其更好的生存和生长。首先,土壤中的菌类会得到明显的提高,这样会使土壤中的氮元素得到提高,氮元素提高后的土壤会使作物的根系更加发达,在提高作物产量的同时也能够更好的固持土壤,是一个良好的循环;其次,增加了土壤菌类中喜氧的部分,能够提高对有机物质的矿化程度,随着矿化程度的提高,对于养分的释放也会得到相应的提高。以上的研究成果足以说明腐殖酸类的物质能够提升土壤的质量,增强土壤的活性。
5腐殖酸对土壤修复的影响
5.1腐殖酸对土壤有机污染物的修复
土壤中主要含有天然污染物和人工合成污染物[4]。前者主要是在自然中,在化学反应或生物代谢过程中。后者主要是由于人类的生产和生活。随着工业的快速发展,大量的工业废水排出,直接或间接地造成了水体污染,对水中的生物多样性造成了伤害。使用洗涤精、洗涤剂保鲜膜等生活用品,在农业中使用化学肥料、农药,这些途径都会导致水中污染物进入土壤,造成土壤有机物污染,从而影响了土壤中植被的生长。有机污染物不仅对生态环境造成了影响,降低了土壤的生产力,还通过各种方式,进入了动植物生物链甚至人体,对人类的生活发展造成了不良影响。因此,对有机污染物的修复是十分必要的。
5.2腐殖酸对土壤有机污染物的吸附和沉淀
腐殖酸主要通过物理吸附污染物,减少有毒物质对土壤的影响。腐殖酸具有增加土壤表面活性的作用,从土壤中提取有机物并进行处理,消除土壤中含毒的有机物。适当含量的腐殖酸和土壤中对应胶体的形成,能对土壤中的有机物质进行修复。腐殖酸对土壤污染物的吸附性使得有毒物质从土壤中移除。另外,腐殖酸含量的多少也会对吸附有毒物质造成影响。增加腐殖酸含量,土壤中有毒物质吸附性能也会随之提高。另外,腐殖酸结构中含有一定量的脂类,增加这些物质的结构,也能够提高对于有机物质的吸附,结构中含有的芳香类物质,则会在一定程度上减少土壤的吸附性能,所以挑选适当的腐殖酸类物质对于吸附有毒物质也是十分重要的,腐殖酸中含有的脂类和芳香类物质是控制吸附有机物能力的重要指标。
5.3腐殖酸对土壤有机污染物的氧化和还原作用
腐殖酸含有多种官能团,其中一些反应是可逆的,可以有效减少土壤有机质含量。主要原理有2个方面:一是腐殖酸可以分解土壤中的有机污染物。研究和实验数据表明,腐殖酸类物质能够促进有机物的分解。二是腐殖酸内部含有一些其他结构,这些结构可以作为承受体来接受对土壤造成不良影响的物质,并且将这些物质从土壤中消除。
6小结
腐殖酸类物质对土壤有着明显的改良作用[5]。施用腐殖酸肥后,虽然在不同的时期菌落数量存在不同,但是,总体上来说,提高了土壤菌落的数量。一系列研究表明,施加腐殖酸类物质后的土壤中酶的活性明显优于经过其他处理的土壤。显然,腐殖酸能够有效改良土壤的理化性质,提高土壤的肥力,从而有效促进作物的生长。另外,在作物养殖的中后期,腐殖酸肥的持久性得以体现,在收获期,氮磷钾等元素的含量明显高于其他方式处理,说明腐殖酸对土壤有着重要的作用。
7存在问题及前景展望
由此可见,腐殖酸对土壤的改良效果非常明显,可有效改善土壤的沙漠化、土壤盐渍化等严重问题,使土地更适合农作物生长。目前,我国对于腐殖酸的研究还存在着一定的问题,如提取难度大,提取过程中耗费的材料过多等,这些问题会严重影响我们对腐殖酸的研究。但是我国拥有丰富的资源,如煤矿类资源、钢铁类资源等,对土壤施加腐殖酸不仅会提高土壤质量,而且对于资源的保护也会起到相应的作用,并且对于我国这样一个农业大国来说,使我们的土地得到良好的保护,并且能长期供我们使用是十分重要的。所以,可以说对腐殖酸进行研究还是十分必要的,并且发展前景也十分乐观。在未来的几年内,腐殖酸的研究一定会得到更多的结果。
参考文献:
[1] 刘增永.有机质土加固试验研究[D].杭州:浙江大学,2005
[2] 蒋煜峰,袁建梅,卢子扬,等.腐殖酸对污灌土壤中Cu、Cd、Pb、Zn形态影响的研究[J].西北师范大学学报:自然科学版,2005(6):42-46
[3] 王艳,孙杰,吴金水,等.全水有机物料对污染土壤微生物碳和磷的影响[J].植物营养与肥料学报,2000(3):300-305
[4] 黄红军.腐植酸类肥料在农业生产上的应用[J].种业导刊,2010(3):37
中图分类号:S156
文献标识码:A
doi:10.13601/j.issn.1005-5215.2016.03.033
作者简介:付保东(1968-),男,辽宁开原人,大学,高级工程师,现从事林业技术推广工作,Email:40048601@qq.com
收稿日期:2016-01-08
文章编号:1005-5215(2016)03-0083-02