土壤调理剂在农业生产中的应用
2020-12-17魏珑蒋涛
魏 珑 蒋 涛
(阿克苏地区检验检测中心阿克苏地区产品质量检验所,新疆 阿克苏 843000)
土壤是人类赖以生存的根本,但随着我国经济的发展,很多不利于土壤发展的因素开始凸显,加之人为原因导致透支土地情况严峻,当下土壤功能发挥受到阻碍。例如,土壤不宜耕种,土壤气体比例不协调,土壤中含有毒有害物质等,一般这种土壤无法多次使用。而随着土壤调理剂的出现,上述情况有了很大的改善。土壤调理剂是指加入土壤中用于改善土壤物理、化学性质以及其生物活性的物料。根据不同功能,具体可以分为:团聚分散土粒,改善土壤结构的土壤胶结剂;固定表土,防止水土流失的土壤安定剂;调节土壤酸碱度人土壤调酸剂;能增加温度的土壤增温剂;能保持土壤水分的土壤保水剂等。例如,对于酸性土壤,用石灰来调节土壤酸碱度。随着时代的发展,我国土壤质量退化问题更加严重,土壤调理剂引起了更多人的重视。
1 土壤调理剂的主要功能
1.1 改良土壤质地与结构
土壤调理剂可以调节土壤沙黏比例,改善土壤结构,促进团粒结构形成等。例如,部分天然矿石如膨润土等,高分子物质如PAM等,粉煤灰、炉渣、脱硫石膏等工农业固体废弃物,菌肥等。膨润土施入土壤后,能吸水膨胀,改变土壤中固体、液体、气体的比例,使土壤结构疏松,起到改善土壤物理性状的作用,使土壤保水、保肥又不污染土壤环境。粉煤灰能对土壤的物理结构起到很好的改善作用,能在一定程度上缩小容重、提高土壤渗透性。脱硫石膏与天然有机物混合,不仅能改善土壤物理结构和化学离子组成,而且可以为作物提供丰富的腐殖酸及钙、硫等营养物质。施用含菌肥料能提高土壤肥力,改善土壤结构,减少毛细管水运动的速度和水分的无效蒸发,有明显的抑制返盐效果[1]。
1.2 提高土壤保水供水能力
我国的土壤干旱缺水情况严重,且空间分布不匀,因此需要对水资源进行合理利用,农林保水剂适用于当下的农业发展。农林保水剂具有吸水、储蓄水和保持水分的功能,而且安全环保,无毒无味,不污染植物、土壤和地下水,可有效抑制水分蒸发,吸水速度快,水肥利用率高,性能稳定,即使极端干旱也不会倒吸植物水分。
1.3 调节土壤酸碱度
部分土壤调理剂可以调节土壤酸碱度。例如,石灰岩主要成分为碳酸钙,富含碱性组分CaO、MgO,因此可用来改良酸性土壤,提高土壤肥力,改变土壤板结。在酸性土壤中施用石灰或者石灰石粉是改良酸性土壤的传统和有效的方法。使用石灰可以中和土壤的活性酸和潜性酸,生成氢氧化物沉淀,消除铝毒,有效降低酸性土壤的酸度,还能增加土壤中交换性钙的含量。另外,可以调节土壤酸碱度的土壤调理剂还有碱渣、脱硫石膏等运用成熟的酸碱调节物、部分人工合成高聚物如腐殖酸共聚物等[2]。
此外,土壤调理剂可用于盐碱土改良,如酸性有机肥、石膏等,部分高分子物质如PAM;可用于重金属修复,如石灰、磷石灰、沸石等。
2 土壤调理剂推广应用存在的问题
一是单一的土壤改良剂存在改良效果不佳或不全面的问题。而且人工合成的高分子化合物土壤调理剂生产成本高、存在潜在的环境污染风险。而天然土壤调理剂的改良效果有限、持续时间短、用量大。二是某些土壤调理剂产品生产成本较高,加之缺乏正确的宣传和技术指导,导致土壤调理剂的使用效果不佳。三是由于缺乏长期的定位试验,尽管短期观测的试验结果证明土壤调理剂对土壤质量具有改善作用,但长期条件下土壤调理剂对土壤、农产品质量以及生态环境是否有副作用仍需探究。
3 土壤调理剂在农业生产中的应用
3.1 在酸性土壤中的应用
目前,对酸性土壤进行改善主要是施用石灰,但是如果长期使用,会导致土壤板结,这就需要寻找更好的替代品。碱渣是一种可以替代石灰的土壤调理剂,并且其可以为土壤提供一些营养成分。将碱渣与菇渣结合使用,可以防止土壤板结,因为菇渣中含有丰富的有机质。另外,溉茂——韩国原装进口酸化土壤改良剂、优质糖醇钙镁肥,采用世界最先进的“抗酸芯”植入技术,含有高活性复合碱式基团(“抗酸芯”)和高含量糖醇钙镁等各种作物生长所必需的中微量元素,可以将酸性土壤调节至中性,彻底改良酸化板结,增强土壤微生物活性,改善土壤结构。
3.2 在盐碱土壤中的应用
土壤盐渍化是一个国际性的生态问题,我国盐碱土地占比较高,土壤盐碱化面积总体很大。一般通过施用氯化钙、石膏和石灰石等含钙的物质,一来替换胶体上吸附的钠离子,二来使土壤颗粒团聚起来改善土壤结构,也可施用酸性物质来中和土壤碱性。后来的研究发现,脱硫废弃物施用后可有效改善盐碱土的理化性状,改良后的土壤pH值、全盐含量、碱化度和容重均显著下降,土壤非毛管孔隙度显著上升,使土壤渗透性增强。20世纪90年代初,我国学者以糠醛渣作为土地改良剂,对苏打盐渍地进行改良,结果表明其明显改善了土壤理化性状,加大了大粒径微团的数量,使电导率、钠离子摩尔浓度以及碱化度降低。但在实际应用过程中需考虑糠醛渣本身盐分含量,以免加重盐害作用。
3.3 在干旱缺水地区的应用
我国干旱、半干旱地区面积占全国土地面积半数以上,部分地区春旱十分严重,由于气候和人为原因,土壤沙化、退化严重,农作物产量低而不稳。施用土壤保水剂,提高降水的保蓄率、利用率,改善作物根系附近土壤的供水条件,是实现旱作农业高产高效的重要措施。
例如,以采用石膏与高分子聚合物聚丙烯酰胺(PAM)调和成分,让种子更好生长,增加土壤水分,同时耗水量也能相应减少,结合PAM 后可以明显发现土壤质量变好或者有所恢复。例如,BGA土壤调理剂作为一种新型的农业、林业生产资料,为缺水地区土壤改良和农业减肥增效提供了一条崭新的、可行的途径。土壤保水剂聚丙烯酰胺(PAM)不但能提供土壤保水性,而且可以有效改良土壤的松散结构,增加土壤的通透性和抗旱性,非常适合我国西北高原的干旱少雨地区应用。有关学者为了鉴别沃特保水剂的施用效果及确立合理的施用量,在陕北黄土丘陵沟壑区展沟施不同用量沃特及PAM 对土壤水分和玉米生长的影响研究。结果表明,土壤水分含量随沃特、PAM 施用量的增大而提高,玉米叶片光合速率、茎叶生物量、根系生物量、果穗生物量、茎秆粗度和籽粒产量等均随沃特、PAM施用量的增加而提高[3]。
4 结语
目前,土壤质量问题对于农业发展极其不利,如不利于保障粮食安全、不利于农业发展等,已引起很多领域的关注。土壤调理剂在改善土壤质量、结构等方面有很大作用,对于不同功能的土壤调理剂,需要根据环境的不同合理应用,充分发挥其作用。另外,在土壤调理剂测评更加完整、系统的应用环境下,土壤调理剂作为农田的基础必需品,在安全和适用效果方面需要进行更深入的研究,保障其可以长时间安全使用,助力农业发展。