常见土壤改良方法十篇

发布时间:2024-04-26 02:53:50

常见土壤改良方法篇1

土壤是陆地上具有肥力并能够生长植物的疏松表层。土壤是一个复杂的物质系统,它具有供应和协调植物生长发育所需的水分、养分、部分空气和热量的功能,是生态系统中物质与能量交换的重要场所。土壤改良是针对土壤的不良质地和结构,采取相应的物理、生物或化学措施,改善土壤性状,提高土壤肥力,从而增加作物产量,以及改善人类生存土壤环境的过程。

学生在日常生活中经常接触到溶液的酸碱性问题,也对一些常见的盐的使用有所体会。把这些问题安排在土壤改良这样一个非常有意义的背景下展开,可以增强任务的驱动性,让学生更有兴趣参与。该项目中的土壤改良主要是围绕两方面来进行的,一个是改良土壤的酸碱性,一个是提高土壤的肥力。土壤本身不是中性的吗?为什么需要进行调整呢?提高土壤肥力和土壤的酸碱性有无关系呢?这些关于土壤改良的问题必然会引起学生强烈的求知欲。因此,将土壤改良和酸、碱、盐的性质与转化结合起来,有助于学生在社会背景问题下学习化学知识,理解化学知识在工农业生产中的应用。

二、项目目标制订

本项目要达成两个方面的目标:一方面是项目自身的目标,另一方面是知识、技能、方法、情感等方面的目标。项目教材其中的一个特点就在于它的目标定位,不仅仅局限在知识、技能、方法、情感等方面的获得,而且要关注到项目自身价值的实现,让学生更多地关注它的社会功能,完成这个更为宏大的目标。

项目自身的目标指的是这个项目完成后,学生在改良土壤这件事情上所能发生的一些改变。具体指的是:能够正确地给自己种植的植物进行土壤酸碱性改良和施肥,能够针对自己种植的植物生长所适宜的土壤的酸碱性环境和需要施用的肥料的情况制作该植物的铭牌。这样的目标是通过阶段性目标的达成逐步实现的。(见图1)

知识、技能、方法、情感等方面的目标指的是在酸、碱、盐的性质与转化学习完成后,学生在以下几个方面应该达成的目标。1.使学生了解土壤的酸碱性和植物生长的关系。2.使学生对浓酸、浓碱的强腐蚀性形成正确的认识,学会科学使用浓酸、浓碱的方法。3.使学生初步学会用酸碱指示剂和pH试纸检验溶液的酸碱性。4.通过项目学习,让学生形成对酸的通性、碱的通性和盐的性质的认识。5.使学生学会从生成物的角度判断酸、碱、盐溶液之间是否能够发生复分解反应。6.使学生学会在生产、生活中合理使用酸、碱、盐的溶液。这样的总目标是散落在不同的内容体系下逐步实现的。(见图2)

三、项目任务选择

根据该项目制订的项目目标,我们发现要达成项目目标,确实需要掌握酸、碱、盐的化学性质,学会从生成物的角度判断酸、碱、盐溶液之间是否能够发生复分解反应,实现各种转化关系,并能围绕这些物质的转化关系体会在生产、生活中如何合理使用酸、碱、盐的溶液。在这样的化学知识基础上,进一步了解了土壤的酸碱性和植物生长的关系,学生才有可能解决如何改良土壤酸碱性的真实问题,才有可能理解种植植物的时候应该如何合理施肥的问题。

鉴于以上原因,设置以下三个任务来进行该项目的学习。任务1:认识土壤的酸碱性。任务2:改良土壤的酸碱性。任务3:提高土壤的肥力。这三个任务紧紧围绕改良土壤展开,每部分又分别承载相应的知识、技能、方法、情感等方面的目标,社会线与化学线两条线索共存,环环相扣。(见图3)

四、项目活动设计

任务一:认识土壤的酸碱性。

土壤酸碱性是土壤的重要化学性质之一,它既是土壤形成、熟化过程的产物,又是植物生长发育的环境条件,对农业生产的作用是多方面的,所以很早就引起了人们的注意。

认识土壤的酸碱性,首先得认识溶液的酸碱性。认识溶液的酸碱性包括两个层次:一个是溶液是酸性的还是碱性的,另一个是溶液的酸碱性强弱如何。活动1进行两个探究活动,首先是用指示剂检验溶液的酸碱性,其次进一步用pH试纸测定溶液的酸碱性强弱。这两个探究活动完成后,设置了课后学生动手实践的环节,让学生自制酸碱指示剂,并且用该指示剂检验生活中溶液的酸碱性,让学生体会酸碱指示剂的来源,了解生活中常用溶液的酸碱性。活动2的目的是了解土壤的酸碱性和植物生长的关系,为活动3测定土壤的酸碱性奠定基础。活动2先让学生查阅资料,了解植物生长与适应土壤的酸碱度范围,再进一步通过不同pH条件下绿豆生长情况的实验探究,体会土壤酸碱性χ参锷长的影响。从理论到实践了解了土壤的酸碱性和植物生长有着密不可分的关系后,开展活动3,动手测定土壤的酸碱性的强弱,形成不同的土壤可能酸碱性不同的认识,也就可以判定不适合某种作物的生长,为下一个任务,改良土壤的酸碱性奠定基础。该任务中的活动安排及其相互关系。(见图4)

在活动进行的过程中,学生分别学习了溶液酸碱性的定性测定方法和定量测定方法,掌握了测定土壤酸碱性强弱的具体办法,体会到了化学知识的价值所在。

任务二:改良土壤的酸碱性。

土壤酸碱性对作物生长有非常明显的影响,具体表现在影响土壤养分的有效性,影响土壤结构,影响土壤微生物的活动,进而影响各种作物的生长发育、直接危害等。因此,我们在了解了土壤酸碱性的基础上,采取适当的改良措施,调节土壤酸碱性,为培育能够促进作物高产稳产的肥沃土壤打下基础是非常重要的。

要改良土壤的酸碱性,首先要进入实验室,探究酸和碱的反应会不会导致溶液酸碱性的变化,氧化物与酸、碱之间的反应会不会导致溶液酸碱性的变化,这就是该任务下的活动1。活动2从活动1的实验室中溶液酸碱性的变化,发展到实验室中模拟改良土壤样品的酸碱性,再发展到农业上改良土壤酸碱性的方法其实是多样的,这样的安排走的是“从实验室探究到农业生产中的应用”的顺序,层层递进,线索清晰。活动2最后安排的是自主学习,酸碱的其他应用,旨在完善对酸碱用途的探讨。该任务中的活动安排及其相互关系见图5。

在活动过程中,学生学习了酸和碱的反应、某些氧化物和酸的反应,从酸碱性变化的角度再认识二氧化碳和碱溶液的反应。而后将对酸碱的认识继续深入,既是对酸碱用途的分析和解释,也是对酸碱性质的整合。

任务三:提高土壤的肥力。

土壤肥力是反映土壤肥沃性的一个重要指标,用来衡量土壤能够提供作物生长所需的各种养分的能力,是土壤各种基本性质的综合表现,也是土壤作为自然资源和农业生产资料的物质基础。土壤肥力按成因可分为自然肥力和人为肥力,其中人为肥力指的是长期在人为的耕作、施肥、灌溉和其他各种农事活动影响下表现出的肥力。

任务一和任务二研究了如何改良土壤的酸碱性,而对土壤的改良来说提高肥力是另外一个非常重要的方面。提高土壤的肥力,首先要认识化肥的组成,这是活动1设置的内容。对于化肥的组成首先是概括性了解农业生产中常用化肥的种类和功能,然后进入到具体的铵态氮肥的识别,也就是针对铵态氮肥进行检验,进一步深入认识化肥的种类。明确了化肥的组成后,要合理施用化肥,必须清楚这些化肥自身的性质,项目由此进入活动2探究盐的性质。对于盐的性质首先是拿个例进行探讨,然后延伸到一般,摸索反应的规律。活动3合理施用化肥实际是对盐的性质的应用,最后安排的是自主学习,盐的其他应用,旨在完善对盐的用途的探讨。该任务中的活动安排及其相互关系见图6。

在活动过程中,学生学习了铵态氮肥和碱的反应、盐类物质之间的反应,并且通过交流研讨认识到酸、碱、盐之间发生复分解反应对生成物是需要一定条件的。而后将对盐的认识继续深入,既是对盐的用途的分析和解释,也是对盐的性质的整合。

常见土壤改良方法篇2

[关键词]改良剂土壤环境重金属钝化效应

随着工业飞速发展,人口剧增以及城市化进程的加快,人类活动导致土壤环境中重金属污染日益严重。土壤环境中重金属污染不仅抑制农作物生长发育降低产量,而且降低其卫生品质。土壤中重金属经农作物如蔬菜吸收通过食物链最终危害人体健康。目前,修复土壤重金属污染具体措施主要有化学固定、土壤淋洗、热脱附、蒸汽萃取、动电修复,生物修复和农艺措施等。化学固定常用有无机和有机改良剂,因其成本低,实施容易常被利用。本文以蔬菜作为研究对象,就不同改良剂对土壤重金属污染的原位修复效果进行探讨,期望明确不同改良剂对土壤环境中重金属污染的钝化效应,选择生产上适用的改良剂品种。

1材料与方法

供试土壤重金属改良剂(处理):试验一是硫磺(0.167g•盆-1)、钙镁磷(20g•盆-1),试验二是石灰(750kg•hm-2)、厩肥(29500kg•hm-2)、硫化钠(15kg•hm-2),试验三和四硫磺(30kg•hm-2)、二硫化碳(30kg•hm-2)、十二硫醇(120kg•hm-2),以上试验均以不施改良剂为对照。

供试重金属试剂:试验一盆栽每盆添加6.1mgCdCl2•2.5H2o,600mgas2o3,1597.44mgpb(no3)2。

供试蔬菜:按试验一至四(表1至3)顺序依次是上海青、芥蓝菜、空心菜、白萝卜。

供试土壤:试验一土壤为菜园土,基础肥力是pH7.0,有机质17.9g•kg-1,全n1.0g•kg-1,碱解n94.0mg•kg-1,速效p109.9mg•kg-1,速效K139mg•kg-1,每盆装风干土10kg。试验二土壤为菜园土,基础肥力pH6.6,有机质22.6g•kg-1。试验三土壤为灰红黄泥土,基础肥力pH4.4,有机质40.2g•kg-1,全n2.36g•kg-1,全p3.48g•kg-1,全K20.4g•kg-1,碱解n295mg•kg-1,速效p517.8mg•kg-1,速效K332mg•kg-1。试验四为灰红黄泥土,基础肥力pH5.61,有机质20.7g•kg-1,碱解n131mg•kg-1,速效p111.6mg•kg-1,速效K198mg•kg-1。

试验一为盆栽,塑料盆直径38cm,高14cm,试验二至四为田间试验,小区面积依次为28m2、12m2、20m2,均设3次重复,随机排列。改良剂全做基肥施用,同一个试验管理措施基本保持一致。在蔬菜收成时测产,分别取土样,菜样送检。土壤有效态重金属,用pH7.3的Dtpa-CaCl2-tea浸提剂浸提,并经离心过滤。as分析用二乙基二硫代氨基甲酸银分光光度法,Cu、pb、Cd分析用原子吸收分光光度法,Hg采用冷原子吸收分光光度法。

2结果与分析

2.1不同改良剂对蔬菜经济产量与农艺性状的影响

在四个试验中除一个盆栽试验(见表1)加改良剂硫磺和钙镁磷后上海青蔬菜的株重分别提高了27.5%、42.6%,经方差分析差异达显著与极显著水平外,其余三个田间试验(见表2一3)蔬菜产量增减产经方差分析差异均未达到显著水平。盆载上海青蔬菜农艺性状考察结果(见表1)表明,施硫磺和钙镁磷后上海青蔬菜的株高,开展度,最大叶面积均有提高趋势。可见,在网室盆栽,人工可控条件下,添加两种改良剂明显促进蔬菜生长,显著提高蔬菜产量。但在田间条件下,可能由于其他不确定条件的冲淡作用,施加改良剂后蔬菜产量基本保持平产水平。

2.2不同改良剂对土壤环境―蔬菜植株系统中重金属迁移、转化、累积的影响

施石灰、厩肥、硫化钠三种改良剂(见表2)促进土壤环境中Cu、pb、Cd、as等四种重金属的形态向无效态转化,有效态含量均有明显下降,每公顷施750Kg石灰后土壤有效态Cu、pb、Cd、as浓度分别下降21.1%、48.6%、11.6%、27.7%;每公顷施29500kg厩肥后土壤有效态Cu、pb、Cd、as浓度分别下降11.0%、2.9%、4.3%、3.8%;每公顷施15Kg硫化钠后土壤有效态Cu、pb、Cd、as浓度分别下降12.6%、34.3%、14.5%、3.0%。由此可见上述三种改良剂有明显钝化土壤环境中Cu、pb、Cd、as等重金属的作用。

一般认为,作物受害程度与体内重金属含量不与土壤中该元素总浓度相关,而与该元素在土壤中有效态的浓度相关性甚佳。生物迁移是通过植物根系从土壤中吸收有效态重金属,并在植物体内累积起来的过程。由于施改良剂后土壤环境中有效态重金属含量下降,放缓了其在土壤――蔬菜系统中扩散、迁移,蔬菜可利用性降低。因此,加施改良剂后蔬菜中as、pb、Cd、Hg等重金属含量普遍下降或有下降趋势(见表1-3)。每盆施20g钙镁磷后上海青蔬菜的as、pb、Cd含量分别比对照下降52.5%、42.2%、32.0%,经方差分析差异达显著或极显著水平;每公顷施750kg石灰后芥蓝菜的Cu、pb、Cd、as含量分别下降22.3%、50.0%、23.1%、44.0%;每公顷施29500kg厩肥后芥蓝菜的Cu、pb、Cd、as、Hg含量分别下降14.9%、40.3%、7.7%、32.0%、6.3%;每盆施0.179g硫磺后上海青蔬菜的as、pb、Cd含量分别下降42.5%、40.2%、52.0%,经方差分析差异均达到极显著水平;每公顷施30Kg硫磺后空心菜pb含量下降32.1%,白萝卜as、pb、Cd含量分别下降29.1%、67.4%、14.0%,其中as、pb含量差异经方差分析达极显著,Cd含量差异不显著;每公顷施15kg硫化钠后芥蓝菜Cu、pb、Cd、as含量分别下降31.0%、35.5%、23.4%、48.0%;每公顷施30kg二硫化碳后菜体中as、Cd、pb元素含量,空心菜分别下降20.0%、16.7%、21.4%;白萝卜分别下降17.0%、20.5%、5.4%,Cd含量经方差分析差异达显著水平;每公顷施120kg十二硫醇空心菜pb含量下降32.1%、白萝卜as、pb、Cd含量分别下降44.7%、75.5%、20.5%,经方差分析as、pb含量差异达极显著水平,Cd含量差异达显著水平。

注:产量为小区产量,空心菜样为重复混合样,白萝卜F(产量)=8.935%LSD=11.681%LSD=16.98,F(aS)=8.75**5%LSD=0.0191%LSD=0.028,F(pb)=9.12**5%LSD=0.1251%LSD=0.182,F(Cd)=7.04*5%LSD=0.0121%LSD=0.018

常见土壤改良方法篇3

关键词:盐碱地;改良;园林绿化;施工技术;因素

盐碱地主要是指土地中含有大量盐碱土成分,在盐碱土壤中植被种植都会受到一定程度的制约。基于此,在盐碱土地上进行有效的环境绿化就显得极为重要。

基于此,在盐碱地上如何种植植被并有效利用植被对所处土壤环境进行改良就显得尤为重要。作为最恶劣的一种土壤环境盐碱土地环境是我们迫切需要改善的一种环境地貌,基于此,园林绿化工作者需要在盐碱土方面进行深入研究,以期盐碱地环境的有效改善,进而促进园林绿化工程的进一步发展。

1园林绿化施工盐碱地的影响因素

盐碱地通常是指一块土地内盐分过多超出正常值,盐碱地不仅单指土壤,还包含其旁边的一些水体、土层或者大气等环境因素,这些因素中不仅包含宏观环境层面还含有微观环境。在自然环境中植被与其生存环境有着紧密的联系,环境因素对植被的生存及成长有着严重的约束性,同时又能对环境不断恶化进行有效遏制并进行一定程度上改良,起到美化环境的作用。通常情况下,盐碱地会对植被生长造成严重影响,其原因主要有以下几种:(1)盐碱地对植物影响最关键的部分就是对植物生长及发育方面的影响,植被如果连最根本的生长条件都无法得到有效保障,就不可能实现其绿化作用。(2)盐碱地会对植物组织造成严重伤害,众所周知,盐碱地里具有极高的含盐量,特别在夏天,由于热力效应,水分大量蒸发,则会严重损害植被组织,对园林绿化造成重大影响。(3)引发植物的生理性干旱,因为盐碱地土壤里具有大量盐分,依据植被水分吸收的渗透原理,当土壤外部密度过大时制备属于失水状态,进而引发植物的生理性干旱。(4)对植物营养吸收能力造成严重影响,氯和钠是盐的主要组成成分,在盐的构成中当钠的含量过高时,在土壤中钠的含量也会增加,这种状态下将会直接干扰植被对其他营养物质的充分吸收,对植被的正常生长造成影响,不能充分发挥植物的绿化功能。

2盐碱地改良的方式

通常情况下,盐碱地与其他不良地质的改良方法相差无几,主要有3种改良方式:物理方式、化学方式和生物方式。本文将从这3种改良方式对盐碱地进行分析探究。

2.1盐碱地生物改良方式

通常情况下,这3种改良方式中对盐碱地改良最合理、最彻底的方式就是生物改良方式,主要因为这种方式采用生物转换作用将盐碱地土壤的性质进行彻底改良,进而为植被提供适应其生长的土壤。这种改良土壤的方式有许多种,通常情况下都会采用具有耐盐性质的绿肥与牧草,如田菁、草木樨、紫花苜蓿等,这些植被的种植,对盐碱地具有积极的改良作用。盐碱地生物改良方式的优点主要是无污染、成本低,其缺点主要是见效慢。盐碱地区绿化工程效果评价的主要标准为有效减少绿化成本、提升绿化速度、实现美化效果的不断提升。在盐碱地绿化工程中采用生物改碱措施,虽然成本低,但严重存在见效慢的问题,这种问题的存在将使园林绿化效果大打折扣,无法实现美化环境的目的;采用封底式客土抬高地面及地上花盆式客土抬高地面的方式,具有见效快、绿化效果良好等优势,但其成本极高;目前我国街道绿化或住宅区绿化采用的改良方式主要是大穴整地、淡水洗盐工程,这种改良方式具有见效较快、投资低、绿化效果良好的作用,大穴客土进行盐碱地改良时要在其下部设置隔离层及渗管排盐,这样可以起到见效快,客土持续时间长,绿化效果好,投资相对较小的效果。

2.2盐碱地化学改良方式

在盐碱地改良中化学方式通常应用的很少,主要原因在于其操作复杂,消耗过高,虽然这种改良方式具有见效较快的作用,但与物理方式及生物方式相比较却存有很大的差距,目前在盐碱地改良中化学方式主要有两种应用方式:(1)在改良过程中向盐碱土添加化学酸性废料过磷酸钙,可以有效降低pH值,同时根据磷素的特性对树木的抗性进行有效增加。将矿物性化肥按适当比例添加到盐碱土壤中,可以提高土壤中氮、磷、钾、铁等元素的含量,起到明显的改良效果。(2)有机质大量添加到盐碱土壤中,如腐叶土、松针、木屑、树皮、马粪、泥炭、醋渣及有机垃圾等,以此提高土壤中有机物质的含量,进而提升土壤改良的效果。

2.3盐碱地物理改良方式

在盐碱地改良中应用最广泛的方式就是物理方式,主要由于其操作简便,无需专业性施工技术的特点,而被人们广为利用。现阶段应用于盐碱地改良的物理方式主要有以下几种:(1)及时松土。松土能保持良好墒性,对土壤含盐量的上升进行有效控制。(2)深耕晒垡。原始盐碱荒地具有质地粘重、透水性差的特点,必须在雨季来临前进行翻耕,这种方式可以有效对表土进行疏松,提高其透水性,避免盐量的增加。(3)微区改土、大穴整地。植树时先在树穴中放置塑料薄膜隔离袋并添以客土。也可以在树穴中进行隔盐层的铺设,采用粗砂、炉灰渣、锯屑、碎树皮、马粪或麦糠等材料进行铺设后在填上客土。

3盐碱地改良技术在园林绿化施工中的应用

(1)盐碱地改良在园林绿化施工中最应重视的就是植被的选择,也是改良过程中最关键的环节。植被能否在盐碱地成长其决定性因素就是其自身的耐碱耐盐性。基于此,在盐碱地区绿化植树过程中,植物种植要采用具有耐盐碱、抗风沙、抗干旱及耐水湿等特征的进行适量种植。应多采用当地树种作为种植对象,并选用一些适应生长的新品种来增加景观层次及结构,达到美化环境的作用。在盐碱土绿化中可以直接选用野生植物作为绿化改土植被,主要因为这种植物对土壤、气候等环境条件具有极强的适应性,同时其观赏价值也很高。(2)回填客土。通常情况下,对盐碱地植被生长具有重要影响作用的还有回填客土。在盐碱地绿化工程施工中回填客土与深翻整地也是其改良土壤、绿化环境的重要环节。在进行回填客土前应做好准确工作,必须将绿地周围和旁边的碱土用塑料布进行隔离,避免绿地周围碱土内盐分流入到绿地中。在园林绿化施工过程中,必须紧密结合塑料布底层及隔离层,使其顶部比绿地表面高出20cm,再利用石块等进行压紧作业,避免滑落现象在回填客土时出现。基于此应按照边回填边用机械向里推的施工方式进行施工作业,结束后进行整平作业,同时要对周围的绿化设施进行有效保护。客土回填施工结束后,要进行绿地深翻,最后进行苗树栽植。(3)渗管排盐。这种施工方式是依据水盐运动规律进行施工作业的,其原理为盐随水来、盐随水去。为将土壤中的盐分排除可以进行暗管铺设并将地下水位进行有效控制,一般情况下都控制在小于临界深度的范围内,使盐分充分随水流出,最终实现土壤脱盐及避免生盐渍化的目标。通常采用水平封闭式的渗管进行铺设。一级管与二级管进行结合,生成原理为渗入水经一级管流入二级管内,再经污水管进行有效排出。当污水管道埋的深度不够时其自行排泄功能不能得到有效保障,可将集水井设置在二极管的末端,进行定期强行排水。在园林绿化苗圃地中可以选用明渠作为二级管,一级管直接汇入明渠自然排出渗水,但要避免倒灌现象的出现。在园林绿化中绿地种植的植物种类、土壤结构、地下水位的高低、气候以及附近污水管道的深度等将直接决定渗管埋设的深度、间距、纵坡。(4)大穴换土,是盐碱土壤改良最有效的方式,这种改良方式对园林绿化工程施工更为方便、快捷。它对土壤次生盐渍化可以进行有效控制,并利用适地适树、小苗密植、适时栽植、种植地被植物、合理灌溉、及时松土、多施有机肥等一系列栽培措施,将对土壤结构、盐碱含量等进行改善并对树木受大风伤害的程度进行有效降低,同时促进植物的快速生长。通过大穴换土能创造良好的土地条件栽培植物的成活及生长提高应有的生存环境,进而确保园林绿化的质量。

4结语

综上所述,随着社会主义市场经济的迅速发展,我国经济水平的不断提升,环境资源却不断恶化,盐碱化土壤作为土地资源中最恶劣的一种地质,其改良技术的提升对园林绿化将起到关键性的作用。加大改良技术在园林绿化中的应用范围,对土壤及环境的改善都会起到积极的促进作用。

参考文献

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3张建锋,宋玉民,邢尚军,马丙尧,郗金标.盐碱地改良利用与造林技

术[J].东北林业大学学报,2002(6)

常见土壤改良方法篇4

关键词:盐碱地;园林绿化;栽培技术;土壤改良

盐碱土是一种因含盐量过多或强碱性,而“生了病”的土壤。盐碱地分级指标如下:轻度盐化土,土壤含盐量0.1-0.2%;中度盐化土,土壤含盐量0.2-0.4%;重度盐化土,土壤含盐量0.4-0.6%;(我国大多数以30厘米土壤耕层来计算含盐量。)衡量盐碱地的另一指标是酸碱度,即pH值,一般以7.5为中性,7.5为微碱性。

1盐碱地的特点

1.1盐碱地的特点

如果某地区土壤中的含盐量达到0.1-0.2%以上,或者由于土壤胶体吸附对交换性钠的吸附作用,令土体的碱化度高于15-20%,便可以认为此地区的土壤已经发生盐渍化,将该地区定义为盐碱地。土壤盐渍化会引起土壤性质的恶化,降低土壤的通气性、使土壤发生结构粘滞、增加土壤的容重、阻碍土壤温度上升并减弱土壤微生物的活性,以上多种因素综合起来,会进一步降低土壤的渗透系数,加剧土壤的盐渍化程度。而盐渍化程度过高的土壤会对植物体造成一定的伤害,使植物难以在盐碱地上正常生长,造成土地的荒芜。

1.2盐碱地分布。总体上说东营地区属于盐碱地区,盐碱地总面积较大,且盐碱地的类型众多,有着广泛的分布。严重的影响了城市的园林绿化建设,成为了影响城市生态环境保护和经济发展的一个难题。

2盐碱地对植物危害和植物的耐盐机理研究

2.1盐碱地对植物的危害

首先,盐渍化土壤内部可溶性盐的含量明显超出了适合植物生长的浓度水平,土壤溶液过高的渗透压,将会影响植物对水分的吸收,严重时甚至可以引起植物体内水分的大量流失,使植物发生生理干旱,最终枯萎死亡。其次,盐类的大量聚集会破坏植物体内部的原生质,严重的阻碍植物体内蛋白质的合成和转化,令植物体细胞内部合成蛋白质过程中的中间产物难以完成正常的转化而大量累积,最终对细胞造成毒害作用。此外,土壤溶液中大量钠离子的存在会严重的干扰植物的根部对矿质元素的吸收,导致植物出现营养元素匮乏的症状,进而影响植物的正常生长。最后,如果土壤中可溶性盐的浓度过高,远远超出了植物体所能承受的最大限度,便会破坏植物体细胞结构,令植物体的生命活动发生紊乱,阻碍了植物的生长,最终导致植物体的死亡。

2.2植物的耐盐机理

生长在盐碱地上的植物,其生命活动会在很大程度上受到土壤中含量过高的盐离子的干扰,这种干扰令大部分植物均无法在盐渍化较为严重的地区正常生长,但是部分植物却具有耐盐的特性,可以在盐离子大量存在的环境下实现完整的生命周期,此类植物便被称为耐盐碱植物。牺牲对K+的吸收是使植物细胞具备耐盐性的重要原因之一。植物细胞可以通过牺牲K+来降低na+在细胞内不得积累,并通过Ca2+来调节自身的K+/na+通道,把多余的na+排入液泡当中,从而达到降低细胞质内部na+浓度的目的。而液泡中大量积累的na+则可以作为改变植物细胞渗透压的调节剂,使植物能够适应盐碱土地区土壤溶液过高的渗透压,确保植物在盐渍化程度较高的环境中正常生长。另外,部分耐盐碱植物还进化出了专门的泌盐结构,可以将积累在植物体内部的盐分排出,使植物体能够生长在普通植物难以存活的地区,并可以起到改良土壤性质的作用。同时,部分植物在盐碱含量较高的环境下,能够分泌出特殊的代谢物质作为细胞渗透压的调节剂,以保证细胞的结构和功能不受破坏。例如,蛋白质与淀粉的分解产生的物质具有较强的亲水性,能够起到稳定细胞膜结构的作用。而长期生长在盐碱环境下的植物,甚至会在基因层面上发生改变,在植物体内合成起保护作用的功能蛋白和调节蛋白,最终保证植物体在盐渍化土壤存在的前提下维持正常的生命活动。

3盐碱地园林绿化栽培技术

3.1选取恰当的植物种类。植物种类的选择是采用园林绿化栽培技术对盐碱地进行改良的关键,在使用园林绿化技术对盐碱地进行改良时,植物的成活率、园林绿化的效果以及植物的养护费用等,都是需要考虑的重要问题,而恰当的选择适合当地土壤环境的耐盐碱植物,便能够很好的解决上述问题。因此,能否培植适宜当地土壤状况的植物,是关系着盐碱地改良工程成败的关键因素。在选择园林绿化植物时,需要遵循以乡土植物为主、因地制宜的原则,在重盐碱地上选择耐盐碱能力较强的植物种类,如臭椿、枸杞、木槿、刺槐、爬山虎、沙打旺、鞘雀稗、狐米草等,而在对盐碱程度较轻的土地进行园林绿化时,只需要选择海棠、紫荆、草木犀、披碱草等具有一定抗盐碱能力的植物即可。

3.2采用科学的栽培和养护技术。在盐碱地上培植的苗木,常常会出现扎根困难、生长缓慢、长势不旺等问题,因此,采用科学的栽培和养护技术,是促进植物旺盛生长、保证盐碱地改良得以成功的必要措施。例如,在对植物进行在配置前,使用aBt生根粉溶液对苗木进行浸泡,能够提高植物的成活率;在栽培植物时,使用打泥浆栽植法,以提缩短苗木对土壤的适应时间;在春季栽培时采用大穴栽植树盘覆膜法,促进苗木成活并防止反盐现象的发生。而在对植物的养护过程中,定期进行灌溉、合理疏松土壤、适时追加肥料以及增加地面覆膜等科学的养护措施,能够对植物的生长起到积极地作用,并提高土壤改良的效果。

3.3实行配套的土壤改良措施。单纯依靠植物对盐碱地进行改良,不仅见效较慢,而且起到的作用也十分有限。因此,在利用原理技术对盐碱地进行改良时,适当的配合园林绿化中的其他土壤改良措施,能够有效的提高土壤改良的效果。抬高在陪床的床面,可以减轻地下水返盐情况的发生,并提高雨水淋洗脱盐的效果。在土地下方铺设盐碱隔离层也可以切断土壤毛细管道对地下水的运输路径,明显的抑制返盐现象的发生,保护地面植被的生长不受土壤返盐作用的影响。另外,在土体中埋设排水的渗管,可以提高雨水的淋滤脱盐作用,保证土壤改良过程取得良好的效果。

4盐碱地改良

盐碱地绿化常见的改良模式有客土绿化施工、盐碱土原良施工和肥盐平衡改良。客土绿化施工技术:(适用于重、中度盐碱地)。客土+隔盐袋:在客土回填之前,树穴或绿地的四周与塑料布与周边的碱土进行隔离,塑料布底层与隔盐层结合在一起,排盐管应用最多的是无砂水泥管和pVC双臂斑纹排水管,操作简单使用效果好,造价低廉,排盐管间距5至10米,其坡度不小于0.3%。排盐管一般与隔盐层结合在一起,水分通过排盐管的渗水孔收集到排盐管及时排走,有剩料的单位可以设计自动强排装置。隔盐使用0.02毫米聚乙烯塑料袋制成,按树池大小,分各种规格,一般高度0.8米,底部打若干筛孔(孔径0.5厘米至孔距5厘米)。

参考文献

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常见土壤改良方法篇5

(湖南农业大学农学院,长沙410128)

摘要:酸化是土壤退化的一个重要方面。近年来,随着工业化的持续推进、人类活动的频繁干扰及其他各种因素的影响,土壤酸化问题日渐突出。综述了土壤酸化的现状、土壤酸化的机理和影响因素、土壤酸化对土壤质量的影响及酸化土壤的主要改良措施等方面的研究进展,分析了土壤酸化研究存在的问题,指出了相关研究方向。

关键词:土壤酸化;土壤质量;改良措施

中图分类号:S156.99文献标志码:B论文编号:2014-0840

基金项目:国家自然科学基金资助项目“土壤酸化对双季稻氮素利用效率的影响机制研究”(31171494);国家科技支撑计划项目“长江中游南部(湖南)双季稻持续丰产高效技术集成创新与示范”(2011BaD16B01),“湖南双季稻大面积均衡增产技术集成研究与示范”(2012BaD04B10-01),“湘南库塘与提引灌区水稻丰产节水节肥技术集成与示范”(2013BaD07B11-02)。

第一作者简介:袁珍贵,女,1989年出生,湖南新化人,在读硕士,主要从事水稻栽培生理研究。通信地址:410128湖南农业大学农学院,tel:0731-84635331,e-mail:1059778801@qq.com。

通讯作者:易镇邪,男,1975年出生,湖南冷水江人,副教授,博士,主要从事作物高产生理与资源高效利用研究。通信地址:410128湖南农业大学农学院,tel:0731-84635331,e-mail:yizhenxie@126.com。

收稿日期:2014-08-22,修回日期:2014-10-25。

0引言

土壤是一种极其重要的自然非可再生资源,作为植物生长的媒介以及水、热和化合物的源,土壤可以生产出人类赖以生存的食物。除此之外,土壤亦可充当水分的过滤器、废弃物分解的生物介质。土壤在地球生态系统中占据不可替代的地位,维持着地球生态系统的平衡[1-2]。近年来,随着社会工业化进程加快,中国的耕地面积不断缩小,且土壤退化速度加快,已成为威胁粮食生产安全的一大重要因素[3]。

土壤退化表现为许多方面,包括土壤盐渍化、荒漠化、贫瘠化及土壤酸化等[4-5]。作为土壤退化的一个重要表现,土壤酸化引起了人们的高度关注,并围绕土壤酸化开展了大量研究,取得了一系列研究成果。这些成果涵盖了土壤酸化的成因和机理,土壤酸化对粮食生产的影响及其对生态环境的危害等。为此,笔者对近年来土壤酸化方面的研究进行了综述,旨在为以后的相关研究提供一定参考。

1中国土壤酸化现状

土壤酸化是指在自然和人为因素的共同作用下土壤pH下降的现象。土壤自然酸化是一个非常缓慢的过程。然而,由于人类活动加剧,近年来中国土壤酸化的进程明显加快,酸化范围有所扩大。根据《中国土壤》和《土壤化学原理》中的分级标准,将pH<6.5的土壤划分为酸性土壤,将pH<5.0的定位为强酸性土壤[6-7]。

中国酸性土壤主要分布于热带、亚热带地区,涉及广东、广西、江西、湖南、云南、贵州、四川等14个省区。依据赵其国[《8]中国东部红壤地区土壤退化的时空变化、机理及调控》,此区域中大部分土壤pH低于5.5,其中有相当一部分土壤pH低于5.0,甚至低于4.5。这说明,此区域土壤酸化程度较深,强酸性土壤占据很大部分比例。近年来,科研工作者对不同地区的土壤酸化做了调查,结果一致表明:与第二次土壤普查结果相比,土壤pH都有不同程度的下降[9-11]。边武英[10]于2008年调查浙江省83个县市区内标准农田土壤酸碱度的现状,结果显示标准农田土壤和水稻土的pH呈现两极分化的局面,其中酸性土壤的比例上升幅度大于碱性土壤,且与第二次土壤普查结果相比,土壤pH<5.5的农田比例增加20.71%,pH<4.5的农田比例则增加了1.7个百分点。郭治兴等[11]于2002—2007年间对广东省土壤pH的时空变化进行研究,发现整体来说广东省土壤变化表现为酸化,pH平均降低0.26个单位,由5.7降至5.44,其中以水稻土、红壤及赤红壤降幅最大。

2土壤的致酸机理

土壤酸化受自然和人为因素的双重干扰,无论是两者中哪一种引起土壤酸化,其酸化都是始于土壤中H+的增加及盐基离子的减少[12]。土壤中H+增加,势必打破土壤本身的化学平衡。交换性H+能与土壤胶体上被吸附的盐基离子进行交换,交换之后H+吸附于土壤胶体上,使得土壤胶体上的H+不断增加,交换性盐基离子则被溶解于土壤中,随着雨水的冲刷大量流失。交换性H+吸附于土壤胶体上后能自发与土壤中的固相铝化合物反应,释放出al3+,而al3+通过水解又产生更多的H+,这样循环往复,土壤中的交换性酸大量增加,盐基离子大量减少,土壤的盐基饱和度愈来愈低,土壤酸碱缓冲体系遭到破坏,致使土壤pH不断下降,且下降速度增加[13-15]。

3土壤酸化的影响因素

3.1土壤的自然酸化

土壤的自然酸化是一个相当缓慢的过程,土壤自然酸化的因素主要有3个方面:(1)通过矿质元素的生物循环,植物可影响土壤酸度。(2)植物通过根系分泌物影响土壤环境。有研究表明茶树根系能分泌大量有机酸和酚类物质,这些物质对铝的络合能力很强,活化固相铝而加速土壤酸化;此外,有机酸中羧基的解离会释放H+,直接加快土壤酸化进程[15]。(3)植物的选择性吸收致使土壤酸化。研究显示植物根系对氮的选择吸收能使土壤酸化进程加快[16]。

3.2土壤酸化的人为驱动因素

3.2.1酸沉降酸沉降是指酸性物质(天然和人为产生的)进入大气,通过迁移、扩散和化学转化,最终到达地面的过程。酸沉降有干湿沉降之分,湿沉降通常又称为酸雨[17]。酸沉降对土壤酸化有直接的贡献。一方面,酸性物质降到地面后直接为土壤提供H+,加速土壤酸化;另一方面,在土壤中,酸雨能抑制有机物分解、淋失盐基元素等使酸化趋势明显[18-19]。随着社会经济的高速发展,工业化程度加深,工业废气的肆意排放明显加剧了酸沉降,进而加快了土壤酸化的步伐。3.2.2不当的农业措施加速土壤酸化在农业生产中,某些不当的农业措施是土壤加速酸化的重要原因。这些措施主要包括3点:(1)长期施用化学氮肥是驱动土壤酸化的一个重要因素。蔡泽江等[20]在湖南祁阳典型红壤上进行不同施肥长期定位试验18年,观测到随着化学氮肥的长期施用,土壤pH明显降低,且以单施氮肥降幅最明显,试验期间降幅达1.5个单位。(2)不当的灌溉方式影响土壤酸碱度。研究表明在农业生产中,大水漫灌的灌溉方式往往会加剧土壤的酸化[21]。相比于沟灌和渗灌,滴灌则更利于土壤酸化的抑制。这是因为滴灌方式下表层土壤硝酸盐和水溶性盐分积累较轻[22-23]。(3)不同种植类型及残茬管理对土壤酸化也有影响。张国见等[24]认为,在3种不同的种植类型中,表层土壤(0~20cm)pH有显著差异,其中表现为种粮地最高,温室菜地最低,露天菜地处于两者之间。还有研究显示残茬会加速土壤酸化[25]。

4土壤酸化对土壤质量的影响

土壤质量是指在生态系统范围内,土壤维持生物的生产能力、保护环境质量以及促进动植物健康的能力[26]。土壤酸化主要影响土壤肥力质量、健康质量、微生物学性状和酶活性等。

4.1土壤酸化对土壤肥力质量的影响

土壤酸化能降低土壤的肥力质量,主要表现在酸化过程中,土壤中的K+、na+、Ca2+、mg2+等交换性盐基离子大量淋失,土壤盐基饱和度下降,其中有效态营养元素的含量急剧减少,从而导致土壤肥力下降[14]。在对p的有效性影响上,土壤pH充当着重要的角色。研究表明,pH处于5.5~7.5之间时,土壤中有效磷的含量最高;随着pH向两极分化,p的固定逐渐加剧。对于酸性土而言,土壤中含有大量al3+、Fe2+等,这些离子与磷酸根离子易结合形成难溶性磷酸盐,从而降低磷的有效性[27]。一般来说,土壤酸化会降低土壤全磷、全钙、全钾和缓效钾等含量,土壤为植物生长发育供应氮、磷、钾的能力下降。总体而言,土壤酸化降低了土壤肥力质量。

4.2土壤酸化对土壤健康质量的影响

土壤健康质量是指土壤对人类和动植物健康的影响能力[28]。土壤酸化能在一定程度上对土壤健康质量造成负面影响。就目前研究成果来看,这些负面影响主要集中于土壤中活性铝的大量溶出和重金属元素的活化。土壤中所聚集的H+与固相铝进行交换,使得土壤中的al3+大量增加。当土壤溶液中活性铝的浓度超过一定范围时,就会对植物根系造成明显毒害,表现为根系生长受抑制,即根短小,脆弱易断,且畸形卷曲。有研究表明,当土壤pH≤4.1时,土壤溶液的游离态铝和总铝量会继续增加,铝毒害更加严重[29]。

除土壤中活性铝大量溶出外,土壤酸化对土壤健康质量的影响还体现在重金属元素的活化上。温明霞等[30]研究认为随着pH的降低,土壤中有效铁、铜、锰及锌的含量增加明显。而程旺大等[31]研究发现土壤中某些重金属会发生复合污染,如pb和as,Cr和as,Cd和Cr、as或ni间表现为协同消长效应。

4.3土壤酸化对土壤微生物和酶活性的影响

土壤微生物和酶活性是评价土壤质量的重要指标。土壤微生物在土壤中主要起着氮素转运的作用[32]。适宜微生物活动的pH范围为6.0~8.0。当pH降至6.0以下时,微生物活性会有所下降。王富国等[33]认为不同种植年限酸化果园土壤中土壤微生物生物量均表现为不同程度的降低,其中下降幅度最大的是土壤微生物量碳、磷,微生物量氮的下降幅度相对较小。土壤酸化亦会抑制微生物的生长繁殖,这种抑制作用在放线菌、细菌上较明显,对真菌影响相对不明显。

土壤中有各种酶,包括脲酶、过氧化氢酶、酸性磷酸酶及淀粉酶等。土壤酶在土壤物质营养的循环转化中扮演着重要角色。如脲酶是氮素转化的关键酶,过氧化氢酶能清除土壤中的过氧化氢,减轻对植物的危害[32]。土壤酸化能降低土壤酶活性,且pH越低对酶活性的抑制越强。朱锐等[34]通过模拟酸化对黑土酶活性的影响展开研究,结果表明随着pH的下降土壤中过氧化氢酶活性降低,土壤脲酶和淀粉酶活性也有相似的变化趋势,且当pH降到一定程度后(pH<5.5),脲酶和淀粉酶活性会明显降低。

5酸化土壤的主要改良措施

5.1化学改良

化学改良剂类型多样,如生石灰、轻质碳酸钙及钙镁磷肥等。在一定程度上,化学改良剂的施用能很好的改善土壤的酸化环境,提升土壤pH[34-37]。其中,作为一种传统有效的酸土改良剂,石灰更是受到人们的青睐。石灰不但能中和土壤酸度,改善土壤性质,且可以降低al和其他重金属的毒害[35]。郑福丽等[36]在酸化土壤化学改良剂的筛选研究中发现,多种化学改良剂对酸化土壤的改良有一定效果,其中以生石灰、轻烧粉及石灰氮与轻烧粉各半混合的改良效果最佳。方熊等[37]研究显示在丘陵林地上坡位集中施用土壤改良剂,能够通过自然扩散机制,使丘陵大面积酸化土壤得到修复,其中在石灰、污水污泥和石灰+污水污泥等3种土壤酸化改良剂中,以污水污泥+石灰改善效果最明显。由于石灰的施用会加强复酸化程度,因此不能过量频繁施用,施用时可与其他碱性肥料配合施用。另外,果园表层土壤和闲地土壤酸化比较严重,应用化学改良剂能收到极佳效果,但对于酸化程度相对较低的农田土壤,则更适宜用生物改良等方法[36]。

5.2生物改良

目前,除了应用化学改良剂来改善土壤外,生物改良是另一种最为常见的措施。许多研究表明通过生物措施改良酸土,亦能收到明显效果[38-40]。芒果园养殖蚯蚓的试验结果表明,与清耕土壤(CK)相比,在蚯蚓粪覆盖下,0~20cm土层的土壤pH增加1.1个单位,土壤中有效养分明显增多,土壤环境得以改善[38]。近年来,生物碳成为了研究热点。生物碳具备含有碱性物质和大量必需营养元素、能够有效地调控土壤中营养元素循环等优势,因而被认为是改良酸化土壤环境的理想材料[39]。吴志丹等[40]研究表明生物黑炭对茶园酸性土壤改善效果明显,随着施用量的增加,改善效果增大;从不同土层深度来看,生物黑炭对0~20cm土层土壤的改良效果较好。王震宇等[41]研究了花生生物碳对果园酸化土壤的改良效果,研究表明,经过44天的培育,添加5%BC400(花生壳于400℃下慢速热解所制成的一种生物碳)后,土壤容重降低了8.2%,土壤pH提高了1.33个单位。以上研究说明生物炭可以改善北方果园酸化土壤的理化性质,且效果明显。

5.3其他改良措施

不当的农业措施在土壤酸化中有着不可忽视的贡献,因此通过某些农业措施的改良来改良酸土是可行的。如减少化学氮肥的用量,采用测土配方平衡施肥;以滴灌等新型灌溉方式代替大水漫灌;改变传统耕作方式,推广少耕、免耕、间套作等,都能起到一定的改良作用。研究[42]显示果园套种牧草能显著提高低丘红壤的有机质含量,改善土壤结构,降低土壤酸度,土壤速效养分增加;同时增加土壤的蓄水能力,提高土壤的抗旱能力,有效改善了土壤的理化性状,增加了土壤的缓冲能力。

6总结与展望

随着社会现代化程度加深,工业化进程的加快,以及人为活动的干扰大大加速了土壤酸化的进程,土壤酸化已成为全球性问题。关于土壤酸化,前人已开展了大量研究,也取得了许多有意义的研究成果。

在国内,土壤酸化研究主要集中于探讨土壤酸化的进程、致使土壤酸化进程加快的因素、酸化土壤的改良等方面。整体来看,尚存在以下问题:其一,土壤改良研究多集中在常规化学改良措施上,在某些新型改良剂,如生物碳等的研究上还有待深入;其二,在土壤酸化对植物生长发育的影响上,研究多集中茶园与果蔬等方面,有关土壤酸化影响水稻等粮食作物生长发育的大田研究鲜见报道;其三,土壤酸化对生态系统的影响研究主要集中于对陆地生态系统的影响上,对水生生态系统的影响尚不清楚;其四,土壤酸化对重金属的影响上,侧重于土壤酸化与重金属活化关系的研究,关于水稻等粮食作物如何响应土壤酸化引起的重金属活化的报道鲜见。

因此,在土壤酸化这一问题上,笔者认为首先应加强土壤酸化对水稻等主要粮食作物生长发育的影响的研究。其次,在酸化土壤的改良措施上,必须加强新型改良剂的研究。生物碳已初步展示了其在酸化土壤改良上的应用前景,但生物碳改善酸化土壤的机理尚不明确,还有待深入研究。第三,土壤酸化对水生生态系统的影响尚不清楚,应就此展开深入研究。最后,应加强土壤酸化与重金属活化、作物重金属吸收累积三者之间关系的研究,为保证动物和人体健康提供相关依据。

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常见土壤改良方法篇6

1测定指标及方法

土壤和污泥基本理化性质的测试方法参照《土壤农化分析》(第三版);总磷、总钾、总铜、总铅、总铬、总砷、总锌、总镍采用Hno3-HF-HClo4微波消解iCp-aeS法;重金属形态采用BCR四步连续提取法,将土壤中重金属分为:可交换与碳酸盐结合态、铁-锰-氢氧化物结合态、有机物与硫化物结合态、残渣态,并采用iCp-aeS测定各形态重金属含量。小麦种子发芽试验:小麦种子为东北农业大学农学院小麦组06-4069号。供试土壤取经风干研磨后的0.25mm标准筛下物。改良初期共设12个处理,包括蒸馏水对照、盐碱土对照及脱水污泥与盐碱土混合样品10个(污泥体积比分别为10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%),每个样品取10g,加蒸馏水10mL,其他试验土壤为孵育试验花盆中的改良土壤。上述每个处理3个重复,每个重复均用4分法从纯净种子中选取种子50粒放入培养皿,种子之间保持1~5倍的间距。培养皿用酒精擦洗消毒,滤纸作床放置于25℃恒温箱中。发芽过程中注意每天定时加水、通气,并记录种子逐日发芽情况。当胚根突破种皮,长度为种子长度一半时计为发芽种子。待发芽结束后统计发芽率、发芽势,3个重复取平均值。发芽率=(n/n)100%(1)式(1)中:n为种子正常发芽粒数(计数时间:第8天),n为供试种子总数。发芽势=(a/n)100%(2)式(2)中:a为发芽种子数达高峰时正常发芽种子数(计数时间:第5天)。

2结果与讨论

2.1污泥改良对土壤盐碱化特征参数的影响土壤容重、pH值、水溶性盐含量、碱化度通常是表示土壤盐碱化程度的重要参数,这些指标值越高表明盐碱化程度越高,越不利于植物生长。图1表明以污泥为改良剂可有效减低土壤容重、pH值和碱化度,改善土壤的盐碱化状况。由图1(a)可知:未经改良的盐碱土即使通过物理翻混,仍然维持较高的容重,在20个月的孵育时间内始终在1.31~1.35g/cm3之间。随着污泥投加比例的增加,土壤容重不断降低,尤其是污泥比例超过30%的改良土壤容重降低更为明显。这与之前研究总结的土壤有机质含量增加与容重的变化呈显著的线性相关这一结论相一致[13]。随着孵育时间的延长,一次污泥改良后的土壤在植物生长期结束后土壤容重均有回升的趋势,这与有机物的不断矿化关系密切。在二次污泥改良后土壤容重继续降低。图1(b)表明:随着污泥投加比例的增加土壤pH值显著降低;污泥投加比超过30%,可降低pH值1个单位以上,唐银健等在施用污泥堆肥改良碱性滩涂土时也得到了相似的结果[14]。随着孵育时间的延长,土壤pH值基本维持下降;在一次改良后8~20个月之间土壤pH值为先升高再降低的趋势,其原因可能是在有机质分解和硝化作用中产生了有机酸[12],有机酸不断产生和分解的过程导致了pH值的波动。图1(c)表明:污泥改良可增加土壤水溶性盐含量。一次改良后的20个月内,污泥投加量在20%以下的土壤中含盐量有略微增加的趋势;而投加量在30%以上的土壤中含盐量却不断降低,可能的原因是低污泥投加量的土壤由于物理性质改良效果不明显而出现返盐现象,而高污泥投加量的土壤由于其容重降低明显,土壤孔隙率增高以及作物生长期植物的覆盖作用使得土壤排盐效果增强。经过二次污泥改良后的土壤含盐量进一步增加。然而,土壤碱化度随污泥添加比例的增加明显降低(图1(d)),说明尽管污泥可增加土壤的水溶性盐含量,但可有效降低土壤阳离子交换量中交换性钠的比例。一次污泥改良后,随着孵育时间的延长土壤碱化度变化不大;经二次改良后土壤碱化度进一步降低。

2.2污泥改良对盐碱化土壤养分性质的影响

2.2.1有机质土壤有机质是植物所需各种矿物营养的重要来源。由图2可知:土壤有机质随污泥投加量的增加而增加,但随着孵育时间的延长,由于有机物的矿化作用,改良后土壤有机质均有所降低,且高污泥投加量的土壤有机质矿化率也越高,这与之前的研究结果基本一致[15]。在孵育期15d内有机物降解速率最快,3个月内,污泥投加比例在30%以上的改良土壤中有机物达到基本稳定。8个月后,30%以下污泥处理的土壤已接近原土的有机质水平,而50%以上处理的土壤有机质约为对照土壤有机质含量的2倍左右。二次改良后的土壤中有机质又明显增加,并随时间的延长继续降低。

2.2.2氮磷钾氮磷钾是植物生长的最重要的三大营养元素。图3表明,土壤总氮、总磷随着污泥投加比例的增加而增加,且投加比例超过30%增加趋势更为明显,这与李伟等在研究污泥改良石灰性土壤中得到的结论相吻合[16]。总钾含量受污泥改良影响较小,说明原土壤中钾盐含量丰富,这也是苏打盐碱化土壤的一个重要特征。一次改良后的20个月内,土壤总氮磷钾在基本不变的基础上略有降低,二次改良后有明显增加,说明污泥可视为氮磷钾的稳定供给源。由图3可知:土壤速效氮磷钾也随着污泥投加比例的增加而增加。一次改良后8个月内,速效氮在污泥投加比例较高的情况下增加明显,随后逐渐减低,说明污泥在土壤中有缓释氮肥的作用,但缓释肥效持续时间有限。二次改良后又明显增加。污泥量在30%以下的土壤速效磷含量维持稳定,而50%以上污泥投加的土壤速效磷处于较高的水平。一次改良后20个月内始终处于增加状态,约为孵育初期的0.5~1.5倍。说明污泥不仅可以增加土壤有效磷肥含量,还具有缓释磷肥的作用[17],且肥效期较长。土壤速效磷含量在二次改良后继续增加。一次改良后土壤速效钾含量在整个孵育期内变化不明显;经过二次改良后明显增加。

2.3污泥改良对盐碱土中重金属的影响

尽管生物对许多微量重金属元素都有一定量的要求,但是由于重金属的稳定性和富集性,环境中过多的重金属将会对生命活动起限制作用。由表1可知,原泥中Cu、pb、as、Zn、ni、Cr总量均低于《城镇污水处理厂污泥处置土地改良用泥质》(CJt291-2008)标准。图4表明,即使是连续2年污泥投加量为70%的改良土壤中重金属总量仍低于《土壤环境质量标准(GB15618-1995)》(二级旱地土壤pH>7.5)最高允许浓度值。其中:改良土壤中Zn含量随污泥添加比例的增加明显增加,而Cr、Cu、ni、pb、as含量略有增加,原因是污泥中Zn含量远远高于土壤背景值。一次改良后,随孵育时间的延长,土壤中各重金属总量均有所降低,说明较长的孵育期更有助于重金属的迁移。重金属在土壤中的形态一定程度上决定了它的生物有效性。低污泥投加比例的改良土壤中Zn主要以残渣态存在,占总量的60%以上;随着污泥投加量的增加,铁锰氧化物结合态和可交换态与碳酸盐结合态的Zn含量均增加明显。一次改良孵育8个月后,污泥投加比例在30%以下的土壤中,其铁锰氧化物结合态和可交换态与碳酸盐结合态的Zn基本消失,20个月后有机物与硫化物结合态的Zn明显降低。二次改良后,各污泥改良土壤中Zn含量均明显增加,9个月后仍以铁锰氧化物结合态的Zn降低明显。一方面活性较强形态的Zn可能被植物利用,另一方面向更稳定的形态转化。污泥改良后土壤中Cr和Cu在土壤环境中主要以残渣态存在,占总量的80%~90%,其次是有机物与硫化物结合态,占总量的8%~15%,且随孵育时间的变化不明显。ni和pb在改良土壤中残渣态比例占总量的50%~69%,其次是有机物与硫化物结合态和铁锰氧化物结合态。一次改良后经过8个月的孵育期,所有改良土壤中的重金属仅可提取到残渣态和有机态的ni和pb,说明改良土壤中重金属的迁移性有所降低。二次改良后,20%以上投加比例的土壤中,铁锰氧化物结合态和可交换态与碳酸盐结合态的ni增加明显,且9个月后仍以这2种形态的ni降低为主,而pb的增加则以残渣态为主,且随时间变化不明显。30%以下污泥投加比例改良后的土壤中残渣态的as占总量的80%~95%以上,其次是铁锰氧化物结合态的as;当污泥投加量大于50%时,改良土壤中出现有机态和可交换态与碳酸盐结合态的as。2次污泥改良后,可交换态与碳酸盐结合态的as含量不但随着污泥投加比例的增加而增加,而且随孵育时间的延长也出现增加的趋势。可见污泥改良后土壤中重金属元素活性较强的是Zn、ni和as,在土地利用时必须要引起足够的重视,而Cu、pb和Cr以稳定态为主,环境毒性相对较小,该结论在之前的研究中也得到过类似的验证[18]。

2.4污泥改良盐碱土对小麦发芽生长的影响

2.4.1对小麦种子发芽的影响种子发芽可以一定程度上诊断盐碱良效果和土壤的污染程度,污泥投加比例对小麦种子发芽的影响见图5。研究过程中蒸馏水(对照)处理的平均发芽率超过90%并达到相对稳定,说明随机选取的种子平均质量较好,可用于进一步的发芽试验研究。图5表明随着污泥投加比例的增加,种子的发芽率也有所提高。污泥体积比在30%~60%之间,小麦种子发芽率超过60%。盐碱土对照处理和脱水污泥对照处理的小麦种子发芽率均不超过50%。但是继续加大污泥投加量并超过60%,表现出种子发芽时间推迟,平均发芽率降低,其原因可能是由于污泥中的有害组分对种子发芽起了抑制作用[19-20]。一次改良后,随着改良土壤孵育时间的延长,各处理的种子发芽率均有所提高。改良后90d,污泥投加量在30%~50%之间的改良土壤中小麦种子发芽率接近70%,240d可提高到70%以上,在20个月的孵育期末接近80%。二次改良初期,小麦种子发芽情况与一次改良初期相近,经过9个月的孵育期,种子发芽率可达到75%左右,说明污泥的稳定化有利于土壤环境的改善,促进种子发芽,而污泥对作物种子发芽的抑制作用主要表现在改良初期,具有暂时性而非永久性[21],因此在播种前3个月进行污泥改良,可一定程度上提高种子的发芽率。

2.4.2对小麦生长的影响连续2年污泥改良的小麦盆栽试验表明:出苗期,以污泥投加比为30%和50%的长势最好;一次改良条件下,70%污泥投加的土壤中第二年种植小麦的长势好于第一年。但是两年盆栽试验各处理都出现病虫害导致的小麦出苗2个月后逐渐变黄,枯萎的现象,至抽穗期只有30%和50%污泥处理的土壤中种植的小麦结有麦穗,但产量较低,相对盐碱土对照处理的小麦生长情况仍有一定的改善。

3结论

常见土壤改良方法篇7

一、pH含义

例1(2007年四川省达州市考题)小王测得生活中一些物质的pH如下表,下列说法不正确的是()。

a.蔗糖水是中性物质B.肥皂水的碱性比纯碱水弱

C.柠檬汁的酸性比食醋强D.雨水能使蓝色石蕊试纸变红

解析:pH是溶液酸碱度的表示方法,常见溶液的pH在0~14之间。pH=7,溶液显中性;pH<7,溶液显酸性;pH>7,溶液显碱性。pH越小,酸性越强;pH越大,碱性越强。肥皂水的pH是10.2,纯碱水的pH是8.1,可见肥皂水的碱性要比纯碱水的碱性强。因空气中的Co2等物质与水反应生成了酸,所以雨水的pH<7,能使石蕊试纸变成红色。

答案:B。

评注:根据pH的大小比较常见物质酸碱性的强弱程度是中考中的高频题。掌握pH的含义是解答这类问题的前提与基础。

二、pH应用

1.pH与农业

例2(2007年江苏省无锡市考题)各种植物都有适宜自己生长的pH范围。几种作物适宜生长的pH范围如下:

取某地土壤的浸出液加入石蕊溶液,溶液略显红色,则该土壤最不适宜种植的作物是()。

a.茶树B.薄荷C.马玲薯D.水稻

解析:从表中提供的数据获知,薄荷适宜生长的pH范围是7.0~8.0,即适宜生长在略显碱性的土壤中。现有土壤的浸出液能使石蕊溶液变红,说明该土壤呈酸性,不适宜薄荷生长。

答案:B。

评注:农作物的生长情况与土壤溶液的pH有着密切的关系。测定土壤溶液的pH、选种适宜的作物、改良土壤的酸碱性等知识均是中考命题的热点,应给予足够关注。

2.pH与环保

例3(2007年山东省青岛市考题)小雪取刚降到地面的雨水并定时对其进行酸碱性强弱的测定,发现其pH均小于7且逐渐减小,直至稳定在pH=5。由此得出的结论是:雨水酸性逐渐_________(填写“增强”、“减弱”或“不变”)。煤等化石燃料燃烧产生的二氧化硫是形成酸雨的主要原因,为了减少或消除煤炭燃烧产生的二氧化硫,人们向煤炭中加入_________作为固硫剂制成型煤。

解析:因溶解了部分Co2,所以正常雨水的pH会略小于7。不过若雨水的pH小于5.6,就不正常了,此时的雨水因酸性较强而称为酸雨,这是由So2等气体污染空气造成的。用清洁燃料代替燃煤或在煤炭中加入熟石灰吸收生成的So2,可降低空气中So2的含量,减缓酸雨的发生。

答案:增强,熟石灰。

评注:酸雨是全球性的环境问题,引起了人类的共同关注。命制这类试题的目的在于引导大家关注社会,关注生活。我们应掌握酸雨产生的原因及常见的防治措施。

三、pH测定

例4(2007年成都市考题)某化学兴趣小组想探究某一温度下氯化钠饱和溶液的酸碱度。探究过程如下:

【猜想或假设】溶液的pH可能为:①pH<7;②_________;③_________。

【设计和实验】要测定该溶液的酸碱度,除有正确的操作步骤外,其中不能采用下列物质中的_________(填序号)来进行实验。

①pH试纸②紫色石蕊试液③酚酞试液

组内同学进行了如下实验:

甲同学:取pH试纸放在玻璃片上,用玻璃棒蘸取氯化钠溶液沾在pH试纸上,把试纸显示的颜色与标准比色卡比较,测得pH=7。

乙同学:取pH试纸放在玻璃片上,先用蒸馏水将pH试纸润湿,然后用玻璃棒蘸取氯化钠溶液沾在pH试纸上,把试纸显示的颜色与标准比色卡比较,测得pH=7。

丙同学:将pH试纸直接浸入氯化钠溶液中,把试纸显示的颜色与标准比色卡比较,测得pH=7。

【评价与反思】3位同学中操作正确的是_________同学。

指出其余同学的操作错误:_________同学:__________________;_________同学:__________________。

【结论与分析】丙同学得出:“凡是盐溶液的pH都等于7”,你认为该同学结论_________(填“正确”或“不正确”)。如不正确,请举一例说明____________________________________(如正确,该处不填)。

解析:利用酸碱指示剂,只能判断实验溶液是酸性还是碱性,不能测定溶液的酸碱度。测定溶液酸碱度的最简便方法是使用pH试纸。具体测定方法是:在玻璃片上放一小片pH试纸,用洁净的玻璃棒蘸取被测液滴到pH试纸上,过一会儿,将pH试纸显示的颜色与标准比色卡进行对照,即可知道被测液的pH。在测定时,不能把pH试纸直接浸入被测液中,以免污染试液,也不能用水湿润pH试纸,以免影响测定的结果。

答案:【猜想或假设】②pH=7,③pH>7;

【设计和实验】②③;

【评价与反思】甲,乙同学:pH试纸不能润湿;丙同学:pH试纸不能直接浸入待测溶液中;

【结论与分析】不正确,碳酸钠溶液显碱性。

评注:溶液(如土壤溶液、雨水)pH的测定是中考的常考内容。除掌握正确的测定方法以外,还要学会讨论用水湿润pH试纸后对测定的结果有何具体影响。

四、pH图像

例5(2007年山东省临沂市考题)酸与碱作用生成盐和水的反应叫做中和反应。已知甲、乙分别是盐酸溶液和氢氧化钠溶液中的一种,下图表示向甲中加入乙时溶液pH的变化曲线。请写出你从曲线图中所获取的信息:

(1)甲是_____________________________________________;

(2)乙是_____________________________________________;

(3)______________________________________________________;

(4)_______________________________________________________________。

解析:由曲线起点的pH大于7推知,甲溶液显碱性,是氢氧化钠溶液。向氢氧化钠溶液中加入盐酸,氢氧化钠被逐渐中和,溶液的碱性变弱,pH减小。当氢氧化钠溶液与盐酸恰好完全中和时,溶液中的溶质是naCl,所得溶液显中性,pH等于7,对应图中的C点。若继续加盐酸,得到的溶液中将含有naCl和HCl两种溶质,溶液显酸性,pH小于7。

答案:(1)氢氧化钠溶液;(2)盐酸溶液;(3)C点表示盐酸与氢氧化钠恰好完全中和;(4)两溶液恰好中和附近溶液pH变化快。

评注:pH图像题常考查的是溶液加水稀释或向酸、碱溶液中加入某种物质发生化学反应,此时用函数图像把溶液pH的变化情况直观的反映出来。掌握曲线的起点、交点、终点的含义及变化趋势是解答此类问题的关键。

1.(2007年山东省潍坊市考题)某学生查阅资料得到一些食物的近似pH如下表:

人的胃液中含有盐酸,对于胃酸过多的人,空腹时最宜食用上述食物中的()。

a.苹果B.西瓜C.牛奶D.豆制品

2.(2007年福建省厦门市考题)小东对某农田的土壤酸碱性和改良方案进行研究。请填空:

取样:如图所示在农田的四点,各取耕作层土壤约1kg,让其自然风干,磨成粉状后混合均匀备用(以下称为土样)。

实验1土壤酸碱性的测定

(1)实验目的:_____________________________________________;

(2)实验方法:取5g土样,放入碗底。加入自来水10ml,用玻璃棒充分搅拌均匀,待其静置澄清后,用玻璃棒蘸取清液到精密pH试纸(可精确到小数点后一位)上,即与标准比色卡比较,读出土样的pH;

(3)实验记录:进行二次实验,测得pH分别为:3.6、3.5、3.7;

(4)结果分析:

①从测定结果看,此土壤呈_________(填“酸”或“碱”)性;

②此实验方法有一处不够严密,请给予指出并改正:_________。

实验2用不同改良剂进行土壤改良的对比实验

(1)实验目的:研究不同改良剂对土样酸碱性的改变情况;

(2)实验方法:取3份土样各500g,分别加入0.2g不同改良剂和约lL左右的水,充分搅拌静置后,测定清液的pH;

(3)实验记录:见下表

(4)结果分析:①从本实验结果看,不能用于改良此土壤的改良剂是_________;

常见土壤改良方法篇8

1盐碱地改良利用措施

1.1建立良好的工程体系在改良时应结合盐碱地的成因和性质,制定针对性的措施,完善盐碱地的改良工程体系,工程体系主要包括指平整土地、建立排灌溉系统及换土等措施。在干旱和半干旱地区,盐碱地地表蒸发量较大,可以通过整平措施来降低水分的蒸发,还可以通过土壤的翻动来减少盐分的上升。建立排灌溉系统,能够满足盐碱地的灌水需求量,防止气候干旱和过涝对土壤造成的伤害,这是盐碱地改良中的重要措施。在具体应用中,盐碱地地区的农民探索出了新的模式,在农田中挖掘一定面积的水沟,用土筑成台田,用来种植农作物,并在沟中养鱼,而在干旱时可以从沟内引水灌溉。在内陆盐碱地的改良过程中可以考虑采用井灌井排的方式,在农田中打一口深井,干旱时可以用井水灌溉,雨水比较多时盐分会随着水而渗入到井中。由于这种改良方式所需井的数量比较多,具有比较高的投资成本,在具体应用时可以考虑和沟渠等相结合。

1.2综合性措施由于盐碱地的成因涉及到的因素比较多,所以在改良时应采取综合性的措施,从多方面着手进行改良和治理,最终提高土壤的利用率。除常见的一些措施之外,还可以考虑通过植树造林来降低地下水位,同时抑制盐分的上升,植树造林还有其他生态意义上的功能,能够防止旱涝灾害的影响和干扰等。盐碱地的形成和地下水位之间存在着紧密的联系,通过降低地下水位,对于盐碱地的改良具有重要的促进作用。对于盐碱地来说,地下水的补偿来源主要依靠降雨,在植树造林后,土壤中的雨水一部分能够被树木所利用,增加水的消耗。一些树木的根系可以直接应用地下水,通过树木的蒸腾作用,能够有效地降低地下水位。

2盐碱地造林技术

2.1选择合适的林木在盐碱地的改良过程中,生物措施是重要的改良措施,在进行盐碱地造林时应当因地制宜,选择合适的耐盐林木。林木资源是一种重要的生态资源,对于生态环境的作用和影响是其他植被所无法替代的,在盐碱地造林中要研究林木耐盐性和其他的生物特点,通过比较和评价林木的耐盐碱水平,选择优良的耐盐碱林木,积极地应用到盐碱地造林过程中。为了得到品质较好的耐盐碱林木,可以通过生物方法(如利用转基因技术)来创造新的林木品种。目前,我国在盐碱地林木研究中已经研发出了新的品种,为盐碱地造林带来了新的希望和可能。

2.2选择合适的土壤改良方法在盐碱地造林时,应选择合适的土壤改良方法,只有这样才有可能成功造林。目前,我国在苗木培育等技术方面的发展,促进了盐碱地造林技术的进步,如常见的容器苗造林方法,能够为苗木适应盐碱地提供一个过渡期,可有效提高林木的成活率。通过改进盐碱地的土壤结构,能够为苗木的生长提供良好的外部环境。例如,常用的保水剂,能够在苗木栽培的初级阶段保障根系的需水需要,能够改善苗木的生存状态,有利于苗木的存活和生长。目前,已应用了比较多的土壤改良剂,这些改良剂能够增强土壤的肥力,减少土壤盐分所造成的危害。一些高效的土壤改良剂已经得到广泛的应用,其均能改善土壤结构,增加土壤中有机质的含量,而且效率比较高、持久有效。目前,我国盐碱地造林取得了比较好的效果,在苗木的存活率及生长量等方面都有大幅度的提高。2.3加强后期管理盐碱地造林和普通的造林工作一样,管理工作是重中之重,对于苗木的存活和生长具有重要的影响。对于盐碱地造林来说,由于条件比较恶劣,所以应当更加重视。要根据当地的气候条件结合林木的生长规律,做好浇水和排水工作是林木成活的关键。在管理过程中要防止病虫害的影响等,当林木幼小或者比较弱小时,容易受到病虫的危害,此阶段应当尤未重视预防病虫害。可以根据具体的条件与其他作物进行搭配种植,如大豆等作物,这些作物能够产生林木生长所需要的元素,增加土壤的肥力。为了减少林木的蒸发,早期可以适当地增加林木的密度。同时,由于盐碱地土壤肥力不足,在管理过程中应根据需要及时追肥,这是促进林木生长的重要措施。

3结语

常见土壤改良方法篇9

[关键词]绿化;办公区;耐盐碱植物

中图分类号:S731文献标识码:a文章编号:1009-914X(2014)35-0372-01

在日益强调生态可持续发展的今天,探讨办公区绿化养护与管理成为近年来绿化研究的一门新课题。

一、土壤处理

土壤处理往往是绿化进行前需要考虑的重要方面,这方面的处理技术要点往往同土壤盐化的成因紧密相关,即从测量土壤含盐量、地下水位、水体盐度、绿化区域的微地形出发进行土壤改良。其原则是降低土壤盐碱化程度,避免可能导致土壤集盐的因素。

1、物理方面:在北方干旱地区,盐分通常在低洼而排水不畅处以及地下水位很高的地方积累。这类地方可能有因为太大的含盐量而不适合植物生长,但在可能的情况下也可能覆盖,大颗粒土壤,使盐分易于淋溶,这种土壤必须保证不增加原来土壤中的盐,有时沙是非常理想的材料,另外也可以在地下水位高的地方,适当砌石壁,填客土,以抬高地面,降低地下水位,为防止客土盐渍化,须在客土以下铺设隔离层及渗水管。

2、化学改良:它是绿化前改良土壤的一方面,比前者来说,它的应用不太广泛,其原理是通过中合土壤中的一些可溶盐,便易于淋溶,从而有目标地降低某种盐的含量。例如,当使用含碱水体灌溉时要有石膏(CaSo4)可其它材料降低水体的SaR(osteretal,1984)。一般盐土不能用化学改良剂,或其他土壤改良物质进行改造,碱土可以通过加石膏(CaSo4)改良,同时结合地下排水,来降低土壤中的钠。

3、其它,其它常规的床土处理手段也不能轻视,目的是为了给植物正常生长创造条件。清理场地中的杂物,用人工或机械的方法除去场地内的死树根、树桩、石块、枯枝、桔枝等杂物。杂草的防治:通常采用机械与化学方法,前一种方法是在土壤翻耕时耙除杂草,后一种方法是用杀灭性除草剂喷雾法除草或熏蒸法进行土壤消毒。

二、排灌系统

它是维持办公区壤植物长期良好生长的必要保障,在土壤返盐严重或用盐水灌溉而自然降雨少的地区,尤其需要排灌系统。这是因为,在干旱、半干旱地区,自然降雨只能使根区附近10cm-1m范围内的盐份淋溶,如果要长期维持适宜的土壤盐分含量,就要不定期用水漫灌,含淋溶盐的水要从土壤深层排走的缘故,绿化上的排、灌水系统一般包含渗水管、排盐沟、并要求一定的比降。因此床土事先安排坡降是重要的。这对于草坪而言,尤其重要。通常运动场等高品质要求的草坪需要专门设计的排灌系统,其排水深度比一般土壤的要求更深。一般绿化用地排水系统设置要求较低,包括地下渗水道(管)及排盐沟,水分由渗水管流入排盐沟,从绿化区域排走。

三、选择耐盐植物

对于办公区而言,选择耐盐的植物尤为重要,除考虑当地的气候条件外还必须充分了解各种耐盐植物的耐盐能力。

1、耐盐树种:在办公区,一般表层聚盐较重,有时地下水太高,对树木成活造成很大障碍所以选择耐盐的树木尤其重要。有关与这方面报道的资料有很多,实际生产中的经验交流材料也不少。例如:杜梨:蔷薇科梨属落叶乔木,耐寒,耐干旱脊薄,在含盐0.5%的土壤中下沉生长,且耐涝性也较强。白蜡:木犀科白蜡属落叶乔木,在我国各地都有栽培,耐盐碱力较强。国槐:豆科槐属落叶乔木,在我国各地有栽培,较耐盐碱、但怕水涝。其变种龙爪槐也较耐盐碱,是常见的观枝树种。

2、耐盐草坪草:由于近来年草坪在绿化中的应用不断扩大,考虑到绿化当中乔、灌、草的合理搭配,同时由于草坪草自身可作为办公区绿化的先锋植物的特点,以及其一旦定植有效抑制土壤返盐的能力,其绿化优点已得到更多绿化人员的认可。草坪耐盐性强的种类是碱茅、鞘雀稗、钝叶草。

三、保证栽种的成功率

栽种树木或建植草坪的技术要点也有必要进一步阐述。重点是选择种植或建植的适宜时期,合理的植树或建植方法,以及其它辅助措施。

1、选择适宜的时期对办公区植树或建植草坪的影响很大,北方地区春旱较重,也是土壤返盐最重的时期,播种不易萌发,最佳的播种期是在夏末秋初,不但温度适宜,土壤含盐程度也因为夏季大量的降雨而降低,因此是有利栽植成活的良好时期。

2、合理的植树或建植方法这一条似乎更强调草坪,建植草坪时还可以尽可能用直播以外的方法。例如:铺植草皮块或草皮条。铺植草皮不受时间限制,但以春秋效果较好。还可以铺植生带,其建坪简单、方便、此外无纺布能覆盖地面。在一定程度上减少地面蒸发,抑制返盐,利于种子萌发和生长,在实践中已有应用。

3、其它:其它一些技术手段,例如:覆盖,其直接目的之一是为了防止地面蒸发,减少地表返盐,同时还避免浇水时冲刷种子。

四、科学合理养护管理

有关植物对办公区改良效果的研究资料表明了植物对盐碱土壤有改良促进作用。在人-植物-环境互作的体系中,既然每一方面都对其他两方面产生互作,也就说明办公区一旦绿化以后并不说明可以一劳永逸,因为以后的日常管理对该绿化体系有重要影响。在办公区绿化中强调一条原则就是避免增加盐碱危害,在养护管理中注意水肥管理,避免二次污染。

灌水是办公区绿化养护管理的重要措施,充足的灌水不但有淋溶根区盐份的作用,还抑制土壤深层的盐份随蒸发上升到地表。春、秋是强烈返盐时期,灌水更重要,每次灌水都要充足,办公区壤上草坪的灌水源一般以淡水为好,含盐水次之。如果水的na离子交换率(SaR)超过一定值时,对草坪的生长造成伤害,也易引起土壤盐渍化加重,这时最好用石膏来处理水体,降低SaR值至10以下,或者掺入淡水进行灌溉。

在办公区壤上施肥产生的效果比正常土壤上要小,而且在办公区壤上植物的需肥量一般减少,施肥以有机肥为主,别外对草坪来说:一定在草叶干燥时,均匀撤施,同时结合灌水。

常见土壤改良方法篇10

关键词:土壤改良;耕地质量;土地整治;农安县

中图分类号:F323.24文献标识码:a文章编号:0439-8114(2015)15-3651-05

Doi:10.14088/ki.issn0439-8114.2015.15.016

abstract:thisstudyfocusontheimportanceofsoilfactorstothequalityofarableland,andgetnong’anCounty,Jilinprovinceasacase.Basedondatefromfarmlandevaluationinnong’anCounty,makingsurewhatsoilfactorlimitthequalityofarablelandandproposingtargetedsoilimprovementmethod.thencalculatethedegreeofarablelandqualityandanalysistheeffectofsoilimprovementtothedegreeofarablelandquality.theresultsshowthattherearethreesoilfactorsexisttolimitthequalityofarablelandinexperimentalzone,theyaresoilorganiccontent,soilconstructionandsoilpH.throughimprovementofthesesoilfactorsindifferentcombination,thenationalnaturaldegreeofarablelandqualityfrom11to10andnationalutilizabledegreefrom10to9atmostinnong’ancounty.Correspondingly,thenationalnaturaldegreeindexofarablelandqualityfrom1756to2345andnationalutilizabledegreeindexfrom1003to1242atmost.Soilimprovementcanplayanimportantroleinarablelandqualityenhancement.

Keywords:soilimprovement;arablelandquality;landremediation;nong’anCounty

粮食安全问题一直是全社会关注的重大问题。中国人多地少、耕地资源稀缺、后备资源匮乏,工业化、城镇化的快速发展还将占用大量耕地。稳定耕地数量、提升耕地质量、挖掘产能潜力则是破解耕地保护难题、确保国家粮食安全的有效方法[1]。土壤作为组成土地的自然要素之一,是植物生长的基地。作物生长需要的具体条件虽然各有不同,但除阳光外,其余的条件全部或部分是由土壤供给的。在《农用地分等规程》(tD-t1004-2003)中,其所推荐的13个农用地分等因素中有9个与土壤直接相关[2-5]。由此可见,土壤对耕地质量有显著影响。

但是,长期以来中国的耕地整治和基本农田建设多关注于田水路林村等方面,缺乏对耕地不良土壤性质的有效改良措施,使得整治后的耕地质量并没有明显提高[6-13]。何冠谛等[14]在喀斯特地区进行的土地整治研究对土壤有所涉及,但偏重于土壤调查。在土地整治中引入农用地分等定级成果,提出了在可持续发展条件下提高耕地基础地力的主要措施[15-17]。张德才等[18]应用5年耕地土壤定位监测取得的数据,对作物产量、肥料施用和土壤主要养分属性状况等进行分析,提出了一些改良土壤的途径。吴金华等[19]结合陕西省神木县农用地分等定级成果,分析了相关因素对土地等级的影响,提出了土地整治的重点方向和主要工程内容。而全国土地整治规划提出要将耕地质量提升一个利用等别,基于此,本研究针对不同土壤限制因子提出改良方法,明晰在差异化投入水平下进行土壤限制因子改良对耕地质量等别提升的影响,为转变耕地整治模式、提升耕地生产力、提高粮食产量提供思路和方法上的借鉴,符合中国土地整治的基本方向[20-27],有助于维护国家粮食安全。

1研究区概况与典型试验区确定

1.1研究区概况

农安县隶属吉林省长春市(124°31′-125°45′e,43°55′-44°55′n),位于长春市西北约60km2的松辽平原腹地(图1)。目前,建成区20km2,常住人口23.2万人,初具中等城市规模。全县总人口120万,其中农业人口90万。根据2011年农安县土地变更调查,全县农用地面积436183.68hm2,耕地面积390160.21hm2。农安县耕地等别(利用等别)分布表现为高等地和低等地少,代表较优效益的中上水平的利用等别较多。其中9等别地最多,10和8等别地数量相当,这3个等别的面积之和为367718.17hm2,占全县耕地的94.24%。研究数据主要来源于农安县农用地分等工作以及农安县耕地质量等别成果补充完善工作。

1.2确定典型试验区

为便于进行土壤限制因子改良对耕地质量等别提升影响的对比分析,根据农安县耕地的质量状况,从中选取具有代表性且存在多个土壤限制因子的田块作为试验区。试验区位于农安县西北部的西林村,面积346.04hm2,县域内与其质量状况相似的耕地面积较大,存在剖面构型、土壤有机质含量和土壤酸化程度3个土壤限制因子。试验区一年一熟,基准作物为水稻,其在农安县的位置如图2所示,试验区耕地质量情况见表1。

2研究方法

2.1研究技术路线

农用地分等指标及其分等过程较好地体现了土地生产力形成的机理[28],依据农用地分等成果来衡量耕地的质量,能够客观地揭示耕地生产力,理清土壤因素对土地生产能力的影响,明确土壤限制因子改良的实际作用效果,为耕地保护、耕地整理及保障国家粮食安全提供科学依据[29]。农用地分等别有3个层次的评价成果,即自然质量等别、利用等别和经济等别。土壤限制因子改良直接影响的是自然质量等别,而利用等别体现的是实际生产能力,因此,选取国家自然质量等别和国家利用等别作为衡量土壤限制因子改良对耕地质量提升效果的指标。

首先通过对农安县耕地质量情况的调查分析选择典型试验区,再确定此试验区影响耕地质量等别的土壤限制因子,并提出针对各个土壤限制因子的改良措施。在对试验区存在的土壤限制因子选取一个或多个进行不同组合模式改良后,根据农安县农用地分等流程再对其进行分等评价,以此评判试验区改良后的耕地质量情况。最后通过对比分析,揭示不同改良组合模式下,土壤限制因子改良对耕地质量提升的影响。

2.2耕地质量等别转换模型

在判别改良后耕地的质量等别时,为使评价结果全国可比,需对评价县级成果进行部级转换。按照省等与国家等转换关系,将农安县计算的自然质量等和利用等结果对应转换为部级自然质量等指数和利用等指数,并依据规定隔断划分出部级农安县耕地自然质量等别和利用等别。按照农用地分等工作中确定的吉林省农用地等指数与标准粮产量的回归方程,确定农安县耕地省级等指数向部级等指数平衡转换模型为:

ZG=ZS×2.088-110.836;

LG=LS×1.3116+371.44;

式中,ZG表示部级自然等指数;ZS表示省级自然等指数;LG表示部级利用等指数;LS表示省级利用等指数。

依据等指数平衡转换规则,计算汇总单元的部级等指数,按照400分的等间距确定部级自然等别,按照200分的等间距确定部级利用等别。并按要求转换成1等别最优、15等别最差的表示方式。

2.3不同改良组合模式设计

根据《农用地分等规程》中关于吉林省农用地分等工作推荐因素的规定[3]与土壤限制因子筛选方法[30-32],结合农安县农用地分等成果,确定试验区耕地质量土壤限制因子为:土壤有机质含量、剖面构型、酸碱化程度。针对这3个土壤限制因子,提出不同的改良组合模式,借此对比分析在不同改良组合模式下土壤限制因子改良对耕地质量等别提升的影响。

探索单个及多个土壤限制因子改良对耕地质量等别提升的影响。单因子改良指对试验区存在的3个土壤限制因子中的一个进行改良;双因子指对试验区存在的3个土壤限制因子中的两个进行改良;3因子改良指对试验区存在的3个土壤限制因子全部进行改良。不同改良组合模式设计如表2。

3改良效果与分析

通过分析试验区改良前后的耕地质量情况(见表3),可以明晰在不同改良组合模式下土壤限制因子改良对耕地质量等别的提升效果。

在单因子改良模式下,即对试验区存在的3个强烈土壤限制因子中的一个进行改良的情况下,耕地的国家自然等指数与国家利用等指数均有提升,但国家自然等和国家利用等可能均有所提升,也可能仅其中之一有所提升,亦可能两者均没有变化,这是由于一个耕地等别对应的指数是一个区间,单个土壤限制因子改良后的耕地质量指数可能无法越过原有的等别区间。但从国家自然等指数与国家利用等指数的变换情况可知,即使是单个土壤限制因子的改良仍然能在一定程度上提升耕地的质量水平。

在双因子改良模式下,即对试验区存在的3个强烈土壤限制因子中的两个进行改良的情况下,耕地的国家自然等指数与国家利用等指数均有明显提升,国家自然等和国家利用等提升的概率与幅度与低投入水平下相比均有所提高,但也并非两者均必定会提升,这是由于一个耕地等别对应的指数是一个区间,而选择进行改良的两个土壤限制因子可能限制强度并没有达到能够引起改良后的耕地质量指数超越原有的等别区间的强度。但明显可得出的是在双因子改良模式下,耕地质量情况得到了较大的提升,比较容易直接引起耕地质量等别的变化。

在3因子改良模式下,即对试验区存在的3个强烈土壤限制因子均进行改良的情况下,耕地的国家自然等指数与国家利用等指数均显著提升,国家自然等和国家利用等也均有所提高。由此可以得出在3因子改良模式下,土壤限制因子改良对提升耕地质量等别的效果明显。

4小结与讨论

在不同改良组合模式下,土壤限制因子改良对耕地质量等别的影响程度不同。3因子改良模式下,土壤限制因子改良往往能直接提升耕地质量等别,对提升耕地质量效果显著;双因子改良模式下,耕地质量等别是否提升取决于改良的土壤限制因子的限制强度及其在耕地等别评定中所占的权重,能在一定程度上提升耕地的质量水平;单因子改良模式下,土壤限制因子改良往往不能直接提升耕地质量等别,但其耕地质量指数一般会有所提升,对提高耕地质量的效果比较有限。

对农安县典型试验区存在的土壤有机质含量、剖面构型和土壤酸碱化程度3个土壤限制因子提出了针对性的改良措施,并在组合模式下进行相应改良,国家自然等最高提升1等,国家利用等最高提升1等,最大提升效果将国家自然等指数从1756提升至2345,将国家利用等指数从1003提升至1242。

根据东北地区农用地分等国家利用等指数和标准产量间的关系[28],本研究的最大提升效果经计算可转化为标准粮产量从12283.77kg/hm2提高至14673.58kg/hm2,每公顷增产2389.81kg,增产率达到19.46%。2012年,中国粮食总产量为5.9亿t,粮食进口8000万t[33],若考虑同样增产23.34%,则可实现粮食增产11478.48万t,实现粮食完全自给。

吉林省农安县农用地分等评价7个因子中6个为土壤限制因子。因此,农安县的耕地质量等别与土壤质量状况有极密切的联系,相较于部分不以土壤质量状况为主决定耕地质量等别的地区,本研究可能不具有典型性。在进行以土壤限制因子改良为主的耕地整治规划设计时应充分考虑项目区耕地土壤限制因子的限制强度及强限制因子的数量,并从实际出发统筹考虑项目预算,确定合理的投入水平,以期制定出合理高效科学的能够提升地力,提高粮食产能,符合社会、经济、生态效益的耕地整治规划方案,本研究对这些方面的考虑尚还不够全面,可能对现实意义造成一定的影响。

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