土壤結構改良劑的研究利用現狀綜述

摘要：概述了土壤改良劑在現階段的重大意義和國內外土壤改良劑選用的材料，發展歷史，主要種類及作用機理，使用方法。以及近些年在改良土壤方面的應用效果、進展和新技術的突破。

關鍵詞：土壤改良劑 材料 使用技術 應用效果 環境

0 引言

改革開放以來，我國的經濟迅速發展，耕地被占用是經濟發展及城鄉一體化的需要，也是社會進步成果的過程。然而隨著工業化、城市化的推進，農村土地被大量征用。農業的基礎性地位沒有得到根本性改善，不合理的農業結構調整擠占了大量耕地。隨著社會經濟的發展，占補地尚有進一步增加的趨勢。因此，開展占補地的肥力重建與快速培育技術研究，提高占補耕地的綜合生產能力，對于充分發揮這些土地的生產潛力，確保國家糧食安全和國民經濟快速發展具有十分重要的戰略意義。

1 國內外相關領域的研究現狀

1.1 土壤結構改良劑在國內外應用概況 土壤結構改良劑的研究開始于19世紀末，距今已有100多年的歷史。1986年美國Soil Science雜志為土壤結構改良劑的研究應用展現出廣闊的前景有希望依靠新的技術可以較容易和經濟地排除阻礙水分運動、根系生長和土壤通氣不良的土壤物理性狀，為人類需要更多的、較好的土地來生產糧食，發揮出應有的作用。

1.2 土壤改良劑選材的研究

1.2.1 天然結構改良劑 ①腐殖酸類以泥炭、褐煤為原料制成褐腐酸鈉或鉀，它們是一類多環稠環有機化合物。其結構與土壤腐殖質相似。②多聚糖是一種水溶性天然土壤結構改良劑，也是國外研究應用較廣泛的一種改良劑，它是從瓜爾豆中提取的一種高分子物質，其分子量大于200000道爾頓，在水中是一種生物不穩定性物質，在土壤中能被微生物降解成小分子。而且有機化合物的親水功能團與粘土礦物的活性點相結合，于是，粘粒表面為疏水的烴鏈所覆蓋，從根本上改變了粘粒的水合性和脹縮性，使生成的團粒具有水穩性。

1.2.2 人工合成結構改良劑 目前人工合成的改良劑主要又下面幾種：①聚乙烯醇(PVA)，屬非離子型聚合物、聚丙烯酰胺制劑(PAM)。這是溶于水的高分子人工合成土壤結構改良劑，分子量高于5000000道爾頓，分子上帶有很多活性基因，水解程度不同，所帶電荷的種類和數量也不同，控制水解條件，可以制成陽離子或陰離子兩種類型的改良劑。②瀝青乳劑（BIT）有人稱之為“液態地膜”。瀝青具有粘結力，當把乳化瀝青噴撒在土壤上時，其中的水分首先滲入到土壤中，在土粒周圍形成較厚的彎月形水膜。其中的瀝青微粒也會隨之自由遷移到土粒與土粒(或砂粒)接觸處，當乳化瀝青的液滴破乳后，在土粒周圍形成瀝青膠結的薄膜，固定在土粒接觸角處將其聯結起來，形成較為理想的團粒，這樣便起到了對土壤結構的改良作用。

1.3 土壤改良劑使用技術的研究

1.3.1 土壤結構改良劑用量 一般以占干土重的百分率表示，用量少改良效果不明顯甚至無改土效果，用量太大成本提高造成浪費。根據土壤和改良劑的性質適當選擇用量是非常重要的。試驗證明，使用量為4mg/kg時，水穩性團粒有所增加，用量為8mg/kg時水穩性團粒大幅度增加。

1.3.2 土壤結構改良劑的使用方法 如果將粉劑直接撒施于表土中，由于結構改良劑很難溶解進入土壤溶液，這種施用方法的改土效果很小，在相同情況下，將改良劑溶于水施用，土壤的物理性狀明顯得到改善。土壤調理劑為水劑，每年于春播秋種前各施用1次。施用方法為澆施或拌入基肥中。

1.4 土壤結構改良劑的應用效果

1.4.1 改良土壤物理性質 一般認為直徑10-0.25mm(尤其是1-4mm)的水穩性土壤結構對土壤肥力有重要意義（朱詠莉 2001）。施用土壤結構改良劑可以促使分散的土壤顆粒團聚，形成團粒，增加土壤中水穩性團粒的含量和穩定性，改善通氣透水性。土壤結構改良劑能有效地改善土壤團粒結構，減小土壤容重，增加總孔隙度，形成多顆粒土壤的團聚體。

1.4.2 改良鹽堿土土壤 耕層土壤鹽分動態變化受多種因素影響。土壤經改良劑處理，在地表形成一層薄膜或碎塊隔離層，使土壤水分蒸發強度減弱以及淺層土壤結構得到改善，使鹽分上升的趨勢減弱而向下淋洗的效果增強。山東省無棣縣農業局劉雪梅等試驗證明，鹽堿土壤修復材料有降低土壤容重，增加土壤孔隙度的作用，使過于緊實的鹽堿土壤變得較為疏松，增加了土壤的通透性，降低土壤含鹽量、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 土壤結構改良劑不但具有調節土壤肥力狀況、改善土壤結構而且能高增加土壤的滲透性以及保水保土的能力。潮褐土與改良劑混合后，0-10cm土層飽和導水率提高0.42-1.97倍，10-20cm土層提高3.37-6.54倍。

2 問題與展望

2.1 公害問題 土壤結構改良劑具有改良土壤結構、減少水分蒸發等許多優點，但隨著公眾環保意識的增強，土壤結構改良劑對環境、植物、甚至人類有無影響則日益成為人們關注的問題。PAM本身無毒，難以被微生物降解，但通過耕作、光照、機械等作用可以逐漸降解，其降解的中間產物丙烯酰胺是一種有毒物質，但由于它在土壤中存在的時間短、量又少，因此，一般認為不會污染土壤。

2.2 應用前景 利用某些聚合物與土壤顆粒的結合作用，可以顯著改良土壤結構、提高土壤穩定性及抗侵蝕能力，在沙漠化治理、防治水土流失、改良鹽堿地以及工程建設中具有廣闊的應用前景。

2.2.1 沙漠化治理 長期的風蝕水蝕作用使沙漠化土壤結構松散、營養物質大量流失、肥力下降，導致植物根系裸露、成活率低、生長發育不良。土壤改良劑可以顯著提高沙漠化土壤的穩定性、減少風蝕危害，親水性的土壤改良劑對肥料和水分具有吸附作用，可以減少肥料流失、抑制水分蒸發，為植物生長創造良好的條件、提高植樹種草、防沙治沙的質量和效率。

2.2.2 防治水土流失 據報道，我國水土流失面積超過1.5×106km2，每年流失土壤50多億噸。土壤結構改良材料可以提高土壤的滲水能力、減少地表徑流，同時增強土壤水穩定性、減輕徑流對土壤的沖蝕，這兩方面的協同作用可以有效控制水土流失，并為植被恢復創造良好的土壤條件。

2.2.3 水利與道路工程建設 在道路工程建設方面，土壤結構改良材料可以用于粘土路基處理和道路護坡的強制綠化。此外，土壤結構改良材料還可以用在園林和苗圃建設、人工草皮、裸土穩定等方面，抑制揚塵發生，減輕空氣污染；還可以將土壤改良材料與肥料、農藥配合使用，利用聚合物的控制釋放作用，提高肥料和農藥利用率，減少農產品中的化肥和農藥殘留。

參考文獻:

[1]蔡典雄，汪德水等.石油瀝青.1991.5(2):62-64.

[2]曹麗花，趙世偉，趙勇鋼，梁向鋒，楊永輝，劉合滿.土壤結構改良劑對風沙土水穩性團聚體改良效果及機理的研究.水土保持學報.第21卷第2期2007年4月.

[3]陳德明，楊勁松.1995.土壤鹽漬環境與養分管理[Ｊ].土壤學進展. 23(5):7-15.

[4]汪德水.土壤結構改良劑的改土、保水、增產效果研究[J].土壤肥料.1990(5):9-13.