土壤基質與土壤基質的改良現狀

李 蕾，陳柏廉，吳嘉沛，林玉婷

（廣東輕工職業技術學院，廣東 廣州 510300）

1 土壤基質的概念與特點

土壤基質是土壤中的重要組成部分，是支撐植物生長的基礎。然而，在工業化和城市化的進程中，土壤基質受到了各種污染，特別是重金屬污染，嚴重威脅到土壤生態系統的健康和植物的生長[1]。因此，如何改良土壤基質，降低重金屬含量和毒性，提高土壤中的養分成為當前土壤科學研究的熱點問題。

土壤基質是指構成土壤孔隙結構骨架體的非生物有機和無機物質，也是屬于土壤修復劑的一種。從生物學的角度來看，土壤基質是微生物、腐殖質以及其他生物和非生物成分共同作用的結果。土壤基質的組成主要由四部分構成：礦物質（主要）、有機質、水分和空氣。礦物質由土壤中不同大小的、不同形態的礦物顆粒所組成。有機質是由根系、落葉、腐殖質等有機物分解經過多年時間的過程而形成的。水分和空氣流動在這些顆粒之間，對土壤基質的物理性質具有顯著的影響[2]。在不同環境條件下，土壤基質的組成隨之發生變化，例如，在綠洲、平原和丘陵之間，土壤基質的組成和結構差異明顯[3-5]。

綜上所述，不同的土壤基質組成和結構特點對于土地的利用和管理都產生著重要的影響。了解土壤基質的組成和結構特點，是對土壤利用和管理的前提和基礎，值得深入研究。

2 土壤基質改良技術的應用

土壤基質的改良，則是為了改善土壤的質量，提高土壤肥力和水分保持能力，以下闡述了土壤基質在園林綠化、建筑和環境修復等領域的應用。

2.1 園林綠化領域中的應用

在園林綠化領域中，土壤基質改良技術的應用則主要是為了改善土壤結構和提高植物的生長效益，人造土作為一種新型的土壤基質材料，在其物理性能和化學性質等方面經受住了實踐的檢驗，比如，通過加入有機質和良好的調配，人造土可以在保證透氣性和排水性的情況下，提高其持水性和固結性，滿足植物生長要求，從而滿足不同園林綠化工程的應用要求[6]。

除了人造土，還有其他一些基質改良技術在園林綠化領域中得到應用。比如，進行固氮菌接種，該技術，可以增加土壤中的氮元素，促進植物的生長[7]。改良過的基質還可以與園林廢棄物結合，形成一些固體微粒，這些微粒能有效地吸附污染物，防止雜草生長，達到環境修復和凈化的目的[8]。

總之，作為一項重要的園林綠化技術，土壤基質改良技術已經被廣泛應用，同時基質改良技術的不斷更新也推動了園林綠化的發展，為改善城市環境、美化城市景觀做出了重要貢獻。

2.2 建筑領域中的應用

建筑領域是土壤基質改良技術應用的重要領域之一，土壤基質改良技術在建筑領域中的應用越來越廣泛，并在不斷發展創新，不斷尋求適合不同場地、不同建筑的高效改良措施，以實現從土壤基質到建筑物的有機融合和協同發展。土壤基質改良技術在建筑領域有以下兩種應用。

（1）改良建筑用地：土壤基質改良技術為建筑用地提供了多樣的改良選擇，比如通過置換原土壤，填充優質土壤來改善場地土壤性質、增加地基支撐力和抗沉降性；通過施加外荷載壓實土壤來提高土壤密實度和穩定性；通過加固工程采取鋼束、土釘等支護形式來承載建筑物荷載等。

（2）建設生態景觀以及建筑內部綠化：在建筑景觀設計中，除了考慮建筑美學、功能需求、施工技術等因素外，對于整個場地周邊自然生態的保護也尤為重要。土壤基質改良技術在園林綠地等建筑生態景觀場地中的應用，不僅可以改善場地土壤環境，促進植物根系生長，還可以促進水分滲透循環，提高場地生態安全性。通過在室內內部空間布置植物，不僅可以凈化空氣、調節濕度、提高室內微生物質量、調節環境溫度，還可以滿足建筑節能標準要求。

2.3 環境修復領域中的應用

在環境修復領域中，土壤基質改良技術的應用已經得到了廣泛的關注和應用。針對不同的環境恢復需求，土壤基質改良技術已經被廣泛應用于土壤重金屬、有機污染物等污染物的修復。一方面，在重金屬污染土壤修復中，通過改善土壤的物理和化學性質，可以減少重金屬離子的吸附能力，促進重金屬的遷移與分布變化，發揮土壤削減重金屬污染的作用。另一方面，在有機污染土壤修復中，通過加入微生物、有機肥料等改良措施，可以增強土壤的吸附、脫附和生物降解能力，加速有機物的分解和氧化反應，改善土壤質地和水分條件，促進土壤呼吸作用等。因此，通過改良土壤的生物學性質，可以有效提升土壤自生修復的潛力和效率。

總體而言，改良土壤基質技術在環境修復領域具有廣泛應用前景，但仍需要進一步研究和實踐。在未來的研究中，可以通過同時改良土壤物理、化學和生物學性質，提升土壤的復合修復效應，發揮土壤自然修復潛力和環境治理的作用，實現生態環境的可持續發展。

3 土壤基質改良技術的研究進展

3.1 國內研究進展

在20世紀80年代初，我國開始了對土壤基質改良劑的摸索[9]，但因成本高而未推廣，90年代開始引進國外先進土壤基質改良劑。總的來說，我國一直致力于研究高效經濟綠色的土壤基質改良劑。國內學者對于土壤基質改良技術做了很多探索嘗試，取得了可喜的成果。冀拯宇等人（2019）研究了不同有機質改良處理對土壤生理特性及植物生長的影響，結果表明，在適宜的有機質添加量下，有機質改良能夠顯著提高土壤的肥力和水分保持能力[10]。林道輝教授團隊（2021）研究了納米零價鐵（nZVI）用于土壤基質修復污染土壤邊生產邊修復的效果與機制，為治理土基質的應用提供了一種新技術[11]。

3.2 國際研究進展

國際對土壤基質的研究從十九世紀開始，二十世紀七八十年代，土壤基質研發和應用進入高潮，許多國家都大力投入到其中，在這些國家中，比利時的土壤改良劑的研究，處于世界領先地位，第 1 屆和第 3屆國際土壤改良劑研討會也是在比利時的比利時根特大學舉行[12]。在土壤基質結構改善方面，已經有多個國家的學者深入研究了不同方法提高土壤基質質量。例如，伊朗學者則通過添加磁性納米顆粒等方法改善土壤基質質量[13]。日本學者們發明了一種名為“生物炭”的物質，它可以吸附土壤中的有害物質，提高土壤基質的生物量和活性[14]。美國學者的研究表明，加入生物炭改良可以減少土壤重金屬的污染，改善土壤基質結構和提高土壤質量，同時改善植物的生長和產量[15]。有瑞士學者花費37年進行磷鉀平衡設計田間試驗，深入研究了礦物肥料和有機改良劑對土壤基質性質的影響[16]。

3.3 存在的問題與未來發展方向

在進行土壤改良技術研究的過程中，也不可避免地存在一些問題。首先，土壤基質改良技術研究的成果還沒有得到廣泛的應用，尤其是在一些發展中國家地區。其次，土壤基質改良技術考慮的范圍還比較狹窄，很難完全滿足各類土壤的需求。另外，土壤基質改良技術的安全性問題也值得關注，應該鼓勵研究人員在新技術的開發過程中，多考慮環境和人體健康等方面的影響。此外，還需要更多地探索和改進，以進一步提升土壤基質改良技術的效果和可行性。

從未來的發展方向來看，土壤改良技術的發展方向是多方位、多層次的，需要加強對土壤基質改良技術的基礎研究和應用研究，特別是對新型土壤改良材料和改良方法的研究。同時，應該加強與相關科研機構和企業的合作，共同推動土壤基質改良技術的發展和應用。此外，應該重視培養更多的土壤改良技術人才，特別是具備跨學科背景的人才，這有助于推動土壤改良技術的創新和發展。

4 總結與建議

本研究對土壤基質及其改良現狀進行了深入的探討與研究，得出了以下結論：土壤基質是評價土地質量的重要指標之一，對于土地的農業生產、生態安全和環境保護非常重要。因此，需要重視土壤基質的研究和改良。目前，土壤基質的質量普遍較低，其中不僅存在一定程度的污染和腐化，而且土壤中的有機質和養分含量也較低，種植作物的產量和品質較差。土壤基質的改良可以通過多種方式實現，例如添加有機質等營養物質以增加土壤的肥力，通過微生物等方式改善土壤結構，降低土壤酸堿度等。在進行土壤基質的改良時，需要結合當地的實際情況制定相應的改良措施。同時，應加強對土壤基質的監測和評價，促進土壤的可持續利用和保護。

基于以上結論，本文提出了以下建議，一方面，應該采取措施加強土壤基質的改良，提高土壤的質量和效益，為植物的生長發育提供必要的條件和保障。另一方面，還應該積極推廣土壤基質的改良技術和經驗，提高人們對土壤基質重要性的認識和了解，促進農業可持續發展和生態環境保護。總之，土壤基質與土壤基質的改良是一個十分重要的研究領域，今后需要進一步深入研究，探索更加有效的改良方法和技術，為農業生產和生態環境保護做出更加積極的貢獻。