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作者:管理员    发布于:2026-06-11 18:34    文字:【】【】【
摘要:注册sky 招商主管 导语:如何才能写好一篇土壤改良,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公文云整理的十篇范文,供你借鉴。 盐渍化土壤由于盐分多.碱性大,使土壤腐殖

  注册sky 招商主管"导语:如何才能写好一篇土壤改良,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公文云整理的十篇范文,供你借鉴。

  盐渍化土壤由于盐分多.碱性大,使土壤腐殖质遭到淋失,土壤结构受到破坏,表现为湿时黏,干时硬,土表常有白色盐分积淀,通气和透水不良,严重的会造成植物萎蔫、中毒和烂根死亡,所以必须对盐碱地进行土壤改良。

  土壤盐渍化分为原生盐渍化和次生盐渍化两类。其中不受人为影响,自然发生的土壤盐渍化为原生盐渍化;而由于人类活动引发的土壤盐渍化为次生盐渍化。其形成的实质是各种易溶性盐类在地面作水平方向与垂直方向的重新分配,从而使盐分在集盐地区的土壤表层逐渐积聚起来。在干旱和半干旱地区,底层土和地下水中所含的盐分,由于地面蒸发作用,随着土壤毛细管作用使所含盐分的水上升到地表层,水分蒸发后,使盐分停留在土壤表层.聚积而形成盐碱地;合理的灌溉等人为措施也能使地下水位上升,使易溶盐类在地表层积聚,从而形成次生盐渍化,人为的形成盐碱地;在海滨地区,由于常驻海水侵渍.形成盐碱地含盐的地表径流。也能形成盐碱地。

  盐土中含有过多的可溶性盐类,可提高土壤溶液的渗透压,从而引起植物的生理干旱,使植物根系及种子发芽时不能从土壤中吸收足够的水分,甚至还导致水分从根细胞外渗,使植物萎蔫甚至死亡。

  土壤含盐量过高,尤其是在干旱的季节,盐类集聚表土常伤胚轴,其伤害能力以碳酸钠和碳酸钾为最大。在高pH值下,还会导致氢氧根离子对植物的直接伤害。有的植物体内集聚过多的盐,而使原生质受害,蛋白质的合成受到严重的阻碍,从而导致含氮的中间代谢物的积聚,造成细胞受害。

  由于钠离子的竞争,使植物对钾、磷和其它营养元素的吸收减少,磷的转移也会受到抑制,从而影响植物的营养状况。

  在高浓度盐类的作用下,气孔保卫细胞的淀粉形成受到阻碍,致使细胞不能关闭,因此,植物大面积推广。“禾康”土壤改良剂是一种棕红色略带酸味且无毒无害的有机液体肥料,可以直接作用于土壤,因此,它广泛适用于巾、低产田改造、盐碱地的治理及荒漠绿化等。容易干旱枯萎。

  早在150多年前,俄国就开始营造农田防护林,其主要目的是防止风蚀,抵御干旱,保持水土,其中一部分农田防护林就营造在盐碱土上,自20世纪40年代以来。前苏联对盐碱地造林的植物选择、造林技术、选育耐盐植物、地下水位与盐碱地的关系,以及树木对盐碱土壤的改良作用和土壤滋生盐渍化问题进行了比较深入的研究,并取得一系列研究成果。匈牙利也进行了相关研究。美国科学家在盐害和植物盐机理方面提出了原初盐害和次生盐害的理论,并从分子生物学水平探讨了植物耐盐机制。巴基斯坦、印度、埃及、以色列以及澳大利亚等国的科学家在作物耐盐性方面做了不少工作。

  我国的耐盐改良研究起步较晚,总的来说,我国的盐碱地改良经历了生物改良.生物与工程改良、综合改良三个过程。1949年以前,金陵大学的科研人员在苏北盐碱地的治理、改良和利用方面做了一些工作,而大规模的改良利用则是从1949年开始的。20世纪50-60年代,在盐碱地治理中侧重水利措施,以排为主。重视浇灌冲洗。由此,陈恩风教授提出了以排水为基础,以培肥为根本的观点,水利工程、农业耕作和生物培肥措施相互结合.综合治理。在这种改造盐碱地的思想指导下,盐碱地的改良利用跨上新的台阶。目前,我国学者对盐碱地的研究已经全面展开。邹长明等研究认为:盐分主要聚集在0—150m土层,尤其是0-5cm土层。马献发等认为0—10cm土层的盐分积累远远高于其它各土层。总之,表层耕作土是主要的改良对象.对不同盐碱化程度的盐碱土应该有针对性的治理措施进行改良。从广义上来讲,改良盐碱地的技术可分为水利改良、农业耕作改良和化学以及生物改良。此外,还应考虑人为因素,如应制定科学合理的耕作制度。范佑民认为旱水轮作可以有效改良盐碱地。此外,旱作物的灌溉采用膜下灌溉.可有效地减少水分蒸发,节约灌溉用水,从而减少盐分的积累。周和平等研究了在淡水和微咸水交替灌溉条件下,灌溉制度的优化设计、合理的模型及管理方法,实施节水控盐可显著提高经济和环境效益。

  物理改良主要是对土层的修改。有平整地面、深耕晒垡、客土抬高地面、微区改土及大穴整地等方法。对于平整地面应当注意留一定的坡度,挖排水沟,以便灌水洗盐。凡质地粘重,透水性差的土地,特别是盐碱荒地,在雨季到来之前要进行翻耕,疏松表土,增强透水性,阻止水盐上升。四周不具备排水条件的小型绿地,采用客土抬高地面下设隔离层,利用高差排水滞#,丛到_改土的目的。土壤临界深度减去地下水位深度即为抬高高度。还有就是事先将塑料薄膜隔离袋置人树穴中添以客土。有时在树穴内铺隔盐层,强过铺粗沙、炉灰沙及植物秸秆等,然后添以客土,有效控制土壤次生盐渍化,并通过采取适地适树、小苗密植、适时栽植、合理灌溉、及时松土及多施有机肥等一系列栽培措施,改良土壤结构,减少盐碱和大风对树木的危害,有效的抑制客土发生次生盐渍化,从而保证栽培植物正常生长和发育。

  化学改良盐碱土是使用化学改良剂,利用酸碱中和原理来改良土壤化学性质的方法。化学改良剂有两方面的作用:一是改良土壤结构,加速洗盐排盐的过程;二是改变可溶性盐基成分,增加盐基代换容量。调节土壤酸碱度。化学改良包括施用石膏、磷石膏、过磷酸钙、腐植酸、泥炭及醋渣等。例如:通过增施化学酸性肥料过磷酸钙,可降低pH值,提高树木的抗性。施人适当的矿物化肥,补充土壤中氮、磷、钾及铁元素含量,有明显的改土效果。施用大量的有机质,如腐叶土凇针、木屑、树皮、马粪、泥炭、醋渣及有机垃圾等,可增加土壤有机物质,达到改良土壤的目的。常见的土壤改良剂有以下几种类型。

  该改良剂根据酸性土壤肥力状况和作物营养特点,采用蒙脱石、橄榄石及硫矿等多种天然矿物为原料,在改良酸性土壤、平衡作物养分及提高化肥利用率等方面有显著功效。

  利用盐土植物(盐蒿、海莲子等)及作物El身通过根系分泌物改良根际微环境,来适应逆境的机制,通过生物络合、置换巨应及清除土壤团粒上多余的N旷,活化盐碱地土壤中难利用的P5+、Fe2+、Ca2+等离子及微量元素,使其转变为可利用状态被植物吸收.改变植物生理缺索症状。同时通过降低Na+,活化Ca2+和M2+等离子之后。可以使土壤水传导能增高,使土壤水分更容易流动,从而改善作物的根系环境,促进根系生长。

  该吸附剂具有很强的交换能力,对盐土中的Na+和CL-等有吸附能力,改良后的土壤可以降低pH值和碱化度,吸附铵离子和钾离子并提高土壤阳离子交换量,从而达到改土和脱盐的目的,使土壤向有利于植物的生长方向发展。另外,钠离子吸附剂交换性能好,可用来提高阳离子交换能力,调整pH值,交换土壤中有害金属离子,降低土壤含盐量,脱盐率可达18.6%-29.3%。

  国内外相关研究表明,生物措施是改良、开放和利用盐碱地的有效途径。通过生物改良的盐碱地具有脱盐持久、稳定且有利于水土保持以及生态平衡的效果。早在20世纪30年代,美国\原苏联、日本、以色列及澳大利亚的学者就开始关注土壤盐碱化及植物的耐盐性研究,而我国则在盐生植物筛选和培育方面占有一定的优势。生物改良土壤利用的主要方法:一是选用耐盐树种,树木可以防风降温,调节地表径流,树冠可蒸发大量水分,使地下水位降低,减轻表面积盐;二是种植抗盐性较强的绿肥和牧草,如田及紫花苜蓿等,对盐土有积极的改良作用,且有投资小和无污染等特点;三是利用高抗盐植物;四是提高植物的抗盐能力。

  在微生物方面,土壤中存在的固氮微生物能通过固定空气中的氮素来提高根际矿质元素的有效性,也能通过有效抑制土壤病原菌繁殖等作用来改善土壤条件和促进植物生长。

  盐碱地的发生受自然条件如气候、土壤、水文及水文地质方面的影响。也受人为活动,如土地利用方式、农业耕作技术及水利工程设施等因素的影响。在同一类型盐碱地上,危害程度往往不同。改良利用的方式也有所不同。

  经过改良的盐碱地,由于土体仍保豁部分可溶性盐类,如果灌溉和排水措施不当,遇内涝积水,又会造成次生盐碱化。

  因为盐碱地的发生与发展是各种因素综合影响的结果,所以对其改良利用也必须采取综合措施。

  腐植酸是大多数土壤中的重要有机部分。按其来源可分为泥炭、褐煤、风化煤等类腐植酸。腐植酸的元素组成主要为C、H、O、N、S等,它是一类天然的有机大分子,这些大分子由几个相似的结构单元组成,每个结构单元又由芳核、桥键和活性基团3个主要部分组成[1]。由于其结构内酚羟基、醇羟基、羧基、甲氧基的存在决定了腐植酸具有酸性、亲水性、阳离子交换性能、络合金属离子等特性。这些特性使腐植酸具有促进土壤团粒结构形成、增加养分利用效率、刺激作物生长、吸附土壤重金属、改善农产品品质等功效。

  我国土壤质量日趋下降,水土流失、土壤沙化、酸化和盐渍化等现象不断扩展,重金属污染也逐渐加剧。近些年很多研究人员利用腐植酸来改良土壤,目前针对腐植酸改良土壤的研究取得了很大进展。

  腐植酸中的羟基、羧基易与土壤中的钙离子发生聚合反应,再通过植物根系的生理作用就形成了土壤的团粒结构。当土壤的团粒结构变好时,其容重降低、空隙度增大,从而具备良好的通透性。腐植酸又是形成土壤团粒结构的重要的胶结剂,土壤团粒结构的形成提高了土壤有机、无机复合度,增加了水稳性大颗粒团聚体数量,改善了土体的结构。因此,腐植酸可以改善土壤的物理特性。通过施用各类有机物料、改良剂、保水剂,可降解的液态地膜,可以增加土壤中腐植酸的份额。有研究表明[3],在荒漠化的土地上施用腐植酸类物料可使土壤中大于0.25mm水稳性微团聚体含量比对照提升32%~72%。魏自民[4]利用多种有机物料进行风沙土培肥改良,研究结果显示,利用泥炭配合麦秆的处理使土壤砂粒和粉砂粒含量都呈降低的趋势,而小于0.001mm的粘粒、小于0.01mm的物理性粘粒含量则恰恰相反。可见,腐植酸相对其他有机物料来说,改善土壤物理特性方面具有一定优势。

  施用腐植酸类物料可以促进作物根系的发育,使农作物形成庞大的深层根系,有利于土壤中水、肥、气、热状况的调节,有利于作物吸收水分、养分。同时,腐植酸的保水、保肥功效有利于作物的生长发育,进而提高作物的产量。

  由于腐植酸是一种酸性物质,通过酸碱中和反应以及阴阳离子交换作用可以降低盐碱土的pH 值,降低土壤中交换性钠离子的份额,活化养分离子,从而达到改善土壤肥力状况的效果。已有的报道称,呈现碱性的土壤中在施用占土壤质量10%的风化煤粉后,土壤的pH值由原来的9.0 降低了1个单位。宋轩等[2]研究发现腐殖酸可以改善盐碱土中速效养分供应情况,促进水稻根系活力大大提升,提高粮食产量。木合塔尔・吐尔洪等[3]研究发现随风化煤提取的腐植酸施入量的增加,降低了土壤的pH 值,使土壤中有机碳含量升高,全N、速效N、速效P含量不断增加。

  土壤中存在着大量微生物,这些微生物参与了土壤的形成过程又是土壤的重要组成部分,使土壤具有一定的生物活力。土壤微生物种类及含量可作为1个指标反映土壤质量情况。土壤微生物的主要作用是促进土壤养分的有效化及团粒结构的形成,经微生物改良后的土壤又为微生物提供良好的生存环境,有利于其大量繁殖。腐植酸类物质所含有的C、N、P等元素为土壤微生物提供了生存能源,土壤施用腐植酸类物质后,首先土壤自生固氮菌显著增多,使NO3-的含量明显增加,丰富了土壤的N素营养,改善了植物根际环境;其次,增加土壤中好气性细菌、放线菌、纤维分解菌的数量,提高有机物的矿化速度,促进养分元素的释放;再有,土壤中蔗糖酶、蛋白酶、多酚氧化酶的活性均有所提高。党建友等[5]研究表明,腐植酸类有机肥料能为冬小麦生长发育提供有机活性物质,为土壤微生物提供有机C,改善根际微环境,提高土壤酶活性,促进小麦对土壤养分的吸收与运转,提高肥料利用效率。

  综上所述,腐植酸在土壤改良中的应用效果显著,在贫瘠的土壤上含有腐植酸类物质的肥料和农资产品的使用,在防治土壤沙化、修复培肥土壤以及改良盐碱土等工作中取得了良好的效果。目前,我国对腐植酸的研究与实际生产应用上还有一段距离,如何有效的从不同来源物质中提取腐植酸,降低工艺成本,还有待进一步研究。我国风化煤、褐煤、泥炭等资源丰富,腐植酸资源的合理开发与应用有利于提高土壤质量、改善农田生态环境,有利于农业的可持续发展,应用前景广阔。

  [1] 石化部化肥生产组:国外腐植酸在农业方面的研究与应用概况,1976.

  [2] 宋轩,杜丽平.有机物料改良盐碱土的效果研究[J].河南农业科学,2004(8):57-60.

  [3] 木合塔尔・吐尔洪,木尼热・阿不都克力木.康苏风化煤对荒漠盐渍土的改良效果分析[J].环境科学与技术,2008,31(5): 7-10.

  [4] 魏自民,谷思玉等.有机物料肥对风沙土主要物理性质的影响[J].吉林农业科学,2003,28(3):16-18

  根据烟叶生长特性,实施土壤改良攻坚计划,对全乡植烟土壤进行逐年改良,解决栽培方式简化、绝大多数植烟田块耕作层逐年变浅、犁底层土壤养分不能正常分解释放、有害物质逐年沉淀、植物根系发育环境逐年恶化等问题。

  2013年12月15日前全乡完成稻草还田1020亩,2013年1月10前全县完成冬翻3400亩,撒施石灰2720亩。村任务见附表:

  针对我乡植烟土壤环境,土壤改良攻坚计划的主要内容包括深翻晒垡、调节土壤酸碱度、稻草还田和增施有机肥等措施,调节土壤碳氮平衡,创造土壤微生物繁殖和生长发育环境,达到改善土壤结构、培肥地力和提高土壤再生能力的目的。

  深翻晒垡是在晚稻收割后将土壤进行全面深翻耕,将犁底层土壤充分暴露于空气中,充分利用冬季干燥、低温和霜冻等气候,将土壤晒干、冻融的过程。主要功效是促进土壤养分元素的分解释放、有害物质的转化,为土壤微生物提供有氧环境,促进微生物繁殖和发育,提高土壤自我修复的能力;同时通过土壤的冻融过程,能最大限度地改善土壤的团粒结构,降低土壤粘性,提高土壤颗粒吸肥传输能力。

  深翻晒垡方法:用铧犁(包括单铧犁、双铧犁和三铧犁等)或翻耕起垄机均匀翻耕,可以犁成条状、圆状,对地势低洼的田块,要犁成畦状,疏通畦沟以便及时排水。

  深翻晒垡的技术要求:时间要求在晚稻收割以后开始至冬至前进行,翻耕深度要求在土表以下18-20cm,质量要求是将犁底层全部翻晒不遗漏,表面不见表土层,同时要求将田块中50%以上的稻草切碎还田撒施,覆土堆沤,增强土壤通透性。

  我乡植烟土壤水田或水稻土均呈酸性,旱地土壤呈弱碱性。水稻土的酸性程度较为严重,PH值低于5.8的土壤面积占总面积的80%以上,植烟土壤最适宜的PH值在5.8-6.5之间,急需对土壤酸碱度进行调节,即对水稻土加施石灰或白云石粉,不施用酸性肥料(如过磷酸钙);而对旱地碱性土壤则要加大土壤碳素含量,增施大量有机肥,配合一定的酸性肥料,增加土壤有机质,达到降低PH值的目的。

  调节土壤酸碱度方法:对酸性土壤采取施用石灰或白云石粉的办法提高土壤PH值,一般第一年亩施石灰或白云石粉50-100公斤,第二年减半使用,第三年不使用,依次循环;碱性土壤则要采取增施大量有机肥、种植绿肥、使用酸性肥料等措施改良即可。

  技术要求:石灰或白云石粉撒施均匀,有条件的地方适当灌水并让水分在田间自然落干,加快石灰或白云石粉溶解。土壤粘性重的田块适当多施,沙性土壤适当少施。

  目前有机肥种类繁多,主要包括植物秸秆类、动物粪便类和两者结合类,其中对土壤粘性较重的田块宜以植物秸秆类为主,改善土壤通透性;而对粘性较轻的土壤则宜以动物粪便类为主,增加土壤有机质和微生物含量。不管是哪一类有机肥,施用之前都必须充分腐熟,否则在土壤中发酵时对当季作物的根系会有较大损伤。

  技术要求:一般要求充分腐熟的有机肥作基肥,在移栽前30天以上施入土中,保持土壤含水量60%左右,以利于土壤与有机肥的交融。根据当年烟叶生产技术方案要求,单季有机肥施入量必须计入施肥总量。

  质地粘重土壤其保水保肥能力较强,但是土壤板结、通透性差,不利于根系生长,主要原因是土壤中碳氮元素不平衡,土壤粘结,不能形成团粒结构,离子交换量小。可以通过秸秆还田技术,增加土壤碳源,调节土壤碳氮平衡,改善土壤结构。我县一般采用稻草还田技术,俗称“做白水”。

  技术要求:晚稻收割后,将本田块50-100%稻草切成3~4段均匀撒在田间,撒施石灰或白云石粉50-100kg,灌水后用旋耕机翻耕2—3遍,至稻草与土壤混合起浆,保持田间水层7—8cm浸泡15~20天,田间水分自然落干;稻草还田40天后用起垄机翻耕起垄。做白水必须根据天气情况,并最好在11月底前完成,确保做白水后不影响烟叶的整地。

  乡党政办负责对全乡土壤改良攻坚计划的组织实施、检查督促、考核验收工作,并对工作进度进行通报。从11月10日起,每日通过黑板通报各村深翻晒垡、土壤改良工作进度。

  村要重视和强化植烟土壤改良工作,将乡分配任务落实分解到村小组、包片责任干部,并加强对包片责任干部任务完成情况的检查和调度,制定具体考核办法,促进植烟土壤改良工作按时按技术要求落实到户、到田块。

  乡党政府将在11月底到进度较慢的村召开“全县深翻晒垡、土壤改良工作调度会”,全力推进全县深翻晒垡、土壤改良工作。

  c补贴兑现方法:稻草还田工作必须在12月15日前完成,深耕早翻和撒施石灰或白云石粉的工作必须在2013年元月10日前完成,经县烟草公司验收合格并公示无异议后,按照验收结果,分户造册备案;移栽结束后再实行面积复核,并经市烟草公司复验后,根据复验结果再重新造册兑付补贴金额;未在规定时间内完成或未达到质量要求的一律不予补贴。

  各村要切实抓好宣传发动工作,采取派发宣传单、召开群众会、举办培训班等多种形式广泛宣传土壤改良的好处、措施、技术标准和补贴政策,做到烟农家喻户晓,彻底扭转部分烟农不重视土壤改良,不按农时操作时间落实技术的习惯,推动土壤改良技术按时全面落实到位。

  乡、村干部和烟技员要认真指导和帮助烟农搞好种烟田块规划,落实好2013年种烟田块,使种植计划落实到户,要做好土壤改良物资、设备的准备工作,包括石灰(或白云石粉)采购、农机具的购置或维修等,组织好机耕服务队伍,调剂好机耕设备,监控机耕服务价格,加快土壤改良进度,提高土壤改良质量。

  采取层层抓示范点的方法,以点带面迅速掀起深翻晒垡、土壤改良,要求村支书、主任、烟技员每人在11月20日前完成1个集中连片的高标准示范点。村支书、主任、烟技员的示范点面积按以下标准抓好落实,收购计划在1000担以上村的必须达到100亩以上,收购计划在1000担以下的必须达到50亩以上。同时对种烟相对集中连片的地段要实行统一机耕、连片推进的办法加快冬翻进度。

  (1)考核时间:所有土壤改良工作必须在2013年元月10日以前完成,2013年元月中下旬组织检查考核。

  土壤盐渍化分为原生盐渍化和次生盐渍化两类。其中不受人为影响,自然发生的土壤盐渍化为原生盐渍化;而由于人类活动引发的土壤盐渍化为次生盐渍化。其形成的实质是各种易溶性盐类在地面作水平方向与垂直方向的重新分配,从而使盐分在集盐地区的土壤表层逐渐积聚起来。在干旱和半干旱地区,底层土和地下水中所含的盐分,由于地面蒸发作用,随着土壤毛细管作用使所含盐分的水上升到地表层,水分蒸发后,使盐分停留在土壤表层,聚积而形成盐碱地;合理的灌溉等人为措施也能使地下水位上升,使易溶盐类在地表层积聚,从而形成次生盐渍化,人为的形成盐碱地;在海滨地区,由于常驻海水侵渍,形成盐碱地含盐的地表径流,也能形成盐碱地。

  盐渍化土壤中盐离子浓度较高,造成土壤水势下降,不仅对植物产生水分胁迫,而且产生离子胁迫,破坏细胞的离子平衡,干扰离子代谢。同时,盐渍条件还经常导致植物体内活性氧大量积累,伤害甚至杀死植物细胞。另外,在盐渍化土壤中生长的植物往往会因缺Ca+和K+而产生营养胁迫,影响植物的生长发育,表现为抑制组织和器官的生长,缩短营养生长和生殖期。有研究表明,盐渍化可导致作物的功能叶片减少,株高降低,干物质的积累量下降;盐分还导致植物绿叶面积减少。Munns认为,盐分对植物生长发育造成的影响主要有3个方面的原因。一是盐土中的低水势引起植物叶片水势下降,导致气孔导度下降是盐分影响植株多种生理生化过程的根本原因;二是盐害降低光合作用速率,减少同化物和能量供给,从而限制植物的生长发育;三是盐害影响某些特定的酶或代谢过程。

  盐碱地绿化施工中可以块状、颗粒状的煤渣、石子、石屑等为原材料,铺设隔离层。施工中应尽量降低材料中石粉、泥土含量。通常石子、石屑的直径应分别小于1cm和3cm,隔离层厚度一般为15cm。轻轻铺入,也可在隔离层上铺设稻草、麦秸等材料,尽量避免施工车辆的碾压,导致隔离层与盐碱土壤混合在一起。当降雨或灌溉后,水分在重力作用下沿孔隙向下移动,使绿地下部及四周含盐水分得到淡化,而由于隔离层的作用,下部高盐水分很难上升,保证了植被的安全。渗管的铺设如上文所述,依据具体施工环境,铺设管道,挖掘集水井,定期强排,防止渗水倒灌。

  对于不具备排水条件或小型绿地,采用客土抬高技术,利用高差进行排水淋盐也可达到土质改良的目的。随着苗木的生长,降雨和灌溉,绿地土壤含盐量逐步降低,从而确保了树木稳定而旺盛地生长。大穴换土的关键是深翻整地与隔离层铺设。在进行客土的回填之前,必须将绿地的四周用塑料布与周边盐碱土壤进行隔离,也可先铺设隔离层再于其上防止塑料垫布,以隔绝绿地周围盐碱环境侵蚀客土。施工时,塑料垫布应与盐碱土壤或隔离层紧密结合,防止客土回填时塑料垫布的滑落,苗木栽植后必须进行绿地深翻。

  盐碱土地的园林绿化要选择适合当地生长,耐盐碱抗逆性强的植物,目前适合于我国大部分城市栽植的园林树木主要有。刺槐、珊瑚朴、构树、桑树、水杉、墨西哥落羽杉、枣树、湿地松、龙柏、凤尾兰、夹竹桃等;耐盐碱的草坪品种主要有高羊茅、早熟禾、匍匐剪股颖和白三叶等。园林植物的移植应以秋栽为主,秋季土壤脱盐程度较春季高,水分条件也好,且栽种后即封冻,树木成活率高。

  盐碱地的园林绿化要因地制宜,施工完成后更应结合种植点的条件进行科学管理。依据“大水压碱,小水逗碱”的原则,采取“浇大水、足水和透水”的方法,防止土壤再次盐碱化,对于低洼土地,要注意及时排水。树木花草栽植后,要立即浇一次透水,隔7-10d再分别浇一到两次透水,浇水切不可太频繁。施粗肥即可培肥地力又能疏松土壤,利于土壤的脱盐碱。病虫害的防止应以防治为主,治早治小,同时兼顾城镇居民的安全,不能施用剧毒和有强烈刺激气味的农药。

  土壤改良剂曾主要用来修复因过量施用化肥、农药等化学药品导致的土壤退化,生产力下降等问题。随着现代工业科技的发展,土壤改良剂的研究有了很大的进展,进入上个世纪末,土壤改良剂的开发和使用步入了崭新的阶段。

  土壤改良剂种类繁多,依据其来源可分为天然、人工合成和天然-合成共聚物改良剂以及生物改良剂等;依据其可改变的土壤性质,又可分为酸/碱土壤、有机/无机土壤、营养型、防治土传病害等改良剂;而依据其改良用途又可分为防治土壤退化/侵蚀、降低土壤重金属污染和贫瘠土地开发等种类。土壤改良剂的使用不仅能够改善土壤的物理化学性质,更能增强土壤的抗侵蚀能力,提高微生物含量和活力,极大地促进土壤的活力和改善其上植物生长状况。

  化学改良盐碱土是使用化学改良剂,利用酸碱中和原理来改良土壤化学性质的方法。化学改良剂有两方面的作用:一是改良土壤结构,加速洗盐排盐的过程;二是改变可溶性盐基成分,增加盐基代换容量,调节土壤酸碱度。化学改良包括施用石膏、磷石膏、过磷酸钙、腐植酸、泥炭及醋渣等。例如:通过增施化学酸性肥料过磷酸钙,可降低pH值,提高树木的抗性。施入适当的矿物化肥,补充土壤中氮、磷、钾及铁元素含量,有明显的改土效果。施用大量的有机质,如腐叶土、松针、木屑、树皮、马粪、泥炭、醋渣及有机垃圾等,可增加土壤有机物质,达到改良土壤的目的。常见的土壤改良剂有以下几种类型。

  该改良剂根据酸性土壤肥力状况和作物营养特点,采用蒙脱石、橄榄石及硫矿等多种天然矿物为原料,在改良酸性土壤、平衡作物养分及提高化肥利用率等方面有显著功效。

  目前已在山东、内蒙、新疆、东北及天津等地大面积推广。“禾康”土壤改良剂是一种棕红色略带酸味且无毒无害的有机液体肥料,可以直接作用于土壤,因此,它广泛适用于中、低产田改造、盐碱地的治理及荒漠绿化等。

  盐碱地的形成是一个复杂的过程。单一的治理方式已不能够满足改良的需求。随着盐碱地改良措施的发展,多种综合性的改良措施得以迅速发展。Kris-tensen等通过地膜覆盖、合理施用有机肥料、稻草掺拌、自然降雨和灌溉洗盐等综合措施使土壤盐渍化得到显著改善。OBrienErinL通过潮沟设计、掺拌海藻灰等方法,使得土壤盐渍化状况和理化性质得到显著改善。我国天津临港地区通过多年的探索试验和观测研究,总结出“减蒸促排”“集雨附盐防蒸”模式的改良盐碱地。近几年,在干旱、半干旱地区普遍使用深翻松耕、淋洗脱盐和种植耐盐作物等综合改良措施来改善盐渍化土壤的理化性质。

  在现代人们心中,园林绿化就是绿色环保、绿色成荫的代名词,而很难将盐碱地和园林绿化结合在一起。人们在茶余饭后谈起盐碱地,潜意识里便理解成了不毛之地。但随着现代科学技术的提高,人们逐渐有了改造自然的本领,并且在盐碱地区实现园林施工已不再是一件难事。我国加大了在盐碱地区进行园林施工的投资于管理,借助现代先进的科技,人们正在创建一个充满绿色的工程建设。

  [2]周建林,周良娟.盐碱地改良及园林绿化施工技术[J].中华民居(下旬刊),2013,05:61-62.

  耕地质量包括耕地地力和土壤环境质量两个方面,此次调查与评价共涉及耕地土壤点位28892个。经过历时三年的调查分析,基本查清了全区耕地地力现状与特点。

  通过对全区土壤养分含量的分析得知,有机质平均含量为11.83g/kg,均属省Ⅳ级水平;全氮平含量为0.65g/kg,属省Ⅴ级水平;有效磷含量平均为10.72mg/kg,属省Ⅳ级水平;速效钾含量为101.23mg/kg,属省Ⅳ级水平;缓效钾含量为643.16mg/kg,属省Ⅲ级水平。中微量元素养分含量有效硫属省Ⅳ级水平,有效铜、有效锌、有效铁、有效锰及有效硼均属省Ⅳ级水平。

  耕地土壤:从这次调查结果看,全区耕地土壤有机质含量为11.83g/kg,属省Ⅳ级水平,与第二次土壤普查相比提高了约13%;全氮平均含量为0.65g/kg,属省Ⅴ级水平,与第二次土壤普查相比降低了约7%;有效磷平均含量10.72mg/kg,属省Ⅳ级水平,与第二次土壤普查相比提高约80%;速效钾平均含量为101.23mg/kg,属省Ⅳ级水平,与第二次土壤普查的平均含量相比提高了约36%。

  据史料记载,早年尧舜时代就已是农业区域,炎帝曾在此教农桑、尝百草,农业历史悠久,土质良好,加以多年的耕作培肥,土壤熟化程度高。据调查,有效土层厚度平均达150cm以上,耕层厚度为19~22cm,,适种作物广,生产水平高。

  据调查,全区共有中低产田面积79.92万亩,占耕地总面积90.83%,按主导障碍因素,共分为坡地梯改型和瘠薄培肥型两大类型。

  中低产田面积大,类型多。主要原因:一是自然条件恶劣。二是农田基本建设投入不足,中低产田改造措施不力。三是农民耕地施肥投入不足,尤其是有机肥施用量仍处于较低水平。

  全区耕地虽然经过排、灌、路、林综合治理,农田生态环境不断改善,耕地单产、总产呈现上升趋势,但近年来,农业生产资料价格一再上涨,农业成本较高,甚至出现种粮赔本现象,大大挫伤了农民种粮的积极性。

  作物每年从土壤中带走大量养分,主要是通过施肥来补充,因此,施肥直接影响到土壤中各种养分的含量。近几年在施肥上存在的问题,突出表现在“三重三轻”:第一,重经济作物,轻粮食作物;第二,重复混肥料,轻专用肥料。第三,重化肥使用,轻有机肥使用。

  1.1增施有机肥,提高土壤有机质 近年来,由于农家肥来源不足和化肥的发展,全区耕地有机肥施用量不够。可以通过以下措施加以解决。①广种饲草,增加畜禽,以牧养农;②大力种植绿肥,种植绿肥是培肥地力的有效措施,可以采用粮肥间作或轮作制度。

  1.2推广秸秆还田,实现用养结合。 通过玉米秸秆覆盖还田、动物过腹还田、压青还田等途径,增加土壤有机质含量,实现用养结合。

  1.3合理轮作,挖掘土壤潜力。要大力推广玉米、豆类立体套作,粮、油轮作,豆类、薯类轮作等技术模式,实现土壤养分协调利用。

  速效性氮肥极易分解,通常施入土壤中的氮素化肥的利用率只有25%~50%,或者更低。这说明施入土壤中的氮素,挥发渗漏损失严重。所以在施用氮肥时一定注意施肥量施肥方法和施肥时期,提高氮肥利用率,减少损失。

  平鲁区地处黄土高原,属石灰性土壤,土壤中的磷常被固定,而不能发挥肥效。加上长期以来群众重氮轻磷,作物吸收的磷得不到及时补充。

  全区土壤中钾的含量虽然在短期内不会成为限制农业生产的主要因素,但随着农业生产进一步发展和作物产量的不断提高,土壤中有效钾的含量也会处于不足状态,所以在生产中,定期监测土壤中钾的动态变化,及时补充钾素。

  微量元素肥料,作物的需要量虽然很少,但对提高产品产量和品质却有大量元素不可替代的作用。据调查,全区土壤硼、锰、铁等含量均不高,玉米氮磷钾肥与微肥的配合试验结果表明,在氮磷钾肥施用的基础上,施用微肥的增产效果很明显。

  全区中低产田面积比较大,影响了耕地地力水平。因此,要从实际出发,分类配套改良技术措施,进一步提高全区耕地地力质量。

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  酸性或弱酸性土壤主要分布在热带和亚热带地区,土壤酸化会直接导致耕地土壤理化性质变差,并打破原有的适宜作物生长的土壤生态环境条件,使土壤pH下降,导致土壤中有效硼、钼等含量下降,而土壤中有效铁、铝、锰等含量增加,使作物产生锰、铝中毒等,进而导致土壤中钙、镁等元素的缺乏,使作物生长发育不良,产量和品质下降[1]。铝毒和土壤肥力低是酸性土壤限制作物生长的两个重要因素[2]。为改善土壤酸性和提高作物产量,石灰曾被广泛运用,但是石灰应用有很多限制条件,作用不长久并易产生负面效应[3]。

  近年来人们对生物炭的研究愈来愈多,其作为土壤改良剂、肥料缓释载体及碳封存剂备受重视。生物炭添加到土壤中能改善土壤理化性质,影响土壤肥力。笔者主要对生物炭的性质及其对酸性土壤的改良进行了阐述,并对其今后的研究方向进行了展望。

  生物炭最早起源于巴西亚马逊流域,它是古代人们在发展热带酸性土壤农业管理实践中创造出的人工土壤[4]。早期的欧洲殖民者将这种土称为黑土,其上部的富碳层厚达35 cm,含有大量生物来源的黑炭,这与周边棕红色的氧化土有明显区别。现代科学家从这种土壤性质出发,希望能够通过类似古人的管理理念在贫瘠土壤上培育出高碳库的土壤[5]。黑土中的关键成分是炭,也称为生物炭,它是作物秸秆等有机物质及其衍生物在限制供氧的条件下加热而成的。

  生物质原料在裂解炉限氧的环境条件下燃烧发生裂解反应,产生的烟气在真空泵的抽引下经过冷却分离设备除了可以得到生物油、木醋液和可燃气体3种产品外,其裂解反应的剩余物质就是生物炭[6]。制得生物炭的性质取决于制备生物炭的材料和制备条件如温度、氧气含量和时间等[7,8]。而生物炭的产量则取决于高温分解过程的快慢。快速高温分解能够得到20%的生物炭、20%的合成气和60%的生物油,而慢速高温分解可以产生50%的生物炭和少量的油[9]。

  生物炭的功能主要决定于其理化性质。而生物炭的理化性质又决定于制备生物炭的材料和制备条件如温度、氧气含量和时间等[7,8]。因此,制备生物炭的原料不同,制备条件的差异导致获得的生物炭的性质也存在很大差异。

  生物炭含有一定量的碱性物质,一般呈碱性。研究发现生物炭表面的有机官能团和生物炭中的碳酸盐是碱的主要存在形态,碳酸盐对生物炭碱的贡献随制备温度的升高而增加,有机官能团的贡献呈相反的趋势[10]。X射线衍射图谱和生物炭中碳酸盐的量表明在较高温度条件下制备生物炭时,碳酸盐是生物炭中碱性物质的主要存在形式。红外光声光谱和Zeta电位则表明生物炭有丰富的含氧官能团[11]。

  生物炭主要由芳香烃和单质碳或具有石墨结构的碳组成,含有60%以上的碳元素[12],具有高度羧酸酯化和芳香化结构[13],使其与其他任何形式的有机碳相比都具有更高的生物化学和热稳定性[14],可用于碳的封存固定。此外,生物炭可溶性极低,拥有较大的孔隙度和比表面积[15]。这些基本性质使其具备了吸附能力、抗氧化能力和抗生物分解能力强的特性,可广泛应用于农业、工业、能源、环境等领域[12]。

  土壤酸化是指土壤中氢离子增加的过程或者说是土壤酸度由低变高的过程,它是一个持续不断的自然过程。土壤中存在一些天然酸的形成过程,但这一过程的速度非常缓慢,而人为的影响使得这一过程大大加速。影响土壤酸化的人为因素主要有两方面,一是酸性气体的大量排放,导致酸沉降的增加;二是不当的农业措施[16]。控制酸沉降是控制土壤酸化的根本途径。但对于已经发生酸化的土壤,必须采取一些措施来改良,目前主要有两种改良方法,一是运用化学改良剂进行改良,另一种是采取一定的生物措施来达到改良的效果[16]。

  目前,适当加入石灰石或白云石被认为是防止土壤酸化同时提高土壤养分的有效方法,此法在欧美等国家得到一定程度的应用,其优点是可以较为快速地缓解或消除土壤酸化及其影响[17],但其副作用也不容忽视,特别是会导致土壤有机质含量的下降[3]。因而,寻找和施用合适的改良剂以中和土壤酸度、提高土壤肥力、恢复酸性土壤的生产力对农业的持续发展和生态环境的保护具有双重意义[18]。

  生物炭中含有碱性物质,加入土壤后这些碱性物质可以很快释放出来,中和部分土壤酸度,使土壤pH升高[19]。生物炭能够显著提高土壤pH、改变土壤质地、增大盐基交换量,从而引起土壤阳离子交换量增加。袁金华等[19]研究表明,稻壳炭含有一定量的碱性物质和盐基阳离子,能够显著降低土壤酸度,增加土壤交换性盐基数量和盐基饱和度,它可使土壤交换性铝、可溶性铝和有毒形态铝含量降低,从而有效缓解酸性土壤地区铝对植物的毒害。

  生物炭作为石灰替代物,可通过提高土壤碱基饱和度降低可交换铝水平、消耗土壤质子来提高酸性土壤pH,同时可改良酸性土壤一些养分的有效性[20]。生物炭中含有大量植物所需的必需营养元素,除C含量较高外,N、P、K、Ca和Mg的含量也较高,且在制备过程中C和N的含量由于燃烧和挥发的原因随温度的升高而降低,而K、Ca、Mg和P的含量随温度的升高而增加[21]。此外,也有研究发现生物炭中营养元素的含量和其来源物料中元素的含量呈直线]比较了由油菜秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆、稻草、稻糠、大豆秸秆、花生秸秆、蚕豆秸秆和绿豆秸秆制备的生物炭的元素含量,发现由于4 种豆科植物秸秆中的Ca、Mg和K含量高于5种非豆科植物残体中的含量,4种豆科秸秆制备的生物炭中这些养分的含量也明显高于5种非豆科植物残体制备的生物炭中的含量。生物炭含有的矿质养分可增加土壤中的矿质养分含量,如P、K、Ca、Mg及N素,生物炭通常对养分贫瘠土壤及沙质土壤的一些养分补充作用较明显[24]。花莉[25]研究发现,土壤中的生物炭有利于提高土壤阳离子交换量、pH、总P和总N含量,阳离子交换量的增幅可达到40%,而pH可以提高一个单位左右。黄超等[26]的研究表明,红壤施用生物炭不仅可提高土壤碳库,还可降低土壤酸度,增加土壤pH和盐基饱和度,增加土壤水稳定性团聚体数量,增加土壤的速效磷、速效钾和有效氮,增强土壤保肥能力,改善生长环境,从而促进黑麦草生长。

  生物炭富含有机碳,可以增加土壤有机碳含量以及土壤有机质或腐殖质含量,从而可提高土壤的养分吸持容量及持水容量[24]。施用生物炭能够促进土壤有机质水平的提高[27],一方面是由于生物炭能吸附土壤有机分子,通过表面催化活性促进小的有机分子聚合形成土壤有机质,另一方面生物炭本身极为缓慢的分解过程有助于腐殖质的形成,能够通过长期作用促进土壤肥力的提高。

  生物炭能够有效调控土壤中营养元素的循环。首先,生物炭独特的表面特性使其对土壤水溶液中的铵态氮、硝态氮、K、P及气态氨等不同形态存在的营养元素有很强的吸附作用。同时施加生物炭后土壤持水能力和供水能力得到显著提高[28,29]。其次,生物炭能通过调节硝化和反硝化作用来避免N素损失。最后,生物炭与其他有机或无机肥料配合使用会使作物增产效果更佳[30]。

  生物炭的孔隙度对保持养分离子的能力有很重要的作用,生物炭对养分的保持能力是通过对水分的保持实现的。生物炭的孔隙结构能降低水分的渗滤速度,增强土壤对溶液中移动性很强和容易淋失养分元素的吸附能力,如高pH条件下的NO3-和低pH条件下的盐基阳离子等[30]。生物炭具有强大的吸附能力,其可吸附NH4+、NO3-等多种水溶性盐离子,具有良好的保肥和去污能力[31]。生物炭具有较强的吸湿能力,从而影响土壤的持水能力。生物炭所具有的强吸附性可以吸附大气中的一部分水分和减少降雨时雨水的流失,最大程度地将雨水吸附到它所在的可耕层,供作物的生长需要,使干旱缺水地区的土壤能够长出植被,防止沙漠化[7]。土壤水分含量和有效性是世界范围内衡量土壤生产力的重要指标。生物炭可以吸附和保持水分,并且可以增强土壤水分的渗透性[32,33]。而且土壤的田间持水量随施入生物炭数量的增加而增加[33]。在亚马逊河流域的某些地区,施入生物炭可使土壤的保水能力提高18%[30]。

  此外,生物炭的孔隙结构及水肥吸附作用也使其成为土壤微生物的良好栖息环境,其多孔性和表面特性能够为微生物生存提供附着位点和较大空间,为土壤有益微生物提供保护,特别是菌根真菌,可提高有益微生物的繁殖能力及活性,增强泡囊丛枝菌根菌(VAM)对植物的侵染,同时调控土壤微环境的理化性质,影响和调控土壤微生物的生长发育和代谢,进而增强土壤肥力。因此生物炭可作为微生物肥料接种菌的载体,增加接种菌在土壤中的存活率及对植物的侵染[24]。

  生物炭也能改变有毒元素的形态,降低有毒元素对作物及环境的危害,有助于植株正常发育。许多学者认为,施用生物炭能显著增大土壤pH,由此降低Al、Cu、Fe等重金属可交换态的含量,与此同时增加Ca和Mg等植物必需元素的可利用性,一方面可减轻有害元素对作物生长过程中的伤害,另一方面可增加植物对营养元素的摄取,从而促进植株的生长[34]。Jin等[35]的研究表明,生物炭可以有效去除土壤中的Cd和Pb等重金属元素。

  目前,生物炭已成为最新研究热点,其在全球碳的生物地球化学循环和缓解全球气候变化研究领域、在农业土壤改良和作物栽培领域以及在土壤污染物质的生态修复领域等都有重要意义,在环境科学和土壤学方面有更广阔的应用前景[34]。然而,也有人认为生物炭固碳只是某些人的“美好愿望”而无法实现[10]。生物炭应用仍需解决的问题主要有以下几个方面:国外农场规模大,作物秸秆等生物炭制备原材料的收集和运输的集约化经营成本较低,处理率较高,而中国农田规模小、经营分散、收集和运输成本高,严重限制了生物炭的获得与应用。另外,生物炭对酸性土壤改良有效果,但其最佳用量及机理尚不清晰,其对中性或碱性土壤是否有效也有待探讨。生物炭研究还停留在实验室和田间的理论阶段,对于在生产上的推广以及具体应用过程中所需要的技术支持还处于起步阶段。同时要考虑大量施用生物炭可能存在一些不利的方面,如生物质在热解过程中可能产生少量有毒物质,且生产的高温分解过程也会增加温室气体的排放等[9]。

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  根据“盐随水来,盐随水去,涝盐相随,干旱积盐”的盐分运动规律,要解除盐害,加快土壤脱盐,必须水先行,建立完整的排水系统,以利排水淋盐,降低地下水位和抑制土壤返盐。盐碱地排水有明沟排水、暗沟排水、竖井排水和生物排水等多种方法,其中最经济、最普遍的是明沟排水。暗沟排水工程投资较大,一般在重盐碱区采用,此法可局部降低地下水位,防止土壤返盐,欧美、日本等国多采用暗管、缸瓦管、混凝土管和塑料管等排水。竖井排水对降低地下水位效果明显,可加强土壤水分垂直下降运动,促进地面与地下水的循环达到早涝、盐碱综合治理的作用。

  在灌区采用防渗、截渗措施不仅可以节约用水,扩大灌溉面积,也是防止地下水位升高和次生盐碱化不可缺少的措施。建立完善的灌排系统,根据其气候条件、作物类型、水源情况和地下水状况,科学浇水,注意控制土壤水分平衡,能不浇水一定不要浇水,避免大水漫灌,有条件的采用喷灌,把握水盐运动规律,控制返盐,以防止土壤次生盐碱化发生。土地面积的大小,视土壤质地和盐碱轻重以及改良的难易而定。一般应控制在200-300亩之间,排渠间距为100-200米。若质地轻、盐碱不重,排渠间距可增大。渠深2-2.5米,要达到地下水位。灌水洗盐,是重盐渍土地改良的有效措施。为了提高灌水洗盐的效果,应根据土壤盐碱含量和成分、气候、地下水条件等因素。

  一般选择在水源丰富、地下水位低、温度较高的季节。地下水位低,表层土壤盐分可随水向下渗的深;温度高,则盐分易于溶解,如硫酸盐的溶解度,在水温30℃时比20℃时大一倍,比10℃时大两倍。灌水洗盐用水量大,脱盐效果好,但用水量过大,不仅浪费水,还会带来副作用,如升高地下水位,土壤有效养分流失,降低地力。适宜的洗盐用水量,应根据土壤盐分种类、含量及土壤质地而定。如以硫酸盐为主的土壤用水可大些,以氯化物为主的土壤可小些:土壤含盐量高或透水性差用水可大些;反之可小些。洗盐总用水量一般每亩为300-400立方米,分3-4次进行。洗盐前深翻与平整好土地,做好畦埂,畦不宜过大,便于平整,使灌水均匀,增强土壤吸水渗水能力。分次灌水可达到省水、脱盐效果好的目的。第一次灌水,由于土地干旱,吃水量大,可适当多灌些,每亩约120-150立方米,以地表水深10-15厘米为宜。此后视土壤质地和渗水情况,每隔3-5天灌水一次,使土壤中过多的盐分冲洗到不致危害选定的造林树种能忍耐的程度,并能保证其正常生长为止。

  在水利工程措施上,加强农业生物措施,以巩固和提高土壤脱盐的效果,是防治土壤盐碱化的一个重要方面。这些措施包括合理耕作、增施有机肥料,选育耐盐植物、合理密植、合理轮作套种、种稻脱盐等。采取各种耕作和培肥熟化土壤的措施,增加地面覆盖度,改善耕层土壤结构,减弱土壤毛细管水的上升运动,降低土壤地下水的蒸发强度,以抑制土壤返盐。

  实行以增施土壤有机质为中心的综合改良措施,收效显著。有机肥料在微生物的作用下,转化为腐殖质,可加速土壤脱盐,并有抑制土壤返盐的作用。腐殖酸类肥料(如腐殖酸氮磷钾复合肥)特别使用于盐碱和缺磷的土壤。腐殖酸有较强的离子交换作用,可以同有害的离子进行交换吸附,减低土壤盐分浓度,减少钠离子对植物的危害。另外,腐殖质本身具有强大的吸附力,有吸盐的效果,还能产生有机酸,增大阳离子的溶解度,活化钙镁盐类,有利于土壤脱盐;增施麦糠、锯末、马粪,有明显的保墒、抑盐,提高地温和促进土壤脱盐作用;施过磷酸钙、硫按、硫酸钾、磷酸二按等化肥,可以降低土壤碱性,配以适量的复合肥或硫酸亚铁效果更好;宜施豆饼、棉籽饼,也有良好的改土治碱的作用。重盐渍土地采取深耕晒堂,脱盐效果更为显著。深耕晒垫,在新疆有两个适应时期。一是春末夏初,此时气候干燥,气温升高;深耕后,土块容易干燥,又值杂草萌生,深耕还可以起到灭草的目的,二是初秋,地下水位处于回落时期,气候干燥,也是土壤返盐盛期,此时进行深耕,可同时发挥防止土壤返盐的作用。

  平整土地此项作业是加速土壤脱盐、消灭盐斑地、改良盐渍土的一项基本功。要依各地的不同自然地形条件,因地制宜采取适当的方法,达到土地整平的目的。中耕松土在土壤含盐量未达到造林树种所能忍受的限度以前,中耕松土十分重要。灌水后及时中耕,疏松表土,切断土壤毛细管,减少水分蒸发,有利于阻止返盐和加速脱盐。

  随着城市化进程的加快,园林绿化在改善城市环境质量,维持城市生态平衡方面的作用日益受到人们的重视,不断快速发展,随之而来的,园林植物废弃物如枝叶修剪物、草坪修剪物、枯枝落叶和杂草等的量越来越大,而城市土壤的肥力却得不到自我维持。所以园林废弃物的加工处理、土壤改良就成了目前城市园林绿化急需解决的问题。

  在园林植物废弃物收集利用方面,一些发达国家已经积累了一定的经验。在美国,相关企业利用生活垃圾、枯枝落叶、人畜粪便等这些固体废弃物来可以生产堆肥、基质,用这些物质进行绿化施工。相关研究表明,与焚烧和填埋相比,园林植物废弃物堆肥更经济,并且有利于环境保护以及绿化城市,更避免了资源的浪费。在美国,园林废弃物的收集、处理已不仅是园林部门自身的问题,美国环境保护署将园林废弃物作为城市固体废弃物的重要组成部分,从环境立法角度确保园林废弃物土地利用。为了提高园林废弃物的堆肥处理率和土地利用率,许多州还专门设立了经费或制定各种政策和计划引导园林废弃物的堆肥利用。

  深圳市于1996年正式成立树枝粉碎场,将日常绿化管理中产生的废弃树枝集中粉碎处理,之后与城市生活污泥混合,利用微生物发酵技术生产优质有机肥料,将有机肥料用于日常绿化管理养护施肥。深圳树枝粉碎配备了一条临时生产线进行试产,平均每年处理废弃树枝约7万立方米,取得了一定的环境效益和经济效益。在2005年已立项投资建设树枝粉碎新厂房及新生产线,新厂房生产规模为每年处理废弃树枝15万立方米,可生产有机复合肥料1万吨,能满足未来10年内废弃树枝的处理要求。2010年制定了深圳市地方标准《树枝粉碎堆肥技术规范》。

  北京、上海等国内很多城市也开始了此项技术的研究与应用。但是,在应用中普遍存在生产工艺和设备不完善,堆肥质量较差,生产时影响周围环境等问题。因此必须完善废弃物粉碎堆肥的工艺流程,规范生产过程的每一个环节,提高科技水平,促进资源循环利用,实现绿化管理的可持续发展。

  园林废弃物的主要成分为木质素、纤维素,在好氧条件下,经过微生物的作用,通过腐殖化过程生成植物可以利用的肥料。如将废弃物进行填埋处理,不但会造成资源的浪费,而且会占用垃圾填埋场的库容。而将日常绿化管养中产生的废弃物集中粉碎处理,利用微生物发酵技术制成堆肥施用于绿化养护中,可实现废弃物的循环利用。

  通过建立园林绿化废弃物消纳点和集中处理厂,使园林绿化废弃物集中粉碎处理,制成基质,利用微生物发酵技术制成堆肥施用于绿化养护中,实现园林废弃物的循环利用。通过利用该基质,改良唐山园林绿化现有土壤状况,改善生态环境。从而体现循环经济、低碳经济的发展要求,使我市园林绿化废弃物循环利用,实现园林绿化的可持续发展。

  (1)引进树枝粉碎机,并采取分季节、分层次、分区域的方法处理园林绿化废弃物。具体做法是:园林绿化废弃物产出量较小的区域,在绿地附近建立废弃物消纳点就近处理;废弃物产出量大或城区转移消纳的集散区域,建立废弃物集中处理厂。

  (2)根据唐山的气候条件、园林绿化废弃物产生的规律进行技术研发,着力解决园林绿化废弃物的减量化、无害化乃至资源化处理问题,积极研究探索科学处理方式及资源化利用途径。将树枝、树叶、草屑等进行堆置发酵后,可作为土壤改良物质还原到林下和绿地中去;经深加工后可用作植物育苗、花卉栽培基质;其粒径较大的处理物可用于树埯和土地的覆盖,保墒且防止扬尘;还可以添加厩肥或其他肥份物质等加工制成有机肥,用于园林绿化和农业生产。真正实现绿化垃圾的无公害消纳场,避免焚烧绿化垃圾产生的有害气体污染和填埋绿化垃圾导致的地下水污染,由废弃物变资源,符合可持续发展的经济原则,为节约式园林提供环保用材。

  (3)围绕园林绿化废弃物的处理和利用,确定相关园林绿化技术流程,试验研究以园林绿化废弃物为主要原料的发酵技术和高温惰化技术,缩短原料预处理周期,提高替代基质的理化性质的稳定性,进行高档花卉替代基质栽植试验,确定符合植物生长要求的基质配方,研制土壤改良添加物、有机肥和有机覆盖物等多种产品并应用于我市园林绿化建设。

  园林废弃物加工处理的研究在于建立具有一定普适性的资源再生、循环利用技术平台和生态环境质量影响评价体系,为园林绿化养护和绿地土壤改良提供技术支撑,探索园林绿化低成本维护的综合技术。

  [1] 周宝国.园林生态系统中废弃物的可利用思考[C].中国园艺学会第五届青年学术讨论会论文集,2002:670-675.

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  [3] 孙克君,阮琳,林鸿辉.园林有机废弃物堆肥处理技术及堆肥产品的应用[J].中国园林,2009(4):12-14.

  人参(Panax ginseng C.A.Mey)是我国的传统中药,为五加科(Araliaceae)人参属(Panax)多年生草本植物,人参皂苷为人参中最主要的活性成分之一[1,2]。人参根中总皂苷含量约为4%[3],人参茎叶中总皂苷含量则更高。大量研究结果表明,人参皂苷具有抗疲劳、利尿、抗炎、抗缺氧、提高记忆、延缓衰老、提高机体免疫功能、抗癌等生物活性[4—7]。所以人参皂苷的生理活性决定了其具有很高的食用和药用价值。

  目前,我国人参种植面积迅速扩大,传统的人参种植仍是伐林栽参方式,这样不仅破坏了森林资源,威胁了很多物种的生存环境,还会造成大面积的水土流失,严重破坏生态环境[8]。由此扩大人参种植面积和产量与现有土地资源短缺矛盾日益严重,所以推广平地栽参技术,节省森林土地资源迫在眉睫,平地栽参将成为人参业可持续发展的必由之路[9]。试验以不同栽参土壤中五年生人参茎叶的总皂苷含量为评价指标,对平地栽参的土壤进行改良。探讨平地栽参土壤改良对人参皂苷含量的影响,以推动平地栽参技术的发展。

  人参:人参采自吉林农业大学人参实验基地,每块处理按对角线原则取样,经吉林农业大学张连学教授鉴定均为人参(Panax ginseng C.A.Mey)正品,符合试验要求。将选取好的人参茎叶阴干,粉碎备用。人参皂苷Re标准品由吉林省人参工程技术研究中心提供。

  仪器:DHG—9246A型电热恒温鼓风干燥箱(上海精宏试验设备有限公司);UV—754型紫外分光光度计(山东高密彩虹分析仪器有限公司);TG628A型分析天平(日本岛津公司);6孔恒温水浴锅(常州奥华仪器有限公司);KQ—250B型超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司); RE—52AA旋转蒸发器(上海亚荣生化仪器厂);予华牌SHZ—CD型循环水真空泵(巩义市予华仪器有限公司)。

  1.2.1 试验设计 试验采用二次回归正交旋转设计,以玉米秸秆(x1)、猪粪(x2)、鹿粪(x3)、拮抗菌(x4)、菌糠(x5)为栽培因子,按5因子1/2实施、25型1/2实施试验,总次数36次,5次重复。小区面积3 m2,因素水平设计见表1。收获后各小区单独测人参茎叶总皂苷含量,以结果的平均数进行回归计算。

  1)对照品溶液的制备。精密称取一定量的人参皂苷Re标准品,用甲醇溶解,配制成5 mg/mL的溶液备用。

  2)供试品溶液的制备。称取过60目筛的人参茎叶粉末0.5 g,用20 mL去离子水浸泡过夜,超声(功率100 Hz、温度30 ℃)提取20 min,提取3次,过滤,合并滤液。脱脂两次,每次使用30 mL,再用水饱和正丁醇60、60、30 mL萃取3次,合并正丁醇层,蒸干,残渣用甲醇溶解并转移至25 mL容量瓶中,甲醇定容备用。

  3)总皂苷含量的测定。分别吸取供试品溶液和对照品溶液50 μL,置于具塞试管中,低温挥干溶剂,加入1%的香草醛高氯酸试液0.5 mL,充分摇匀后置60 ℃恒温水浴上加热10 min,立即冰水浴冷却15 min,加入77%硫酸溶液5 mL,摇匀,以试剂作空白,消除气泡后用紫外—可见分光光度计检测,在540 nm处测定吸光度。采用外标一点法计算总皂苷的含量[10]。

  采用SAS软件的RSREG(二次响应面回归模型)程序对试验结果进行响应面分析,经二次回归拟合,得到回归模型参数估计值(表3)、方差分析表(表4)、脊岭分析表(表5)。

  从表4回归方程的方差分析可以看出,各项对皂苷含量影响的顺序是线性项>

  交互项>

  平方项。但由于人参的生长及皂苷的合成受许多因素影响,造成P值均大于0.05,表明其对总皂苷含量的影响均不显著。相关性分析中,总模型的复相关系数R2=0.590 6,表明回归方程与总皂苷的含量具有一定的相关性。

  岭脊分析结果(表5)表明,回归方程预测的土壤最佳条件为:玉米秸秆施用量6.64 kg/m2,猪粪施用量3.24 kg/m2,鹿粪施用量3.48 kg/m2,拮抗菌施用量6.87 g/m2,菌糠施用量7.02 kg/m2,此条件下人参茎叶总皂苷含量预测值为17.81%。

  为了更直观地体现各因素对提取率的影响,运用ORIGIN软件绘制了响应面图形,即人参茎叶总皂苷含量Y对应的玉米秸秆(x1)、猪粪(x2)、鹿粪(x3)、拮抗菌(x4)、菌糠(x5)构成的三维空间图形,为了更好地表现两个因素同时对人参茎叶总皂苷提取率的影响,可以令其他因素水平值在中心点(即编码水平为0),仅考虑这两个因素对提取率的影响。得到的二元二次方程绘制的相应响应面图形见图1至图10。

  从图1可以看出,人参茎叶总皂苷含量随着玉米秸秆施用量的增加而增加,当玉米秸秆施用量在7~9 kg/m2时达到最大值。而总皂苷含量与猪粪的施用呈向下的抛物线时,总皂苷的含量达到最大。

  从图2可以看出,当玉米秸秆的用量为0时,人参茎叶总皂苷的含量随着鹿粪施用量的增加而增加,鹿粪用量为10 kg/m2时,总皂苷的含量达到最高。若此时加入玉米秸秆,总皂苷的含量反而会减小。而当鹿粪的施用量为0时,总皂苷的含量也会随着玉米秸秆施用量的增加而增加,当玉米秸秆的用量为10 kg/m2时,总皂苷的含量达到最高,若此时加入鹿粪,总皂苷的含量反而会随着鹿粪用量的增加而减小。

  从图3可以看出,当玉米秸秆用量为0时,拮抗菌的施用对人参茎叶总皂苷含量的影响不大,当玉米秸秆用量为10 kg/m2时,总皂苷的含量会随着拮抗菌施用量的增加而显著增加。当拮抗菌的用量为0时,玉米秸秆的施用对总皂苷含量的影响也不是很明显,当拮抗菌的用量为8 g/m2时,总皂苷的含量会随着玉米秸秆施用量的增加而显著增加。

  从图4可以看出,当玉米秸秆的用量为0时,菌糠的施用量对人参茎叶总皂苷含量几乎没有影响,随着玉米秸秆施用量的增加,总皂苷的含量也会随之增加,但不论菌糠施用量为多少,总皂苷含量均保持在一个水平的位置,变化不明显,当玉米秸秆的用量为6~8 kg/m2时,总皂苷含量达到最大值。而当菌糠用量为0时,总皂苷的含量随着玉米秸秆施用量的增加而增加,在菌糠用量为6~8 kg/m2时,总皂苷的含量达到最大,当用量超过8 kg/m2时,总皂苷的含量反而逐渐减少。

  从图5可以看出,当猪粪的施用量为0时,总皂苷的含量随着鹿粪施用量的增加而减少,猪粪用量为10 kg/m2时,总皂苷的含量随着鹿粪施用量的增加而增加。而当鹿粪的施用量为0时,猪粪施用量为3~5 kg/m2时的总皂苷含量最高,之后当猪粪施用量继续增加时,总皂苷的含量反而减小。

  从图6可以看出,当猪粪的用量为0时,拮抗菌的施用量对总皂苷含量的影响较小,但是随着猪粪施用量的增加,并且施用少量的拮抗菌时,总皂苷的含量大幅度增加,拮抗菌过多时反而抑制了猪粪对总皂苷的影响,使总皂苷含量减少。当猪粪用量为10 kg/m2时,随着拮抗菌用量的增加,总皂苷的含量由最高值猛然下降。而当拮抗菌的施用量为0时,总皂苷的含量随着猪粪施用量的增加而剧烈增加达到最大值。

  从图7可以看出,当猪粪的用量为0时,总皂苷的含量随着菌糠施用量的增加而增加,菌糠用量为10 kg/m2时总皂苷的含量达到最高。而当菌糠施用量为0时,总皂苷的含量随着猪粪施用量的增加而增加,猪粪用量在6~8 kg/m2时,总皂苷的含量达到最大值。

  从图8可以看出,当鹿粪的用量为0时,拮抗菌的施用量对总皂苷含量的影响较小,但是随着鹿粪施用量的增加,并且施用少量的拮抗菌时,总皂苷的含量比较高,加入拮抗菌过多时反而抑制了鹿粪对总皂苷的影响,使总皂苷含量减少。当鹿粪用量为10 kg/m2时,随着拮抗菌用量的增加,总皂苷的含量会逐渐减少。当而拮抗菌的施用量为0时,总皂苷的含量随着鹿粪施用量的增加而剧烈增加达到最大值。

  从图9可以看出,当鹿粪的用量为0时,总皂苷的含量会随着菌糠施用量的增加而增加,菌糠用量为10 kg/m2时,总皂苷的含量达到最高。而当菌糠施用量为0时,总皂苷的含量也会随着鹿粪施用量的增加而增加。若菌糠的施用量为10 kg/m2时,总皂苷的含量会随着鹿粪施用量的增加而减少达到最低值。

  从图10可以看出,当拮抗菌的用量为0时,总皂苷的含量随着菌糠施用量的增加而减少。当拮抗菌的用量为8 g/m2时,总皂苷的含量随着菌糠施用量的增加而增加。而当菌糠用量为0时,拮抗菌的施用量对总皂苷含量的影响不明显。而当菌糠用量为10 kg/m2时,总皂苷含量随着拮抗菌施用量的增加而增加。

  人参产业是吉林省的优势战略新兴产业。吉林省是中国人参地道药材的主产区。其中人参栽培面积3 500 hm2,年产鲜参1.2万t,占全国产量的85%,占世界的70%。人参作为名贵药材和补品,在我国中医药及其他国家民族医学中一直占有重要地位。在我国医药保健领域也一直发挥着积极作用,是吉林省中药经济的重要组成部分。近年来吉林省委省政府对人参产业给予了高度重视,出台了一系列政策,促进吉林省人参产业的发展。实施了振兴人参产业工程,确定了人参产业的发展目标,到2012年参业产值要实现200亿元,参农收入平均要增长20%,60%的人参要达到绿色和有机的标准。精深加工量要占到总量的40%以上。到2015年,参业产值达到400亿元。

  因人参忌连作,多年来一直是沿用伐林栽参的方式培育人参,吉林省平均每年要砍伐3 000 hm2森林,最多的年份达5 000 hm2,伐林栽参已经造成森林生态平衡失调等一系列问题,对长白山的生态环境构成了严重威胁。因此,实行平地栽参对于恢复长白山的生态环境,促进我国参业的可持续发展意义重大。

  平地栽参的优点,一是人为可控的因素增多;二是便于使用机械,同时也便于规范化种植和管理。对保护林地生态,提高人参质量,特别是提高科技含量大有好处。通过对玉米秸秆、猪粪、鹿粪、拮抗菌、菌糠5个因素对人参茎叶总皂苷含量影响的考察,运用二次回归正交旋转设计—响应面分析方法,建立了最适合人参栽培的数学模型。最优的栽培条件是:玉米秸秆施用量6.64 kg/m2,猪粪施用量3.24 kg/m2,鹿粪施用量3.48 kg/m2,拮抗菌施用量6.87 g/m2,菌糠施用量7.02 kg/m2,在该条件下人参茎叶总皂苷含量预测值为17.81%。这些栽培因素的组合可以作为平地栽培人参的推荐方案。

  [1] 郜玉钢,王亚星,臧 埔,等.人参皂苷生物合成途径的初步研究[J].时珍国医国药,2011,22(10):2422—2423.

  [2] 申书昌,孙秀佳,唐晓慧,等.人参茎叶的化学成分研究[J]. 齐齐哈尔大学学报,2008,24(3):43—46.

  [3] 刘 哲,王 南,武晓林,等.不同土壤环境下种植的人参皂苷含量的比较分析[J].安徽农业科学,2010,38(2):737—739.

  [4] 杨遇宏,李艳梅.人参研究进展[J]. 黑龙江科技信息,2011(10):11.

  [7] 王悦虹,娄大伟,于晓洋,等.人参的药理学作用研究进展[J].吉林化工学院学报,2010,27(2):38—41.

  [8] 曹志强,金 慧,宋心东.参地土壤改良及永续栽参[J].人参研究,2002,14(1):29—35.

  调查表明,安阳市有耕地面积40.87万hm2,中低产田面积23.21万hm2,其中干旱灌溉型耕地13.04万hm2,占全市耕地总面积的31.9%,占全市中低产田总面积的56.2%。安阳市干旱灌溉型耕地主要分布在安阳县、汤阴县、林州市、滑县和龙安区,其中安阳县4.67万hm2,汤阴县约1.27万hm2,林州市约2.67万hm2,滑县3.77万hm2,龙安区约0.67万hm2。

  安阳县、汤阴县、林州市、龙安区干旱灌溉型耕地土壤类型为褐土,土壤质地以壤质洪积石灰性褐土、多砾石中层钙质褐土性土为主。壤质洪积石灰性褐土母质为次生黄土,土层深厚,通体疏松,土壤发生层次不明显,土壤易受干旱。土壤表层颜色较浅,为浅黄色,厚度18~20 cm。通体中壤或轻壤,全剖面碳酸钙含量无明显差异,一般为5%。此类土壤干旱缺水及水土流失严重,农业产量无保证。多砾石中层钙质褐土土层薄厚不一,没有明显发生层次,有机质含量和土壤质地因不同土壤类型,差异较大。通体含有砾石,一般有石灰反应,有的无石灰反应,此类土壤土层薄,水土流失严重,养分利用率低[1-2]。

  滑县干旱灌溉型耕地土壤类型为潮土,土壤质地以砂壤土、轻壤土为主,2类土土质松散,宜耕期长,耕性好,土温上升快,但保水保肥性差[3]。

  全市干旱灌溉型耕地剖面构型有:1 m以内无障碍层次;0.5~1.0 m内有夹沙、夹砾、砂姜;0.5 m内有夹沙、夹砾、砂姜层,程度较轻。

  全市干旱灌溉型耕地的主要障碍因素是土壤质地偏轻,保水保肥性能差,土壤养分含量低,灌溉用水资源利用率低,易遭受干旱威胁,是安阳市面积最大的中低产田类型。此类耕地水利设施不够完善,种植制度为典型的一年二熟制,一般种植小麦—玉米或小麦—花生,粮食年平均单产为4.5~12.0 t/hm2。

  广辟肥源,充分利用沼液、沼渣、人畜粪便、堆肥、沤肥、饼肥等,以培肥地力为主,增加土壤有机质含量,以调节和缓冲土壤的酸碱性;增加土壤阳离子交换量,提高土壤的保肥性能;有利于形成良好的土壤结构、从而能改善土壤的松紧度、通气性、透水性、保水性和热状况,对于调节土壤肥力的水、肥、气、热状况均有良好的作用[4]。

  大力推广施用有机肥,科学平衡施用氮、磷、钾肥,做到有机、无机相结合,以及用地、养地相结合,按照适当施用氮素化肥,多施有机肥,稳定磷、钾肥的路子,防止因过多地使用某种营养元素而对作物产生毒害,妨碍作物对其他营养元素的吸收,引起缺素症。如施氮过量会引起缺钙;硝态氮过多会引起缺钼失绿;钾过多会降低钙、镁、硼的有效性;磷过多会降低钙、锌、硼的有效性。

  秸秆中含有大量的有机质、氮、磷、钾和微量元素,是农业生产的重要肥源。推广麦秸麦糠盖田、玉米秸秆粉碎还田,不仅能有效增加土壤有机质含量,使土壤更肥沃,耕性更好,丰产性能更持久,还能促进土壤熟化,改善土壤理化性状,提高土壤养分含量,使土壤水、肥、气、热得以很好的协调,渗水能力增强,保墒性能增加,抗旱抗涝能力得到很大提高。秸秆还田一般采用机械粉碎还田,作物收获后直接将秸秆粉碎还田。

  对于通透性好,养分转化快,但保肥力弱,养分容易流失的土壤,施用化肥一次用量不宜过大,要采取“少吃多餐”的方式,施用有机肥,要适当深施,以获得足够的水分,使有机物的矿质化和腐殖化作用协调进行;重壤和黏土地,土粒细,胶体数量多,保水肥力强,但通透性差,养分转化慢。此类土壤化肥施用量可以加大,有机肥的施用要与深耕相结合,既能增加土壤养分,又能改善土壤性质。

  由于干旱灌溉型耕地土壤保水保肥力差,易遭干旱威胁,因此,应提高机井配套能力,发展节水灌溉。基础设施建设重点应放在打井配套、埋设节水管道、提高单井效益上,有条件的可发展滴灌等先进节水技术[5]。

  2.5.1 渠道防渗技术。采用混凝土护面、浆砌石衬砌、塑料薄膜等多种方法进行防渗处理,与土渠相比,渠道防渗可减少渗漏损失60%~90%,并加快输水速度。

  2.5.2 管道输水技术。用塑料或混凝土等管道输水代替土渠输水,可以大大减少输水过程中的渗漏和蒸发损失,输配水的利用率可达95%。另外还能有效提高输水速度,减少渠道占地。

  2.5.3 喷灌技术。喷灌是一种机械化高效节水灌溉技术,具有节水、省劳、节地、增产、适应性强等特点。喷灌几乎适用于除水稻外的所有大田作物,以及蔬菜、果树等,对地形、土壤等条件适应性强。与地面灌溉相比,大田作物喷灌一般可节水30%~50%,增产10%~30%。

  2.5.4 微灌技术。微灌技术包括微喷和滴灌,是一种现代化、精细高效的节水灌溉技术,具有省水、节能、适应性强等特点,灌水同时可兼施肥,灌溉效率能够达到90%以上。

  土壤的改良及合理利用是一个长期的系统工程,经过多年的探索研究和应用,还有以下几个问题有待进一步研究解决。一是土壤改良技术宣传还不到位。需要加大土壤改良技术的宣传,农业部门需要联合水利、林业等部门共同努力,使农民认识到土壤改良的重要性、必要性,使改良技术深入人心。二是目前土壤改良主要靠农民自筹资金进行,建议政府部门在土壤改良与合理利用方面多投入资金,加大扶持力度,以提高农民的积极性。三是增施有机肥可有效地改良多种障碍土壤,鼓励农民多施用有机肥,对有机肥实行补贴政策。

  [2] 张金凯.我省节水农业的技术体系与发展思路[J].山西水利科技,2003(4):47-50.

  [3] 苏占山.浅论节水灌溉及其技术应用[J].科技信息:科学教研,2008(20):394.