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改良土壤常用的方法

改良土壤常用的方法

改良土壤常用的方法范文第1篇

关键词:化学方法;改良盐碱地;采取措施

1物理方法改良盐碱地

物理改良就是采用一些物理的方法进行改造盐碱土,如采用灌溉排水系统,冲洗脱盐、松耕、压沙等方法,达到改良利用的目的。其中,以淋洗排盐为主的工程措施是国外盐碱地治理的主要手段,即建立完善的排灌系统,结合深翻改土、换土、淋洗、淤积等措施达到降低耕作层含盐的目标。工程措施虽然应用较为广泛,但存在用工量大、投入成本高、维持时间有限或受限于水资源紧张等一系列问题,且不能从根本上降低土壤盐分,必须结合其它措施进行。

2化学方法改良盐碱地

化学改良就是应用一些酸性盐类物质来改良盐碱地的性质,降低土壤的酸碱度,含盐量,增强土壤中微生物和酶的活性,促进植物根系生长。改善土壤的物理性质,增加土壤团粒构,协调土壤水肥气热,增加土壤肥力,丰富的有机质和腐殖质能提高基质的固氮能力和磷的可溶性。促进其有效吸收,提高造林成活率和促进林木生长。只有在分析每个地区的自然条件(土壤、水文地质、气候)和经营管理条件的基础上,才能解决盐碱化问题。碱化土壤的改良需加入含钙物质来置换土壤胶体表面吸附的钠或采用加酸或酸性物质的方法改良。采用石膏以及工业废渣改良碱土在国际国内已有成功的经验。

3生物方法改良盐碱地

生物措施改良盐碱地,即用植物改良盐碱地,方法易行,经济效益显著。生物措施可以逐渐改变土壤的物理特性,使土壤结构发生变化,质地变得疏松,透气和贮水能力增强。

植物改良土壤盐碱化的作用表现在采用适合地表物覆盖,可以减少地表蒸发,减少盐分在地表的积累。经研究表明:由于植物可以减少地蒸发,减少盐分的表聚,削弱了土壤碱度,从而降低了pH值。

有些植物能耐pH值为8.0~9.5的重碱地,多枝圣柳、桑树等,还有些植物又有排盐作用,可以对硫酸盐、氯化物等盐类产生很强的耐力,并且有泌盐腺、泌盐孔结构。因此,种植耐盐植物对盐碱地具有明显的脱盐作用。

植物有效地改良盐碱地的过程中,还表现在对盐碱地土壤的有益微生物数量种群的增加。选择适合的植物,如植物根系发达、易繁殖的植物,不但可以降低盐碱地盐分含量,而且由于根系发达,可以有效增加土壤中微生物含量,并能增加细菌、放线菌、真菌等有益菌群的数量,恢复土壤遭到盐碱破坏的酸碱平衡环境。

4采取综合治理措施

在常年的生产实践中,人们认识到要防治土壤盐碱化,采取任何单项的措施效果都有限,且不稳定,易反复发生,必须贯彻因地制宜和综合治理的原则。在结合化学物理改良措施以外还应采取生物改良的措施,提高土壤肥力,获得较好的盐碱地改良效果。在治理的同时要巩固盐碱地改良效果,防御土壤返盐,需要配合适当的农业措施。

在盐碱地植被恢复的研究中,生物措施是最重要的治理盐碱的改良措施,但必须因地治宜地选择适合的林木耐盐碱品种。林木种质是一种丰富的基因资源,其对生态环境的作用其他作物、草本无法取代。通过耐盐碱树种引种,为盐碱地造林提供适宜的耐盐碱树种或品种,建设多树种、多林种、多层次、高效益的综合盐碱地防护林体系,恢复盐碱地区脆弱的生态系统、提高该地区生态防御能力、减少灾害损失等都将起到积极的促进作用。

改良土壤常用的方法范文第2篇

关键词:土壤改良;土壤沙化;土壤侵蚀;土壤污染

中图分类号:S156 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20160932033

随着社会经济的快速发展,人口数量不断增多,生活的环境日益遭受着破坏。大气污染、食品安全、土地退化等成了21世纪的热点问题。根据2000年世界粮农组织(FAO)世界土壤资源报告,全球严重土地退化面积约为3500万 km2,占总土地面积的26%,其中用于农业生产活动造成的严重土地退化面积占总土地面积的9%[1]。农民一味地追求高产,过度施用化肥,导致土壤板结;大量工厂的建立,导致了土壤污染;大量的砍伐树木,导致了土壤的沙漠化等,如今土壤退化问题成了亟待解决的问题。

因此,如何保持土壤质量,防止土壤退化,成为了国内外研究的热点。施用土壤改良剂是一种既经济又方便的方法,它可以改善土壤理化性质、提高土壤肥力,还能降低土壤中污染物的迁移,对于改良退化土壤有非常好的效果。本文从退化土壤的改良出发,介绍了土壤改良剂的不同类型及其在3种土壤退化类型中的应用,以期为不同类型退化土壤改良提供思路。

1 土壤改良剂介绍

土壤改良剂,又称土壤调理剂,能有效改善土壤理化性质和土壤养分状况,并对土壤微生物产生积极影响,从而提高退化土壤的生产力,使其更适宜于植物生长,而不是主要提供植物养分的物料。在20世纪50年代以前,土壤改良剂的研究只限于天然改良剂,随着研究的不断深入,科学家们从天然有机物、无机物提取到合成高分子化合物,根据不同土壤类型制成不同改良剂。按原料来源可将土壤改良剂分为天然改良剂、人工合成改良剂、天然-合成共聚物改良剂和生物改良剂等4大类[1],其中天然改良剂又可以分为无机物料和有机物料2种。其具体分类如图1所示。

1.1 天然改良剂

天然改良剂根据原料的性质,可以分为无机物料和有机物料2类。无机物料又可以分为天然矿物和无机固体废弃物;有机物料包含了有机固体废弃物、天然提取高分子化合物和有机物料。主要有石灰石、膨润土、蛭石、粉煤灰、畜禽粪便、泥炭等。

1.2 人工合成改良剂

人工合成改良剂是一种高分子有机聚合物,是通过对天然改良剂的分析研究,合成的一种与天然改良剂结构形态类似的改良剂。国内外研究和应用的人工土壤改良剂有聚丙烯酰胺、聚乙烯醇树脂、聚乙烯醇、聚乙二醇等,其中聚丙烯酰胺是目前土壤改良剂的研究热点。

1.3 天然-合成共聚物改良剂

为了达到高效的治理效果,将天然改良剂与人工改良剂合成,用人工合成改良剂去弥补天然改良剂的不足,使其效果达到最佳,扩大适用范围,是一种新型的共聚物改良剂。其中包含了腐殖酸-聚丙烯酸、纤维素-丙烯酰胺、磺化木质素-醋酸乙烯等。

1.4 生物改良剂

目前研究和应用的生物改良剂包括一些商业的生物控制剂、微生物接种菌、菌根、好氧堆制茶、蚯蚓等。

2 土壤改良剂在几种土壤退化类型中的应用

土壤退化是指在各种自然,特别是人为因素影响下发生的导致土壤的农业生产能力或土地利用和环境调控潜力,即土壤质量及其可持续性下降,甚至完全丧失其物理、化学和生物学特征的过程。由于土壤退化是土壤物理、化学、生物学性质恶化导致肥力下降的总称,赵其国[2]将土壤退化分为土壤物理退化、土壤化学退化、土壤生物退化。中国科学院南京土壤研究所借鉴国外的分类,将我国土壤退化分为土壤侵蚀、土壤沙化、土壤盐化、土壤污染以及不包括上列各项的土壤性质恶化、耕地的非农业占用6类。

2.1 土壤改良剂在防治土壤沙化中的应用

土壤沙化指良好的土壤或可利用的土地变成含沙量很多的土壤或土地变成沙漠的过程。随着土壤沙漠化程度的加重,土壤物理性质、生物学特性都会发生一系列的变化,土壤水分、养分含量等降低,土壤生物酶活性下降,最终影响地上植被生长、发育和分布。在改良沙土时,研究学者更多关注的是如何增加土壤的保水能力、土壤养分含量、土壤有机质含量等。

2.1.1 天然改良剂

在天然矿物中,石灰石、膨润土等都具有保水保肥的改良作用,其中膨润土、沸石、石膏和蛭石还具有增肥作用。膨润土自身具有较强的吸水性、膨胀性、吸附性、粘着性等,施入沙土中可以增加土壤中团聚体的数量,降低土壤容重。膨润土与腐殖质作用形成有机无机复合体,施入土壤后,能够降低有机物料的分解速率,提高腐殖化系数,增加土壤有机质的累积,两者的相互结合存在着明显的交互作用[3]。粉煤灰自身的理化特性是改良沙土的物质基础,粉煤灰的平均粒径约为0.01~100 m,平均容重约为0.81~1.16g・cm-3,持水能力可达到45%~60%,显著高于沙土[4]。泥炭作为有机物料改良剂,能够提高混合沙土的持水能力,降低沙土的pH值和容重,增加沙土的有机质、速效氮和腐殖酸含量,对白菜的生长和生物量都有促进作用[5]。

2.1.2 人工合成改良剂

聚丙烯酰胺(PAM)是一种水溶性高分子聚合物,具有很强的亲水性及絮凝性,能够增加土壤团聚体数量,还能够减少土面水分蒸发,保蓄水分,提高水分利用效率。Johnson通过添加PAM增加了土壤的持水能力,为植物生长提供了更多的有效水[6]。将粉煤灰和聚丙烯酰胺混合施用,形成互补效应,但施用效果并不是简单的叠加,与对照相比,能够显著提高土壤田间持水量,同时增加土壤有效水含量。

2.1.3 生物改良剂

丛枝菌根真菌能和世界上90%以上的有花植物形成互惠互利的共生体,接种菌根真菌能够促进植物对土壤水分和养分的吸收,提高植物的抗逆性,同时菌根真菌分泌的球囊霉素相关蛋白能够改善土壤的团聚性,同时也是土壤碳的一个重要来源。丛枝菌根真菌和腐殖酸联合作用能够改善土壤微环境,同时提高了土壤酸性磷酸酶活性和有效磷的释放,沙土中细菌、真菌和放线菌数量也得到了显著的提高,进而促进土壤的形成和发育,改变土壤的理化性质[7]。

2.2 土壤改良剂在防治土壤侵蚀中的应用

土壤侵蚀是指土壤及其母质在水力、风力、冻融、重力等外营力作用下,被破坏、剥蚀、搬运和沉积的过程。在防治土壤侵蚀过程中,主要有生物防治、物理化学防治、工程防治以及综合防治技术,这些防治措施的基本原理都是减少坡面径流量、减缓径流速度,提高土壤吸水能力和坡面抗冲能力,并尽可能抬高侵蚀基准面。

改良剂在防治土壤侵蚀中的应用主要集中在改良土壤结构,增加土壤的凝聚力,提高土壤吸水能力等方面。Brandsma[8]研究4种土壤改良剂(Agri-Sc、Soiltex、Humus和Kiwi Green)发现,土壤改良剂可以降低土壤密度,提高总孔隙度,其中Agri-Sc改良剂能够使土壤平均溅蚀量降低14.3%,Soiltex和Kiwi Green可使土壤结壳强度增加。人工合成改良剂中聚丙烯酰胺(PAM)处理过的土壤表面紧密的结构和较高的团聚体稳定性有效抑制了土粒的分散,增加土壤的水稳性团粒体,提高土壤渗水速度,可以有效地防止土壤的侵蚀。利用小型水道进行了针对壤土和黏土的PAM沟灌试验发现,壤土的渗透率减少了59%,黏土减少量22%,能够有效地减少流水侵蚀。在喷淋灌溉系统中模拟雨滴降落试验中,2 kg・ha-1的PAM有效地减少了径流和侵蚀,且对侵蚀的控制比对径流更有效[9]。

2.3 土壤改良剂在防治土壤污染中的应用

土壤污染破坏了土壤的自然生态平衡,并导致土壤的自然功能失调,土壤质量恶化。土壤污染可以分为无机污染和有机污染,无机污染物主要有汞、铬、铅、铜、砷、镉、酸、盐碱等,有机污染物主要有石油、氰化物、有机农药等。其中土壤重金属具有累积性、不可逆性的特点,因此重金属污染治理是现在研究热点。

2.3.1 天然改良剂

在修复重金属污染土壤中,常用的改良剂有石灰石、沸石、碳酸钙、硅酸盐和促进还原作用的有机物质,而不同改良剂改良重金属污染土壤的作用机理也是不同的。石灰是使用较为广泛的一种改良剂,能够降低土壤中重金属的移动性及其在植物体内的累积。由于石灰本身具有碱性,施用石灰可以提高土壤pH值,促使土壤中Cd、Cu、Hg、Zn等元素形成氢氧化物或碳酸盐沉淀。施用少量石灰,可以使土壤有机质中的羟基和羧基与OH-反应,促使土壤可变电荷增加,土壤中Cd2+与CO32-发生化学反应生成难溶于水的CdCO3[10]。与其有同样效果的改良剂还有粉煤灰或改性粉煤灰,同样能够使土壤pH值升高,降低重金属污染土壤中Cd、Pb、Zn、Co、Cu、Ni等的迁移能力,抑制作物对重金属的吸收。沸石是碱金属或碱土金属的水化铝硅酸盐晶体,含有大量的三维晶体结构和很强的离子交换能力,从而能通过离子交换吸附和专性吸附降低土壤中重金属的有效性。在天然矿物中,膨润土和蛭石同样能够吸附土壤中的重金属,如Pb、Ni、Cu、Zn、As、Sb、Cd等,降低其生物有效性。

有机物料作为土壤重金属的吸附材料,其原理是重金属能够与有机物料中的有机配位体形成稳定的络合物,从而减轻重金属离子的生物有效性。常见的有机物料有畜禽粪便、污泥、绿肥、泥炭等。畜禽粪便在吸附土壤重金属的同时,还能够培肥土壤,增加土壤有机质含量,促进作物生长,在Cd污染土壤上施用鸡粪堆肥,可以促进冬小麦的生长,同时抑制了冬小麦根系对Cd的吸收 [11]。造纸污泥与土壤相互作用能形成新的吸附位点,使土壤对Cd和Sb的吸附量增加,降低其生物有效性。用粉煤灰将污水污泥结合钝化后,再施入土壤中,能够显著提高酸性土壤的pH值和Ca、Mg、B的含量,降低土壤的电导率和重金属的有效性,同时还能够增加土壤的N、P养分[12]。泥炭能吸附土壤中的重金属如Pb、Ni、Cu、Zn、As、Sb、Cd等,降低其生物有效性,同时还是良好的土壤调解剂,含有腐殖酸及营养成分,能够保肥、持水,增强土壤微生物的活动,可以提高0.25~1.61个单位的土壤pH值,增加土壤有机质,显著降低土壤中Cd有效态含量[13]。绿肥作为一种养分完全的生物肥源,不仅能够改良土壤,增加土壤养分,还能够作为土壤重金属改良剂,降低土壤中可提取性Al的浓度。

2.3.2 生物改良剂

重金属污染的土壤中,常富集有多种耐重金属的真菌和细菌。采用生物改良剂对土壤中重金属进行吸附,主要表现在胞外络合作用、胞外沉淀作用和胞内积累3种作用方式,目前主要的修复技术分为原位修复技术和异位修复技术2种。其中丛枝菌根能够通过直接作用(如螯合作用、菌丝的“过滤”机制等)和间接作用(改善矿质营养状况、改变根系形态等)修复污染土壤,包括有机烃类污染、重金属污染、石油污染、农药污染等。在灭菌土壤中添加AM真菌,可以促进海州香薷向地上部分转运Cu,提高其地上部分Cu吸收量,进而使得土壤中Cu含量减少[14]。接种菌根真菌还能够显著减少重金属复合污染土壤中三叶草对Cu、Cd、Pb的吸收。

3 总结与展望

土壤改良剂相对于其他改良方法简单易行,且效果显著,所以一直是研究者的关注点,但单一改良剂的改良效果存在不全面或不同程度的负面影响。在实际中,遇到的土壤改良问题并不是单一的,因此在选择改良剂时,通常会几种改良剂配合施用,但配施比例以及配施方法仍是值得探讨的问题。同时,针对不同的改良土壤,配施方法也有所差异。另者,在施用改良剂的同时要防治二次污染,例如在施用畜禽粪便、泥炭、粉煤灰时,可能会引入重金属,导致土壤、水体、生物的二次污染。对于一些合成有机改良剂尚有很多问题不能解释,例如PAM会与土壤中的粘土矿物相互作用,但作用机理尚不清楚,同时对土壤微生物生态系统及其生物转化产物对整个生态的影响还不太了解。生物改良剂对于重金属的改良有很好的效果,但丛枝菌根种类繁多,高效菌种的筛选问题需要解决,且其纯培养技术尚待突破。

综上所述,应用改良剂改良土壤尚有许多问题亟待解决,配施比例、配施方法、应用机理等都是今后的研究热点,同时针对不同问题的土壤,所采用的改良方法也不同。

参考文献

[1]陈义群,董元华.土壤改良剂的研究与应用进展[J].生态环境, 2008,17(3):1282-1289.

[2]赵其国.土壤退化及其防治[J].土壤,1991,23(2):57-61.

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[7]王义,杨艳,李少朋,等.丛枝菌根真菌和腐殖酸联合作用对矿区沙良效应[J].科技导报,2014,32(7):27-32.

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[9]董英,郭绍辉,詹亚力.聚丙烯酰胺的土壤改良效应[J].高分子通报,2004(5):83-87.

[10]廖敏,谢正苗,黄昌勇.重金属在土水系统中的迁移特征[J].土壤学报,1998,35(2):179-184.

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[12]苏德纯,张福锁.粉煤灰钝化污泥对土壤理化性质及玉米重金属累积的影响[J].中国环境科学,1997,17(4):321-325.

[13]杜瑞英,王艳红,唐明灯,等.泥炭对Pb、Cd污染菜地土壤修复效果评价[J].生态环境学报,2015(11):1893-1897.

改良土壤常用的方法范文第3篇

关键词:盐碱土壤 修复 综述

土壤是人类农业生产极为重要的自然资源,是植物、作物生长发育的重要载体。然而,由于漫长的历史进程中,自然或人为作用使得很多土壤出现盐碱化的趋势,尤其随着设施栽培的进一步发展,连作和非科学的种植方法,使得土壤盐碱程度增加,从而不利于作物的生长发育,影响正常的农业生产。土壤盐碱化是一个世界性问题。世界大约20%的灌溉农业用地受到盐碱化的影响,我国约有1亿hm2盐碱土壤,干旱、不合理耕作、落后的排水设备、设施栽培等因素导致土壤次生盐碱化日益加重。而土地的有限性决定了人们有必要对盐碱土壤进行修复研究与实践,从而修复改良盐碱土壤,使之适宜农作物的生长发育,便于农业耕作,提高区域经济,促使区域社会发展。

1、土壤盐碱化形成条件及类型

土壤盐碱化的原因很多,主要与气候干旱、地势低洼、排水不畅、地下水位高、地下水矿化度大等因素有关,母质、地形、土壤质地层次等对盐碱化的形成也有重要影响。

中国土壤盐碱化类型主要有以下几种:一是现代盐碱化:在现代自然环境下,积盐过程是主要的成土过程;二是残余盐碱化:土壤中某一部位含一定数量的盐分而形成积盐层,但积盐过程不再是目前环境条件下主要的成土过程;三是潜在盐碱化:心底士存在积盐层,或者处于积盐的环境条件(如高矿化度地下水、强蒸发等),从而可能发生盐碱成分在土壤表面积聚的情况,而导致土壤的潜在盐碱化。

2、盐碱土壤修复方法及评述

修复盐碱土壤的方法有众多,按其修复的原理大致可划分为物理方法、化学方法、生物方法[1],生物方法又有植物修复法、动物修复法、微生物修复法、其它修复法及利用2种或数种方法的综合修复方法。

2.1 物理修复方法

物理修复方法就是建设一定的水利工程,通过水流的作用对其盐碱土壤进行修复,通过土壤水的动力学运动将盐碱排除或降低盐碱含量。利用土壤水动力学行为,可以达到对土壤中盐碱成分的一定程度的降解,经罗朋[2]研究可知,不同的灌溉方式下,水动力运动方式将对土壤中的盐碱成分随水体运动而达到一定程度的降解作用。但改变原有的盐碱土壤的人渗能力是修复盐碱土壤的关键因素,只有这样才能有利于盐碱成分随土壤水运动达到降解的可能[3]。电流法:通过电流的作用,使土壤中盐碱成分的阴阳离子定向移动,达到降解土壤中的盐碱含量。杨柳青等[4]利用电流的作用对干旱区盐碱土壤进行修复试验研究,效果良好。土壤成分置换法:有目的地在土壤中添加有效物质,加以搅拌使之拌合均匀,使土壤的容重、孔隙率、渗透系数、pH值、含水率等因素发生有利的改变,改善土壤的物理性状和化学性状。

杨海儒[5]以松嫩平原大庆地区盐碱地为研究对象,利用石膏、粉煤灰与糠醛渣3种物质的3个水平正交设计了8种不同处理。通过田间试验,研究了不同改良剂组合对盐碱土的物理性质、化学性质的影响,并分析了影响机理,结果表明其对盐碱土壤改良效果良好。

盐碱土壤修复的物理方法还应有其它方式,但有待研究开发。物理方法简单明了,其费用也不是很高,对环境的负面影响极小。

2.2 化学修复方法

盐碱土壤的化学修复方法是利用各种化学药剂或化学物质对盐碱土壤进行修复,这些化学药剂和化学物质众多,其修复的原理在于与土壤中的化学物质发生化学反应,降解原盐碱土壤的盐碱成分和其它化学成分,从而达到对盐碱土壤修复的目的。例如有利用脱硫废弃物的,如李明等[6]利用脱硫废弃物改良不同类型盐碱地种植马莲,试验研究得到良好的效果;有利用脱硫石膏有效降解土壤中碱度的,如张峰举等[7]利用脱硫石膏对次生碱化盐土进行改良,发现效果较好;有时2种或数种化学物质被利用于盐碱土壤改良,例如张葛[8]使用GLS改碱剂和磷石膏对盐碱土壤进行了改良试验研究,试验后盐碱土的pH值、总碱度、交换性Na、CEC等指标都得到下降,并且改良后的盐碱土的营养成分和酶活性与原土相比,有一定程度的提高,盐碱土壤得到修复改良。

盐碱土壤的化学修复方法,所花费的费用较高,且其最大的弊端在于在对盐碱土壤修复的同时,用来作为土壤盐碱成分的修复用的化学物质,在与土壤中化学物质发生反应之后生产的新物质,很有可能造成二次土壤污染,故较危险,难以准确把握。

2.3 生物修复法

盐碱土壤的生物修复方法是最近广为关注的修复方法,也是最有前景的修复方法,包括植物修复方法、动物修复方法和微生物修复方法3种。

2.3.1 植物修复方法 盐碱土壤的植物修复方法主要是种植耐盐或耐碱植物,通过植物的生长发育吸收土壤中的盐碱成分,从而降低土壤的盐碱度,达到对盐碱土壤的修复目的。在这方面,由于修复方法的功效较强,且经济实惠并自然环保,从而研究成果较多。这些植物主要以某些草类植物为主,哈玲津等[9]针对天津市蓟县、西青和大港的荒地土壤和耐盐碱的4种野生植物(猪毛菜、草木樨、艾蒿和补血草)进行盆栽试验。植株生长5个月后,测定土壤的各项理化指标。结果显示,4种植物均大大降低土壤总盐量,猪毛菜可以不同程度地降低土壤中碳酸根离子和硫酸根离子和有效磷;补血草对降低土壤硫酸根离子和水溶性钙较有效;草木樨和艾蒿可以明显增加土壤有效氮含量。研究结果综合分析表明,这4种野生耐盐植物对改良盐碱地土壤效果明显。种植星星草可以一定程度地修复盐碱土壤,丁海荣等[10]综述了近年来对星星草形态结构、生物学特性、耐盐生理特性及种植后对土壤养分结构的影响研究,发现经人工种植后星星草在盐碱地不仅可以正常生长发育,同时具有较好的饲用价值,最主要的是对盐碱土壤具有很好的改良效果。种植一些耐盐碱树木在一定程度上也可以做到对盐碱土壤进行修复,例如陈志强[11]研究表明,沙枣、白蜡、杜梨、甘蒙柽柳、甘肃柽柳、多枝柽柳、西伯利亚白刺和齿叶白刺较适合在中度苏打盐碱土上生长;盐生白刺、甘蒙柽柳、甘肃柽柳、多枝柽柳、西伯利亚白刺、齿叶白刺适合在高土壤含盐碱量下种植。肖鑫辉等[12]研究表明,野生大豆也是良好的盐碱土壤修复植物;闫秀丽[13]研究表明,合欢作为一种耐寒耐旱植物,喜光具有根瘤,对盐碱土壤也有一定的修复功效。对于盐碱土壤的修复植物的寻找首先应在盐生植物中找寻,盐生植物由于其特有的生理生态特性,对盐碱成分有一定的抗性,决定了其对盐碱的耐性,从而达到对盐碱土壤的修复效果。武春霞等[14]通过植物的耐盐胁迫试验发现了草木樨、猪毛菜、艾蒿和补血草4种耐盐生植物对盐碱土壤的修复功效;苏忠[15]研究表明,罗布麻也是一种对盐碱土壤具有一定修复功效的植物;刘润进等[16]研究指出,高羊茅和芨芨草也可以作为修复盐碱土壤的可选植物;马章全等[17]研究表明,杂交狗尾草对盐碱土壤也具有一定的修复功效;诗雨[18]介绍了印度海盐化学研究所研究出在海滩盐碱地上种植一种被称为“爱普斯的吸盐植物来为盐碱地脱盐取得了成功。马章全等[19]研究表明,野豌豆与箭等豌豆、毛苕、山野豌豆耐旱、抗寒、耐瘠薄、抗盐碱土壤,特别适于红壤土和生荒地生长。我国科研人员研究表明,植物马鞍腾[20]、黄花草木樨[21]对盐碱土壤也有一定的修复功效。张瑛等[22]在种植6a苜蓿的盐碱地上,通过对苜蓿地和未种植苜蓿的盐碱荒地(对照)的pH值、盐分及养分的化验测定,结果表明,在盐碱地上种植苜蓿可明显改良盐碱土壤;在0~60cm的耕作层中,苜蓿地的全盐含量比对照下降了29.8%,有机质比对照提高了4.5%。垂柳和四翅滨藜也被用于盐碱土壤的修复,丁丽萍等[23]的研究表明,四翅滨藜对盐碱土壤的修复功效高于垂柳。盐碱土壤的植物修复方法具有很大的潜力,其生态环保、新的修复植物不断地被探索开发与利用。先进的生物技术利用于盐碱土壤的植物修复法将大有作为。

2.3.2 动物修复方法 盐碱土壤的动物修复法可以利用一些土中生存的动物,如蚯蚓在生长发育的过程中,将体内的某些分泌物排放于盐碱土壤中,与土壤中的盐碱成分发生化学反应,达到降解土壤盐碱度,改良盐碱土壤。同时由于动物的生理活动,松动土壤,改善土壤的孔隙度和含水率等。但盐碱土壤的动物修复法研究成果欠缺,有待于继续探索研究。

2.3.3 微生物修复方法 盐碱土壤的微生物修复方法是利用某些微生物的生理活动达到改变土壤中的盐碱成分,进而达到降低盐碱浓度和盐碱量。这方面的研究,最近较为活跃,并有不少研究成果。有利用真菌来对盐碱土壤进行修复的,如柳威等[24]利用丛枝菌根真菌在盐碱土壤中大量分布,研究指出它的存在可以增强盐碱植物的生长、促进营养吸收、提高光合作用和抗氧化,同时分析了盐胁迫对丛枝菌根真菌的孢子萌发、菌丝生长、菌根形成和菌根侵染的影响。利用具有活性的微生物菌肥施用于盐碱土壤中,通过微生物的生长、繁殖等作用于盐碱土壤使其盐碱成分得到降解,如宋家清等[25]对滨海盐碱土壤施用活性微生物菌肥,探讨菌肥浓度分别对表土层和5cm土层土壤养分、盐分和pH值的作用,研究结果表明,施用菌肥后表土层铵态氮含量增加明显,速效钾含量一定程度增加,速效磷变化不大,硫酸盐含量降低明显,氯化盐含量下降需要较高菌肥浓度;5cm土层铵态氮含量下降明显,速效钾含量一定程度增加,速效磷变化不大;硫酸盐升高明显,氯化盐变化较小;施用菌剂处理后土壤酸碱度降至中性。利用耐盐碱细菌对盐碱土壤进行修复,要求细菌对植物没有过大的损害作用,故此张广志等[26]不少科研人员在此方面,对盐碱土壤中的耐盐细菌进行了大量的筛选和签定研究工作。盐碱土壤中嗜盐碱细菌对盐碱土壤的修复具有良好的效果[27]。中国科研工作者多年的研究实践表明,利用外生菌根菌对pH12以下的盐碱土壤进行修复,已取得一定的成效。

2.4 其它修复方法

某些情况在进行盐碱土壤修复研究中,难以对该修复方法进行归类,因修复的主导因素难以确定。一般情况下,利用植物对盐碱土壤进行修复过程中,植物根部的菌类在此过程中起到很大的作用。殷小琳等[28]综合近年来国内外在菌根植物抗盐碱方面研究成果,从植物生理的角度总结和论述了在盐胁迫下菌根提高寄主抗盐碱性的机理,阐述了菌根在提高寄主抗性的同时对盐碱地土壤的改良作用,为用生物方法改良盐碱地提供参考。

此外,人们还可通过一定的盐碱土壤种植制度来达到对盐碱土壤的修复目的,陈冠文等[29]研究表明,盐碱土壤的改良与种植制度是一对互相制约、互相促进的矛盾;对新疆29团场近几年资料的分析结果表明,不同轮作方式对地下水埋深、土壤含盐率和土壤返盐率均有明显影响;指出合理的轮作方式,应在保证当年丰收的同时,还应有利于改土治碱的长远目标。张金政等[30]研究发现,中国盐碱土壤中含有大量的AM菌,这一发现将有利于人们进一步开发利用AM菌对盐碱土壤进行修复。

2.5 综合修复方法

盐碱土壤的综合修复方法是利用2种或3种甚至数种方法同时对盐碱土壤进行修复。这种综合利用的目的是互相弥补不足或加大修复功效。综合修复方法往往达到更好的效果,这是研究的前沿所在。研究成果也像雨后春笋一样大量涌现。

张金柱等[31]将生物有机肥施人轻度盐碱土中,研究其对土壤理化性质的影响,结果表明,生物有机肥可以改善轻度盐碱土pH值,有效缓解由于植物生长所造成的土壤养分的消耗,指出生物有机肥可在轻度盐碱土中广泛使用,在施用时应根据不同地区的土壤气候条件确定最佳施肥量。

由于土壤盐碱的排解必然和土壤中的水动力学运动密切相关,从而可建立生态湿地,利用其物理、化学和生物的综合作用对盐碱土壤进行修复,柴秀梅等[32]撰文阐述了该修复方法的可行性。

范建征等[33]就盐碱土壤的综合治理提出了一些新的思路,指出可以通过不同的耕种方式、施肥并结合灌溉排水来达到对盐碱土壤的修复目的。

随着科技的发展,一些盐碱改良剂被用于盐碱土壤的修复治理,魏坤峰等[34]指出利用盐碱改良剂治理园林绿地土壤是一项可行、投资小、实用的捷径,能显著地提高绿化成活率。李国萍等[35]将盐碱改良剂“施地佳”用于盐碱土壤改良和补充盐碱耕地营养源,并阐述了修复机理。白亚妮[36]利用硫磺和微生物的共同作用对盐碱土壤进行修复,取得一定的研究价值。杨宇等[37]研究验证了生化黄腐酸土壤改良剂对盐碱土壤的改良效果及对蔬菜作物生长发育的影响。指出菜田盐碱土壤施用一定量的生化黄腐酸土壤改良剂有较明显的改碱效果,并可改善植株的生长发育。陈金海等[38]利用互花米草和羊粪混合堆肥还田对滨海盐碱土壤进行修复,结果表明效果良好,在达到一定程度降解盐碱成分的同时增强土壤肥力。据张文俭等[39]研究可知,不同的农业耕作模式也是对盐碱土壤修复的不同方式,对土壤的诸多物理、化学和生物指标有不同的影响效果。张国荣等[40]采用浅耕翻、施用磷石膏、施用糠醛渣、施用有机肥、建植星星草人工草地或星星草+羊草人工草地等不同改良方法对盐碱土壤进行修复研究,结果表明,综合使用效果比任何单一方法都好。

盐碱土壤的综合修复方法具有涉及因素多、全,各因素相互作用、相互促进,考虑全面和修复功效高的特点,是盐碱土壤修复的发展方向。

3、存在问题与展望

盐碱土壤的修复是生态环境的修复的一个重要方面,修复的方法众多,功效不一,故其评价指标和体系有待于选定和建立,以判断各修复方法的优劣。修复盐碱土壤的植物和动物及微生物的筛选将耗费众多科研工作者的大量精力,但又必须去努力实践方能不断扩充盐碱土壤的生物修复方法。能否通过高科技手段,缩短实践时间,更为准确和有效找寻到高效修复盐碱土壤的生物。因为知道盐碱地野生植物具有良好的耐盐碱特性,其本身很有可能作为盐碱土壤修复优选植物,故在筛选盐碱土壤的修复植物时可以少走很多弯路。

如何正确地综合数种修复方法相互促进、相互巩固修复功效是广大科研工作人员非常值得探索的科研难题。同时,新的高科技应当应用到此方面,例如基因工程就可以应用于选育盐碱土壤的修复生物。

总之,在盐碱土壤的修复研究方面,中国科研人员有很大的研究起色和众多研究成果,但研究探索的道路还很长,还得不断努力,只有找准方向才能取得更大的硕果。

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改良土壤常用的方法范文第4篇

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。

改良土壤常用的方法范文第5篇

【关键词】园林栽植;土壤;问题;措施

城市园林绿化工程是城市建设中重要的项目之一,近年来,随着城市污染的日益严重,园林绿化工程的重要性有了更加明显的体现,可是,在城市园林绿化的过程中,由于土壤中的问题,导致了园林绿化需要特别的养护,给养护和管理过程增大了难度,有很多城市在园林绿化的过程中效果并不理想,其实并不是养护和管理有误而导致的,很大一方面就是由于土壤因素,因此,一定要对土壤有深入的了解,找出土壤中存在的不利于园林栽植的问题,并加以改善,来提高园林栽植和植物生长的质量。

一、我国城市主城区园林土壤存在的主要问题

作为城市土壤殊的一种,园林土壤和其他土壤有明显的区别,它主要的成分是客土,有很多的成分是添加物和外来土。在我国大多城市主城区内,园林建设所使用的土源十分复杂,土层中有很多的生土或疆土,也有不少的建筑垃圾和生活垃圾。加上人们长期的生活活动,导致土壤结构在无形中发生了变化,缺乏养分,导致主城区园林主要存在了以下问题:

1、土壤偏碱

我国大多数城市园林土壤偏碱性,PH值介于7.0到8.5之间,其中还掺杂着一部分PH大于8.5的强碱性土壤,这对于山茶、桂花、杜鹃等喜欢酸性的园林植物非常的不利,会影响植物的成活率。

2、土壤缺失养分

城市主城区园林土壤的主要组成成分有建筑剩余土壤、山地土壤等,这些土壤有着重要的特点就是营养缺失,土壤中所含有的氮、磷和有机物质普遍较少。据有关数据表明,我市有五成以上的土壤缺乏有机物质,有四成左右的土壤缺乏有效氮,有六成左右的土壤缺乏有效磷。

3、土壤的物理性较差

在建筑工程项目施工进行时,非常容易致使大量的岩石和工程垃圾掺杂到栽植土壤里,使土壤中含有很多的水泥、石灰、碎石等杂质,如果不能将这些垃圾清理掉,将会使植物的新生根难以生长,甚至可能引发植物的枯萎。我市栽植土壤有偏高的容重,加上行人踩踏、施工压轧等原因,导致破坏了土壤原有的结构,因此,土壤物理性差也是一大问题。

二、我国城市主城区园林土壤的改善对策

1、偏碱土壤的改善对策

1.1 化学方法

第一,离子中和法。离子中和法在改善偏碱性土壤中经常被用到,这种方法适合大面积的改良。此种方法的本质是将土壤里含有的碱性例子利用强酸根离子加以中和,从而使土壤的碱性得以降低。柠檬酸、硫磺等,都可以加以利用,目前,这种化学方法已经得到了普遍的应用,也取得了不错的改良效果。

第二,施用有机肥法

由于有机肥中含有大量的酸性物质,这种酸性物质能将土壤中的碱性进行中和作用,因此,我们可以采取施用有机肥的方法来改善土壤碱性情况,不仅可以中和土壤碱性,还可以起到防止土壤板结的作用,因此它具有非常强的的螯合能力,因此,这几年来施用有机肥的方式得到了相关人员的青睐。

1.2 工程对策

利用穴土置换的方式,也可以对土壤的现状进行改良,不过,这种方法一般用于小面积、局部碱性土壤的改良。在开挖栽种园林植物的栽植坑时,可以将树坑适当的放大,在进行栽植工作之间,可以在树坑里放入原本已经准备好的偏碱性栽植土,这样,植物栽植周围的土壤酸碱性就会得到改善,使树木的生命力得到维持,与此同时,树木生长时对于碱性的抗性也会逐渐提高。

1.3 生物对策

一些园林植物本身具有一定的耐碱能力,如海桐、木槿、柽柳、石榴、栾树、椰树、仙人掌、康乃馨等。这些园林植物都能在 pH 值 7.5~8.5的碱性土壤中生长发育。对于 pH 值 8.5 以上的强碱性土壤,因为其高碱性对土壤水肥平衡和园林植物生理代谢的强烈影响,对这些耐碱园林植物的生长发育也会产生危害,应该先改良再栽植。②栽植绿肥植物。一些绿肥植物在生长过程中吸收土壤碱性物质,同时又能在其根部分泌酸性物质以及其根瘤腐化后能在土壤中残留酸性物质。因此,栽植绿肥植物能达到降低土壤酸碱性的目的,可以用作碱性土壤生物改良的绿肥植物有麦草、黑麦草、燕麦、绿豆、苜蓿等。对于新建设的单位、公园、小区等绿地,可以利用这种方法进行改良。

2、养分不足土壤的改良措施

2.1施用有机肥

除了上述两种措施外,我们还可以通过施用生物肥料的方式,来提高土壤的肥力,改善土壤的营养结构,例如,我们可以将草炭、煤炭、鸡粪等添加进土壤中,使土壤的土质变得疏松,使土壤的透气性达到植物生长的需求,这样,植物就不会出现根部坏死的现象,这对于园林土壤的改善而言,是十分积极的一种对策。

2.2化学肥料培肥

作为补充土壤养分的一种手段,化学肥料的施工虽然有很多的优点,但也存在着一定的弊端,经常使用化学肥料培肥,非常容易导致土壤养分不均衡,容易使土壤发生板结,从而使土壤环境受到影响,这对于园林绿化可持续发展而言都是十分不利的。测土配方施肥是解决施用化肥造成土壤养分失衡的有效途径。一种方法是测土施肥:先化验土壤,根据土壤养分状况,再根据植物的需肥规律,计算出一个经济合理的施肥量,这是最科学、准确的施肥方法。另一种方法是配方施肥,配方肥是根据不同植物的需肥特性配制化学肥料配方,根据植物种类和生长状况选用适合的配方,这种方法虽没有考虑土壤的状况,但也算相对合理。

3、物理性质差土壤的改良措施

第一,清除砾石和建筑垃圾 。很多栽植土壤中含有大量的砖块、玻璃、石灰和水泥,我们可以采用人工或机械清理的方式处理这个问题,利用机器在土壤表面翻耕,找出土壤中所含的大块杂质,来清理建筑余土,使土壤成分尽量保持在干净、整洁的状态,有必要的,可以实施重新换土的方式,利用工程措施来改善土壤问题往往能取得意想不到的效果。

第二,防止压实。在进行绿地平土与植物栽植时,利用人工回填与驳运的方式,可以将机械作业减少到最小,防止土壤被压实。同时,为了保护绿地土壤,一定要禁止认为的踩踏。

第三,有机物覆盖。利用草叶、树叶、花朵、树皮等废弃有机物进行覆盖,是当前非常流行的一种方式,这种方法可以使土壤的理化性质得到有效改善,还能改善环境压迫对于土壤所产生了一些不良因素,同时,还可以起到装饰、防尘等作用。

第四,利用透气水材料。为了改善乔木植物的根部透气性,我们可以采用防止人工透气管的方式,实践过程中,我们可以把塑料管用无纺布包裹两头,空档处填满珍珠岩,放置于树木根部,管长以从园林植物根部至地表为宜,人为地在土壤中营造出透气空间,从而使园林植物的根部透气性得到有效改善。

结语:总而言之,影响园林植物生长的因素有多个方面,土壤是其中一个起到决定性影响的因素,对于土壤中那些不利于园林植物生长的因素,我们一定要加以重视,不可置若罔闻,一定要采取有效的措施,从上述提到的几个方面入手,来真正改善土壤成分,保证园林绿色植物的茁壮成长。

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