成土母质对土壤的作用

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成土母质对土壤的作用范文第1篇

关键词：微生物肥料；土壤肥力；维持

中图分类号：S144 文献标识码：A

用微生物肥料，既可疏松土壤又可提高土壤肥力，还可以减少病害。因此，对微生物肥料对土壤生物肥力的维持有其必要性。

1土壤生物肥力

土壤的四大肥力因素是养分（矿物质）、有机质、空气、水分。这四大因素要同时存在，相互供应，相互配合。母质是土壤中矿物质的基础，构成土壤的“骨骼”，像氧、硅、铝以及一些微量元素来自成土母质。有机质对土壤的肥力发展和理化性质影响极大，来自动植物残体以及其分解和合成的物质。其中，有机质和矿物质的含量是土壤肥力衡量的一个重要标志。

目前，对于土壤生物肥力还没有一个特定的定义和定量描述，但是其已经广泛应用到农业生产中，并且对农业生产作出了较大的贡献。目前，学术界对土壤生物肥力有这样一个简单的定义，即指生活在土壤中的微生物、动物、植物根系等有机体为植物生长发育所需的营养和理化条件做出的贡献。同时，生物过程对土壤的物理、化学特性起到良好的促进和维持作用。它与物理肥力、化学肥力共同构成土壤肥力3个不可或缺的组分。

与化学肥力、物理肥力相比，土壤生物肥力的特征主要表现为以下几点：首先，动态性，其在生物过程中，随着植物的生长和时间的变化而不断地发生变化。其次，多样性，这种特性主要表现为多种微生物的共同参与，是一种综合化的过程。对于土壤生物肥力，微生物是其中的核心部分。

2 微生物肥料对土壤生物肥力的维持

2.1案例分析

为了研究微生物肥料对土壤生物肥力的维持，进行了以下实验探究（表1）：

在实验过程中，要针对材料的生长情况、病虫害情况以及产量等都分别作好记录，并且进行分析。

2.2土壤肥力的维持

一般而言，微生物肥料适宜于全部植物，其实微生物肥料是针对板结土壤，尤其是对于盐碱化土壤以及病虫害严重的土壤会更有效果，大体而言，微生物肥料对土壤肥力的影响有以下几点：

2.2.1对土壤中有机质的影响。根据测定结果发现，与没有施用肥料的土壤相比，施用微生物肥料后的作物产量有所减少，而且减辐在0.3%～0.4%左右，这是因为微生物肥料中含有解钾菌、解磷菌以及固氮菌，由于这些微生物的存在，使得土壤中的有机物，不断地分解和转化，因此，在施用微生物肥料时，要想保持土壤肥力，需要增施有机肥，而且，经过实践研究发现，微生物肥料比较适用于机质含量较多的土壤。

2.2.2对土壤中磷的影响。根据实验结果分析，施有微生物肥料的土壤中，作物产量提高，但是土壤中的磷含量却有所减少，其减辐在4.6～18.9mg/Kg，造成这种现象的主要原因就是由于作物生长带走了很多的磷元素，自然也说明微生物肥料可以没有较强的解磷能力。

2.2.3对土壤中钾的影响。根据实验结果发现，在收获作物以后，土壤中钾的含量明显有所上升，其中，没有施微生物肥料的土壤肥力提高了 23mg/Kg，而施加微生物肥料的土壤肥力提高了54mg/Kg，显然，微生物肥料有助于土壤中钾含量的增加。

2.3 实验结果分析

2.3.1根据以上实验分析，对土壤中的矿物质以及有机质进行了检测，在土壤中，施加微生物肥料，促进土壤物质转化，改善土壤结构，提高土壤肥力，促使益生菌群增殖，促进作物生长。与此同时，微生物肥料主要促进土壤中难溶性养分的溶解、转化和释放。同时，由于菌剂的代谢过程中释放出大量的有机物质，促进土壤中微量元素硅、铝、铁、镁、钼等的转化及螯合，有效打破土壤板结，改善团粒结构状态，改善土壤养分的供应状况、通气状况及疏松程度。促使各种自生、共生益生菌群增殖的生物肥料，可以增加土壤中的氮素来源，将土壤中难溶的磷、钾分解转化，从而能为作物吸收利用，增加土壤肥力。

2.3.2使得土壤中的农药残留量大大减少，并且在很大程度上提高作物产量，其中，玉米提高13%，小麦平均亩产提高16%，棉花提高14%，甘蔗、大白菜提高40%，甜瓜增产15%-24%。

2.3.3作物产品的质量也有所提升，对作物产品中富含的物质进行了分析，农产品中的活性多糖、黄酮、胡萝卜素等活性物质的含量大大增加，作物品质全面提升，进而提升了作物的经济价值和营养价值，同时，产品的口感提升，营养更加均衡。

3 微生物肥料的研究与发展趋势

综合以上分析，可以知道，微生物肥料具有很好的实用性和农业价值。与其他国家相比，我国的微生物肥料行业，品种多，应用广，尤其是营养物质的合成方面，更处于领先地位，而且这些产品目前已经形成了一定的规模，具有很好的发展前景。但是从另一个方面来讲，我国在微生物肥料研究方面的投入不足，所以，整体而言，我国微生物肥料研究水平仍旧不是很高，再加上缺乏技术创新，使得产品的质量和稳定性不足，这些都是目前极需解决的问题。为此，需要针对我国微生物肥料的研究现状，加强对我国微生物肥料产业的分析，采用现代高科技术手段，取得更大的突破，促进我国农业的可持续发展。

4 总结

总而言之，微生物肥料，不仅有利于促进土壤团粒结构的形成，使土壤中空气和水的比值协调，使土壤疏松，增加保水、保温、透气、保肥的能力，而且施用微生物肥能让土壤中的有益微生物保持很大的优势，也能明显疏松土壤，提高透气性，进而促进植物的良好生长。

参考文献

[1]陈添昌，钟平，李添华，林雷通，童德文，陈郑盟.微生物肥料在烟草生产中的应用[J].农技服务，2012（05）.

[2]孟令文，付雪娇，刘冠求.易丰收在甘薯栽培上的应用效果研究[J].辽宁农业科学，2011（03）.

成土母质对土壤的作用范文第2篇

关键词:原位固定修复;重金属污染;土壤修复技术

中图分类号:X503文献标识码:A文章编号:1009-2374 (2010)13-0031-02

原位固定修复工艺方法从成本和时间上能较好地满足治理土壤中重金属污染的要求。原位固定就是通过往土壤中加入固定剂,调节和改变重金属在土壤中的物理化学性质,使其产生沉淀、吸附、离子交换、腐殖化和氧化-还原等一系列反应,降低其在土壤环境中的生物有效性和可迁移性,从而减少这些重金属元素对动植物的毒性。目前在土壤修复中常用的固定剂包括无机固定剂、有机固定剂和有机-无机复合固定剂。该方法的优点是成本低,对重金属的固定时间长,对于大面积的面源污染有很好的修复前景。然而,固定剂使用不当,也会带来一系列的问题。本文对重金属污染土壤的原位固定修复进行了研究。

一、重金属污染土壤的原位固定治理技术

(一)原位固定治理技术的提出

重金属原位固定修复的研究开始于20世纪50年代,所制备的吸附剂最早来固定水体中不同重金属。后来,人们发现了重金属的毒性与其在土壤中的赋存形态有密切的相关性。一些基于降低重金属生物有效性的物质如沸石、水泥和石灰等被应用于固定土壤和沉积物中的重金属。原位修复技术才逐渐被应用到土壤重金属的吸附固定中。20世纪80年代以后,许多固定物质,如人工合成的沸石、生物固体、污泥和磷酸盐衍生物等应用于重金属污染土壤的原位固定中。随着人们对土壤中重金属存在形态的进一步研究,发现了重金属的毒性与其在土壤中存在的各种形态密切相关,植物吸收重金属的量取决于土壤中有效态重金属含量,而不是土壤中重金属的全量。

原位固定技术是指通过往土壤中加入固定剂,调节和改变重金属在土壤中的物理化学性质,使其产生沉淀、吸附、离子交换、腐殖化和氧化-还原等一系列反应,降低其在土壤环境中的生物有效性和可迁移性,从而减少这些重金属元素对动植物的毒性。由于其成本低廉、操作方便、效果快速,使其在对污染土壤的治理中得到广泛应用,尤其对耕作土壤中的面源污染的治理。

(二)原位固定治理技术应用的主要限制因素

目前,原位修复技术在应用中仍然存在一些困难:其一,每个固定剂都有其适用的土壤,土壤的成土母质、粘粒含量、pH等理化性质直接影响固定剂的修复效果。环境条件的改变,特别是降水多少等,也会影响固定剂对重金属的固定作用。因此,每一种固定剂应用于实践,都要有科学的技术参数作支撑。其二,化学合成的有机-无机复合体应用于重金属污染土壤修复,不仅治理成本过高,且有相当的环境风险。有些固定剂在土壤中还会引起土壤理化性质的改变,对植被造成不良影响。为此,我们提出用天然的有机、无机材料制备出有机-无机复合体,杜绝二次污染,并发展与之相应的有机-无机复合体原位钝化技术。其三,虽然吸附剂能将重金属固定住,但金属离子依然还存留在土壤环境中,并可能随着环境条件的改变,生物有效性也可能变化。所以,探寻将重金属从土壤中彻底取出的方法是非常必要的。

二、固定剂对土壤中重金属活性的影响

固定剂可分为有机、无机和有机-无机复合体三种类型。无机材料通过其对重金属的吸附、氧化还原、拮抗或沉淀作用,以降低重金属的生物有效性。由于土壤化学性质和作物吸收关系复杂,这种效果具有地带性。有机物料对土壤中重金属的影响极其复杂,也有文章报道低分子有机物通过螯合作用活化土壤中重金属。有机-无机复合体对重金属的吸附、沉淀、凝聚、络合等能力大于单一的有机物或无机物。

(一)无机固定剂对土壤中重金属活性的影响

无机固定剂主要包括三种:(1)石灰、钢渣、高炉渣、粉煤灰等碱性物质,通过对重金属的吸附、氧化还原、拮抗或沉淀作用降低土壤中重金属的生物有效性;(2)羟基磷灰石、磷矿粉、磷酸氢钙等磷酸盐,可增加离子吸附和沉降,减少水溶态含量及生物毒性;(3)天然、天然改性或人工合成的沸石、膨润土等矿物亦可提高固定效果。

但采用无机固定剂进行土壤改良往往需要较大的施入量,在某些情况下,可能诱发新的环境问题。如磷灰石的大量施用会使土壤累积较多的磷,对周围水体造成潜在的威胁。在一些修复过程中由于土壤过度石灰化,会使土壤中重金属离子浓度长期升高并导致农作物减产。在土壤中添加沸石或沸石类似的硅酸盐物质,可导致土壤溶液中可溶性有机碳(DOC)升高,最后是土壤中镉和锌的淋溶性加大。

(二)有机固定剂对土壤中重金属活性的影响

有机固体废物按其来源不同可分为第一性生产废弃物(作物秸秆、枯枝落叶等)、第二性生产废弃物(畜禽粪便等)、工副业有机废料(农畜产品加工废弃物)和人类生活废弃物(城乡生活垃圾、人粪尿等)4类。它们具有的活性基团(如:COO-、-NH、=NH、=PO4、-S-、-O-等),很容易作为配位体与重金属元素Zn、Mn、Cu、Fe等络合或螯合,钝化土壤中的重金属。

有机材料因其对提高土壤肥力具有十分重要的意义,且取材方便、经济,因此在土壤重金属污染修复中得到了广泛应用。有机材料可能通过几种途径降低土壤重金属的有效性:提高土壤pH,增加土壤固相有机质对重金属的吸附;有机分解产物与重金属形成难溶性沉淀(如硫化物);水溶性有机物与重金属结合形成不易被植物吸收的形态等。

但有机物料对土壤中重金属的影响极其复杂,也有文章报道低分子有机物通过螯合作用活化土壤中重金属。有研究表明,有机物料在后茬作物中促进了重金属的生物积累和毒性。王新等认为有机肥料选择不当不但起不到应有的效果,甚至还会有副作用。

(三)有机-无机复合固定剂对土壤中重金属活性的影响

有机-无机复合体包括城市固体废弃物、黄酸盐吸附剂、污水污泥、石灰化生物固体等,人工合成的大都是以天然粘土矿物和有机化学试剂合成有机-无机复合体。有机-无机复合体对重金属的吸附、沉淀、凝聚、络合等能力大于单一的有机物或无机物已被大量的研究所证实。

三、固定剂在治理重金属污染中的应用

(一)固定剂在水处理中的应用

固定剂在污水处理中的应用已经相当广泛。已有大量的研究表明,膨润土和沸石等固定剂及它们的改性产品能有效地治理含氮、磷、重金属离子废水及有机废水,为废水处理行业低成本、高效率的运转提供了一条行之有效的新途径。杭瑚等利用膨润土处理污水中的重金属离子,发现加入0.04%膨润土和0.006%的PAC可使低浓度污水中Pb2+脱除93.1%。还有研究发现,经过改性的有机膨润土对含50mg/L的Cr6+废水的去除率达到95%。

(二)固定剂在修复重金属污染土壤中的应用

固定剂原位修复重金属污染土壤因其易于实施性和成本低廉性,已经得到广泛应用。当然在使用过程中,也存在着一定的局限性和潜在风险。其改良效果也有很大程度的差异。无机和有机改良剂的修复效果不仅与重金属离子的种类有关,而且还受作物、土壤类型及环境因子的制约。

有机物质因其取材方便价格低廉,又对提高土壤肥力具有十分重要的意义,因此在土壤重金属污染改良中得到了广泛应用。李剑超等指出,在盆栽试验中,猪粪和泥炭均降低了潮土中水溶性Cu的含量,却没有降低红壤中水溶性Cu的含量。

武玫玲等研究表明,土壤中重金属离子浓度较低时,Fe 、Mn氧化物对重金属离子的专性吸附随pH增大而升高,但是不同重金属离子开始吸附的pH值和达到最高吸附量的pH明显不同。氧化物和有机质对于控制土壤溶液中Cu的浓度所起的作用,远较粘土矿物重要,当土壤中Cu浓度低时,主要与游离氧化铁和有机质结合,呈现紧结合态,而当Cu浓度高时,则又出现大量的松结合态,这部分Cu主要是与水云母、高岭石等粘土矿物结合。因此含游离氧化铁和有机质高的土壤对外来铜的缓冲能力相对较强。因此从理论上来说,在修复Cu污染的土壤方面,固定剂施用在含游离氧化铁和有机质低的土壤中会表现出更显著的修复效果。

四、结语

纵观国内外研究发现:(1)重金属污染土壤钝化修复技术的研究已取得了一系列重要进展,无论是分别施用无机钝化剂、有机钝化剂,还是有机、无机钝化剂混合使用,都有成功的实例,但在不同的土壤类型、不同污染程度、不同重金属种类的研究结果各异;(2)钝化剂的需用量较大,尤其是无机钝化剂一般用量在5%左右时,钝化效果才较明显;(3)利用有机试剂和天然粘土矿物预制备的有机-无机复合体,能显著提高对重金属的吸附量,但多在水处理中的应用研究,应用于土壤污染修复,不仅成本过高,且可能诱发新的环境问题;(4)无论施用哪种钝化剂,最终被吸附钝化的重金属都留在土壤中,存在着潜在的环境风险。

参考文献

[1]高翔云,汤志云,李建和,王力.国内土壤环境污染现状与防治措施[J].环境保护,2006,(4).

[2]杨苏才,南忠仁,等.土壤重金属污染现状与治理途径研究进展[J].安徽农业科学,2006,34(3).