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成土母質(zhì)對(duì)土壤的作用范文第1篇

關(guān)鍵詞：微生物肥料；土壤肥力；維持

中圖分類號(hào)：S144 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

用微生物肥料，既可疏松土壤又可提高土壤肥力，還可以減少病害。因此，對(duì)微生物肥料對(duì)土壤生物肥力的維持有其必要性。

1土壤生物肥力

土壤的四大肥力因素是養(yǎng)分（礦物質(zhì)）、有機(jī)質(zhì)、空氣、水分。這四大因素要同時(shí)存在，相互供應(yīng)，相互配合。母質(zhì)是土壤中礦物質(zhì)的基礎(chǔ)，構(gòu)成土壤的“骨骼”，像氧、硅、鋁以及一些微量元素來(lái)自成土母質(zhì)。有機(jī)質(zhì)對(duì)土壤的肥力發(fā)展和理化性質(zhì)影響極大，來(lái)自動(dòng)植物殘?bào)w以及其分解和合成的物質(zhì)。其中，有機(jī)質(zhì)和礦物質(zhì)的含量是土壤肥力衡量的一個(gè)重要標(biāo)志。

目前，對(duì)于土壤生物肥力還沒(méi)有一個(gè)特定的定義和定量描述，但是其已經(jīng)廣泛應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，并且對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作出了較大的貢獻(xiàn)。目前，學(xué)術(shù)界對(duì)土壤生物肥力有這樣一個(gè)簡(jiǎn)單的定義，即指生活在土壤中的微生物、動(dòng)物、植物根系等有機(jī)體為植物生長(zhǎng)發(fā)育所需的營(yíng)養(yǎng)和理化條件做出的貢獻(xiàn)。同時(shí)，生物過(guò)程對(duì)土壤的物理、化學(xué)特性起到良好的促進(jìn)和維持作用。它與物理肥力、化學(xué)肥力共同構(gòu)成土壤肥力3個(gè)不可或缺的組分。

與化學(xué)肥力、物理肥力相比，土壤生物肥力的特征主要表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：首先，動(dòng)態(tài)性，其在生物過(guò)程中，隨著植物的生長(zhǎng)和時(shí)間的變化而不斷地發(fā)生變化。其次，多樣性，這種特性主要表現(xiàn)為多種微生物的共同參與，是一種綜合化的過(guò)程。對(duì)于土壤生物肥力，微生物是其中的核心部分。

2 微生物肥料對(duì)土壤生物肥力的維持

2.1案例分析

為了研究微生物肥料對(duì)土壤生物肥力的維持，進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)探究（表1）：

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，要針對(duì)材料的生長(zhǎng)情況、病蟲(chóng)害情況以及產(chǎn)量等都分別作好記錄，并且進(jìn)行分析。

2.2土壤肥力的維持

一般而言，微生物肥料適宜于全部植物，其實(shí)微生物肥料是針對(duì)板結(jié)土壤，尤其是對(duì)于鹽堿化土壤以及病蟲(chóng)害嚴(yán)重的土壤會(huì)更有效果，大體而言，微生物肥料對(duì)土壤肥力的影響有以下幾點(diǎn)：

2.2.1對(duì)土壤中有機(jī)質(zhì)的影響。根據(jù)測(cè)定結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與沒(méi)有施用肥料的土壤相比，施用微生物肥料后的作物產(chǎn)量有所減少，而且減輻在0.3%～0.4%左右，這是因?yàn)槲⑸锓柿现泻薪忖浘?、解磷菌以及固氮菌，由于這些微生物的存在，使得土壤中的有機(jī)物，不斷地分解和轉(zhuǎn)化，因此，在施用微生物肥料時(shí)，要想保持土壤肥力，需要增施有機(jī)肥，而且，經(jīng)過(guò)實(shí)踐研究發(fā)現(xiàn)，微生物肥料比較適用于機(jī)質(zhì)含量較多的土壤。

2.2.2對(duì)土壤中磷的影響。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，施有微生物肥料的土壤中，作物產(chǎn)量提高，但是土壤中的磷含量卻有所減少，其減輻在4.6～18.9mg/Kg，造成這種現(xiàn)象的主要原因就是由于作物生長(zhǎng)帶走了很多的磷元素，自然也說(shuō)明微生物肥料可以沒(méi)有較強(qiáng)的解磷能力。

2.2.3對(duì)土壤中鉀的影響。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在收獲作物以后，土壤中鉀的含量明顯有所上升，其中，沒(méi)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，顯然，微生物肥料有助于土壤中鉀含量的增加。

2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

2.3.1根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)分析，對(duì)土壤中的礦物質(zhì)以及有機(jī)質(zhì)進(jìn)行了檢測(cè)，在土壤中，施加微生物肥料，促進(jìn)土壤物質(zhì)轉(zhuǎn)化，改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤肥力，促使益生菌群增殖，促進(jìn)作物生長(zhǎng)。與此同時(shí)，微生物肥料主要促進(jìn)土壤中難溶性養(yǎng)分的溶解、轉(zhuǎn)化和釋放。同時(shí)，由于菌劑的代謝過(guò)程中釋放出大量的有機(jī)物質(zhì)，促進(jìn)土壤中微量元素硅、鋁、鐵、鎂、鉬等的轉(zhuǎn)化及螯合，有效打破土壤板結(jié)，改善團(tuán)粒結(jié)構(gòu)狀態(tài)，改善土壤養(yǎng)分的供應(yīng)狀況、通氣狀況及疏松程度。促使各種自生、共生益生菌群增殖的生物肥料，可以增加土壤中的氮素來(lái)源，將土壤中難溶的磷、鉀分解轉(zhuǎn)化，從而能為作物吸收利用，增加土壤肥力。

2.3.2使得土壤中的農(nóng)藥殘留量大大減少，并且在很大程度上提高作物產(chǎn)量，其中，玉米提高13%，小麥平均畝產(chǎn)提高16%，棉花提高14%，甘蔗、大白菜提高40%，甜瓜增產(chǎn)15%-24%。

2.3.3作物產(chǎn)品的質(zhì)量也有所提升，對(duì)作物產(chǎn)品中富含的物質(zhì)進(jìn)行了分析，農(nóng)產(chǎn)品中的活性多糖、黃酮、胡蘿卜素等活性物質(zhì)的含量大大增加，作物品質(zhì)全面提升，進(jìn)而提升了作物的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，同時(shí)，產(chǎn)品的口感提升，營(yíng)養(yǎng)更加均衡。

3 微生物肥料的研究與發(fā)展趨勢(shì)

綜合以上分析，可以知道，微生物肥料具有很好的實(shí)用性和農(nóng)業(yè)價(jià)值。與其他國(guó)家相比，我國(guó)的微生物肥料行業(yè)，品種多，應(yīng)用廣，尤其是營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的合成方面，更處于領(lǐng)先地位，而且這些產(chǎn)品目前已經(jīng)形成了一定的規(guī)模，具有很好的發(fā)展前景。但是從另一個(gè)方面來(lái)講，我國(guó)在微生物肥料研究方面的投入不足，所以，整體而言，我國(guó)微生物肥料研究水平仍舊不是很高，再加上缺乏技術(shù)創(chuàng)新，使得產(chǎn)品的質(zhì)量和穩(wěn)定性不足，這些都是目前極需解決的問(wèn)題。為此，需要針對(duì)我國(guó)微生物肥料的研究現(xiàn)狀，加強(qiáng)對(duì)我國(guó)微生物肥料產(chǎn)業(yè)的分析，采用現(xiàn)代高科技術(shù)手段，取得更大的突破，促進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

4 總結(jié)

總而言之，微生物肥料，不僅有利于促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成，使土壤中空氣和水的比值協(xié)調(diào)，使土壤疏松，增加保水、保溫、透氣、保肥的能力，而且施用微生物肥能讓土壤中的有益微生物保持很大的優(yōu)勢(shì)，也能明顯疏松土壤，提高透氣性，進(jìn)而促進(jìn)植物的良好生長(zhǎng)。

參考文獻(xiàn)

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成土母質(zhì)對(duì)土壤的作用范文第2篇

關(guān)鍵詞:原位固定修復(fù);重金屬污染;土壤修復(fù)技術(shù)

中圖分類號(hào):X503文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009-2374 (2010)13-0031-02

原位固定修復(fù)工藝方法從成本和時(shí)間上能較好地滿足治理土壤中重金屬污染的要求。原位固定就是通過(guò)往土壤中加入固定劑,調(diào)節(jié)和改變重金屬在土壤中的物理化學(xué)性質(zhì),使其產(chǎn)生沉淀、吸附、離子交換、腐殖化和氧化-還原等一系列反應(yīng),降低其在土壤環(huán)境中的生物有效性和可遷移性,從而減少這些重金屬元素對(duì)動(dòng)植物的毒性。目前在土壤修復(fù)中常用的固定劑包括無(wú)機(jī)固定劑、有機(jī)固定劑和有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合固定劑。該方法的優(yōu)點(diǎn)是成本低,對(duì)重金屬的固定時(shí)間長(zhǎng),對(duì)于大面積的面源污染有很好的修復(fù)前景。然而,固定劑使用不當(dāng),也會(huì)帶來(lái)一系列的問(wèn)題。本文對(duì)重金屬污染土壤的原位固定修復(fù)進(jìn)行了研究。

一、重金屬污染土壤的原位固定治理技術(shù)

(一)原位固定治理技術(shù)的提出

重金屬原位固定修復(fù)的研究開(kāi)始于20世紀(jì)50年代,所制備的吸附劑最早來(lái)固定水體中不同重金屬。后來(lái),人們發(fā)現(xiàn)了重金屬的毒性與其在土壤中的賦存形態(tài)有密切的相關(guān)性。一些基于降低重金屬生物有效性的物質(zhì)如沸石、水泥和石灰等被應(yīng)用于固定土壤和沉積物中的重金屬。原位修復(fù)技術(shù)才逐漸被應(yīng)用到土壤重金屬的吸附固定中。20世紀(jì)80年代以后,許多固定物質(zhì),如人工合成的沸石、生物固體、污泥和磷酸鹽衍生物等應(yīng)用于重金屬污染土壤的原位固定中。隨著人們對(duì)土壤中重金屬存在形態(tài)的進(jìn)一步研究,發(fā)現(xiàn)了重金屬的毒性與其在土壤中存在的各種形態(tài)密切相關(guān),植物吸收重金屬的量取決于土壤中有效態(tài)重金屬含量,而不是土壤中重金屬的全量。

原位固定技術(shù)是指通過(guò)往土壤中加入固定劑,調(diào)節(jié)和改變重金屬在土壤中的物理化學(xué)性質(zhì),使其產(chǎn)生沉淀、吸附、離子交換、腐殖化和氧化-還原等一系列反應(yīng),降低其在土壤環(huán)境中的生物有效性和可遷移性,從而減少這些重金屬元素對(duì)動(dòng)植物的毒性。由于其成本低廉、操作方便、效果快速,使其在對(duì)污染土壤的治理中得到廣泛應(yīng)用,尤其對(duì)耕作土壤中的面源污染的治理。

(二)原位固定治理技術(shù)應(yīng)用的主要限制因素

目前,原位修復(fù)技術(shù)在應(yīng)用中仍然存在一些困難:其一,每個(gè)固定劑都有其適用的土壤,土壤的成土母質(zhì)、粘粒含量、pH等理化性質(zhì)直接影響固定劑的修復(fù)效果。環(huán)境條件的改變,特別是降水多少等,也會(huì)影響固定劑對(duì)重金屬的固定作用。因此,每一種固定劑應(yīng)用于實(shí)踐,都要有科學(xué)的技術(shù)參數(shù)作支撐。其二,化學(xué)合成的有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合體應(yīng)用于重金屬污染土壤修復(fù),不僅治理成本過(guò)高,且有相當(dāng)?shù)沫h(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。有些固定劑在土壤中還會(huì)引起土壤理化性質(zhì)的改變,對(duì)植被造成不良影響。為此,我們提出用天然的有機(jī)、無(wú)機(jī)材料制備出有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合體,杜絕二次污染,并發(fā)展與之相應(yīng)的有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合體原位鈍化技術(shù)。其三,雖然吸附劑能將重金屬固定住,但金屬離子依然還存留在土壤環(huán)境中,并可能隨著環(huán)境條件的改變,生物有效性也可能變化。所以,探尋將重金屬?gòu)耐寥乐袕氐兹〕龅姆椒ㄊ欠浅１匾摹?/p>

二、固定劑對(duì)土壤中重金屬活性的影響

固定劑可分為有機(jī)、無(wú)機(jī)和有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合體三種類型。無(wú)機(jī)材料通過(guò)其對(duì)重金屬的吸附、氧化還原、拮抗或沉淀作用,以降低重金屬的生物有效性。由于土壤化學(xué)性質(zhì)和作物吸收關(guān)系復(fù)雜,這種效果具有地帶性。有機(jī)物料對(duì)土壤中重金屬的影響極其復(fù)雜,也有文章報(bào)道低分子有機(jī)物通過(guò)螯合作用活化土壤中重金屬。有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合體對(duì)重金屬的吸附、沉淀、凝聚、絡(luò)合等能力大于單一的有機(jī)物或無(wú)機(jī)物。

(一)無(wú)機(jī)固定劑對(duì)土壤中重金屬活性的影響

無(wú)機(jī)固定劑主要包括三種:(1)石灰、鋼渣、高爐渣、粉煤灰等堿性物質(zhì),通過(guò)對(duì)重金屬的吸附、氧化還原、拮抗或沉淀作用降低土壤中重金屬的生物有效性;(2)羥基磷灰石、磷礦粉、磷酸氫鈣等磷酸鹽,可增加離子吸附和沉降,減少水溶態(tài)含量及生物毒性;(3)天然、天然改性或人工合成的沸石、膨潤(rùn)土等礦物亦可提高固定效果。

但采用無(wú)機(jī)固定劑進(jìn)行土壤改良往往需要較大的施入量,在某些情況下,可能誘發(fā)新的環(huán)境問(wèn)題。如磷灰石的大量施用會(huì)使土壤累積較多的磷,對(duì)周圍水體造成潛在的威脅。在一些修復(fù)過(guò)程中由于土壤過(guò)度石灰化,會(huì)使土壤中重金屬離子濃度長(zhǎng)期升高并導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)。在土壤中添加沸石或沸石類似的硅酸鹽物質(zhì),可導(dǎo)致土壤溶液中可溶性有機(jī)碳(DOC)升高,最后是土壤中鎘和鋅的淋溶性加大。

(二)有機(jī)固定劑對(duì)土壤中重金屬活性的影響

有機(jī)固體廢物按其來(lái)源不同可分為第一性生產(chǎn)廢棄物(作物秸稈、枯枝落葉等)、第二性生產(chǎn)廢棄物(畜禽糞便等)、工副業(yè)有機(jī)廢料(農(nóng)畜產(chǎn)品加工廢棄物)和人類生活廢棄物(城鄉(xiāng)生活垃圾、人糞尿等)4類。它們具有的活性基團(tuán)(如:COO-、-NH、=NH、=PO4、-S-、-O-等),很容易作為配位體與重金屬元素Zn、Mn、Cu、Fe等絡(luò)合或螯合,鈍化土壤中的重金屬。

有機(jī)材料因其對(duì)提高土壤肥力具有十分重要的意義,且取材方便、經(jīng)濟(jì),因此在土壤重金屬污染修復(fù)中得到了廣泛應(yīng)用。有機(jī)材料可能通過(guò)幾種途徑降低土壤重金屬的有效性:提高土壤pH,增加土壤固相有機(jī)質(zhì)對(duì)重金屬的吸附;有機(jī)分解產(chǎn)物與重金屬形成難溶性沉淀(如硫化物);水溶性有機(jī)物與重金屬結(jié)合形成不易被植物吸收的形態(tài)等。

但有機(jī)物料對(duì)土壤中重金屬的影響極其復(fù)雜,也有文章報(bào)道低分子有機(jī)物通過(guò)螯合作用活化土壤中重金屬。有研究表明,有機(jī)物料在后茬作物中促進(jìn)了重金屬的生物積累和毒性。王新等認(rèn)為有機(jī)肥料選擇不當(dāng)不但起不到應(yīng)有的效果,甚至還會(huì)有副作用。

(三)有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合固定劑對(duì)土壤中重金屬活性的影響

有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合體包括城市固體廢棄物、黃酸鹽吸附劑、污水污泥、石灰化生物固體等,人工合成的大都是以天然粘土礦物和有機(jī)化學(xué)試劑合成有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合體。有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合體對(duì)重金屬的吸附、沉淀、凝聚、絡(luò)合等能力大于單一的有機(jī)物或無(wú)機(jī)物已被大量的研究所證實(shí)。

三、固定劑在治理重金屬污染中的應(yīng)用

(一)固定劑在水處理中的應(yīng)用

固定劑在污水處理中的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)廣泛。已有大量的研究表明,膨潤(rùn)土和沸石等固定劑及它們的改性產(chǎn)品能有效地治理含氮、磷、重金屬離子廢水及有機(jī)廢水,為廢水處理行業(yè)低成本、高效率的運(yùn)轉(zhuǎn)提供了一條行之有效的新途徑。杭瑚等利用膨潤(rùn)土處理污水中的重金屬離子,發(fā)現(xiàn)加入0.04%膨潤(rùn)土和0.006%的PAC可使低濃度污水中Pb2+脫除93.1%。還有研究發(fā)現(xiàn),經(jīng)過(guò)改性的有機(jī)膨潤(rùn)土對(duì)含50mg/L的Cr6+廢水的去除率達(dá)到95%。

(二)固定劑在修復(fù)重金屬污染土壤中的應(yīng)用

固定劑原位修復(fù)重金屬污染土壤因其易于實(shí)施性和成本低廉性,已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。當(dāng)然在使用過(guò)程中,也存在著一定的局限性和潛在風(fēng)險(xiǎn)。其改良效果也有很大程度的差異。無(wú)機(jī)和有機(jī)改良劑的修復(fù)效果不僅與重金屬離子的種類有關(guān),而且還受作物、土壤類型及環(huán)境因子的制約。

有機(jī)物質(zhì)因其取材方便價(jià)格低廉,又對(duì)提高土壤肥力具有十分重要的意義,因此在土壤重金屬污染改良中得到了廣泛應(yīng)用。李劍超等指出,在盆栽試驗(yàn)中,豬糞和泥炭均降低了潮土中水溶性Cu的含量,卻沒(méi)有降低紅壤中水溶性Cu的含量。

武玫玲等研究表明,土壤中重金屬離子濃度較低時(shí),Fe 、Mn氧化物對(duì)重金屬離子的專性吸附隨pH增大而升高,但是不同重金屬離子開(kāi)始吸附的pH值和達(dá)到最高吸附量的pH明顯不同。氧化物和有機(jī)質(zhì)對(duì)于控制土壤溶液中Cu的濃度所起的作用,遠(yuǎn)較粘土礦物重要,當(dāng)土壤中Cu濃度低時(shí),主要與游離氧化鐵和有機(jī)質(zhì)結(jié)合,呈現(xiàn)緊結(jié)合態(tài),而當(dāng)Cu濃度高時(shí),則又出現(xiàn)大量的松結(jié)合態(tài),這部分Cu主要是與水云母、高嶺石等粘土礦物結(jié)合。因此含游離氧化鐵和有機(jī)質(zhì)高的土壤對(duì)外來(lái)銅的緩沖能力相對(duì)較強(qiáng)。因此從理論上來(lái)說(shuō),在修復(fù)Cu污染的土壤方面,固定劑施用在含游離氧化鐵和有機(jī)質(zhì)低的土壤中會(huì)表現(xiàn)出更顯著的修復(fù)效果。

四、結(jié)語(yǔ)

縱觀國(guó)內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn):(1)重金屬污染土壤鈍化修復(fù)技術(shù)的研究已取得了一系列重要進(jìn)展,無(wú)論是分別施用無(wú)機(jī)鈍化劑、有機(jī)鈍化劑,還是有機(jī)、無(wú)機(jī)鈍化劑混合使用,都有成功的實(shí)例,但在不同的土壤類型、不同污染程度、不同重金屬種類的研究結(jié)果各異;(2)鈍化劑的需用量較大,尤其是無(wú)機(jī)鈍化劑一般用量在5%左右時(shí),鈍化效果才較明顯;(3)利用有機(jī)試劑和天然粘土礦物預(yù)制備的有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合體,能顯著提高對(duì)重金屬的吸附量,但多在水處理中的應(yīng)用研究,應(yīng)用于土壤污染修復(fù),不僅成本過(guò)高,且可能誘發(fā)新的環(huán)境問(wèn)題;(4)無(wú)論施用哪種鈍化劑,最終被吸附鈍化的重金屬都留在土壤中,存在著潛在的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

參考文獻(xiàn)

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