土壤改良剂的研究利用现状.docx

土壤改良剂的研究利用现状摘要：全世界拥有耕地7.3 亿hm2，但每年平均有近500 万hm2的土地因退化而不能生产粮食。到2050 年，世界近6 亿hm2 的土地沙化，约有200万hm2灌溉土地盐渍化。因此，如何保持土壤质量、改善酸碱土壤、解除土壤毒性、减少土传病害传播，成为人们关注的焦点。应用土壤改良剂可在一定程度上缓解农业生产危机，它可以促进土壤团粒的形成、改良土壤结构、提高肥力、保护耕层土壤、改善土壤保水保肥性、提高粮食产量[1-2]。在国内外大量相关研究的基础上，本文对土壤改良剂研究现状、主要种类、功能作用、使用技术、存在问题及应用前景等进行了综述，以期为相关产品的研发与利用提供参考。土壤改良剂的研究概况土壤改良剂的研究始于19 世纪末，距今已有100 多年的历史。根据土壤改良剂的来源、制法和性质，其研究历史可以划分为两个时期，即天然土壤改良剂研究时期和人工合成土壤改良剂研究时期。天然土壤改良剂的研究时期从19 世纪末到20 世纪40 年代，约50 余年的历史。这个时期主要是利用天然有机质为原料，从中提取天然聚合物，如纤维素、半纤维素、木质素、多糖类、腐殖酸类等物质作为土壤改良剂，或者利用微生物合成产物等有机胶结物作为土壤改良剂。研究较多的是藻朊酸盐，它是从藻类中抽取的多糖羧酸类化合物，藻朊酸钠用量0.1%便有显著的改土效果。早在20 世纪初，西方国家就开展了利用天然高分子如纤维素、半纤维素、木质素、腐殖酸、多糖、瓜儿豆提取液、淀粉共聚物改良土壤的研究。它们具有原料充足、制备简单、施用方便、效果良好和经济可行等优点，但由于天然土壤改良剂易被土壤微生物分解，施用周期短，且用量较大，施用后释放的大量阳离子对土壤有毒害作用，因此并没有受到人们的重视，难以在生产上广泛应用。从20 世纪50 年代开始，随着人工合成化工技术的发展，土壤改良剂的研究工作就从天然土壤改良剂过渡到人工合成土壤改良剂研究时期。克里利姆土壤改良剂是初期人工合成的改良剂，主要成分是聚丙烯酸钠盐，具有高效、抗微生物分解、无毒等优点。美国首先开发了商品名为Krilium的合成类高分子土壤改良剂，之后人们对大量的人工合成材料包括水解聚丙烯腈（HPAN）、聚乙烯醇（PVA）、聚丙烯酰胺（PAM）、沥青乳剂（ASP）及多种共聚物有了更充分的认识，并发现其中比较理想的是聚丙烯酰胺。人工改良剂的优点在于不易被土壤微生物分解，作用持久，且对土壤微生物和土壤动物无害，改良后的土壤更有益于作物的生长。在现代人工制剂中，人们往往根据土壤特性及主要限制因子，应用植物秸秆、氟石、磷石灰、膨胀土、蛭石、石膏等，并加入植物生长所需要的营养元素，研制出具有特定功效的改良剂，如酸性土壤改良剂、碱性土壤改良剂和营养型土壤改良剂，以达到改土和促进植物生长的双重作用。随着土壤改良剂在农业和生态环境中的广泛应用，国内外土壤改良剂的新产品也越来越多。世界各国为了保护农田和扩大耕地面积，提高农作物产量，研制和开发了种种土壤保湿剂、松土剂、固沙剂、增肥剂、消毒剂和降酸碱剂。目前，土壤改良剂主要应用于美国、前苏联、利比亚、科威特、比利时等石油产品丰富的国家，一些石油化工副产品类的土壤改良剂已大面积应用于固沙造林。比利时在土壤改良剂的研究和应用方面处于领先地位，应用较多的为聚丙烯酰胺、聚乙烯醇和沥青乳剂等，应用范围除农作物外，主要用于海港固沙、菜地和观赏植物。国内过去有些单位曾研究过聚丙烯腈、聚丙烯醇等，后来由于种种原因在很长一段时间停止了这项研究。最近几年，随着有机化学工业的发展和国外土壤改良剂的研究和应用，国内许多单位也开始了这项研究和小范围的生产应用。人工合成土壤改良剂的成功，为从农业科学和从有机质的作用方面去研究土壤结构问题，打开了一个新的局面[3-6]。二、土壤改良剂的种类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。2.1 天然改良剂按原料性质分成无机物料和有机物料。其中无机物料主要包括天然矿物（石灰石、膨润石、石膏、蛭石、珍珠岩等）和无机固体废弃物（粉煤灰等）；有机物料主要包括有机固体废弃物（造纸污泥、城市污水污泥、城市生活垃圾、作物秸秆、豆科绿肥和畜禽粪便等）、天然提取高分子化合物（多糖、纤维素、树脂胶、单宁酸、腐殖酸、木质素等）和有机质物料（泥炭、炭等）。2.2 人工合成土壤改良剂模拟天然改良剂人工合成的高分子有机聚合物。国内外研究和应用的人工合成土壤改良剂有聚丙烯酰胺（Polyacrylamide，PAM）、聚乙烯醇树脂、聚乙烯醇、聚乙二醇、脲醛树脂等，其中PAM是研究者最为关注的人工合成土壤改良剂。2.3 天然-合成共聚物改良剂主要包括腐殖酸-聚丙烯酸、纤维素-丙烯酰胺、淀粉-丙烯酰胺/丙烯丙烯腈、沸石/凹凸棒石-丙烯酰胺、磺化木质素-醋酸乙