土壤改良劑在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

金哲石

（承德市土壤肥料工作站，河北承德 067000）

0 引言

中國土地雖然僅有一小部分能夠稱之為沃土，但大多數(shù)土地要么是鹽堿地，要么是沙漠荒地，因此，中國的糧食大省是黑龍江省、遼寧省、吉林省和山東省等地。為了通過后天改變土壤環(huán)境增產(chǎn)增收，土壤改良劑應(yīng)運(yùn)而生。國外使用改良劑較早，中國在20世紀(jì)80年代開始研究，從模仿到獨(dú)立自主創(chuàng)造，雖然經(jīng)歷坎坷，但是今天中國的土壤改良劑已經(jīng)使大部分土地改變了樣貌，使地里的莊稼實(shí)現(xiàn)了高產(chǎn)高收的宏偉目標(biāo)。

1 土壤改良劑的研究現(xiàn)狀和種類

1.1 關(guān)于土壤改良劑的研究進(jìn)展

在中國，土壤障礙和土壤退化是限制農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力發(fā)展的兩個(gè)決定性因素，這使得中國能夠適合種植糧食的適宜土壤大大減少，導(dǎo)致很多土地不能合理應(yīng)用。土壤改良劑針對土壤沙質(zhì)化、土壤板結(jié)化、土壤鹽堿化等惡劣土質(zhì)，以及在如鎘、鎳等重金屬離子和化工廠化學(xué)污染水源后，能夠使土壤恢復(fù)其原有的生命力，從而煥發(fā)出新的生機(jī)。

1.2 國內(nèi)外研究改良的種類

1895年以后，人們開始嘗試對土壤改良劑的研究，主要是利用大自然物質(zhì)對土壤進(jìn)行改造。1905年前夕，當(dāng)時(shí)西方先進(jìn)的生物科技使得大多數(shù)農(nóng)學(xué)方面的專家將目光聚焦在土壤改良劑的身上。20世紀(jì)70年代中期，在西方國家如美國、比利時(shí)、利比亞、法國等國技術(shù)較為先進(jìn)時(shí)，專家們對土壤改良劑的研究進(jìn)入了新的高峰時(shí)代，因此，西方的生物營養(yǎng)學(xué)專家在土壤改良劑方面的改良研究相對中國而言較為先進(jìn)。

例如，比利時(shí)用瀝青乳化保濕劑施用于沙漠能夠使其保留水分以供作物生長；美國研制出硫酸銨降鈉肥土劑，可以降低土壤鈉含量，為大豆、玉米等農(nóng)作物的生長提供了良好環(huán)境等等。在中國，雖然土壤改良劑研究比國外晚，但是古人早就開始用糞土、秸稈焚燒等微生物殘?jiān)鼇硖岣咄寥赖姆柿?，促進(jìn)糧食增產(chǎn)，使得人人手中有糧，心不慌。

1.3 土壤改良劑的發(fā)展前景

土壤是人類賴以生存且不可再生的重要自然資源，一旦土壤被破壞，將直接威脅到人民的生命健康以及人類的生存。因此，土地的修復(fù)及改良需要立刻行動(dòng)，這時(shí)土壤改良劑就充分發(fā)揮了它的優(yōu)越性。土壤改良劑的技術(shù)不斷更新，使得其能夠有效防止土壤退化和土壤障礙，還給人類一個(gè)干凈、肥沃的土地。

2 土壤改良劑的物理性質(zhì)在農(nóng)業(yè)方面的研究

2.1 水分含量

水是生命之源，地球上淡水的含量僅為3%，因此對于水資源的利用不能有一絲一毫的浪費(fèi)。例如：鹽堿化土地的特點(diǎn)是土壤中鹽分含量高，水分含量較低，因此需要土壤改良劑能夠保存鹽堿地中的水分，其目的是不讓土壤中的水分流失，且要想保證植物能夠生長旺盛，須讓植物喝飽水。因此，國外專家發(fā)現(xiàn)了聚丙烯酰胺這個(gè)物質(zhì)，并將這種物質(zhì)用作土壤改良劑，這樣改良劑中含有親水基團(tuán)，可以利用親水基團(tuán)親水的性質(zhì)吸收足夠多的水分，從而保證土壤的含水量，使農(nóng)作物正常生長。

此外，在鹽堿地中可以種植枸杞、向日葵等農(nóng)作物，這些農(nóng)作物既耐干旱還具有水土保持的作用，能夠適應(yīng)惡劣天氣，使得農(nóng)民種植之后高產(chǎn)高收，獲得巨大利潤。不少專家也在研究土壤改良劑對土壤中的水分保持能力，東北農(nóng)業(yè)大學(xué)專家在試驗(yàn)田干旱土地中施加土壤改良劑后，對土壤水分進(jìn)行分析，結(jié)果表明，該土壤改良劑可以顯著提高作物對土壤的水分保持效率。

2.2 土壤團(tuán)聚體

土壤團(tuán)聚體是科學(xué)專家新發(fā)現(xiàn)的一種物質(zhì)。土壤團(tuán)聚體的具體表現(xiàn)在土壤疏松孔的大小，原理類似蚯蚓松土，通過擴(kuò)張土壤使得水分能夠深入土里，還能夠使空氣流通，避免由于植物缺氧造成爛根。這使得土壤的微環(huán)境處于一種平衡狀態(tài)，有利于增強(qiáng)土壤的肥力。通過查閱資料可知土壤中攜帶的風(fēng)沙量過多，不利于土壤的團(tuán)聚，反之，則有利于團(tuán)聚。因此，團(tuán)聚體可以檢測土壤的侵蝕程度、養(yǎng)料是否充足，土壤改良劑便可根據(jù)其親水疏水特性，通過觀察團(tuán)聚體的大小，知道土壤的肥力情況。

3 土壤改良劑的化學(xué)性質(zhì)在農(nóng)業(yè)方面的研究

3.1 土壤pH的影響

土壤的pH是研究土壤是否肥沃、土壤的酸堿性以及土壤的生長基礎(chǔ)是否良好的重要指標(biāo)。而且土壤的生命力直接決定著農(nóng)作物是否高高產(chǎn)，而這直接影響農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。絕大多數(shù)的農(nóng)作物，如小麥、大豆、玉米等pH一般是在5.8～8.0，呈中性。因此，在酸性土壤中要想使得植物長得又好又快，可選擇堿性土壤改良劑以便中和酸性，使得土壤呈中性，反之，也是如此。土壤改良劑的作用就是改善土壤的酸堿性，此外還要保留土壤原有的生命力。此外，經(jīng)過調(diào)查研究，糞肥能夠改善土壤pH值。

3.2 有機(jī)含量的影響

土壤的有機(jī)物質(zhì)是土壤的重要組成成分，可增強(qiáng)土壤的肥性，使土地長出更好的莊稼；還能夠起到緩沖性的作用，防止惡劣天氣破壞植物的根部。土壤有機(jī)質(zhì)是指土壤中來源于植物腐爛后和動(dòng)物死后的殘骸經(jīng)過分解者分解形成有機(jī)物，這些有機(jī)物能夠重新激發(fā)出土壤的活力，土壤肥沃力增加，讓種子在此處生根發(fā)芽。此外，也可以通過施加有機(jī)肥的方式，使土壤的基本營養(yǎng)均衡，還能夠保持植物良好的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)土壤的營養(yǎng)均衡等，使土地源源不斷地為植物生長發(fā)育提供營養(yǎng)。

4 土壤改良劑的生物性質(zhì)在農(nóng)業(yè)方面的研究

4.1 秸稈焚燒增加肥力

隨著這幾年規(guī)?；B(yǎng)殖戶發(fā)展，規(guī)模化養(yǎng)殖戶都是全價(jià)飼料，所以很多農(nóng)民都選擇將秸稈就地焚燒，可以改善土壤肥力。因?yàn)椴菽净依锩婧?，在農(nóng)民眼里，這既能改善土壤肥力，又能處理秸稈，是最好不過的辦法。但是焚燒秸稈會(huì)污染空氣，因此，專家們通過專業(yè)的生物規(guī)范操作將其制成肥料以改善土壤的肥力。

基于全球都在進(jìn)行生物能源的這場大革命中，中國作為大國強(qiáng)者理應(yīng)承擔(dān)起大國責(zé)任，為全球的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供精尖技術(shù)。生物能源的研究既能解決化石能源的枯竭問題，又能解決由于化學(xué)作用帶來的日益嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，因此利用生物技術(shù)來提高農(nóng)作物的產(chǎn)品產(chǎn)量是當(dāng)下全球?qū)τ跍p少碳排放以及國內(nèi)實(shí)行雙碳政策的最好方式。

4.2 酶的活性提升活力

在生物界中，酶是最好的催化劑，因此在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，土地里的酶也是植物生長不可或缺的元素。但是酶的活性受外界環(huán)境的影響較大，水分、溫度、土壤疏松程度、作物生長等因素，只要將酶的活性保證在最適溫度和適合pH條件下，土壤的養(yǎng)分活力就能達(dá)到最大狀態(tài)。因此，檢測土壤的質(zhì)量好壞就需要依靠酶的活力進(jìn)行測定，這類似于人體中想要判斷身體健康狀況就需要體檢一樣。

研究專家都在研究不同土壤改良劑對農(nóng)作物，如小麥在堿脅迫狀態(tài)下測量該土壤中酶的活性，在實(shí)驗(yàn)室中將不同堿性濃度溶液下的土壤混合，對根部土壤環(huán)境進(jìn)行分析，結(jié)果顯示：在酸性土壤改良劑中酶的活性比自然狀態(tài)下酶的活性要高，植物生長狀態(tài)良好。由此可知，土壤在堿濃度高的情況下，土壤中酶活性被抑制，養(yǎng)分含量降低；而在施用含酸性土壤改良劑的土壤中，土壤的酶活性保持不變，可促進(jìn)作物根系生長茂盛，不易被惡劣天氣破壞，因此也會(huì)提高作物的產(chǎn)量。雖然施用土壤改良劑會(huì)增加酶的活性，但也會(huì)抑制其他酶活性，例如過氧化氫酶。

4.3 土壤微生物的含量

衡量土壤微環(huán)境是否平衡，其主要依據(jù)是根據(jù)土壤中動(dòng)物的含量以及微生物的含量而測定的。一些農(nóng)學(xué)微生物專家致力于利用微生物改進(jìn)土壤改良劑針對風(fēng)沙的效果檢測。通過實(shí)驗(yàn)，如：同種條件下的生長活力旺盛的玉米，分別施加微生物土壤改良劑和傳統(tǒng)的土壤改良劑進(jìn)行對比。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在含有微生物土壤改良劑的土壤玉米生長狀況明顯高于采用傳統(tǒng)的土壤改良劑。

這表明微生物土壤改良劑對玉米有明顯的改善作用，這一重大實(shí)驗(yàn)成果將會(huì)對黑龍江省、山東省等地區(qū)的玉米種植提供一種新型肥料，將大大提高玉米的產(chǎn)量。正是因?yàn)橥寥栏牧紕┘饶鼙恢瞥煞柿?，也能被用作農(nóng)藥，還可做成養(yǎng)料等，引得一大批專家學(xué)者前赴后繼都希望農(nóng)民能用上自己研制的改良劑，以保障國家糧食安全。

5 土壤改良劑對農(nóng)作物產(chǎn)量的影響研究

土壤改良劑能夠改善土壤的水分、養(yǎng)料、維持土壤生態(tài)平衡等，并且可以通過改善這些土壤微環(huán)境，使農(nóng)作物能夠在惡劣條件下實(shí)現(xiàn)果實(shí)高產(chǎn)高量的目標(biāo)。通過土壤學(xué)專家對農(nóng)作物如大豆、土豆、高粱等植物的實(shí)驗(yàn)觀察研究發(fā)現(xiàn)，土壤改良劑在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用范圍較廣，專家可根據(jù)不同類型的農(nóng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)出不同的土壤改良劑，來實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品的增產(chǎn)增收、高產(chǎn)高收的局面。

例如，玉米專家研究土壤改良劑對玉米生長的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，施用土壤改良劑后，玉米的生長狀況要比自然生長狀態(tài)下產(chǎn)量要高。小麥專家通過研究土壤改良劑以應(yīng)對早霜的惡劣天氣使得小麥高產(chǎn)高收，大豆專家通過研究土壤改良劑使得大豆豐收，能夠榨出更多的豆油。由此，可以說明土壤改良劑確實(shí)對農(nóng)業(yè)的發(fā)展有很大的好處，因此，農(nóng)業(yè)研究人員可以在土壤改良劑上多下功夫，使中國農(nóng)業(yè)道路發(fā)展越來越好，使得全國兩會(huì)期間提倡的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展和農(nóng)業(yè)數(shù)字化發(fā)展以及在貧瘠土地上種出糧食的目標(biāo)能夠?qū)崿F(xiàn)。

土壤改良劑使用的目的就是為了保持土壤持續(xù)給作物生長提供充足養(yǎng)料以維持穩(wěn)定的土壤生態(tài)平衡。因此，許多植物學(xué)專家、農(nóng)藥學(xué)專家以及林學(xué)專業(yè)的專家都在致力于改良植物基因用來適合鹽堿土地以及沙漠荒地的生長，但再高產(chǎn)高量的種子如果土地環(huán)境不改善，植物依舊無法顯示出其優(yōu)越性，因此土壤改良劑的研發(fā)與應(yīng)用是必要的。只有土地不再貧瘠，中國糧食生產(chǎn)才能夠得以保。只有配方在國人自己手里，中國農(nóng)業(yè)發(fā)展才不會(huì)受制于人。只有這樣才能實(shí)現(xiàn)在2022年的全國兩會(huì)期間習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào)的糧食安全，中國的發(fā)展要靠自己，不依靠他國力量。只有改良了土壤，能夠讓百姓不再因?yàn)榘ゐI而受窮，才能夠真正地使百姓安居樂業(yè)，一起感受中國在技術(shù)領(lǐng)域、在農(nóng)業(yè)方面領(lǐng)先于世界的豪邁姿態(tài)。

6 結(jié)語

綜上所述，土壤改良劑是一把雙刃劍，有積極一面也有消極一面，關(guān)鍵在于執(zhí)劍人是如何利用它。土壤改良劑在農(nóng)業(yè)發(fā)展上應(yīng)用最為廣泛，許多農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)來源主要是依靠土地里的莊稼收入。因此，為了建設(shè)新型農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)，土壤改良劑在農(nóng)業(yè)的使用利大于弊。作為科研人員要針對不同類型的土地研發(fā)出不同的土壤改良劑，使得中國華夏所到之處皆是糧倉，圓袁隆平院士禾下乘涼夢，讓中國人民不再餓肚子，實(shí)現(xiàn)糧食的高產(chǎn)高收。