常见土壤改良方法范文1
关键词：黄瓜（Cucumis sativus L.）；镉；重金属；土壤改良剂；果实品质
中图分类号：S642.2∶X131.3 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2016）18-4711-06
DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2016.18.022
土壤是人类赖以生存的物质基础。随着社会的发展，土壤生态环境日益恶化，重金属污染问题越来越严重。由于各种途径带来的重金属进入土壤后可被农作物吸收，进而降低了农作物的产量和品质。蔬菜是人们日常生活中必不可少的食物，蔬菜受重金属污染后，会通过食物链进入人体，危害人体健康。现在镉已经成为蔬菜重金属污染最为突出的元素之一[1-3]，它能导致人体骨质疏松、变形和萎缩，并长期富集在肾和肝脏中，还是一种典型的致癌物[4，5]。目前，多种修复技术被应用到土壤重金属污染治理中来，如物理化学法、生物法等，它们均能有效降低重金属的污染风险；但是这些技术通常耗费大、成本高，还会破坏土壤肥力和土壤结构[6]。原位化学修复法是一种通过增加重金属的吸附、降低其在土壤中的溶解度和生物有效性、从而减少污染物从土壤进入农作物的方法；原位修复法成本低，对土壤的影响和破坏少[7，8]，适合大范围操作，符合农业可持续发展的要求，从而引起人们的广泛关注和研究热情。由原位修复法原理派生出来的土壤复合改良剂可以显著降低重金属污染土壤中水溶态镉和铅的含量[9]，但该改良剂对农作物体内重金属含量和营养指标的系统性影响尚未见报道。另外，目前国内外有关土壤改良剂对重金属污染修复的报道多集中在叶菜类[10，11]，而针对果菜类的研究较少。为此，试验通过盆栽试验，以代表性果菜黄瓜（Cucumis sativus L.）为试验对象，比较了不同浓度复合改良剂对镉污染土壤有机质含量、pH、微生物数量、黄瓜果实营养品质和镉含量的影响，以期阐明复合改良剂缓解镉毒害的机理，探求适宜的改良剂用量，为重金属污染土壤改良技术制订和黄瓜安全生产提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 供试土壤和材料
供试土壤采自北京夏至农业科技有限公司日光温室，取地面0～20 cm表层土壤，风干、弃去沙石和植物残体后过20目筛；土壤理化性质是有机质含量11.70 g/kg、全氮0.69 g/kg、全盐0.48 g/kg、碱解氮87.9 mg/kg、有效磷8.2 mg/kg、速效钾105.0 mg/kg，土壤pH 8.12，土壤镉含量0.15 mg/kg。
供试作物为黄瓜，种子购于北京京研益农科技发展中心。复合改良剂由四川大学化学工程学院提供，该改良剂由正铵、磷矿粉、腐殖酸、有机质、微生物生长所需营养元素及参与重金属离子反应的多种活性金属离子配制而成。
1.2 方法
采用盆栽法，在供试土壤里添加CdCl2・2.5H2O，设置2、4 mg/kg 2个镉处理浓度，加水充分搅拌混匀，平衡2周以上。待土壤平衡后，施入复合改良剂，施用量为0（CK）、600、900、1 200 mg/kg，与镉污染土壤充分搅拌混匀。每盆中装入15 kg土壤，定植黄瓜幼苗。每个处理3次重复，常规栽培管理。
1.3 样品采集及预处理
在黄瓜盛果期，采集符合商品要求的成熟黄瓜果实作为植株样品。采集黄瓜果实后，用土钻取盆内0～20 cm表层土壤作为土壤样品，一部分土样装入无菌纸袋，立即带回实验室，研磨过2 mm筛后于4 ℃冰箱保存，用于土壤微生物分析；另一部分土样风干、粉碎、过筛后用于土壤化学成分分析。
1.4 测定项目
采用重铬酸钾法测定土壤有机质含量；采用pH SJ-3F型酸度计电位法测定土壤pH[12]水平。
在土壤微生物数量分析方面，采用牛肉膏蛋白胨培养基培养细菌，采用马丁孟加拉红-链霉素选择性培养基培养真菌，采用改良高氏一号培养基培养放线菌，细菌、真菌和放线菌均采用稀释平板计数法计数[13，14]。微生物总量指细菌、放线菌和真菌数量之和。
黄瓜果实中镉含量采用湿法消解-原子吸收石墨炉法测定，黄瓜果实维生素C含量采用2，6-二氯靛酚滴定法测定，可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定，可滴定酸含量采用酸碱滴定法测定，粗纤维含量采用重量法测定，蛋白质含量采用凯氏定氮法测定，可溶性固形物含量采用折光仪法测定[15]。
1.5 数据处理
试验所得数据采用Microsoft Office Excel 2003软件处理，并用其制表和绘图，运用SPSS 20.0统计分析软件进行差异显著性检验。
2 结果与分析
2.1 复合改良剂对镉污染土壤中种植黄瓜后土壤里有机质含量和pH的影响
复合改良剂对镉污染土壤种植黄瓜后土壤有机质含量和pH的影响情况见图1。从图1-A可知，随着复合改良剂施用量的增加，镉污染的土壤有机质含量均逐渐增加，且均在施用1 200 mg/kg复合改良剂后达到最大值。与不施用复合改良剂的对照相比，2 mg/kg镉污染的土壤中施用1 200 mg/kg复合改良剂后，土壤有机质含量比对照增加了23.17%，差异达显著水平（P
2.2 复合改良剂对镉污染土壤中种植黄瓜后土壤里微生物的影响
复合改良剂对镉污染土壤种植黄瓜后土壤里微生物的影响情况见图2和表1。从图2和表1可以看出，施用复合改良剂对镉污染后种植黄瓜的土壤里微生物数量和组成产生了一定的影响。从种群数量来看，2个镉污染处理的种植黄瓜土壤里微生物数量均为细菌>放线菌>真菌，微生物总数主要受细菌数量的影响，它所占的比例最大，而受真菌数量的影响最小，这与杨济龙等[16]的试验结果一致。
从图2还可见，施用复合改良剂对镉污染土壤种植黄瓜后土壤里细菌数量、真菌数量和微生物总量具有明显的提升作用（图2-A、图2-C、图2-D），且在施用1 200 mg/kg复合改良剂后细菌和微生物总量达到最大值。与不施用复合改良剂的对照相比，2 mg/kg镉污染的土壤在施用1 200 mg/kg复合改良剂后，土壤中的细菌数量比对照增加了87.61%，差异达显著水平（P
2.3 复合改良剂对镉污染土壤中种植黄瓜的果实镉含量影响
复合改良剂对镉污染土壤种植的黄瓜果实镉含量影响情况见图3。从图3可见，黄瓜果实镉含量随着土壤镉浓度的增加出现升高的趋势，这与刘恩玲等[17]的研究结果相符。随着复合改良剂施用量的增加，2个镉污染浓度处理的土壤种植的黄瓜果实中镉含量逐渐降低，且均在复合改良剂施用量为1 200 mg/kg时降到最低值。与不施用复合改良剂的对照相比，2 mg/kg镉污染的黄瓜果实中镉含量降低了31.40%，差异达显著水平（P
2.4 复合改良剂对镉污染土壤中种植黄瓜的果实营养品质影响
复合改良剂对镉污染土壤种植的黄瓜果实营养品质影响情况见图4。从图4可见，黄瓜果实在不施用复合改良剂的情况下，4 mg/kg镉污染土壤种植的黄瓜果实中VC、可溶性糖和可溶性固形物含量明显低于2 mg/kg镉污染土壤种植的黄瓜（图4-A、图4-B、图4-F）。随着复合改良剂施用量的增加，2个镉污染浓度处理的土壤种植的黄瓜果实中VC、可溶性糖和可溶固形物含量均逐渐增加，且均在施用1 200 mg/kg复合改良剂后达到最大值，与不施用复合改良剂的对照相比，2、4 mg/kg镉污染浓度处理的土壤中种植的黄瓜果实VC含量分别增加了25.00%和91.42%（图4-A）、可溶性糖含量分别增加了37.03%和27.06%（图4-B）、可溶性固形物含量分别增加了14.29%和58.80%（图4-F），并且都差异显著（P0.05）；但当复合改良剂施用量为1 200 mg/kg后，可显著提高4 mg/kg镉污染土壤种植的黄瓜果实可滴定酸含量（P0.05）。与不施用复合改良剂的对照相比，4 mg/kg镉污染土壤中施用900 mg/kg改良剂可使黄瓜果实粗纤维含量降幅最大，降低了21.54%，与对照差异显著（P0.05）。
3 小结与讨论
蔬菜是人们日常生活中必不可少的食物，重金属污染导致的蔬菜重金属含量超标问题越来越受到人们的关注。中国土地资源稀缺，不可能将中轻度重金属污染的土地废弃，因此在这类土地上应尽可能种植可食用部分重金属积累量较少的蔬菜种类，同时采取能有效降低土壤重金属有效性的技术措施，以保证中轻度重金属污染土壤生产出的蔬菜具有食用安全性。已有的研究表明，瓜果类蔬菜可食用部分重金属含量与叶菜、根茎类蔬菜相比相对较低[1，2，18]。鉴于农作物只吸收土壤中的有效态重金属而非重金属全量[19]，而重金属有效性主要受土壤有机质含量和pH水平的影响[7，20]，因此目前的重金属原位化学修复法主要是围绕调节重金属污染土壤的有机质含量和pH而展开的。增加土壤中有机质含量可以显著降低镉、铅、汞、砷等重金属的有效性[21-24]，这可能是因为增加的土壤有机质可络合Pb2+、Cd2+等重金属离子，增大了其从土壤迁移到作物体内的难度[22，24]，从而减少了农作物对其的吸收。本试验结果表明，2、4 mg/kg镉污染浓度处理的土壤中施用1 200 mg/kg复合改良剂后，土壤有机质含量分别增加了23.17%和32.89%。
影响重金属有效性的另一个关键因子是土壤pH。提高土壤pH可促使土壤中的镉、铅等重金属形成氢氧化物或碳酸盐结合态沉淀，降低重金属迁移性和有效性，降低植物对重金属的吸收[7，25]。与之相反，降低土壤pH可导致氢氧化物或碳酸盐结合态重金属的溶解、释放，并且可增加吸附态重金属的释放，从而会使植物增加对重金属的吸收[26]。可见，提高土壤pH有助于降低植物中镉、铅等重金属的含量[5，11]。但本试验土壤为碱性（土壤pH 8.12），进一步显著提升土壤pH将不利于黄瓜的生长，所以结果中施用复合改良剂对2个镉污染浓度处理的土壤pH无显著影响。
土壤微生物是土壤中的活性胶体来源，它们比表面大，带电荷，代谢活动旺盛，可通过生物吸附、络合、沉淀、氧化还原等多种方式降低重金属在土壤中的活性和有效性[16，27]；因此，对重金属污染土壤中微生物的研究日益受到关注，已有研究表明，利用一些微生物特性在重金属污染土壤中可以担当指示作用[28]；所以研究复合改良剂对土壤微生物数量和组成的影响，对于研究该改良剂对重金属污染土壤的修复机理具有重要意义。本试验结果表明，在2、4 mg/kg 镉污染浓度处理土壤中施用1 200 mg/kg复合改良剂后，土壤细菌数量分别增加了87.61%和96.02%、微生物总量分别增加了59.95%和55.81%；施用900 mg/kg复合改良剂后，土壤真菌数量分别增加了137.50%和106.72%。施用复合改良剂后，镉污染土壤的有机质含量增加，这可能是导致土壤微生物数量和组成产生变化的重要原因之一[22]。另外，复合改良剂中所含的微生物生长所需营养也对镉污染土壤中的微生物数量和组成具有调节作用。以上结果说明，试验所采用的复合改良剂主要是通过提高土壤有机质含量和微生物数量来降低土壤镉的有效性的。另外，复合改良剂中所含的磷矿粉（氟磷酸钙）释放出的磷酸根与Cd2+离子可生成更稳定的磷酸盐重金属沉淀，这也有助于降低土壤中Cd2+的有效性。试验中，2、4 mg/kg镉污染浓度处理的土壤中施用1 200 mg/kg复合改良剂后，黄瓜果实的镉含量分别降低了31.40%和24.35%，降幅显著。
镉胁迫下，黄瓜根系生长受到抑制[29]、叶绿素含量降低[30]、光合速率下降[30，31]，并会诱导大量活性氧的产生[32，33]，使黄瓜植株的代谢发生紊乱、生长受抑，导致其体内维生素、糖分和其他物质含量都相应发生变化，从而影响黄瓜果实的品质[1]。因此，在重金属污染改良治理中，土壤改良剂对植物体内营养品质的影响也是非常重要的研究内容。在本试验中发现，随着土壤中添加镉浓度的增加，黄瓜果实的维生素C、可溶性糖和可溶性固形物含量降低。而施用复合改良剂对镉污染土壤种植的黄瓜果实营养品质具有一定的提升作用，2、4 mg/kg镉污染浓度处理土壤中施用1 200 mg/kg改良剂后，黄瓜果实的维生素C含量分别增加了25.00%和91.42%，可溶性糖含量分别增加了37.03%和27.06%，可溶性固形物含量分别增加了14.29%和58.80%。
综上所述，土壤复合改良剂可通过提高镉污染土壤有机质含量和微生物数量来降低土壤中镉离子的有效性，从而显著降低黄瓜果实对镉的积累，并可明显增加黄瓜果实的维生素C、可溶性糖、可溶性固形物含量，提升镉污染土壤种植的黄瓜果实营养品质。因此，土壤复合改良剂能够用于重金属镉污染土壤的原位修复。
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常见土壤改良方法范文2
论文摘要 提出重庆市主城区园林土壤存在的主要问题，即偏碱、养分含量低和物理性质差等，并针对各种问题分别提出相应的化学措施、工程措施、生物措施、管护措施等，以期给园林建设提供 参考 。
土壤是城市生态系统的重要组成部分，是城市园林绿化必不可少的物质条件[1]，直接影响着城市园林绿化建设和城市生态环境质量[2]。然而，由于园林景观和绿化效果主要是由植物直接来体现的[3]，园林植物的质量易受到重视，而对于园林植物的生长基质——土壤的质量则往往考虑较少[4，5]。重庆主城区园林土壤来源复杂，相当数量的土壤存在ph值偏高、养分含量低、容重大、砾石含量高、质地黏重、通气性差等缺陷，直接或间接地带来了苗木成活困难、苗木成活后长势衰弱、后期管护困难等问题，严重阻碍了园林绿化又好又快的 发展 。目前，重庆市正在建设国家园林城市和森林城市，随着大量园林建设的进行，园林土壤的问题越发凸显。如何管理和改良园林土壤质量，为园林植物创造良好的生长环境，从而提高园林绿化建设的质量已显得十分重要。
1 重庆主城区园林土壤存在的主要问题
重庆主城区位于四川盆地东部褶皱带的平行岭谷间，城市土壤以紫色砂泥岩风化物上发育的中性和石灰性紫色土为主[6]。园林土壤作为一种特殊的城市土壤，其特性不同于城市的一般土壤或农田土，其主要来自客土，很大一部分是外来土或添加物。重庆主城区内大量的城市建设使园林土壤土源复杂，土体层次紊乱，表土经常被移走或被底土掩埋，土层中常掺入底层僵土或生土，以及大量的砾石和建筑垃圾等；加之人类活动的强烈影响改变了土壤的理化性质，使其结构退化，养分缺失，影响了园林植物的生态绿化效果。重庆主城区园林土壤主要存在三大主要问题，即偏碱、养分含量低、物理性质差。
1.1土壤偏碱
重庆主城区大部分园林土壤的酸碱性为中性偏碱，ph值在7.0～8.5，其中还存在着一定数量的强碱性土壤（ph值>8.5），对桂花、香樟、雪松、杜鹃、山茶等喜酸性园林植物而言，这样的土壤条件会大大降低其种植成活率，严重影响其生长。
1.2土壤养分含量低
重庆主城区园林工程进行填埋建植的土壤主要有建筑过程中挖掘出地下未充分熟化养分贫瘠的土壤、混合了建筑垃圾的施工剩土、山地土壤，其土壤有机质含量及氮、磷含量都普遍偏低。据调查，重庆市街约55%的土壤有机质含量偏低，约40%的土壤有效氮含量偏低，约60%的土壤有效磷含量偏低，速效钾含量中等[7]。这样的养分含量水平容易导致植株恢复缓慢、生长受阻。加之对园林绿地养分的补给往往不能使其土壤肥力达到平衡，土壤肥力呈逐渐下降的趋势，制约了城市绿地生产力的提高。
1.3土壤物理性质差
重庆主城区地形以丘陵为主，地形起伏大、水土流失特别严重，土层侵蚀和堆积作用频繁[6]，加上广泛分布的紫红色砂岩和页岩夹杂在土层中，在建筑施工时极易致使大量的岩石侵入栽植土壤中，一些栽植土壤还含有大量建筑碎石、砖块、水泥、石灰等建筑垃圾。未清除这些侵入体就地栽植，特别是栽植大树，容易导致泥团外露、苗木泥团周围形成空洞、水分和养分流失、新生根系生长困难等，最终将导致苗木死亡。重庆主城区园林土壤的容重偏高，由于施工压轧、行人践踏、硬化铺装等人为活动，土壤的结构被严重破坏，有的土壤容重高达1.60～1.80mg/m3 [7]。特别是大量行道树的根系被挤压在硬化路面下有限的土壤中，直接造成土壤水气循环受阻等不利条件，使得根系发育受阻，树木生长困难，对直根系的乔木类园林植物危害尤其严重。
2 土壤改良措施
2.1偏碱土壤的改良措施
2.1.1化学措施。①离子中和。改良偏碱土壤的常用措施，对于大面积的偏碱土壤改良较适合。主要是通过强酸根离子将土壤中的碱性离子中和，达到降低土壤碱性的目的，如施用硫磺、硫酸亚铁、柠檬酸等。在实际应用时，要确定用量的大小，一般应通过测定土壤的总碱度再 计算 出相对精确的用量，也可以根据中和试验筛选出相对合适的用量。②施有机肥。有机肥料含有许多腐殖酸等酸性物质，可中和土壤中的碱性物质，防止土壤板结，促进土壤形成团粒结构；它还具有很强的螯合能力，能交换土壤团粒上的致碱离子。不仅能降低土壤酸碱性，还能改善土壤物理性质、提高土壤肥力。
2.1.2工程措施。①穴土置换。局部土壤的改良措施之一，对于栽植树木的偏碱土壤改良较适合。在开挖需要种植喜酸性园林植物的栽植坑时，适量放大树坑，栽植前，在树坑中填入原本酸性的或者经过化学改良好的偏碱栽植土，使植物根部周围的小范围内的土壤酸碱性得到改善，以维持树木生命力，待树木生根发芽后其对碱性危害的抗性增强。②挖沟排水。土壤中的致碱物质主要是水溶性盐或碱性物质，地表水能溶解表层土壤中的致碱物质，再通过挖沟排水，把含有致碱物质的土壤深层水排出，达到有效降低致碱物质含量从而降低土壤碱性的目的。同时，应控制好排水沟的密度和深度，可以对排水沟进行加盖和装饰，这样既能防止意外发生，又能提高景观质量。
2.1.3生物措施。①栽植耐碱园林植物。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。
2.2养分不足土壤的改良措施
2.2.1有机肥料培肥。有机肥料含有丰富的有机质，能协调土壤中的水、肥、气状况，促进微生物的活动，从而保证植物生长的养分需求。常见的有机肥有泥炭、油饼、鸡粪、菌包等。在新建绿地过程中，对于土壤养分不足的绿地，首先要施入足够的有机肥，具体做法是，栽植乔木前把有机肥和栽植土混合后填于树坑底部；栽植灌木或地被植物前在表土上均匀地撒上一层有机肥，再翻耕于土壤中。对现有绿地也应追施有机肥，补充土壤的养分库。具体做法是，乔木绿地可以转孔施肥，灌木或地被植物绿地可以沟施或撒施。
2.2.2化学肥料培肥。施用化学肥料是目前绿地补充土壤养分的最主要手段，但是由于化肥养分的单一性，长期施用将造成土壤养分的不平衡，特别是不 科学 的施用方法将引起土壤板结，恶化土壤环境，影响园林绿化可持续 发展 。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[8]。
2.2.3商品化复合改良剂培肥。与常见的有机和无机肥料相比，商品化复合土壤改良剂具有更快速的改良效果，其主要成分有矿质养分、有益活性微生物、生长激素等，其作用机理为促进土壤养分转化，降低土壤中有害物质的活性，促进土壤生态系统恢复。在园林建设中，利用商品化复合土壤改良剂，能在较短的时间内达到改良土壤的效果，提高绿地的绿化质量。
2.3物理性质差土壤的改良措施
2.3.1工程措施。①清除砾石和建筑垃圾。对于有大量的岩石、砖块、水泥、石灰等侵入体的栽植土壤，必须清除这些危害因素，最好对要栽植植物的表层土进行翻耕，在翻耕的过程中去除。②防止压实。在绿地平土和栽植植物时，采用人工驳运和回填，尽可能地减少机械作业，防止压实土壤。对建好的绿地进行防护，防止人为的践踏。③开沟排水。开沟排水能防止植物根部积水，缓解水气矛盾。一般来说，排水沟应略低于园林植物根系深度，以保证园林植物根系周围地下水的排出。应根据土壤情况和对园林景观的影响确定间距大小。④利用有机覆盖物。有机覆盖物是目前国外城市地表覆盖中比较盛行的一类覆盖物质，主要有废弃的树皮、核鳞、树叶、松针、木片、草叶等植物材料。有机覆盖物能改善土壤理化性质，能减轻环境胁迫对植物生长造成的不利影响，还具有防尘、装饰的功能。⑤采用透气透水材料。采用加放人工透气管的方法改善乔木根部透气性。具体做法是，将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，从而改善园林植物根部的透气性。
2.3.2管护措施。翻松培肥，通过翻松土壤打破板结层，增加土壤的通透性，使土壤容重变小，孔隙度增加，好气性微生物活动增强，养分得到释放。在翻松土壤的过程中，可以往土壤中掺入泥炭、树皮、树叶、珍珠岩等，增加土壤中的孔隙，使土壤的容重降低，从而改善通气状况。
3 结语
园林土壤的重要作用决定了对其改良的工作是个重要的过程，而其特殊性质又决定了对其改良又是个长期的过程。在园林绿化建设中，通过多种改良措施为园林植物创造一个良好的生长条件，对园林植物在种植后成活和恢复生长能发挥巨大的作用，是提高园林绿化质量的根本基础。同时，与具体的改良措施相比，园林土壤的质量管理也非常重要，通过建立科学的园林土壤准入体系、珍惜保护土壤表层土、建立适合园林绿化的栽植和养护规范、控制土壤污染等手段，能有效地促进园林土壤的改良和保护，是提高园林绿化质量的有力保障。
4 参考 文献
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常见土壤改良方法范文3
关键词：土壤盐渍化，盐渍危害，治理对策。
中图分类号：C35文献标识码： A
一．灌区土壤盐渍化的危害
1.农区耕地土壤退化
土壤次生盐碱化对耕作土壤的物理性状及肥力均可产生不良影响，盐碱化严重的地区可导致土壤退化，甚至被迫弃耕，最终导致土地荒漠化。因土地次生盐渍化的影响而弃耕是屡见不鲜的现象。
2.降低作物产量，形成低产田
土壤盐碱化是对农作物最直接的影响是导致产量降低，甚至颗粒无收。盐碱对作物的危害是通过土壤溶液直接危害作物细胞，影响作物正常的吸收和代谢机能。
3.造成绿洲野生植被的破坏
灌区内，人们为了保证耕地土屋中盐分得到减轻，往往进行大水压盐灌溉，使地下水矿化度增高，而灌区内的夹荒地由于没有灌溉只有蒸发作用，耕地中的盐分较移到荒地中自然植被随着土壤盐含量增加而遭受破坏。
4.危害人类健康
“盐随水来，盐随水去”水是盐分运动的载体，又是盐分寄存的场所。灌区在引水过程中，盐分也随地表水源不断地输送到农区。如果没有完善的排水系统，则进入灌区的盐分就会积存在耕地土壤和通过淋洗进入浅层地下水中，长期发展下去地下水矿化度增高，水质逐渐恶化，对地下水环境造成恶劣影响。
5.危害人类社会环境
土壤盐碱化还能危害人类社会生活环境。土壤盐碱化严重的地区，居民房屋倒塌，自然植被减少，土地日趋荒漠化，风沙大，生态环境极其恶劣。
二． 灌区土壤盐碱化的主要成因
灌区土壤盐碱化是自然因素和人为因素相结合的产物。自然因素是形成条件，人为因素则促进了盐碱化的发展。
（一）自然因素
1.气候干旱，降水稀少，蒸发强烈。2.地形封闭，盐分无外泄条件。3.母岩和母质含盐量高。4.新开垦的耕地土壤含盐量均偏高。
（ 二）人为因素：
1.水资源利用仍有许多问题，一起地下水位升高，小于临界水深2.重灌轻排达不到适宜灌排比要求3.上排下灌，灌溉水质恶化4.平原水库渗漏影响仍然很大5.土地不平整，特别是新垦地6.种植作物单一，除了粮食作物外，大部分为棉花，二养的作物苜蓿，绿肥几乎见不到，使土地用养失调7.有机肥使用量减小
三 .土壤盐渍化治理对策
根据灌区土壤盐渍化改良的发展趋势，盐渍化改良治理已经到了以流域为整体，土壤盐渍化治理与生态环境治理相结合得综合治理阶段。
（一）以水利改良土壤
从改良效果分析，以水利改良的方式，改良高地下水位引起的土壤 盐渍化的效果依然明显，但是排水，排盐降低地下水位的方式多样化，有明排，暗排，竖井灌排，生物排水（种树排水）等。盐碱地改良利用，最主要的水利工程措施就是排水。通过排水，一方面控制地下水位，使灌区地下水降到2m以下，使农作物不受高矿化度地下水的不利影响，另一方面通过排水将高矿化度水排出灌区，把从土壤淋洗到地下水中的盐分逐渐排出，使土壤逐步脱盐，达到改良盐碱地目的。在利用水利改良措施时，应以流域和灌区土壤盐渍化分区为整体，建立完善配套的水利工程体系，坚持以水利工程建设为主的生态环境建设，节水农业灌溉技术和灌区盐渍化改良三结合的流域总体整治理规划，形成盐碱地合利用与盐渍化土壤改良并存的发展模式。同时，依据流域总体治理规划目标，山区建立配套水库，以水发电，平原在地下水位高处以电提水，降低地下水位的高度。
（二）节水技术具有节水和降低地下水位作用
使用先进的灌溉方法对于防止土壤盐渍化和合理利用水资源十分重要。实施沟灌，，地膜覆盖灌等常规节水和膜下滴灌，喷灌，渗灌，低压管道灌等高效节水技术，制定合理的灌溉制度和采用较现金有切实可行的灌水技术，可以通过控制灌溉可使作物只得到作物生长需水，而不补充地下水，使地下水位随土壤的不断蒸发而降低，可解决因灌溉引起地下水位上升形成土壤次生盐渍化的问题。 因此，在有条件的地区，因地制选的推广常规节水和高效节水技术，加长以节水为恒心的灌区配套建设，不仅可以节约农业用水，缓解水资源矛盾，带来经济效益，还能减少地的次生盐渍化。
（三）化学改良措施。
化学改良是针对碱土和苏打盐土采用的一种改良措施。常用的化学改良剂可分为三类：一是钙剂，二是钙活化剂，三是：其他改良剂，实践证明，采用农业，生物和水利改良措施，才能收到应有的效果。
（四）从全局和流域角度建立统一完善的排水，排盐系统。
灌区土壤盐渍化改良要树立全局观，着眼于利于区域性的水盐平衡，对水土资源进行统一规划，综合平衡。为充分发挥渠系排水的作用，应从全流域考虑，地方与兵团或地区与地区之间各行政单位互相配合，统一规划，统筹安排，正确处理上游与下游，地区与地区及农区生态环境与绿洲边缘生态环境之间的关系，建立流于完善，完整的排水，排盐系统。以或盐碱化二级区为单元，建立统一的排碱渠和辅助排碱渠，通过主干渠把盐碱排放到总体规划的溶泄区。特别对跨流域，跨地县的骨干工程，应建立专结构，统一管理和维护，定期进行请与，整修。
（五） 重视农业改良的利用。
农业改良措施在已形成的盐碱地或尚未形成盐碱化的耕地上，都有很大作用，对有盐碱的农田可起到来加快治理的作用，而对非盐碱地可起到预防作用。在农田内部采用平整土地，合理的土壤耕作，合理的栽培技术，科学培肥地力和其它措施，改良土壤理化性质，改善土壤内在的防盐，抑盐条件，不断提高肥力，改造中低产田，建成稳产高产天。
常见土壤改良方法范文4
关键词 镉污染；土壤修复；生物修复；研究进展
中图分类号 X53 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2014）09-0251-03
镉是环境中毒性最强的重金属元素之一，位于元素周期表中第二副族，也是《重金属污染综合防治“十二五”规划》重点监控与污染物排放量控制的5种重金属之一；具有生物迁移性强、极易被植物吸收和积累的特点，对动植物和人体均可产生毒害作用[1]，严重时甚至会造成骨痛病、高血压、肾功能紊乱、肝损害、肺水肿等疾病[2]；据统计，我国每年生产的镉含量超标农产品和动物造成累积性毒害品达146万t[3]，镉污染的农田面积已超过28万hm2，年产镉超标农产品达150万t[4]，我国市场上常见的市售大米约10%存在镉超标[5]，对环境经济和人类的身体健康造成了极大的隐患。近年来湖南浏阳、云南曲靖以及广西河池地区先后发生的镉污染事件[6]造成了极大的影响，因此控制镉污染，加大对镉污染土壤修复力度已经势在必行，笔者对目前最新镉污染土壤修复的方法予以全面概述，着重于镉污染土壤的生物修复，旨在为后续的研究提供参考。
1 农业生态修复
农业生态修复措施是指因地制宜选择耕作管理制度来减轻重金属危害，主要包括农艺修复措施和生态修复措施。农艺修复措施一般是通过耕作制度的改变，辅以多种植物组合间作、轮作以及套作或者通过向镉污染土壤中加入能结合游离态的镉形成有机络合物的有机肥，从而达到有效减少土壤中镉的含量、降低植物对镉的吸收的目的，实现土壤中镉的迁移、吸收和降解[7-8]。我国在生态修复措施方面研究较多，一般通过调节包括土壤水分等在内的生态因子来实现对污染物所处环境介质的调控[9]。农业生态修复措施既能保持土壤的肥力，又能促进自然生态循环和系统协调的运作，但存在着修复时间长、见效慢等不利因素。
2 物理修复
镉污染土壤修复常用的物理方法有客土法、换土法、翻土法、电动力修复法等；客土法、换土法、翻土法是常用的物理修复措施，通过对污染地土壤采取加入净土、移除旧土和深埋污土等方式来减少土壤中镉污染。汪雅各等[10]进行客土深度改良试验，使青菜体内镉等浓度平均下降50%～80%；目前英、美、荷、日等国家先后实现了此法的应用，但由于其投资成本大、易发生二次污染和降低土壤肥力而难以广泛推广[11]。电动力修复主要是通过在污染土壤两侧施加直流电压，使土壤中的污染物质在电场作用下富集到电极两端，从而去除污染土壤中的重金属，目前该技术己应用于Cu、Cd、Pb、Zn、Cr、Ni等重金属污染土壤的修复。Karim et al[12]采用电动和水动相结合的方法对重金属污染土壤修复100 h后，土壤中约97%污染物被成功去除。物理法修复镉污染土壤简单、快速，但并没有真正将镉污染从土壤中去除，具有潜在的危害性，加上此法需要大量的财力、人力和物力，不适宜于大面积的镉污染土壤治理。
3 化学修复
化学修复是指通过向污染土壤中投入化学改良剂，对重金属进行固定转换、溶解抽提和提取分离，从而减少污染土壤中的重金属含量，改变土壤环境条件；化学固定、淋洗和提取是镉污染土壤化学修复较常见的方法。周国华研究发现土壤中活动态镉与稳定态镉可以相互转化[13]。碱性改良剂[14-15]（石灰、钙镁磷肥等）、黏土矿物[16]（沸石、海泡石等）、拮抗物质[17-18]（硫酸锌、稀土镧等）和有机质[19-20]（泥炭、有机堆肥等）是较为常用的镉污染修复化学材料；除此之外，一些金属螯合剂和表面活性清洗剂目前也逐渐应用于镉污染土壤修复[21]。化学修复是在污染土壤基础上进行的，简单易行。但它只是改变了镉在土壤中存在的形态，并没有真正意义上去除镉污染，存在再度活化危害的可能性，不是一种永久性的修复措施。
4 生物修复
生物修复是指利用生物的某些习性来适应、抑制和改良重金属污染。镉污染土壤修复一般有动物修复、植物修复和微生物修复。
4.1 动物修复
土壤中的某些低等动物如蚯蚓、鼠类能吸收土壤中的重金属，从而在一定程度上降低土壤中重金属含量[22]；目前该技术对重金属镉污染修复的研究仍局限在实验室阶段[23]，敬 佩等[24]通过在重金属污染土壤中接种蚯蚓发现：蚯蚓对镉具有较强的富集能力，富集量随着蚯蚓培养时间的延长而逐渐增加。但受低等动物生长环境等因素制约，其修复效率一般，并不是一种理想的修复技术。
4.2 微生物修复
土壤中的某些微生物对重金属有吸收、沉淀、氧化还原作用，可以减轻土壤中重金属的毒性；主要是通过改变土壤中重金属离子的活性，微生物细胞吸附富集重金属以及促进超富集植物对重金属的吸收来实现污染土壤的修复；江春玉等[25]从土壤样品中筛选出一株对镉铅有极强抗性的拮抗细菌WS34，可极大提高印度芥菜和油菜富集镉铅能力，并对其生理生化特性进行了相关研究；有报道称AM真菌可以增加植物对镉的耐性，促进镉等重金属由植株地下部分转移至地上部分[26]；目前用于镉污染土壤修复的微生物涵盖了细菌（柠檬酸杆菌、芽孢杆菌、假单胞菌等）、真菌（根霉菌、青霉菌、木霉菌等）和某些小型藻类（小球藻、马尾藻等）[27-28]。微生物镉污染土壤修复法作为一种绿色环保的修复技术，引起国内外相关研究机构的极大重视，具有广阔的应用前景，但修复见效速度慢、修复效果不稳定使得大部分微生物修复技术还局限在科研和实验室水平，实例研究少。
4.3 植物修复
植物修复是指利用植物吸收、吸取、分解、转化或固定土壤、沉积物、污泥或地表、地下水中有毒有害污染物的技术的总称[29]，包括了植物提取、植物挥发、植物降解、植物根滤和根际微生物降解，其中植物提取修复即利用超积累植物的特性来修复重金属污染土壤应用最为广泛。超积累植物的概念由Brooks et al[30]在1977年首先提出，目前文献报道的超积累植物近20科、500种，其中十字花科较多，主要集中于芸苔属、庭芥属及遏蓝菜属，对镉污染土壤修复效果较好的的超积累植物包括了十字花科、禾本科在内的10余科植物（表1）[27，31-36]；除此之外，一些观赏性植物[37]、农田杂草[37-38]、木本植物[39-41]也是镉污染土壤修复超积累植物来源。
近年来超积累植物的发现及研究工作取得了巨大进展，但限于此类植物大都矮小、根系短、生物量较低，修复周期长而难以广泛应用；单一依靠超积累植物修复镉污染土壤已经不能满足现实需求，因此开发经济高效的镉污染土壤联合植物修复技术，保证农产品质量安全逐渐成为研究热点。目前，国内外已开展了通过向土壤环境中引入有益微生物、施用化学物质和肥料、合理耕作等生物、化学和农艺强化措施来改善土壤环境，促进超积累植物对养分的吸收，从而提高超积累植物修复镉污染土壤的效率的一系列研究。有研究表明玉米与东南景天套种，同时施加混合添加剂；玉米与羽扇豆和鹰嘴豆在不同分隔/间作方式下都能大大提高对污染土壤中镉的吸收效率[42-43]；邓金川等[44]研制了包括味精废液在内多种有机试剂混合而成的添加剂，提高了植物对锌、镉的吸收效率，明显降低地下水的中金属污染。
5 问题与展望
镉污染土壤修复的复杂性和高难度使得目前尚无一种真正稳定高效的修复技术能满足现实生产的需求；物理修复和化学修复能较快实现土壤中镉含量的降低，但其仅改变了土壤中镉的存在形式而没有将其彻底清除，往往还存在成本昂贵、工程量巨大、二次环境污染的问题；动物修复和微生物修复作为一种绿色修复技术相比于其他修复方式具有经济、方便、不改变土壤固有理化性质的特点，但其修复速度慢、见效时间长、对土壤环境要求高的问题限制了其大面积的推广应用。利用植物修复被镉污染的环境，不仅成本低廉，而且有良好的综合生态效益，尤其适合大面积推广。寻求更多的镉污染超积累植物资源，研究镉超积累植物与根际微生物共存体系，利用分子生物学和基因工程克服镉污染超积累植物自身的生物学缺陷，从而彻底实现镉污染土壤修复的高效、稳定、绿色是研究的主要方向。
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常见土壤改良方法范文5
4种常见的农业土壤重金属污染物
（1）汞（Hg）。汞一旦进入农业土壤后，很容易生成汞化合物，汞以及汞的化合物便会破坏土壤中的微生物活力，阻碍农作物根系生长，降低土壤肥力。在人类活动中产生的汞污染，以塑料、电子、电池、氯碱等工业排放的废水中含量较大。人体摄入汞的方式主要是从环境中食用粮食、蔬菜、鱼肉和饮水[2]。人体含汞量为13mg，如果人体汞的含量达到130~150mg时便会造成死亡。
（2）镉（Cd）。镉是一种毒性很强的重金属，土壤受到镉金属污染影响土壤微生物的繁殖和酶的活性，达到一定量时便会使土壤生化过程减速。使植物矮化、褪绿，造成减产甚至死亡。长期食用镉污染食品，会损坏人的肾小管功能，容易患软骨症和自发性骨折。造成农业土壤镉污染的污染源主要有冶炼、燃料、电镀等工业废水，使用含镉量较高的农药、化肥。
（3）铬（Cr）。电镀板、制革以及纺织厂产生的废水含有大量的铬，如果未经处理随意排放很容易对土壤产生铬污染，而且极易被植物吸收蓄积，不易降解。三价铬和六价铬对人体损害很大，其中三价铬有致畸致残作用，六价铬比三价铬毒性强百倍，对物质有很强的致突变作用，对人有诱发鼻咽癌和肺癌的危险。我国每年新排放铬渣约60万t，历年累计堆存铬渣近600万t[3]。
（4）铅（Pb）。一些铜矿厂、油漆厂附近以及公路两旁的农业土壤中铅的含量较高，铅对人体骨髓造血系统、神经系统危害较大，而且在人体内积累到一定量后便会造成人的肾脏疾病，损害智力。长期食用被铅污染的农产品还会有很强的致畸、致癌、致突变的危险。据统计，我国约有1.3万hm2的耕地受到铅等重金属污染，致使粮食减产量达1000万t[4]。
农业土壤重金属污染防治对策
（1）生态防治
近年来，农业生态防治重金属污染日益受到人们的青睐，其原理是通过控制土壤的氧化还原条件，控制农业土壤中的水分状况及氧化还原电位，通过打造相对较稳定的水淹期，以大大减少重金属进入植物体内的含量，进而预防和减少重金属被农作物吸收。此外，在重金属污染严重的地区，可改变作物品种，如种植一些经济林木或观赏花卉等。
（2）化学防治
大力推广使用高效低残留农药，通过添加抑制剂、硅酸盐等办法作为处理重金属污染的常用改良剂，以此降低重金属污染物在土壤和农作物之间的迁移能力。在日常生产生活中，利用一些对人体没有危害或有益的金属元素的拮抗作用，能减少土壤中重金属的有效态。因此，在轻污染土壤中，可以施用少量有重金属拮抗性的金属元素，对防止土壤重金属污染可起到很好的防治功能。在硝态氮蓄积过多的土壤中，可以配施脲酶抑制剂、硝化抑制剂消解亚硝酸盐。
（3）物理防治
物理防治农业土壤重金属污染具有成本低、见效快等特点，通常有换土、排土、翻土、去表土等措施。对污染严重的土壤，可采用换客土、去表土等方法。而对污染较轻的土壤，一般多采用翻土方法，其动土比少，又可使表土中的重金属含量降低。物理防治土壤污染改良较为彻底，但适合面积较小的地块，对于大面积污染的土壤改良使用成本较高。
常见土壤改良方法范文6
1试验设计与实施
试验为二因素随机区组设计，设6个处理，每处理3个重复，共计18个小区，每个处理小区面积为333.5m2（10m×33.35m），试验小区总面积6003m2，各处理之间埋设隔离膜。试验以龟裂碱土淹水荒地为对照（CK），试验处理方案见表2。根据不同处理要求，于秋季耕翻时将脱硫废弃物及良剂施入耕层土壤。播种前，旋耕翻田地2次，耙2次，耱1次，灌水1次，使改良剂与表层土壤混合均匀，然后采用激光平地措施整平试验小区。施底肥尿素225kg/hm2、二铵112.5kg/hm2、复合肥6000kg/hm2。试验于4月23日灌水泡田，4月29日播种，播种方式为撒播，播种量375kg/hm2。其他管理同水稻常规栽培。1.4测定项目与方法采集试验处理前和水稻收获后0～20cm、20～40cm土样，在实验室进行土壤风干过筛处理，测定土壤机械组成、pH、水溶性盐、速效钾含量等；测定方法分别为比重计法、电位法、电导法、火焰光度计法等。
2结果与分析
2.1不同处理土壤物理性质的变化土壤机械组成又称土壤质地，与植物生长所需的环境条件及养分供给关系十分密切，土壤中各级颗粒组成比例适当，使土壤具有良好的结构性；土壤孔隙的数量和大小比例适中，通透性好，保水保肥性强，适于植物根系生长。由于土壤颗粒组成在剖面中的垂直分布及其在土体中的含量不同，从一定意义上说，土壤的形成就是粘粒的形成与机械组成的变化[6]。盐碱地施脱硫废弃物+改良剂改良后种植水稻，使得土壤颗粒组成发生明显变化。由表3可知，施脱硫废弃物+改良剂的处理，0~20cm土壤砂粒、粉粒和粘粒平均含量分别为57.7%、20.0%、23.0%，与未施脱硫废弃物+改良剂的处理相比，砂粒含量下降了9.8%，而粉粒、粘粒含量分别增加了15.6%和23.0%；未施脱硫废弃物+改良剂的处理与对照相比，颗粒组成基本相似，没有显著差异，说明盐碱地未施脱硫废弃物种植水稻，土壤机械组成在短时间内不会发生明显变化。随着土壤深度的增加，施脱硫废弃物+改良剂的处理，20~40cm土壤砂粒、粉粒和粘粒平均含量分别为42.1%、24.9%和33.3%，与未施脱硫废弃物+改良剂的处理相比，砂粒含量增加了26.4%，而粉粒、粘粒含量减少了17.7%和15.5%，分析结果发现，施脱硫废弃物+改良剂处理的深层土壤颗粒组成和表层土壤颗粒组成呈现相反的变化规律。
2.2不同处理土壤全盐含量的变化在严重碱化的裸碱地表面常形成一层盐壳，其中碱性盐类碳酸钠、重碳酸钠的积累是其明显的特性[7]。由图1可知，0~20cm土壤全盐含量除处理④、⑤较对照有所增加外，其他处理的均较对照有显著降低；20~40cm土壤全盐含量均较对照有很大程度降低。施脱硫废弃物+改良剂的处理全盐含量均比未施的处理高，分析原因可能是因为脱硫废弃物本身含有的溶解性盐分含量高，带入到土壤中的盐分较多所致；20~40cm土壤全盐含量呈现逐渐下降的变化趋势，是由于土壤施脱硫废弃物+改良剂后，土壤中的钠离子被钙、镁等离子置换出去，水稻生育期内持续的灌水、排水及灌水压盐使得土壤盐分含量降低。
2.3不同处理土壤pH的变化土壤pH是代表土壤酸碱状况的直观且极其重要的土壤指标，表征了土壤的活性酸强度，也是影响土壤肥力的一个重要因素。土壤pH可直接影响土壤养分的存在状态和有效性，因此，土壤pH的高低对植物的生长发育有直接的影响。施用脱硫废弃物+改良剂可以降低土壤的pH值，水稻收获后各处理土壤pH均有显著变化（图2）。施用脱硫废弃物+改良剂的处理土壤pH均较未施加脱废弃物+改良剂的处理有所降低，分别平均下降了1.0%、7.0%和8.0%；其中，处理③的pH降低最多，较对照平均下降了1.4%。但是，试验处理土壤的pH和水稻生长适宜的pH（6.0～7.0）相比，施用脱硫废弃物改良后土壤pH还是较高，由此看出，盐碱地改良是循序渐进的过程。分析认为，pH下降主要是由于改良物质从盐碱土壤胶体中代换出交换性Na+，改善了土壤的化学性质。另外，施加改良物质改变了盐碱土的物理结构，抑制了盐碱随水分上升，从而降低了土壤的pH。
2.4不同处理土壤盐基离子含量的变化从表4可以看出，施用脱硫废弃物+改良剂处理土壤中的阳离子比（Na++K+/Ca2++Mg2+）较对照及未施的各个处理均有不同程度的下降。其中，表层土壤中（0~20cm）阳离子比较对照平均下降了65.3%，较未施用的处理平均下降了89.1%；深层土壤中（20~40cm）阳离子比较对照平均下降了45.4%，较未施用的处理平均下降了65.7%。施用脱硫废弃物+改良剂处理的土壤中，二价阳离子（Ca2++Mg2+）含量较未施用的处理有不同程度的增加，其中，表层土壤中的较对照约增加27.2%；20~40cm土壤中的较对照约增加188.9%。分析认为，由于脱硫废弃物中含有的Ca2+和Mg2+将碱性土壤中的代换性Na+置换出来，使得Na+含量降低，Ca2+和Mg2+含量增加。处理③表层土壤中Na+含量下降最多，0~20cm土壤离子含量低于20~40cm土壤离子含量，仅相当于20~40cm土壤的45.5%。另外，随着脱硫废弃物和改良剂的加入，离子组成中CO32-、HCO3-的含量明显降低，而SO42-和Ca2+含量明显增多，说明原以碳酸氢盐、碳酸盐为主的盐分类型随着脱硫废弃物施入后的改良逐渐向以硫酸盐为主的中性可溶性盐转化。水稻生育期内的灌水、排水，起到了洗盐压盐的作用，使土壤盐分降低。Na+是碱化土壤中对作物生长有毒害的物质，而Ca2+、Mg2+含量的提高，有利于交换出土壤中的交换性Na+，从而降低Na+的危害，有利于土粒由互相排斥到互相粘结及团粒的形成，进而改善土壤结构，增加总孔隙度。Na+被代换下来后形成的Na2SO4可随水移动排出土壤，进而降低土壤pH。同时，可溶态CaSO4与NaHCO3反应生成CaCO3及Na2SO4也有利于土壤向中性转化。试验表明，施脱硫废弃物使土壤结构得到了优化，土壤化学性质状况有变好的趋势。这与吕二福良的研究结果相一致。
3结果与讨论
