土壤改良的操作过程.docx

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土壤改良的操作过程

土壤改良的操作过程

土地资源是经济社会可持续发展的重要基础。

实施有效的土地开发整理是贯彻"十分珍惜、合理利用土地和切实保护耕地"的基本国策，是创建可持续农业生产模式的重要途径。

土地的性质包括：

这一区域之上和其下组成生物圈的气候、土壤、地形、地质、水文、动植物的特性，以及人类过去和当前活动的结果。

土地有一定分层结构，它是由底层、内层、表层等三个层次构成的垂直剖面系统。

底层由岩石和风化物构成，是土地的承载层；内层是由生物及其土壤层所组成，是土地的心脏，生产力的源泉；表层是指作为土地附着物的动物及人类创造的各种建筑物和构筑物，其上界为土地各种附着物向上延伸部分之冠顶。

当前的土地开发整理多工作集中在对土地表层和底层的优化与改良方面，很有必要对土地的内层——土壤实施有效的改良，以达到从本质上提高土地质量。

以下为土壤改良措施的操作步骤：

（一）、土壤性状调查

土地开发整理是指在保护和改善生态环境、防止水土流失和土地荒漠化的前提下，采用工程、生物等措施，将未利用土地资源开发利用的活动；土地整理是指采用工程、生物

等措施，对田、水、路、林、村进行综合整治，增加有效耕

地面积，提高土地质量和利用效率，改善生产生活条件和生态环境的活动；土地复垦是指采用工程、生物等措施，对在生产建设过程中的土地和自然灾害造成破坏、废地进行整治，恢复利用的活动。

以土壤改良为核心的土地开发整理就要求对土壤进行必要的调查分析。

只有在调查的基础上才能制定有效的土壤改良措施以消除影响土壤肥力的限制性因素。

为此，本研究设计了适合北京市土地开发整理项目的土壤性状调查表，见附表二。

根据每个项目区内土壤的特点，选择合适的土壤改良措施。

（二）、各种土壤改良的措施

土壤改良是运用土壤学、农业生物学、生态环境学和农业工程学等的理论和技术，排除或防治影响农作物生长发育和引起土壤退化的各种不利因素，改善土壤的理化性状、提高土壤肥力为农作物创造良好的土壤环境条件的一系列措施。

与土地开发整理相关的土壤改良措施可归纳为四大类：

一是增加壤质土层的厚度；二是改良土壤性状（优化土壤剖面质地构型）；三是增施肥料培育土壤肥力；四是对被污染土壤的生物修复。

因此，针对不同的土壤性状应该采取不同的土壤改良措施。

1•增加壤质土层的厚度

在低山丘陵、山前台地、河流低阶地区域，如怀柔北部山区、延庆山区、门头沟山区、房山山区、密云山区、昌平和平谷部分山区的粗骨性褐土、褐土性土、褐潮土及风沙土区实施土地开发整理的过程中，需要进行必要的增加壤质土层的整理措施。

表土剥离：

在土地开发整理过程中对需要平整的平缓坡地，首先剥离耕作层土壤或者原自然土壤腐殖质层（表土层）

0〜30cm，并全部加以收集，贮存于整理场地周围，必要时用塑料布遮盖，避免暴雨淋刷而使肥沃土壤大量流失。

然后才能实施必要的土地平整措施。

田块基层处理：

对深填或深挖土的地块，用推土机将土地块推平、压实，使其形成具有较好防渗、防漏性能，在有条件的情况小，最好在未来耕作层下部铺设厚约20厘米的

粘质隔离土层，使人造土壤层有保水保肥的性能。

耕层土壤或客土回填：

为了能在较短时间内恢复农田的耕作能力，在整理场地的垫土层之上，将原先存放起来的耕作土层，全部运送原地进行回填。

在回填过程中，尽量保持原有良性土壤剖面的有机组合和整体性。

若回填地原为不易透水的土质基层，回填厚度一般为50〜100厘米；若回填地原为基岩的基层，回填厚度一般为100~150厘米。

新增建

设用地表土搬迁构建新型肥沃耕作土层：

北京市每年仍然有大面积的新增建设用地，这些地区一般均有大量肥沃表土闲置，完全可以将这些新增建设用地的土壤（优质菜园土）层搬迁至待整理或待复垦区域，建造大面积具有肥沃土壤层的优质耕地。

表土培育与土壤改良：

在挖填深度超过土壤耕作层厚度的区域必须在新整理的土地上加铺厚度超过25厘米的肥沃

表土。

这是保证土地整理质量的关键。

在此基础上每年还要向土壤施用农家肥2000公斤/亩以上；在整理之后的3年内实施豆科作物与绿肥套种或轮种，实施作物秸秆回田，并增加灰渣肥的施用量，以增加土壤有机质含量，疏松土壤，改善土壤的通透性；对耕作土层浅薄的田块逐年深翻20〜30厘

米，以改善土壤理化性状。

洪灌淤积：

针对泥沙含量较高的大河下游沿岸区的土地开发整理项目，首先将砂土、砾石填充在待开发整理的区域，夯实并平整地表。

然后利用河水或洪水富含泥沙的特点，运用泵提河水或洪水灌溉已平整的项目区，这样多次周期性灌淤，就可建造肥力水平较高的人工淤积土层，这样形成的耕作层还具有保水保肥、防止下陷和渗漏的特点。

2.改良土壤性状

随着农业科技的快速发展，世界各国日益重视土壤改良，研制和开发出多种土壤性状改良，如改良土壤水分条件的土

壤保湿剂、改良土壤结构的松土剂和固砂剂、改良盐碱土的降盐碱剂。

在北京市农业基础条件较好、农业生产科技水平和农业生产效益较好的通州、大兴、顺义的部分沿河沙地区，

其土壤主要魏砂姜潮土、砂质褐潮土，因土壤质地粗、结构性差、有效养分缺乏，在农业生产中常有漏水漏肥现象，为了尽快提高土地生产能力和农业生产效益，在土地整理过程中需要进行必要的土壤性状改良措施。

液体通气保湿剂是日本研制成的一种土壤改良剂，它由聚乙烯6.66%、脱乙酰甲壳质0.11%、氨基酸0.022%、单宁0.019%构成。

在粘土中加入这种改良剂，能改善土壤的团粒结构，提高其通气性、透水性和保水性。

沥青乳化保湿剂是由比利时科学家研制成功。

这种乳化剂是油状液体，可像化肥一样施在沙漠上。

它分亲水性和疏水性两种：

亲水性的能像海绵那样，使植物根部周围保持湿润；疏水性的可抑制地面水的蒸发。

一般情况下，沙土中的水渗透快，蒸发也快，但经过这种沥青乳化剂的处理后，能长时间蓄积水分，保证植物健康生长。

聚合物固沙保湿剂是埃及制成了一种聚合物固沙保湿剂，它是从炼油厂、石化厂和发电厂的废料中提取的，将它撒在沙漠上，能够固沙保湿，抑制生态恶化，从而使有可能在沙漠里种植小麦和稻子等农作物。

陶瓷保湿剂是日本农业专家开发出一种能够改造沙漠的陶瓷保湿剂。

这种陶瓷含有众多的孔隙，可以吸收比其本身重许多倍的水，具

有良好的蓄水和保水性能。

将它与高分子树脂和沙混合，可以用来培育树木花草或水果蔬菜。

聚合物亲水松土剂是法国利用聚合物制成了一种亲水松土剂，它能湿润和疏松土壤。

该松土剂呈颗粒状，撒在土壤中（用量为每平方米100g）后

即起作用。

当土壤潮湿时，颗粒吸收水分而剧烈膨胀，其体积可增大数百倍。

然后逐渐释放出水分，使作物在干旱时也有一定的水分可供维持生长。

随着含水量逐渐减少，颗粒的体积也随之减小，空出原来占据的位置，从而使土壤疏松。

注射松土法是德国专家采用注射法来改良土壤结构，效果很好。

他们制成了一种专门的使用压缩空气的注射装置，向土壤中注入塑料颗粒和石灰，不仅可使土壤疏松，石灰还可中和土壤中的酸性。

硫酸铵降钠肥土剂是美国一家农场成功地用硫酸铵改良了高钠土壤。

过去，这个面积为607公顷的农场土地含钠量

高达13.7%，一直无法种植水稻。

经硫酸铵处理后，不仅稻株长势良好，而且单位面积产量也大大增加。

其增产的原理是：

首先，硫酸铵里的硫降低了土壤中的钠含量，硫酸根离子与钠离子结合，形成了可溶性硫酸钠；其次，硫酸铵的酸性降低了土壤的pH值，为水稻生长创造了较好的环境，同时提高了磷和微量元素铁、锰、锌的利用率。

另外，同尿素类肥料相比，硫酸铵里的氮以氨的形式出现，比较稳定，不易挥发，从而最大限度地促进了作物的生长发育。

3•增施肥料培育土壤肥力

在北京市西部山区的碳酸盐褐土区，利用次生黄土客土垫地为主的土地开发整理项目区，为了使土地开发整理项目实施之后尽快地发挥其应有的效益，应该利用北京市郊区养殖基地丰富的生物代谢物（有机肥）和靠近牧区的特点，给用参数黄土垫出的平地增施有机肥料，以尽快的培肥土壤使农民受益。

据在怀柔北部山区长哨营乡调查，有的土地开发整理项目实施完工（主要是利用次生黄土垫地）之后。

农民利用整理出的平整土地种植玉米，亩产不足200斤，且农业生

产的效益极低，农民纷纷期望一个部门能够将土地开发整理项目做实，并使之见效，纷纷要求在土地开发整理项目中增添有效措施一一增施肥料培育土壤肥力，使被开发整理出的农用地具有较高的生产能力，如图2所示。

图2怀柔区长哨营乡通过土地开发整理建成的农田景观

（其玉米产量在200斤/亩左右）

增施生物有机肥（牧区、大型养殖场牲畜或家禽的粪便），改良土壤耕性，最稳妥、最有普遍意义措施就是增施有机肥料。

无论是粘土还是砂土，增施有机肥料都可使耕性得到一定程度的改善。

大量施用农家肥（系指含有大量生物物质、动植物残体、排泄物、生物废物等的肥料）、种植绿

肥和豆科作物不仅能为农作物提供全面的营养，而且肥效长，可以增加和更新土壤有机质，促进微生物繁殖，改善土壤的理化性质和生物活性，是生产绿色食品的主要养分来源。

同时还要注意控制与调节有机质的积累与分解，既能保证当季作物养分的需要，又能使有机质有所积累，不断提高土壤肥力。

灌排和耕作等措施，可以有效的控制有机质的积累与分解。

例如，同旱地相比，水浇地和水田有利于土壤有机质的积累，而水田通过排干烤田，耕翻晒垡，又可促进有机质的分解释放养分。

草田轮作是种地养地、用养结合的耕作制度。

把豆科绿肥作物纳入轮作周期，增加了雨季地表的绿色覆盖，减少了水土流失，同时可起到改土肥田、增产增收作用。

间作、套种、复种与混播这几种种植方法，都是增加雨季地表覆盖，控制水土流失的有效办法。

利用栽培或野生的绿色植物体作肥料。

主要分为豆科和非豆科两大类。

豆科有绿豆、蚕豆、

草木樨、沙打旺、田菁、苜蓿、柽麻、紫云英、苕子等。

非豆科绿肥，最常用的有禾本科，如黑麦草；十字花科，如肥田萝卜；菊科，如肿炳菊、小葵子；满江红科，如满江红；雨久花科，如水葫芦；苋科，如水花生等。

用纸渣改良土壤是印度利用纸厂废渣改良土壤也取得了很好的效果。

其方法是，在作物播种前，每公顷施入纸渣5吨。

经过多种作物的

对比试验，油菜、小麦、水稻、马铃薯等作物都能增产20%〜50%。

这主要是由于纸渣不仅能有效地降低土壤酸度，而且含有钾、镁、钙等微量元素。

4.对被污染土壤的生物修复

在北京市东南较污水灌溉历史较为长久的平原区，其土壤主要是草甸褐土、潮土、盐化潮土、湿潮土区，因为在农业生产过程中长期利用城市污水灌溉，其农用地土壤有不同程度的污染。

为此，应该在进行必要的土壤污染现状调查的基础上，了解土壤污染的范围、主要污染物及污染程度，并根据具体情况实施必要的生物修复措施，以确保农用地及其农产品的安全。

非食源性植物固化技术，即利用非食性植物吸收、富集

土壤中重（类）金属元素并合成有机物（如木材、纤维、花卉等），然后通过收获将有机物及其所包含的重（类）金属元素从土壤

系统中分离出去，以降低土壤中污染物的总量，还有效防治土壤中的重（类）金属元素进入区域地表水系统和生态系统，达到减少土壤污染，以确保区域生态环境质量、食品安全和人类健康的目的。

这种非食性植物群固化中有两个主要功能：

一是利用植物对水土保持能力，减缓土壤被侵蚀和被淋溶的过程，防止重金属元素对水系统的二次污染；二是通过植物根系环境pH、Eh条件的改变（即细菌和真菌的生理代谢过程）促使重金属元素的化学形态发生转换即重金属元素固化。

如研究表明植物根系可有效地固定土壤中的铅。

非食源性植物挥发技术，是利用植物吸收、积累和挥发作用以减少土壤污染物。

目前的研究多集中在利用植物根系细菌的繁殖、分泌特殊酶的作用将土壤中的甲基汞、离子态汞转化为毒性较小、可挥发的单质汞，就可以降低土壤中汞毒性，如将汞还原酶基因转导到植物（如烟草）体中，进行汞

污染土壤的植物修复。

另外许多植物可从污染土壤中吸收硒并将其转化成可挥发状态（二甲基硒和二甲基二硒），从而降低硒对土壤生态系统的毒性。

在美国加州的一个人工构建湿地生态系统中，种植不同的湿地植物使土壤中硒从25mg/kg

降低至5mg/kg。

土壤通电消毒法是美国发明一种净化被污染土壤的方法，就是给受污染的土壤通上直流电。

当电流接通时，液态酸在阳极形成并运动到土壤气孔中，吸收土壤中污染物进入液体。

在电渗析过程中，大量的水冲刷土壤，把气孔中的液体冲出来，使其运动到阴极。

在那里液体被抽到地表面，污染物因而离开了土壤。

沸石除污是格鲁吉亚科技人员在向土壤中喷撒农药的同时施入一定的天然沸石，由于沸石含有众多微孔，吸附性强，能够促进吸收和析出任何物质与气体的原子，所以不仅能免除化学农药对土壤的污染，有利于作物生长，而且同农药混用还能增强药性，提高杀虫效果。

5.北京市污染土地修复整理的实用技术

上述土壤污染修复技术仅仅是当今学术界在进行小规模试验基础上，经过比较分析探讨的一些土壤污染修复的新技术。

那么，作为新技术如何在土地整理中应用、并能够取得较好经济效益、社会效益和环境效益的具体实践在国内外至今还少有报道。

为此，课题组专家在北京市土地整理与与储备中心、北京土地学会的组织领导下，对北京市近郊区的高科技农业进行的调查研究，认为对于被污染的土壤，首先应该确定其土壤污染的类型与范围、区位条件及农业经营管理水平，优选条件比较好的被污染土壤的区域，利用土地整理的资金和市政府相关优惠政策，吸引社会资本与土地整理资金联合，投资修建高科技农业花卉生产基础设施（大棚、水利排灌、电力和道路）建设，或者改造现有的为了种植蔬菜而建设的温室大棚，投资对土地承包者或农民进行必要的技术培训（花卉产业种植、管理、经营）。

这样使北京郊区受污染

的土壤用于生产非食源，这样一方面可消除在被污染土壤上进行食源性的农业生产对人民饮食安全的危害；二方面可通过花卉植物从被污染土壤中逐渐吸收、富积污染物，就能达到修复被污染土壤之目的；三方面还能促进北京郊区农民增收致富奔小康的步伐。

一些列举北京市郊区高科技农业——花卉业生产景观示意图，如图3所示，由此可见，采用土地整理措施，并结合农业生产与经营的改善，据初步估算其投资强度与一般的农用地整理相当，但经济、社会与生态效益更好，这样就很好地发挥了土地整理在发展农村经济、改善农业生态环境方面的短平快作用。

图3北京市大兴区的高科技高产值花卉业景观图

（三）、土壤改良的投资体系

在美国土壤改良工程已成为农业投资的主要渠道之一。

这项投资在很大程度上是靠扩大谷物出口和通货膨胀而使土地升值来保证。

在美国土壤改良工程首先安排在水量充沛地区天然肥力足的田地上。

而国家投资则投向个体资本无力负担的、耗费巨大的生产上。

在美国大型农场中诸如农场建

筑物、土壤改良设施、机械化等结构性费用份额，在其总费用中，要比小型农场少1/2，大型农场的牲畜、饲料、植保

等费用份额，反而比小型农场大一倍以上。

小型农场投向新建筑、土壤改良设施等方面的资金，占总资金的8%，而大

型农场的这类投资仅占总资金的3%。

荷兰的土壤改良所需

资金的65%由国家提供，余下部分由农场主出资，期限为30年。

根据现有北京市近年的土地开发整理项目估算，增加壤质土层厚度已经被绝大多数土地开发整理项目所采用，其土地开发整理的投资大约在1800〜2500元/亩；改良土壤性状目前国内土地开发整理还未见实施，属于土地开发整理过程中的新措施。

北京市应该充分利用其科技资源优势，以提供土壤改良实验基地的方式，积极吸引在京的科研院所，将其科研经费和土地整理经费协调起来，用于土壤性状改良及其研究，这样估算土地整理项目用于土壤性状改良的投资，大致可控制在400-800元/亩之间；增施有机肥和培育土壤肥力措施根据国内兄弟省市的经验，养鸡、养猪、养鸭、养牛、养羊等所产的生物有机肥价格大致在120元/吨，按（耕作层30

cm、1.25g/cm3计）每亩施用有机肥2.5吨，其投资强度大约在300~500元/亩之间