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        腐植酸水溶肥可以撒在植物周圍嗎

        時間:2023-02-15 理論教育 版權(quán)反饋
        【摘要】:腐植酸的這些優(yōu)良特性,使其在水土保持應(yīng)用上有著巨大的潛力。因此,腐植酸在治理水土流失保護生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域具有非常廣闊的應(yīng)用前景。
        腐植酸在水土保持中的作用與應(yīng)用前景_2011年論文集

        王曰鑫 李 強

        (山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 太谷 030801)

        摘 要:腐植酸具有良好的生理活性、親水性、陽離子交換性、絡(luò)合能力及較高的吸附能力等多種性質(zhì)。腐植酸的這些優(yōu)良特性,使其在水土保持應(yīng)用上有著巨大的潛力。首先,腐植酸類物質(zhì)可以改良土壤,增加土壤的團粒結(jié)構(gòu),提高土壤的透水性、持水量和抗蝕性。其次,腐植酸保水劑能吸水抗旱,促使水土流失地區(qū)的土壤保留更多雨水為植物“需時即用”,解決水土流失地區(qū)土壤保水的問題;葉面噴施腐植酸類物質(zhì)能有效控制葉片氣孔的開張度,減少水分蒸騰,使植物保持較多的水分,對抵御季節(jié)性干旱和干熱風有十分顯著的效果。第三,腐植酸固化劑和腐植酸液態(tài)地膜能固持土壤,保持水土,可廣泛應(yīng)用于農(nóng)田覆蓋、工程護坡和防沙治沙等水土保持領(lǐng)域。第四,各種腐植酸類肥料都能促進植物根深葉茂,提高作物的抗逆能力,發(fā)揮植物保持水土的功能,對水土流失地區(qū)恢復(fù)植被和發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)具有獨特的作用。因此,腐植酸在治理水土流失保護生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域具有非常廣闊的應(yīng)用前景。

        關(guān)鍵詞:水土流失 水土保持 腐植酸 保水劑 節(jié)水抗旱 防沙治沙

        The Role of Humic Acid in Soil and Water Conservation and Application Prospects

        Wang Yuexin, Li qiang

        (Shanxi Agricultural University, Taigu, 030801)

        Abstract: The humic acid has a good physical activity, hydrophilic, cation exchange, complexation capacity and high adsorption capacity and other features. These excellent properties of humic acid, soil and water conservation applications to have great potential. First, humic substances can improve soil, increase soil aggregate structure, improve soil permeability, water holding capacity and corrosion resistance; Second, humic acid water retaining agent to drought and soil erosion led to retain more water for the plant “is used when needed” to resolve the erosion problem of soil water; humic substances can be sprayed to control leaf stomatal opening, reduce transpiration, the plant to keep more moisture on the hot wind against seasonal drought and the effects are very significant; Third, the humic acid and humic acid liquid membrane curing agent to immobilization of soil, soil and water, can be widely used in agricultural cover, soil and water conservation projects and other areas of slope protection and desertification; Fourth, a variety of humic acid fertilizer can promote the plant root, increasing crop resilience to play the function of plant water and soil conservation, vegetation restoration of erosion areas and development of ecological agriculture has a unique role. Therefore, the humic acid to protect the ecological environment in the areas of soil erosion has a very broad application prospects.

        Key words: soil erosion; soil and water conservation; humic acid; materials to maintain water; save water drought disaster; combat desertification

        我國的山區(qū)、丘陵區(qū)、塬區(qū),占國土面積的2/3,這些地方山地多、坡度陡、土層薄、暴雨多,自然條件差,不利的自然條件加上人類不合理的經(jīng)濟活動導(dǎo)致了不同類型的水土流失。全國的水土流失面積約占國土總面積的40%,是世界上水土流失最為嚴重的國家之一。面對嚴重的水土流失,我們的對策就是大力開展水土保持,采取一系列預(yù)防和治理措施,保護、改良和合理利用水土資源,減少水土流失,減輕水、旱、風沙災(zāi)害,改善生態(tài)環(huán)境,促進社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。

        腐植酸具有多種活性基團,其良好的生理活性、親水性、陽離子交換性、絡(luò)合能力及較高的吸附能力等多種功能,使得腐植酸可以改良土壤、固持表土、防沙治沙、吸水抗旱、促進植物的根系發(fā)育和提高作物的抗旱抗逆能力等。腐植酸的這些優(yōu)良特性,使其在水土保持應(yīng)用上有著巨大的潛力[1~3]。近年來,腐植酸在治理水土流失、保護生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛,對其在水土保持方面的應(yīng)用和前景概述如下。

        1 改良土壤,增強其抗蝕性

        土壤的抗蝕性是指土壤抵抗徑流對其分散和懸浮能力,其大小主要取決于土粒與水的親和力。質(zhì)地疏松并有良好結(jié)構(gòu)的土壤,透水性強,不易產(chǎn)生或產(chǎn)生較小的地表徑流量;而結(jié)構(gòu)密實的土壤,透水性低,易產(chǎn)生較大的地表徑流及沖刷量。因此,在水土保持工作中對質(zhì)地疏松和貧脊的土壤必須采取土壤改良措施,以增加土壤的團粒結(jié)構(gòu),提高土壤的透水性、持水量和抗蝕性。腐植酸作為一類可以開發(fā)利用的潛在有機資源,其改良土壤的良好性能越來越受到國內(nèi)外科技人員的重視。近年來,日本、馬來西亞、泰國等國政府都采取行動,要求所有耕地必須加入腐植酸以改良土壤。在歐洲及北美地區(qū),腐植酸被認為是土壤與肥料的緩沖劑,可用來增進肥效、平衡土壤養(yǎng)分。腐植酸與黃腐酸所具有的抗旱、抗寒、抗病蟲害等功能在中東、以色列等沙漠旱作地區(qū)也得到推廣應(yīng)用。德國在有機食品生產(chǎn)中,施用腐植酸以補充有機質(zhì),保持土壤肥力。

        腐植酸改良土壤的機制主要表現(xiàn)在以下3個方面[4]:首先是施用腐植酸對增加土壤有機質(zhì)有獨特的作用,原因是腐殖質(zhì)是土壤有機質(zhì)的精華,腐植酸的成分與土壤中的腐殖質(zhì)成分一致。其次施用腐植酸可以調(diào)節(jié)土壤中的碳氮比,影響土壤微生物區(qū)系,刺激土壤酶的活性,促進土壤微生物的繁殖與活動,使土壤肥沃,促使生土熟化。三是施用腐植酸可以增加土壤團粒結(jié)構(gòu),利用腐植酸較高的絡(luò)合能力和吸附能力,改良土壤結(jié)構(gòu),增加土壤孔隙度,降低土壤容重,提高土壤的透水性、持水量和抗蝕性。目前腐植酸土壤改良劑、腐植酸土壤調(diào)理劑和腐植酸有機肥料等產(chǎn)品層出不窮,這些產(chǎn)品可以廣泛用于水土流失地區(qū)的中低產(chǎn)田土壤改良、鹽堿地改良和廢棄地土地復(fù)墾與土壤修復(fù)等。

        2 保水抗旱,提高作物的抗旱性能

        水在干旱、半干旱地區(qū)有著極其特殊而又重要的地位,當干旱地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)嚴重缺水或處于臨界狀態(tài)時,就導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)的退化[1]。例如,我國廣大的黃土高原地區(qū),屬干旱、半干旱地帶,自然地理條件復(fù)雜,地形破碎,坡陡溝深;地面大部分被黃土所覆蓋,土質(zhì)疏松;植被稀少;是我國水土流失最為嚴重、生態(tài)環(huán)境最為脆弱的地區(qū)。根據(jù)多年來水土保持的經(jīng)驗,節(jié)水抗旱是治理黃土高原水土流失的最有效手段之一。腐植酸鹽作為抗旱劑,抗旱、抗逆作用明顯。葉面噴施腐植酸類物質(zhì)能有效控制葉片氣孔的開張度,減少水分蒸騰,使植物保持較多的水分,對抵御季節(jié)性干旱和干熱風有十分顯著的效果;腐植酸鹽可促進根系發(fā)育,提高根系活力,使根系吸收較多的水分和養(yǎng)分。因此,施用腐植酸鹽對提高作物的抗旱能力有十分顯著的作用。這在我國北方和西北水土流失地區(qū)有廣泛的應(yīng)用。在國內(nèi),早在二十世紀七十年代,黃腐酸制劑“旱地龍”等抗旱劑就已應(yīng)用于抗旱節(jié)水和旱作農(nóng)業(yè),取得了明顯的效果。

        近年來,隨著全球氣候變暖,干旱加劇,農(nóng)業(yè)受旱面積在不斷擴大[5]。增加土壤中的水分含量,改善土壤的理化性質(zhì),加強其保水、保肥能力,已成為抗旱節(jié)水和水土保持中的一個重要環(huán)節(jié)。旱地農(nóng)業(yè)受干旱影響主要表現(xiàn)在自然降雨與作物生長水分需求不相協(xié)調(diào),因而,如何促使土壤保留更多雨水為植物“需時即用”是水土流失地區(qū)土壤保水的主要問題。腐植酸高吸水樹脂、腐植酸保水劑做為一類新型的保水材料,性能良好,價格低廉,并且具有保水和改土培肥的雙重作用,其推廣應(yīng)用具有實際生產(chǎn)意義,對促進水土流失地區(qū)高效節(jié)水農(nóng)業(yè)具有重要的作用。中國礦業(yè)大學(xué)的黃占斌教授、中科院蘭州化學(xué)物理研究所的王愛勤研究員和本文作者等都從不同角度研究開發(fā)了腐植酸保水劑[6~8],目前均已完成實驗室開發(fā),正在進行農(nóng)業(yè)應(yīng)用試驗。如本文作者用腐植酸與保水劑制成的腐植酸保水肥在旱作玉米上的試驗表明:腐植酸保水肥能增加土壤水穩(wěn)性團粒,增加土壤田間持水量和可利用水分,使土壤蓄含更多的降水,提高了水分利用率,并且坡耕地水土流失量明顯地減弱,土壤田間持水量增加7%~9%,15度左右的坡耕地年土壤侵蝕量減少了7.5%。腐植酸保水緩釋肥能使玉米株高、葉綠素、根系活力明顯增加,試驗中腐植酸保水肥與化肥相比玉米增產(chǎn)幅度達23%~32%[2],研究如何有效地利用有限的水資源,提高降水的利用率已成為實現(xiàn)水土保持和生態(tài)建設(shè)的必然趨勢。腐植酸依賴其較強的吸水保水功能,在保水抗旱治理水土流失方面,作用顯著。

        3 固持表土,防止面蝕

        面蝕是指由于分散的地表徑流沖走坡面表層土粒的一種侵蝕現(xiàn)象,即農(nóng)民俗語說的“水沖土跑”,它是土壤侵蝕中最常見的一種侵蝕形式。凡是裸露的坡地表面,都有不同程度的面蝕存在。由于面蝕涉及面積大,侵蝕的又都是肥沃的表土層,所以對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的危害很大。據(jù)科學(xué)考證,15~25度的坡耕地每年每公頃流失的水量約為400~600 m3,流失土壤30~150 t;土壤中的氮、磷、鉀、有機質(zhì)等養(yǎng)分都同時流掉,土地日益瘠薄,田間持水能力降低,造成農(nóng)作物產(chǎn)量很低。土壤容許流失量是指在較長時期內(nèi)保持土壤肥力和維持土地生產(chǎn)力基本穩(wěn)定的最大土壤流失量。一般來說,土壤侵蝕速度應(yīng)小于或等于成土速度,是確定土壤容許流失量的基礎(chǔ)。據(jù)推算,在無人擾動的正常情況下,形成1 m厚的土層就需要1.2萬~4萬年,而在水土流失嚴重地區(qū),每年流失土層1 cm,100年就流失1 m厚的土層,流失速度比成土速度快120~140倍。如若任其不斷流失,不僅會流失耕作層的土壤,還將沖刷走自然的或人工的邊坡土壤,致使生態(tài)環(huán)境退化。防治面蝕,首先要合理利用土地,其次要增加地面覆蓋,三是要固持表土防止沖蝕。

        腐植酸類物質(zhì)在固持表土方面有較大的用武之地,這方面的產(chǎn)品近年來也不斷涌現(xiàn)。如植被是防治面蝕的積極因素,然而在修建公路、鐵路和水利水電等工程中的開挖山體,常造成自然植被破壞而無法恢復(fù)。添加了腐植酸的新型噴涂材料是一種很好的工程護坡劑。它能固持表土,防止沖刷;還能促進植物種子發(fā)芽和生長,快速恢復(fù)的植被可以起到防治面蝕的良好效果。再如有報道稱,坡地施用一種腐植酸固化劑可以增強表土的穩(wěn)固性,能增加降雨入滲、減少徑流,減少耕作層土壤的流失,提高土壤含水量,增強土壤結(jié)構(gòu)性和水穩(wěn)性,減少土壤侵蝕量和養(yǎng)分流失,有利于作物增產(chǎn),可使作物增產(chǎn)9.2%~26.3%。施用腐植酸固化劑對環(huán)境無不良影響,而且投入費用較低,是一條值得探索的防治坡地水土流失的新途徑。再比如邊坡綠化中由于水土流失嚴重,造成土壤貧瘠,水分容易流失,植被難以成活,綠化十分困難。長春賽世泥炭科技有限責任公司用泥炭為主要材料研制開發(fā)出的一體化育苗營養(yǎng)基,解決了傳統(tǒng)育苗中存在的操作復(fù)雜、費工費時、移栽成活率低的問題。由于營養(yǎng)豐富,保水效果顯著,用于邊坡綠化具有省工省時,苗木成活率高,綠化效果好等優(yōu)點,所以腐植酸營養(yǎng)缽在工程護坡方面具有十分廣泛的應(yīng)用前景。

        4 防沙治沙,防治風蝕

        我國廣大的西北內(nèi)陸干旱半干旱地區(qū)水土流失以風力侵蝕為主。這些地區(qū)日照強烈,晝夜溫差大,物理風化強烈;降水少且變率大,蒸發(fā)強烈;地表徑流貧乏,流水作用微弱;植被稀疏矮小,地表疏松,碎屑砂粒裸露;在強勁、持續(xù)、頻繁的大風作用下,風力侵蝕作用極其劇烈,造成了土地沙漠化,嚴重區(qū)流動沙丘吞噬農(nóng)田和村莊。對于防沙治沙,腐植酸液態(tài)地膜作用明顯而且價格低廉,可以大力推廣。

        由山東科技大學(xué)田原宇教授發(fā)明的腐植酸多功能可降解黑色液態(tài)地膜可應(yīng)用于沙化地、鹽堿地和灘涂的整治、水土流失的山區(qū)、丘陵區(qū)農(nóng)作物早期地膜覆蓋以及工程道路護坡、固沙造林綠化等領(lǐng)域。腐植酸多功能可降解黑色液態(tài)地膜是以褐煤、風化煤或泥炭對造紙黑液、海藻廢液、糖蜜廢液、釀酒廢液或淀粉廢液進行改性,木質(zhì)素、纖維素和多糖在交聯(lián)劑的作用下形成高分子,然后再與各種添加劑、硅肥、微量元素、農(nóng)藥混合制取而成的。腐植酸液態(tài)地膜既具有塑料地膜的增溫、保墑、保苗的作用,又有較強的粘附能力,可將土粒聯(lián)結(jié)成理想的團聚體;可消除塑料地膜造成的“白色污染”,同時又集肥料和農(nóng)膜于一身的特點。具有可現(xiàn)場噴施造膜、可自然出苗、對地形地貌適應(yīng)能力強等優(yōu)點。

        噴施腐植酸液態(tài)地膜,可在地表形成一層黑褐色土膜,提高土壤濕度,減少土壤水分蒸發(fā),降低0~50 cm土體中的鹽分含量,減少水土流失,促進植物生長。液態(tài)地膜噴施后40~60 d逐漸降解,2~3個月降解為腐植酸類有機肥,沒有白色污染。翻壓入土后,具有改良土壤團粒,改善土壤通透性等作用,最終達到作物增產(chǎn)和土壤改良的目的。應(yīng)用表明,土壤表面噴灑液態(tài)地膜可提高地溫1~4 ℃,蒸發(fā)抑制率30%以上,土壤含水量提高20%以上,土壤容重降低6~10%,土壤中水穩(wěn)性團粒數(shù)量(>0.25 mm)可增加10%以上,作物生育期提前3~10 d,0~50 cm土體的含鹽量降低50%左右,不同作物的增產(chǎn)幅度多在20%以上。實驗結(jié)果還證明腐植酸多功能可降解黑色液態(tài)地膜對固沙、改良沙土和保護植被的效果好,可使沙土的氣、液、固三相比有利植物的生長,能保持高的水有效利用率,促使沙化地植被加快恢復(fù)。

        5 促進植物根深葉茂,發(fā)揮植物保持水土的功能

        腐植酸是制造各種葉面肥的基礎(chǔ)物料之一,用途十分廣泛。腐植酸葉面肥促生長作用機理是腐植酸能提高植株體內(nèi)多種酶的活性和葉綠素含量,提高作物產(chǎn)量,改善作物品質(zhì),增加作物抗逆性能,并促使作物早熟;能促進根系生長,提高根系活力,增加根的生長和呼吸作用,增加根的滲透性;通過葉面和根部促進營養(yǎng)吸收;還能改善農(nóng)藥的功效,降低農(nóng)藥毒性。腐植酸類物質(zhì)能夠刺激和提高植物體內(nèi)一些酶的活性,并對植物種子萌發(fā)時 淀粉酶和過氧化氫酶活性有促進作用。淀粉酶是在種子萌發(fā)過程中將淀粉水解為單糖的一種酶,其活性的提高有利于增加植物的呼吸強度,可以使種子迅速動用儲存的能量;過氧化氫酶是植物體內(nèi)重要的氧化還原酶,可保證細胞膜的通透性,使植物免受活性氧的傷害而旺盛生長。腐植酸可提高作物根系內(nèi)過氧化物酶的活性,已被黃云等[9]用棕、黃腐酸浸種,王雪秀等[10]用腐植酸噴施黃瓜的對照實驗中過氧化氫酶活性的提高,以及油白菜實驗中的顯著性分析所證實。所以,腐植酸葉面肥是一種植物生長調(diào)節(jié)劑,可增加植株體內(nèi)氧化酶活性及其代謝活動,刺激植物生長,促使水土流失地區(qū)植被盡快恢復(fù),增強植被保持水土的作用。

        以腐植酸為載體的肥料本身就是一種多功能有機肥料,施入土壤中后不僅能改良土壤,提高土壤的保肥供肥能力,還能加強微生物的活性,活化土壤養(yǎng)分,使N、P、K等營養(yǎng)成分以絡(luò)合態(tài)逐漸釋放,穩(wěn)、勻、足、適地供給作物營養(yǎng)需要。并且可作為無公害肥料,生產(chǎn)綠色食品。腐植酸與化肥配成有機—無機復(fù)混肥料,可增加肥效,減少化肥被固定和流失。與單純化肥相比損失肥效小,固定量小,大大提高化肥利用率。腐植酸與N、P、K絡(luò)合后對氮、磷、鉀肥的增效作用十分明顯,對微肥的增效作用也很明顯。腐植酸肥料的特性主要包括生理活性、對化肥的增效作用、改良土壤等。腐植酸含有植物生長所必需的多種營養(yǎng)元素、氨基酸及活性基團,可刺激作物生長;與氮肥有機結(jié)合,可減少氮肥損失以及由此造成的氨污染,提高氮肥利用率,抑制硝化;腐植酸具有活化磷的作用,可使難溶性磷轉(zhuǎn)化為枸溶性磷,使水溶性磷也轉(zhuǎn)化為不易被固定的枸溶性磷,從而提高磷肥的當季利用率[11];具有活化鉀肥的功效;改善土壤團粒結(jié)構(gòu),提高土壤陽離子交換能力,調(diào)節(jié)土壤pH值,提高土壤保墑能力;腐植酸還有助于固持水使其溶解根部周圍的無機肥料并在植物需要時使養(yǎng)分釋放出來,同時還影響土壤微生物區(qū)系,刺激土壤酶的活性及有益微生物的繁殖。腐植酸肥料應(yīng)用在果菜上,增產(chǎn)幅度高以外,可防治蘋果的腐爛病、果菜缺鐵黃化癥和斑點落葉病、黃瓜霜霉病等,還可提高果菜的糖分和Vc含量,改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)。

        長期以來,化肥的大量施用,造成了土壤板結(jié)、土壤有機質(zhì)含量下降、土壤微生態(tài)平衡失調(diào)等問題,從而加劇了耕地的水土流失。腐植酸與化學(xué)肥料相互配合形成的有機-無機復(fù)混肥料,不僅能使農(nóng)作物增產(chǎn),改善農(nóng)作物品質(zhì),增加化肥肥效,減少化肥被固定和流失、改良土壤。腐植酸還能刺激、調(diào)節(jié)作物生長,促進根系發(fā)達,提高作物抗逆性,增強作物抗御病蟲害能力,絡(luò)合微量元素,提高作物對微量元素的吸收和運移等獨特作用。腐植酸型有機-無機復(fù)混肥料是提高無機肥料利用率,增加土壤有機物,改善土壤保水、透氣、保肥、活化土壤微生物的基礎(chǔ)。是近幾年和今后發(fā)展的主流,這也是水土流失地區(qū)要求的最佳肥料品種。

        6 小結(jié)

        腐植酸具有良好的生理活性、親水性、陽離子交換性、絡(luò)合能力及較高的吸附能力等,使得腐植酸可以改良土壤、固持表土、防沙治沙、吸水抗旱、促進植物的根系發(fā)育和提高作物的抗旱抗逆能力等。腐植酸的這些優(yōu)良特性,使其在水土保持應(yīng)用上有著巨大的潛力。近些年來,腐植酸在治理水土流失,保護生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。腐植酸在水土保持中的作用主要可概括為以下5個方面:首先,腐植酸類物質(zhì)可以改良土壤,增加土壤的團粒結(jié)構(gòu),提高土壤的透水性、持水量和抗蝕性。其次,腐植酸保水劑能吸水抗旱,促使水土流失地區(qū)土壤保留更多雨水為植物“需時即用”,解決水土流失地區(qū)土壤保水的問題;葉面噴施腐植酸類物質(zhì)能有效控制葉片氣孔的開張度,減少水分蒸騰,使植物保持較多的水分,對抵御季節(jié)性干旱和干熱風有十分顯著的效果。第三,腐植酸類物質(zhì)和腐植酸固化劑能固持土壤,保持水土,可廣泛應(yīng)用于坡耕地土壤和工程護坡,腐植酸營養(yǎng)基是用于地面工程綠化的優(yōu)良產(chǎn)品。第四,腐植酸液態(tài)地膜能固持土壤,應(yīng)用于農(nóng)田覆蓋、防沙治沙等水土保持領(lǐng)域前景十分看好。第五,各種腐植酸類肥料都能促進植物根深葉茂,提高作物的抗逆能力,發(fā)揮植物保持水土的功能,對水土流失地區(qū)恢復(fù)植被和發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)具有獨特的作用??傊?,腐植酸在治理水土流失保護領(lǐng)域具有非常廣闊的應(yīng)用前景。

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