土壤修復(fù)概述
土壤修復(fù)是指利用物理、化學(xué)和生物的方法轉(zhuǎn)移、吸收、降解和轉(zhuǎn)化土壤中的污染物,使其濃度降低到可接受水平,或?qū)⒂卸居泻Φ奈廴疚镛D(zhuǎn)化為無(wú)害的物質(zhì)。
從根本上說(shuō),污染土壤修復(fù)的技術(shù)原理可包括為:
(1)改變污染物在土壤中的存在形態(tài)或同土壤的結(jié)合方式,降低其在環(huán)境中的可遷移性與生物可利用性;
(2)降低土壤中有害物質(zhì)的濃度。
主要內(nèi)容:
目前土壤存在的問題
修復(fù)土壤微生態(tài)壞境,保障土壤持續(xù)生產(chǎn)力
調(diào)節(jié)土壤PH值,控制土壤酸化
合理施肥補(bǔ)充中微量元素和有機(jī)質(zhì),保障土壤養(yǎng)分供應(yīng)能力
目前土壤環(huán)境
1.土壤溶液濃度過高,造成鹽害
即能嚴(yán)重傷根甚至全株枯萎,出現(xiàn)明顯的生長(zhǎng)障礙。
當(dāng)鹽濃度4000mg/kg(0.4%)-5000mg/kg時(shí),生長(zhǎng)不良,0.5%-1%時(shí),鈣吸收受阻,大于1%
2.肥料淋失,污染環(huán)境
3.肥料投入超量,投入與產(chǎn)出不成比例
4..土壤板結(jié)、通透性能降低
5.土壤中有機(jī)質(zhì)含量嚴(yán)重缺乏(普遍低于1%)
6.重金屬污染
修復(fù)土壤微生態(tài)環(huán)境 保持土壤持續(xù)生產(chǎn)力之----微生物的作用
微生物肥料在土壤中能 產(chǎn)生多種生理活性物質(zhì),刺激調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng),菌肥在代謝過程中也可產(chǎn)生吲哚乙酸、赤霉素促進(jìn)植物生長(zhǎng),提高肥料的利用率,
修復(fù)土壤微生態(tài)環(huán)境 保持土壤持續(xù)生產(chǎn)力之------微生物解決復(fù)種指數(shù)高連作障礙問題
果樹作為多年生生物,對(duì)土壤、環(huán)境等都有較強(qiáng)的適應(yīng)性和抗性,但是當(dāng)果樹種植達(dá)到一定年限后,就必須進(jìn)行果園去毒處理才可以再次種植。
果樹連作障礙主要表現(xiàn)有:
(1)幼樹不能生長(zhǎng)或生長(zhǎng)較長(zhǎng)時(shí)間而不能進(jìn)入盛果期;(小老樹)
(2)原有各種病害加重;
(3)易死樹等。
在連作果園里,輪紋病、腐爛病病情嚴(yán)重,并且發(fā)展迅速。其中腐爛病尤以根腐最為明顯。
修復(fù)土壤微生態(tài)環(huán)境 保持土壤持續(xù)生產(chǎn)力之-------生物肥力提出及其意義
要實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展,保障土壤的持續(xù)生產(chǎn)力,認(rèn)為土壤肥力僅由物理肥力和化學(xué)肥力構(gòu)成,提出了質(zhì)疑:
一是土壤養(yǎng)分含量增加,但化肥報(bào)酬急劇遞減
二是土壤物理結(jié)構(gòu)的惡化:
在2001年澳大利亞學(xué)者(Lynette K. Abbott and Daniel V. Murphy)提出了生物肥力(soil biological fertility )的概念
土壤肥力包括土壤生物肥力、土壤化學(xué)肥力和土壤物理肥力三個(gè)組分。土壤微生物(組成、數(shù)量和功能)是土壤生物肥力的核心。
土壤生物肥力概念:是指生活在土壤中的微生物、動(dòng)物、植物根系等有機(jī)體為植物生長(zhǎng)發(fā)育所需營(yíng)養(yǎng)的貢獻(xiàn)。同時(shí),生物過程對(duì)土壤的物理、化學(xué)特性起到良好的促進(jìn)和維持作用。
關(guān)于微生物肥料的理論基礎(chǔ)的問題,一直在研究和探索之中。這主要是因?yàn)橥寥拉h(huán)境中各種養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化與物質(zhì)循環(huán)均在微生物主導(dǎo)作用下的復(fù)雜過程的結(jié)果。近幾年中國(guó)農(nóng)大的學(xué)者提出“養(yǎng)分生物有效性”和“根際(層)養(yǎng)分調(diào)控技術(shù)”也肯定了微生物在其中的不可或缺的作用。2003年澳大利亞學(xué)者L. K. Abbott等提出“土壤生物肥力(soil biological fertility)”概念和相關(guān)的評(píng)價(jià)體系,豐富了微生物肥料的理論內(nèi)涵。
修復(fù)土壤微生態(tài)環(huán)境 保持土壤持續(xù)生產(chǎn)力之------改良和修復(fù)土壤功能,農(nóng)藥、除草劑等污染物的生物修復(fù)作用
微生物由于數(shù)量大、種類多,變異快,降解有機(jī)物的潛力相當(dāng)大,而且干凈徹底、無(wú)二次污染,幾乎所有能造成環(huán)境污染的有機(jī)物都能被微生物所分解、利用,這為我們消除農(nóng)藥、除草劑殘留環(huán)境污染提供了一條嶄新的途徑—農(nóng)藥面源污染的微生物修復(fù)(微生物降解的全面性)。
生物修復(fù)已經(jīng)形成了一門新興的生物技術(shù)產(chǎn)業(yè),一九九六年八月,由中國(guó)農(nóng)科院原子能研究所提供技術(shù),山東省聊城福田生物科技開發(fā)有限公司正式投產(chǎn)下線第一批微生物肥料,作為核心技術(shù)的細(xì)黃鏈霉菌株細(xì)屬放線菌,是一種可以刺激作物生長(zhǎng),并能使作物產(chǎn)生抗病能力的新一代活性菌,因此得名“激抗菌968”,被山東省聊城福田生物科技開發(fā)有限公司命名為商標(biāo)名稱,注冊(cè)商標(biāo)“加加旺”。如今加加旺激抗菌968微生物菌肥已成為各大農(nóng)作物基地的主力軍。
農(nóng)藥污染是中國(guó)等發(fā)展中國(guó)家所面臨的迫切需要解決的問題,國(guó)內(nèi)在農(nóng)藥、除草劑殘留的微生物降解方面進(jìn)行了很多的研究,逐步在加大應(yīng)用(現(xiàn)實(shí)迫切需要)。
修復(fù)土壤微生態(tài)環(huán)境 保持土壤持續(xù)生產(chǎn)力之------PH值調(diào)理
1、硅鈣鎂肥含有枸溶性二氧化硅20.58% 、二氧化鈣40.95% 、氧化鎂19.0% 、氧化鉀2.4% 和氧化鐵0.68%等多種礦質(zhì)元素。硅鈣能加厚細(xì)胞壁,造成一種機(jī)械屏障,防止真菌侵入及幼蟲鉆蛀。這對(duì)復(fù)壯樹勢(shì),提高樹體抗病能力有良好作用。據(jù)山東省果樹研究所試驗(yàn):金冠或國(guó)光蘋果株施硅鈣鎂肥5千克,葉片含鈣量提高8.2%-34.5% ,含硅量提高5.7%-35.4%。連續(xù)施用4年的,腐爛病發(fā)病率比對(duì)照減少 11%-22%;連續(xù)施用3年的,干周平均增長(zhǎng)量較對(duì)照高13.2%-19.2%。對(duì)增加果實(shí)硬度,改善果實(shí)品質(zhì)和提高耐貯性等也有一定效果,果實(shí)硬度多數(shù)比對(duì)照高1.3%-5.7% ,可溶性固形物含量增加27%-6.4%,金冠蘋果貯藏到12月底爛果率較對(duì)照下降15.9%-45.6%。
硅鈣鎂肥是一種堿性枸溶肥料,PH值為10-12,因此宜在微酸性和酸性土壤施用。晚秋或早春,與基肥混施效果較好。
2、是種保健性營(yíng)養(yǎng)元素肥料:施硅鈣鎂元素肥能改良土壤矯正土壤酸度,提高土壤鹽基,促進(jìn)有機(jī)肥分解,抑制土壤病菌。如紅壤旱地屬酸PH值4.5~5.2左右,缺有機(jī)質(zhì)和鈣,容易板結(jié)。施硅肥可改良土性,加速熟化,有利于作物增產(chǎn)。蔬菜大棚連種兩年以上,霉菌和病菌累積會(huì)影響作物產(chǎn)量與品質(zhì)。施硅鈣鎂元素肥能有效防治霉菌的存活和繁殖及根莖霉?fàn)€等作物。
3、是改善品質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)元素肥料:果樹施硅鈣鎂元素肥可顯著改善果實(shí)品質(zhì),體積增大。含糖量提高。味甜、氣香且利人體健康。還耐貯藏及運(yùn)輸。甘蔗施硅鈣鎂元素肥、能提高產(chǎn)量,后期能促進(jìn)莖糖分積累,提高出糖率。
4 、是兼合多元素復(fù)混型肥料:硅鈣鎂元素肥兼含有一定量的磷、鋅、硼、鐵、錳等微量元素,對(duì)農(nóng)作物有復(fù)合營(yíng)養(yǎng)作用。適合多種作物施作。
5、可幫助作物提高光合作用:硅鈣鎂元素肥可使作物表皮細(xì)胞硅質(zhì)化,使作物的莖葉挺直,減少遮蔭,葉片光合作用增強(qiáng)。如水稻施硅鈣鎂元素肥后,葉片角度縮小,冠層光合作用提高10%以上。
6、可增強(qiáng)作物抗病蟲能力:作物吸收硅、鈣、鎂元素后,體內(nèi)形成硅化細(xì)胞,莖葉表層細(xì)胞壁加厚,角質(zhì)層增加,從而提高防蟲抗病能力,特別是抗稻瘟病、葉斑病、莖腐病、白葉枯病、菌欄病及棉鈴蟲、銹病等。
7、可提高作物抗御倒伏由于作物的莖稈直,使抗倒伏能力提高80%左右。
8、可使作物體內(nèi)通氣性增強(qiáng):作物體內(nèi)硅、鈣、鎂元素量增加,使作物導(dǎo)管剛性加強(qiáng),促使通氣性增強(qiáng),對(duì)水稻、蘆葦?shù)人蜏厣魑镉兄匾饬x,還可以促進(jìn)根系生長(zhǎng),預(yù)防根系的腐爛和早衰。特別對(duì)防治水稻的爛根有重要作用。
9、可提高作物的抗逆性:作物吸收硅肥產(chǎn)生硅化細(xì)胞,有效地調(diào)節(jié)葉片氣孔的開閉,控制水分蒸騰作用。提高作用的抗旱、抗干熱風(fēng)和抗低溫御害能力。硅鈣鎂元素肥適用于早春作物。如早稻、早花生和冬春季蔬菜生產(chǎn)。
10、可減少磷在土壤中的固定:耕作土壤施硅鈣鎂元素肥后能活化土壤中的磷、并難溶性磷,促進(jìn)在作物體內(nèi)的運(yùn)轉(zhuǎn),從而提高結(jié)實(shí)率。
修復(fù)土壤微生態(tài)環(huán)境 保持土壤持續(xù)生產(chǎn)力之-----有機(jī)質(zhì)缺乏是土壤結(jié)構(gòu)破壞的原因之一
我國(guó)耕地有機(jī)質(zhì)含量銳減,化肥這種肥料中的“陽(yáng)剛一族”失去了有機(jī)營(yíng)養(yǎng)的陰柔滋潤(rùn),便顯露出其狂暴的一面,由此凸顯出化學(xué)植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)的缺陷。真理是相對(duì)的,一種理論在某階段某種條件下是可行的、正確的,但到了另一階段或另一種條件下就不可行,不那么正確。由西方科技界的前輩創(chuàng)立的化學(xué)植物營(yíng)養(yǎng)學(xué),搬到現(xiàn)今的中國(guó),就產(chǎn)生了大問題。如何修正補(bǔ)充,我們中國(guó)人應(yīng)該有所作為。
忽略了給土壤補(bǔ)充水溶有機(jī)碳,是經(jīng)典的土壤肥料理論一大缺失!
化學(xué)植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)最重大的失誤是對(duì)植物碳營(yíng)養(yǎng)吸收途徑的誤判,認(rèn)為CO2被吸收和光合作用是植物唯一的碳源,即“一通道說(shuō)”。實(shí)際上植物還必須并確實(shí)存在由根部吸收小分子水溶有機(jī)碳(有效碳EC)的另一“碳通道”。
碳對(duì)植物,既是營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),又是能源物質(zhì)。植物出現(xiàn)“碳饑餓”,就是缺碳,用化學(xué)植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)的觀點(diǎn),叫做碳“短板”,這僅僅是影響植物的營(yíng)養(yǎng)積累,而從能源物質(zhì)的角度看,缺碳還造成植物能量透支,消耗營(yíng)養(yǎng)積累,造成植物處于“亞健康”。
缺碳導(dǎo)致農(nóng)作物出現(xiàn)如下癥狀:
1、早衰:未老先衰,生長(zhǎng)慢或生育年令大大縮短。
2、根系衰弱:作物根系少,發(fā)育差,株勢(shì)弱、低產(chǎn)。
3、黃葉病或失綠癥:這在大棚作物或長(zhǎng)時(shí)間陰雨天最常見。
4、亞健康:作物沒明顯病癥,但卻萎頓慢長(zhǎng)、纖薄虛長(zhǎng)或倒伏。
5、防病抗逆機(jī)能低:作物失去自身正常狀態(tài)下具備的對(duì)逆境的抵御機(jī)能,抗寒、抗旱、抗?jié)?、抗病蟲害功能低,易造成嚴(yán)重失收。
6、農(nóng)作物種質(zhì)退化。
與農(nóng)作物其他病害不同的是,農(nóng)作物缺碳病具有如下三種特性:
1、全局性——不論東西南北幾乎所有農(nóng)作物都可能發(fā)生缺碳病。
2、系統(tǒng)性——不但造成農(nóng)作物直接病害,還間接發(fā)生更多病害,這導(dǎo)致農(nóng)藥用量增加,帶來(lái)新的經(jīng)濟(jì)損失和食品不安全。缺碳病還導(dǎo)致化肥利用率下降,帶來(lái)生產(chǎn)成本上升和土壤、環(huán)保一系列問題。因?yàn)槿绷艘粋€(gè)“碳”,生出一大堆環(huán)境問題、社會(huì)問題和民生問題。
3、長(zhǎng)期性——引起生態(tài)循環(huán)鏈條的破壞,農(nóng)業(yè)環(huán)境惡化,種質(zhì)資源退化等問題,都是難以修復(fù)和不斷延續(xù)的。
水溶有機(jī)碳是有機(jī)肥力的精華,也是土壤微生物的能源。微生物另一主要能源是氮。微生物繁殖最佳C/N值是25左右,土壤板結(jié)最根本的原因,是土壤C/N值太低,導(dǎo)致微生物生存障礙、生物多樣性出了問題。當(dāng)耕地有機(jī)質(zhì)含量下降到1%(水溶有機(jī)碳含量?jī)H為0.01%),我們的學(xué)者們還在人云亦云地譴責(zé)化肥,說(shuō)“由于長(zhǎng)期使用化肥造成土壤板結(jié)……”,這不是文不對(duì)題嗎?
在植物原生態(tài)情況下,礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)是被植物根系分泌的有機(jī)酸和地表腐殖質(zhì)的水溶物(黃腐酸)所溶蝕,以有機(jī)配位態(tài)零電價(jià)被根系吸收到植物內(nèi)部的。在貧瘠土地或大量施用化肥時(shí),礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)才以離子態(tài)進(jìn)入植物內(nèi)部的。
傳統(tǒng)土壤肥料學(xué)認(rèn)為礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)以離子態(tài)進(jìn)入,這種理論不完全符合實(shí)際,從而導(dǎo)致了土壤和農(nóng)作物“陽(yáng)盛陰衰”的局面。實(shí)踐證明:礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的有機(jī)化合零電價(jià)態(tài),具有比離子態(tài)更高的生物有效性。所以礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)以離子態(tài)進(jìn)入,是無(wú)可奈何的,是不合理態(tài)。
如果說(shuō)以NPK為代表的化學(xué)植物營(yíng)養(yǎng)是肥料之父,那么以C為主要成份的有機(jī)植物營(yíng)養(yǎng)就是肥料之母。長(zhǎng)期偏施化肥,土壤和植物“陽(yáng)盛陰衰”,是當(dāng)今農(nóng)業(yè)問題的主要病根。“陰陽(yáng)和諧”應(yīng)該成為肥料工業(yè)和施肥技術(shù)的長(zhǎng)期指導(dǎo)方針。
傳統(tǒng)有機(jī)肥存在的問題
由于化學(xué)植物營(yíng)養(yǎng)理論的影響,我國(guó)有機(jī)肥工廠化生產(chǎn)普遍不重視水溶有機(jī)碳,使用高溫發(fā)酵多次翻堆的工藝和高溫烘干,使有機(jī)碳轉(zhuǎn)化為CO2排掉,這種有機(jī)肥的水溶有機(jī)碳含量?jī)H為1%左右,而可被植物根部吸收的小分子水溶有機(jī)碳——有效碳(EC)僅為0.5%左右,活體微生物則幾乎等于零!有機(jī)肥成了無(wú)核的“腐殖化”空殼!這是傳統(tǒng)有機(jī)肥低效慢效的根源。所以普通有機(jī)肥沒有,也不可能有描述有機(jī)營(yíng)養(yǎng)的技術(shù)指標(biāo)。
有機(jī)肥是否合格,應(yīng)以有機(jī)大分子是否分解為土壤微生物和植物根系能直接吸收的小分子,也即施入土中不再耗氧為標(biāo)志。
綜上所述:
1、改良土壤生物菌群的組成結(jié)構(gòu)優(yōu)化微生態(tài)環(huán)境
2、改善PH值,改變土壤酸化的現(xiàn)狀
3、補(bǔ)充適量的有機(jī)質(zhì)和中微量元素
才能達(dá)到改良土壤增加產(chǎn)量?jī)?yōu)化品質(zhì)的目的。
來(lái)源:福田生物