简介gydF4y2Ba

土壤改良剂是添加到土壤中可以改善其性质和过程的任何物质。石灰、石膏、粪肥或生物炭等改良剂可以改善土壤的化学、物理和生物特性，从而为生产系统带来许多好处。改良剂对生产效益的一些例子包括提高pH值、添加养分、增加土壤有机质、缓解盐渍化土壤和改善土壤水分储存。gydF4y2Ba

土壤改良剂可根据来源大致分为有机改良剂和无机改良剂。除了考虑其有效性和相关成本外，在选择土壤改良剂时，还需要了解人们试图缓解或解决的土壤问题。gydF4y2Ba

肥料gydF4y2Ba

UNL NebGuide《从肥料中确定作物有效养分》(G1335, Shapiro et al, 2015)探讨了通过肥料管理来增加土壤养分的方法。内布拉斯加州米切尔的UNL历史Knorr-Holden地块。，牛粪已被证明是一种可行的营养来源，可使连续灌溉的玉米获得高产(gydF4y2Ba图1gydF4y2Ba)．gydF4y2Ba

Knorr-Holden地块开始于1912年，每年处理27毫克公顷的牛粪gydF4y2Ba^{－1gydF4y2Ba}1942年引进。2013年，研究发现施肥土壤对压实的敏感性略低，包括在土壤含水量较高时(Blanco-Canqui et al.， 2015)。与未施肥地块相比，施肥地块的植物有效水分保存量多约16%，土壤有机碳浓度是未施肥地块的两倍，与土壤压实度呈负相关(r > ~ 0.77)，与保水率呈正相关(r > 0.72)。总的来说，施用71年的肥料降低了半干旱土壤的压实性，增加了保水能力。gydF4y2Ba

在内布拉斯加州东部的粉壤土上，在堆肥饲养场肥料施用3年期间，径流和土壤侵蚀损失量减少了约50%，由于施用后6年的剩余效应(gydF4y2Ba图3gydF4y2Ba；沃特曼和沃尔特斯，2006,2007)。gydF4y2Ba

然而，粪肥的使用需要适当使用，当针对特定的田地条件时，效益是最大的。例如，当土壤团聚度已经很高时，施用有机肥对土壤团聚度的影响通常很小(Wortmann and Shapiro, 2008)。粪肥的使用被认为是沙丘地区高产的原因，但也有证据表明，在洼地，过度施用会导致渗透不良和长时间积水的拒水性。在曾经被侵蚀的山坡上施用肥料的好处是很大的。粪肥是一种宝贵的养分来源，但过度施用导致地下水污染和过量磷径流。gydF4y2Ba

图3。在内布拉斯加州东部的淤泥壤土上施用堆肥饲养场肥料对径流和土壤流失的影响，施用时间为3年和随后的4年。gydF4y2Ba

石膏gydF4y2Ba

石膏是二水硫酸钙，可以从采矿或工业副产品中获得。gydF4y2Ba

石膏作为土壤改良剂有几种可能的农业用途(Franzen et al 2006)。它可以:gydF4y2Ba

1. 提供钙和硫;gydF4y2Ba
2. 降低铝为主土壤(pH小于4.5)的土壤酸性;gydF4y2Ba
3. 在可行的淋滤条件下，回收钠性土壤(高钠分散土壤);gydF4y2Ba
4. 改善部分土壤的团聚性和水分的渗透性;gydF4y2Ba
5. 减少土壤结皮，减少径流;gydF4y2Ba
6. 降低高pH值土壤(pH大于8.5)的pH值;而且gydF4y2Ba
7. 减少部分土壤铁褪绿症。gydF4y2Ba

自然资源保护署(NRCS)采用了保护实践标准333，将石膏应用作为改善土壤健康和地表水质量的实践(USDA-NRCS, 2015)。gydF4y2Ba

根据《清洁空气法》，一些燃煤发电厂采用了一种烟道洗涤器，这种洗涤器会产生一种硫酸钙副产物，即烟气脱硫石膏。内布拉斯加州特朗布尔附近的农场试验评估了FGD石膏对玉米产量的影响。利用处理条覆盖大量土壤变异(gydF4y2Ba图4gydF4y2Ba)．分别以0、1.12、4.48和8.96 Mg ha添加FGD石膏gydF4y2Ba^{－1gydF4y2Ba}2014年4月初。在土壤pH值低、土壤有机质含量低或两者兼有的地区，施用脱硫石膏可使玉米籽粒增加。这可能是由于该地区部分地区FGD石膏的营养效益和石灰效应。gydF4y2Ba

然而，石膏的使用需要很好地针对问题和现场条件。在一项对排水至五大湖流域的多个地点进行的研究中，施用FGD石膏并没有提高土壤容重、渗透阻力、水力传导能力或团聚体稳定性(Buckley和Wolkowski, 2014)。相比之下，在高钠土壤上以大约2吨/英亩的速度施用石膏增加了水入渗，减少了地表径流和侵蚀(Keren et al.， 1983;Morin和Van Winkel, 1996)。一般来说，如果土壤不分散，施用石膏不会增加水分入渗(Ben-Hur et al.， 1992)。Sindelar和Wolkowski(2019)发现，在土壤试验磷含量高、CEC含量低的田地(gydF4y2Ba图5gydF4y2Ba)．gydF4y2Ba

烟气脱硫石膏的重金属含量可以很高，在决定其用途和用量时可以考虑实验室测试结果。gydF4y2Ba

生物炭和炭gydF4y2Ba

生物炭是一种由生物质热解产生的富含碳的有机材料。生物炭，取决于来源和生产条件和后续特征，可以有利于土壤性质和作物产量。营养物质和碳的存在，以及其具有大反应表面积的孔隙性，使生物炭成为潜在的土壤改良剂。然而，使用生物炭的成本过高。在土壤阳离子交换能力低、团聚体稳定性弱、有效持水能力较弱的情况下，预计其效益最大。gydF4y2Ba

内布拉斯加州斯科茨布拉夫(Scottsbluff)用于甜菜加工的煤燃烧的焦残留物。含有高达30%的碳和其他必需的植物矿物质营养素。在一项实验室研究中，最佳的煤焦用量减少了施肥沙壤土和壤土中的氨挥发损失(gydF4y2Ba图6gydF4y2Ba)．由于82米的高表面积的综合作用gydF4y2Ba^2gydF4y2BaggydF4y2Ba^{－1gydF4y2Ba}焦炭具有较高的CEC (47 meq/100g)和粗糙的质地，似乎保留了土壤中的养分，从而减少了挥发损失。在底土暴露或土壤有机质含量低的地区，木炭可以提高作物产量。gydF4y2Ba

石灰gydF4y2Ba

大多数大田作物在土壤pH值在6.0到6.8之间时生长最好。石灰可以中和限制产量的土壤酸性。完全的回报可能需要三到四年的时间，大豆的产量增长预计比玉米更大。《UNL NebGuide，石灰用于土壤酸性管理G1504》(Mamo et al.， 2015)中给出了石灰土壤改良指南。gydF4y2Ba

结论gydF4y2Ba

如果能针对特定田间条件下的特定问题进行有效的改良，则对土壤性质和作物产量都有好处。在特定地点使用土壤改良剂可以提高投资回报。gydF4y2Ba

参考文献gydF4y2Ba

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