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三、泥炭在退化土壤改良和污染土壤修复中的作用
1,泥炭有机质可以提供作物需要的各种养分
泥炭有机质不仅是一种稳定而长效的碳源物质,泥炭有机质中还含有作物和微生物所需要的各种营养元素。随着泥炭有机质在土壤中矿化,泥炭中的有机养分就会不断地释放出来,供作物和微生物利用。此外,泥炭有机质在分解过程中,还可产生多种有机酸和腐殖酸,加快土壤矿物风化,促进土壤养分有效化,络合多价金属离子,增加其有效性。
2,泥炭有机质可以增强土壤保水保肥和消减盐分性能
泥炭富含有机质和腐植酸,微细结构复杂,比表面巨大,活性基团发达,既能吸持大量水分,提高土壤保水能力,又能吸附鳌合土壤游离养分,提高土壤保肥能力。泥炭有机质和腐植酸可以改善土壤渗透性,减少水分蒸发,提高水分有效性。泥炭腐植酸电性以负电荷为主,故具有较强的吸咐阳离子能力,K+、NH4、Ca2+、Mg2+等阳离子被吸咐后,就可避免随水流失,随时可被根系阳离子交换,供作物吸收。泥炭腐植酸保存阳离子养分能力比矿质胶体大几倍到几十倍,泥炭腐植酸阳离子交换量可达150-400 mol/kg,保肥能力大大提高。泥炭腐植酸又是一种含有多个酸性功能团的弱酸,其盐类具有两性胶体作用,因此泥炭腐植酸具有很强缓冲酸碱变化的能力。增加土壤中泥炭腐植酸含量,可增强土壤缓冲酸碱变化性能。泥炭腐植酸的弱酸性可中和盐碱土壤的碱性,所含有的20多种官能团具有强大离子交换性能和吸附络合性能,能有效降低土壤盐分浓度和pH值。
3,泥炭有机质可以改善土壤物理性质
泥炭有机质和腐植酸是一种有机胶体,具有较强的粘结力和粘着力,可以增加砂土粘性,促进团粒结构形成。泥炭有机质和腐植酸结构松软,絮状多孔,粘结力高而粘着力小,易形成散碎团粒,使土壤松软而不结块,进而提高土壤保水、透水和通气性。泥炭富含植物纤维,腐植酸活性强,可以改善土壤耕性,延长适耕期,提高耕作质量。泥炭有机质和腐殖酸颜色暗褐,能够明显加深土壤颜色,提高土壤吸热性。泥炭腐植酸热容量大,导热性小,增加土壤中泥炭腐殖酸和腐殖酸含量,可以提高土温,降低土温变辐,利于土壤保温和春播作物早发速长。
4,泥炭有机质可改善土壤微生物活性
土壤微生物生命活动所需的能量和营养物质均直接和间接来自土壤有机质。使用泥炭有机质改良培肥退化土壤,增加土壤微生物碳源和能源供应,扩大土壤微生物群落和个体数量,提高微生物活性。泥炭有机质可以调节土壤酸碱反应,促进土壤结构等物理性质改善,有利于微生物的活动,提高土壤微生物转化能力。泥炭有机质矿化慢,可以持久稳定地向微生物提供能源,不易产生作物猛发或脱肥现象。
5,泥炭有机质可以促进植物的生理活性
泥炭腐殖酸可提高植物生理活性。泥炭腐殖酸盐能改变植物体内糖类代谢,促进还原糖的积累,提高细胞渗透压,从而增强了作物抗旱抗逆能力。泥炭腐殖酸能提高过氧氢酶的活性,加速种子发芽和养分吸收,增加生长速度。泥炭腐植酸能加强作物呼吸作用,增加细胞膜透性,从而提高其对养分吸收能力,加速细胞分裂,增强根系的发育。
6,泥炭有机质可减少农药和重金属的污染
泥炭腐殖酸是含有羧基、酚基、酮基、酚羟基等多种活性功能团的混合物,腐植酸的特殊结构和理化特性决定了泥炭腐植酸污染土壤修复上的重要作用。首先,泥炭腐殖酸可以改变污染土壤重金属存在形态,使重金属的低价可溶可吸收形态转变为高价固定态,从而降低作物对重金属的直接吸收利用。泥炭腐殖酸可以用离子替换掉螯合态和络合态重金属离子,使重金属不易被作物吸收,减轻农作物重金属污染风险。泥炭腐殖酸能使残留在土壤中的DDT、三氮杂苯等化学农药溶解度增大,加速淋出土体,减少污染和毒害。泥炭腐殖酸还能与某些金属离子络合,使有毒金属离子随水排出土体,减少对作物的危害和对土壤的污染。 泥炭中的黄腐酸分子量较低,有利于重金属的活化、增容和解吸,明显提高富集植物对各种重金属吸收。泥炭中的棕腐酸和黑腐酸分子量较大,对重金属有还原、吸附和固定作用,可降镉、汞、铅等重金属有效性。泥炭腐殖酸能通过增加对有机物的吸附量和稳定性,固定在土壤中,失去活性,或者诱导有机物的活性自由基光解、化学降解,从而达到为土壤“解毒”的功效。
四、多措并举,开拓金矿
以泥炭为主要原料进行土壤调理剂研制和产业化开发,可以为泥炭企业带来经营利润的提升和产销量的增加,带来物流和现金流的大幅度增加。每公顷土地土壤调理剂使用量至少为15立方米,育苗基质每公顷需要量只有2.25立方米,单位土地面积上土壤调理剂用量是育苗基质的用量的6.7倍。由于泥炭土壤调理剂生产需要科学诊断、合理配伍,技术附加值高,所以土壤调理剂的经营利润也明显高于基质产品,可见泥炭土壤调理剂用于退化土壤改良和污染土壤修复是泥炭产业的下一个风口和金矿。但是如何将泥炭土壤调理剂产品开发成泥炭产业的爆品?如何开拓出泥炭产业的下一个风口和金矿?我国泥炭产业还必须在以下几个方面同心协力,刻苦攻关。
1,市场定位,满足需求
土壤调理剂产品的市场定位必须根据市场需求、市场容量、市场价格敏感度、产品优势、产品机会、产品威胁等方面综合分析。泥炭属于稀缺自然资源,加工制备成土壤调理剂后价格较高,普通露地作物因为产值低,利润小,不误承受泥炭土壤调理剂的优质优价。我国温室大棚面积巨大,单位面积利润远远高于露地作物,连年重茬迎茬种植和化肥农药滥用已经导致保护地土壤严重退化和污染,土壤改良和修复需求迫切,对泥炭土壤调理剂价格敏感度低。因此,应该选择设施农业土壤改良和污染修复作为泥炭土壤调理剂的目标市场,而其他土地的改良和修复只有在政府或企业特需、投资造价较高情况才能成为泥炭土壤调理剂的目标市场。
2,科学诊断,功能配伍
保护地土壤的障碍问题千差万别,各地种植作物的品种、季节、管理措施错综复杂,用一个泥炭土壤调理剂去解决所有土壤的障碍问题显然是不可能的。土壤调理剂的核心技术是根据土壤障碍因素科学诊断和针对性调配功能成分,诊断准确和配方科学是确保泥炭土壤调理剂使用效果和市场扩展的基础,也是不同企业之间竞争力所在。对于板结土壤应该突出调理剂的结构建造功能,对于酸碱不适作物植物生长的土壤,应该增强调理剂的酸度调剂功能。对于次生盐渍化土壤,必须增强调理剂的吸盐降盐功能,调整土壤酸碱度。对于重金属污染土壤,则必须补充功能性组分改变重金属价态,减少植物对重金属的吸收。对于营养失衡的土壤,必须根据土壤营养亏缺情况和计划种植作物营养需求,主动补偿亏缺元素,平衡营养比例,满足植物需求。当然退化或污染土壤可能不止一个障碍因素,可能几种问题交叉出现,错综复杂,土壤调理剂就必须在科学诊断基础上,通过合理调节物料配方,科学配伍君臣佐使,达到一剂药下去,几种疾病同时解除的目的。纯粹的有机质虽然能够改良土壤,但无法保证当季作物产量。单纯使用化肥虽然能够保证产量,但土壤退化触目惊心,不可持续,因此,土壤调理剂必须有机质和营养元素紧密配合,长效速效结合,增产和改土结合。
3,专业设备开发
设备的自动化、生产的规模化是泥炭土壤调理剂企业保证生产规模、控制产品质量、取得合理利润的基础。泥炭物料堆密度低,流动性差,塌落度低,易于堵塞料斗,造成生产停顿。粉状泥炭产品虽生产工艺简单,但用户使用不便。泥炭含水量大,粉碎时粘结机腔;泥炭纤维多,盘式造粒不成球;泥炭腐植酸对温度敏感,不能承受高温烘干。所以研制开发适于高水分泥炭加工的粉碎、造粒、烘干自动化成套生产线,对于泥炭土壤调理剂能否走入市场起到决定性作用。
4,编制标准,规范行业
标准和检验是泥炭产业健康发展之车的两个轮子,是规范泥炭土壤调理剂行业经营秩序的基础。严谨科学的产品标准可以提高泥炭土壤调理剂门槛,是防止假冒伪劣扰乱市场,保障行业健康发展的重要手段。目前国内的土壤调理剂主要是调剂土壤酸碱度的岩石矿物产品、增加土壤保水性的保水剂和一部分微生物冲剂,以泥炭为主要原料的活化复合泥炭土壤调理剂尚少见市场。因此根据国外泥炭土壤调理剂质量指标和国内科研数据,先行制定泥炭土壤调理剂产品标准,可以科学引导泥炭行业有序进入土壤调理剂市场,防止因为市场大、利润高一拥而上,因为技术工艺不过关、品质效益无保障一哄而散,确保泥炭土壤调理剂行业文件起步,有序发展。
5,科学使用,节本增效
由于泥炭具有的独特优势,使其即使不加任何辅助成分,直接使用泥炭原料,也会取得良好的改良修复效果。但是,直接使用泥炭原料会大幅度增加泥炭原料消耗,提高用户使用成本,降低泥炭技术附加值,不值得推荐。所以必须对泥炭资源进行深加工,既可以提高泥炭产品技术附加值,减少用户操作难度,也可以减少泥炭原料的消耗,取得更大经济效益。但是要让目标土壤的有机质含量增加1%,每亩必须施用6.7吨含有机质90%、水分50%泥炭,对于大面积施用用户是难以接受的。为解决使用量和使用成本的矛盾,可以采取微域多年改良法,即每年只在作物种植位置下部的微小区域内施入土壤调理剂,让用户当年获得受益。下一年度耕作时继续下一个位置的土壤,周而复始,达到改良土壤的目的。
泥炭土壤调理剂即将成为泥炭产业的下一个风口和金矿,泥炭土壤调理剂将因为产品利润高、需求量大、针对性强、有效解决市场痛点,将成为我国泥炭产业的第一个爆品。沧海横流,方显英雄本色。一切有志泥炭企业,让我们共同努力吧!
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