多劑組和：鹽堿土地治理的新方向

文| 胡樹文 中國農業大學 編輯|楊 陽

多劑組和：鹽堿土地治理的新方向

文| 胡樹文 中國農業大學 編輯|楊 陽

胡樹文

鹽堿土地中含鹽量高、pH高，這使得在一般速效肥料在鹽堿土地中施用效果欠佳。緩/控釋肥料是一種通過各種調控機制，預先設定肥料在作物生長季節的釋放模式，使其養分釋放與作物需肥規律相一致的肥料。在提高肥料利用率、節省成本、減少環境污染等方面有很大的發展空間，并已成為該領域的研究熱點。

土地是農業生產的基礎，只有保證土地品質才能使作物的產量和品質得到提升。我國人均耕地面積少，耕地質量差，在保證耕地數量不再減少的同時，提升現有耕地的品質，是我國農業發展的必由之路。我國鹽堿地的分布面積之大、地域之廣，實為世界罕見，嚴重影響農業可持續發展。據農業部組織的第二次全國土壤普查資料統計，我國鹽漬土地面積達到 3460 萬公頃，其中 40%可以改造利用，是重要的農業土地資源。

在農業生產中，化學肥料是必不可少的生產資料之一。但是，近年來由于化肥用量的快速增長，施肥不合理現象極為突出，不僅肥料利用率低、資源浪費，過量的化肥使用還導致環境污染，使得土壤肥力下降，造成農業減產。

“高分子包膜緩/控釋化肥+土壤改良劑+抗鹽堿種子處理劑”這一多種試劑組合，在治理鹽堿土地、提高在作物產量上給予我們新的方向。

緩/控釋肥：可降解高分子包膜

鹽堿土地中含鹽量高、pH高，這使得在一般速效肥料在鹽堿土地中施用效果欠佳。速效肥料中的氮磷鉀在施用后會快速溶成為離子，導致鹽堿地土壤中鹽離子濃度增大，使得鹽害疊加，易對種苗形成鹽害。緩/控釋肥料是一種通過各種調控機制，預先設定肥料在作物生長季節的釋放模式，使其養分釋放與作物需肥規律相一致的肥料。其在提高肥料利用率、節省成本、減少環境污染等方面有很大的發展空間，并已成為該領域的研究熱點。緩/控釋肥的施用大大減緩了氮磷鉀的溶解速率，減小速效肥料對種子和幼苗造成的鹽害疊加。同時，由于養分緩慢釋放，作物可及時吸收。

目前廣泛使用的緩控釋肥料有硫磺包膜肥料和有機高分子包膜肥料等， 雖然國內外在緩控釋肥料的研發方面取得了豐碩的成果，但它主要應用在經濟附加值高的領域里，大田糧食作物等應用相對較少。其中硫磺包衣肥料價格相對較低，但是硫磺較脆，其抗水性較差，因而其釋放期較短，多數硫包衣肥料在水中浸泡7-12天養分就基本釋放完畢，難以達到釋放期28天的國家緩/控釋肥料標準，也很難為作物后期生長提供養分。聚烯烴類包膜緩控釋肥料控釋性能良好，可以達到國家緩/控釋肥料標準，但是其在發展的主要問題是價格偏高，主要原因有：第一，控釋性能良好的緩控肥料主要由聚烯烴類材料包膜，這類線性高分子主要通過在肥料顆粒表面堆積一層很厚的包膜層進行控制養分釋放，需要包膜量較大，導致膜材成本偏高； 第二，目前緩控釋包膜肥料生產主要采用流化床工藝，該工藝間歇性生產，效率低，能耗損失大，有機溶劑損耗大，導致生產成本高。此外，聚烯烴類膜材不會被微生物、光、熱所分解，在土壤中難以完全降解，長期使用必然會使土地透氣性變差，土壤結構惡化，影響土壤的可持續利用，加劇人地矛盾的惡化。因此，研發新型可降解包膜控釋膜材，開發無有機溶劑的自動化、連續化控釋肥生產包膜工藝很有必要。

與傳統的聚烯烴等包膜控釋肥料膜材不同，可降解高分子包膜控釋肥料的膜材分子間隙小，隔水性能好，直接將膜材包裹在肥料表面，在肥料表面形成很薄的一層結構就能夠控制養分的溶解釋放，不僅生產成本大大降低，而且具有良好的控釋性和降解性能。

以可降解高分子材料為基礎材料，通過系列實驗，從膜材料的酯類單體種類、配比用量、催化劑用量、反應溫度等方面，篩選膜材料的成膜性能、柔韌性能、生物降解性能、玻璃化轉變溫度、分子量大小等條件。將合成的可降解材料包膜在肥料表面，最終合成的控釋膜材具有良好的生物降解性和養分控釋性。

土壤改良劑：改變土壤通透性

土壤是陸生植物生長的載體，植物生長所需的大部分營養元素是從土壤中獲得的，土壤特性決定了植物能否健康的生長。土壤特性包括土壤結構、土壤含水量、土壤溫度、土壤酶的活性、土壤微生物數量、土壤通氣狀況、土壤溶液濃度、土壤氫離子濃度。鹽堿土地的一個重要特征，是土壤的顆粒排得特別緊密。這使得土壤的鹽濃度非常大，水不容易往下淋。鹽堿土壤排列緊密，容重大，水分不容易通過，地表易形成積水，形成強烈蒸發，鹽分不易被淋溶。

土壤改良劑的類型不同，對土壤的作用機制也有所不同，但都是通過有效改善土壤物理結構，降低土壤容重，增加土壤含水量，改變土壤化學性質，加強土壤微生物活動，提高酶的活性，增加土壤微量元素含量，調節土壤水、肥、氣、熱狀況中的某些部分或全部，最終達到提高土壤肥力的目的。利用可降解高分子包膜技術包膜將緩/控釋土壤改良劑加入到鹽堿土地之中，在較長時間內對鹽堿土地進行作用。這樣土壤改良劑可以疏松土壤，容重下降，孔隙度增大，土壤通透性大大增加，耕作層鹽分隨著水而被淋洗掉。

種子處理劑：保護種子、幼苗

種子處理劑是一種用于作物或其它植物種子處理的、具有成膜特性的農藥制劑。種子處理劑由于其高效、環保、省工等獨特優勢，受到政府、種企、藥企、經銷商、種植者的廣泛關注和歡迎。中國種子處理市場近5年保持13%以上的年均增長率。然而由于我國種子處理劑質量評定標準相對滯后且不完善，市場上種衣劑產品質量參差不齊，甚至以次充好，極大影響了行業的健康發展，因產品質量問題或應用不當影響種子正常出苗的現象時有發生，給經營者和種植者造成損失和困擾。利用可降解高分子包膜技術，將抗鹽堿試劑加工，直接或經稀釋后包覆于種子表面，形成具有一定強度和通透性（透氣、透水）保護膜。

在經過種子處理劑處理以后，種子（或蘸根）周圍形成保護層，較長時間內緩解鹽堿離子對種子的鹽害作用，保護種子正常萌發，保護幼苗根系，提高根系抗鹽堿能力。

在鹽堿地治理中的應用實例

以吉林省白城市通榆縣八面鄉宏大村鹽堿地為例，該地土壤類型為草甸堿土，pH=10.4。2015年5月開始整地改良，采用井灌的方式補水，鹽堿改良處理后，水稻整體長勢遠好于相同品種、養分、管理的常規種植田塊。經過鹽堿改良處理，土壤pH、電導率和全鹽含量顯著降低，pH值最大降幅為1.9，全鹽含量最大降幅為2.32g/kg，土壤容重有一定的下降趨勢。

經過鹽堿改良處理，土壤堿化度和交換性鈉含量顯著下降。

經過鹽堿改良處理，鹽堿土壤的脫鹽率顯著提高

鹽堿改良處理（同樣品種、養分、水分、田間管理）后，水稻有效分蘗、穗粒數、千粒重顯著增高，水稻空癟率也明顯降低，水稻產量由130.1公斤/畝提升至698.1公斤/畝（鮮重）。

在鹽堿土地的治理過程中，要根據土地土壤的情況來選用各類試劑的數量。對待鹽堿土地先要測定土壤的鹽及各類元素含量，再做出一套適用于該土地的治理方案。在治理過程中，要注重土地、土壤的保護，保證產物的安全性。在治理鹽堿土地之后還要測定土地的各類元素含量，保證土地在治理過程中不受污染，這才是真正完成鹽堿土地的治理工作。