农业土壤改良技术指南

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农业土壤改良技术指南
第 1 章 土壤改良基础理论........................................................................................................... 3
1 土壤组成与性质............................................................................................................. 3
1.1 固体组成.................................................................................................................... 3
1.2 液体组成.................................................................................................................... 4
1.3 气体组成.................................................................................................................... 4
2 土壤改良的目标与原则................................................................................................. 4
2.1 目标............................................................................................................................ 4
2.2 原则............................................................................................................................ 4
第 2 章 土壤物理性质改良技术................................................................................................... 5
1 土壤质地改良................................................................................................................ 5
1.1 土壤质地调整方法..................................................................................................... 5
2 土壤结构改良................................................................................................................ 5
2.1 土壤结构改良方法..................................................................................................... 5
3 土壤排水与保水技术..................................................................................................... 5
3.1 土壤排水技术............................................................................................................. 5
3.2 土壤保水技术............................................................................................................. 5
第 3 章 土壤化学性质改良技术................................................................................................... 6
1 土壤酸碱度调节............................................................................................................. 6
1.1 酸性土壤改良............................................................................................................. 6
1.2 碱性土壤改良............................................................................................................. 6
2 土壤养分管理................................................................................................................ 6
2.1 土壤施肥.................................................................................................................... 6
2.2 土壤养分调控............................................................................................................. 7
3 土壤盐渍化改良............................................................................................................. 7
第 4 章 有机物料在土壤改良中的应用........................................................................................ 7
1 有机物料的选择与施用................................................................................................. 7
1.1 选择原则.................................................................................................................... 7
1.2 施用方法.................................................................................................................... 7
2 堆肥与有机肥制作......................................................................................................... 7
2.1 堆肥制作.................................................................................................................... 7
2.2 有机肥制作................................................................................................................ 8
3 生物有机肥在土壤改良中的作用................................................................................. 8
3.1 提高土壤肥力............................................................................................................. 8
3.2 促进土壤微生物活性................................................................................................. 8
3.3 改善土壤物理性质..................................................................................................... 8
3.4 减少化肥用量，提高农产品品质............................................................................. 8
3.5 促进土壤碳循环，减缓气候变化............................................................................. 8
第 5 章 土壤微生物改良技术....................................................................................................... 8
1 土壤微生物多样性保护................................................................................................. 8
1.1 土壤微生物多样性的意义......................................................................................... 8

1.2 土壤微生物多样性保护措施..................................................................................... 8
2 土壤微生物接种技术..................................................................................................... 9
2.1 土壤微生物接种的定义与作用................................................................................. 9
2.2 土壤微生物接种方法................................................................................................. 9
3 功能微生物在土壤改良中的应用................................................................................. 9
3.1 解磷菌在土壤改良中的应用..................................................................................... 9
3.2 解钾菌在土壤改良中的应用..................................................................................... 9
3.3 固氮菌在土壤改良中的应用..................................................................................... 9
3.4 生物有机肥中功能微生物的应用........................................................................... 10
3.5 抗病微生物在土壤改良中的应用........................................................................... 10
第 6 章 土壤侵蚀防治技术......................................................................................................... 10
1 水土保持措施.............................................................................................................. 10
1.1 植被恢复.................................................................................................................. 10
1.2 改良耕作制度........................................................................................................... 10
1.3 建设梯田和梯地....................................................................................................... 10
1.4 建立水土保持设施................................................................................................... 10
2 土壤侵蚀生物防治....................................................................................................... 10
2.1 植被恢复与重建....................................................................................................... 10
2.2 沟壑植物固沙........................................................................................................... 11
2.3 利用生物覆盖........................................................................................................... 11
2.4 蚯蚓堆肥技术........................................................................................................... 11
3 工程措施在土壤侵蚀防治中的应用........................................................................... 11
3.1 土地整理.................................................................................................................. 11
3.2 建设护坡工程........................................................................................................... 11
3.3 沟道整治.................................................................................................................. 11
3.4 建立水土保持防护林体系....................................................................................... 11
第 7 章 土壤污染治理技术......................................................................................................... 11
1 重金属污染土壤修复................................................................................................... 11
1.1 物理修复技术........................................................................................................... 11
1.2 化学修复技术........................................................................................................... 11
1.3 生物修复技术........................................................................................................... 11
2 有机污染土壤修复....................................................................................................... 12
2.1 物理修复技术........................................................................................................... 12
2.2 化学修复技术........................................................................................................... 12
2.3 生物修复技术........................................................................................................... 12
3 复合污染土壤修复技术............................................................................................... 12
3.1 联合修复技术........................................................................................................... 12
3.2 集成修复技术........................................................................................................... 12
3.3 创新修复技术........................................................................................................... 12
第 8 章 耕作制度与土壤改良..................................................................................................... 12
1 耕作方式与土壤改良................................................................................................... 12
1.1 耕作方式的选择....................................................................................................... 12
1.2 保护性耕作.............................................................................................................. 12
1.3 深耕与浅耕.............................................................................................................. 13

2 轮作与土壤肥力保持................................................................................................... 13
2.1 轮作的意义.............................................................................................................. 13
2.2 轮作制度的设计....................................................................................................... 13
2.3 轮作与土壤肥力改善............................................................................................... 13
3 休闲与土壤恢复........................................................................................................... 13
3.1 休闲的作用.............................................................................................................. 13
3.2 休闲期的管理........................................................................................................... 13
3.3 休闲与土壤质量评价............................................................................................... 13
第 9 章 农业废弃物资源化利用................................................................................................. 14
1 秸秆还田技术.............................................................................................................. 14
1.1 秸秆直接还田........................................................................................................... 14
1.2 秸秆堆肥还田........................................................................................................... 14
2 畜禽粪便处理与利用................................................................................................... 14
2.1 畜禽粪便收集与储存............................................................................................... 14
2.2 畜禽粪便处理技术................................................................................................... 14
2.3 畜禽粪便资源化利用............................................................................................... 14
3 农业废弃物能源化利用............................................................................................... 14
3.1 生物质发电技术....................................................................................................... 14
3.2 生物质成型燃料技术............................................................................................... 15
3.3 生物质液体燃料技术............................................................................................... 15
第 10 章 土壤改良技术综合应用与效果评价............................................................................ 15
1 技术组合与优化......................................................................................................... 15
1.1 技术筛选与整合..................................................................................................... 15
1.2 技术应用顺序与周期............................................................................................. 15
1.3 技术优化与调整..................................................................................................... 15
2 土壤改良效果监测与评价......................................................................................... 15
2.1 监测指标与方法..................................................................................................... 16
2.2 评价方法................................................................................................................ 16
3 持续土壤改良策略与展望......................................................................................... 16
3.1 持续土壤改良策略................................................................................................. 16
3.2 土壤改良技术展望................................................................................................. 16
第 1 章 土壤改良基础理论
1 土壤组成与性质
土壤是农业生产的基础，其组成与性质直接影响作物生长和产量。土壤主要
由固体、液体和气体三部分组成。
1.1 固体组成
土壤固体部分主要由矿物质、有机质、微生物和土壤动物组成。
（1）矿物质：是土壤的主体成分，主要由砂粒、粉粒和黏粒组成，影响土

壤的物理性质。

（2）有机质：来源于植物残体、动物残体和微生物残体，是土壤肥力的关

键因素。

（3）微生物：参与土壤有机质的分解、养分循环等过程，对土壤肥力具有

重要影响。

（4）土壤动物：包括原生动物、线虫、蚯蚓等，对土壤结构、有机质分解等

具有重要作用。

1.1.2 液体组成

土壤液体主要包括水分和溶解在其中的各种离子，如钙、镁、钾、钠等。水分

是作物吸收养分的介质，对土壤肥力具有重要作用。

1.1.3 气体组成

土壤气体主要包括空气中的氮气、氧气、二氧化碳等。土壤气体对作物根系

呼吸、微生物活动等具有影响。

1.2 土壤改良的目标与原则

1.2.1 目标

土壤改良的目标主要包括以下几点：

（1）提高土壤肥力，保障作物高产、稳产。

（2）改善土壤物理性质，如通气性、水分保持能力等，有利于作物生长。

（3）优化土壤化学性质，如 pH 值、阳离子交换量等，为作物提供适宜的养

分环境。

（4）保持土壤生态平衡，维护土壤生物多样性。

1.2.2 原则

土壤改良应遵循以下原则：

（1）因地制宜：根据不同地区土壤类型、气候条件等，采用适宜的改良方

法。

（2）综合措施：结合物理、化学、生物等多种改良手段，发挥综合效益。

（3）长期稳定：注重土壤改良的长期性和稳定性，避免短期行为。

（4）环保可持续：在改良过程中，充分考虑环境保护，实现可持续发展。

（5）科学管理：根据土壤改良效果，及时调整管理措施，保证土壤质量不

断提高。

第 2 章土壤物理性质改良技术

2.1 土壤质地改良

土壤质地对土壤肥力、作物生长及农业生产力具有重要影响。质地改良旨在

调整土壤中砂、粉、粘粒的比例，使之更适宜作物生长。

2.1.1 土壤质地调整方法

添加有机物料：增施有机肥料、绿肥、作物秸秆等，提高土壤有机质含量，

改善土壤质地。

土壤深翻：通过深翻，使土壤层次分明，增加土壤的通透性。

沙土改良：在沙土中添加粉黏物料，如粘土、炉渣等，提高土壤保水保肥

能力。

黏土改良：在黏土中添加沙、炉渣等，降低土壤容重，改善土壤通气性。

2.2 土壤结构改良

良好的土壤结构有利于作物根系生长，提高土壤肥力。

2.2.1 土壤结构改良方法

增施有机肥料：提高土壤有机质含量，促进土壤团粒结构的形成。

轮作与间作：通过轮作和间作，改善土壤生态环境，提高土壤结构稳定性。

土壤生物改良：利用土壤微生物和蚯蚓等生物，促进土壤结构的改善。

合理耕作：采用适宜的耕作方式，如深翻、浅耕等，维护土壤结构。

2.3 土壤排水与保水技术

土壤排水与保水技术对调节土壤水分状况、提高土壤肥力具有重要意义。

2.3.1 土壤排水技术

明沟排水：在田间设置排水沟，降低地下水位，改善土壤水分状况。

暗管排水：利用埋设在地下的排水管道，排除土壤中的多余水分。

垂直排水：采用垂直排水设备，提高土壤排水效率。

2.3.2 土壤保水技术

覆盖保水：利用作物秸秆、地膜等材料覆盖地面，减少水分蒸发，提高土

壤保水能力。

沟垄耕作：通过改变地表形态，提高土壤保水能力，减少水土流失。

水分保持剂：使用水分保持剂，提高土壤的吸水性和保水性。

本章对土壤物理性质改良技术进行了详细阐述，旨在为农业生产提供有效

的土壤改良方法，提高土壤质量，促进农业可持续发展。

第 3 章土壤化学性质改良技术

3.1 土壤酸碱度调节

土壤酸碱度是衡量土壤酸碱程度的重要指标，对植物生长及土壤养分的有

效性具有重要影响。调节土壤酸碱度，使之适宜于作物生长，是提高土壤肥力的

重要措施。

3.1.1 酸性土壤改良

针对酸性土壤，可采取以下措施进行改良：

（1）施用石灰：石灰可以中和土壤酸性，提高土壤 pH 值，改善土壤结构，

促进微生物活动。

（2）有机物料施用：增加有机物料投入，如绿肥、作物秸秆、有机肥等，

提高土壤有机质含量，降低土壤酸度。

（3）土壤调理剂应用：使用土壤调理剂，如沸石、膨润土等，提高土壤交

换性阳离子含量，降低土壤酸度。

3.1.2 碱性土壤改良

针对碱性土壤，可采取以下措施进行改良：

（1）施用硫磺：硫磺可以降低土壤 pH 值，改善土壤碱性。

（2）酸性物料施用：施用酸性物料，如硫铁矿、硫酸铵等，降低土壤碱性。

（3）土壤调理剂应用：使用酸性土壤调理剂，如酸性沸石、酸性膨润土等，

降低土壤碱性。

3.2 土壤养分管理

土壤养分是植物生长的基础，合理管理土壤养分，对提高土壤肥力、保障作

物产量和品质具有重要意义。

3.2.1 土壤施肥

（1）有机肥施用：有机肥含有丰富的有机质和多种营养元素，可提高土壤

肥力，改善土壤结构。

（2）化肥施用：合理施用化肥，满足作物生长对各种营养元素的需求。

（3）测土配方施肥：根据土壤养分状况和作物需肥规律，制定合理的施肥

方案。

3.2.2 土壤养分调控

（1）土壤酸碱度调节：通过调节土壤酸碱度，影响土壤养分的有效性。

（2）土壤氧化还原电位调节：改善土壤氧化还原状况，提高养分的有效性。

（3）土壤微生物调控：通过增加有益微生物，促进土壤养分循环，提高养

分利用率。

3.3 土壤盐渍化改良

土壤盐渍化是影响农业生产的重要障碍因素，通过以下措施进行改良：

（1）排水：降低地下水位，减少土壤盐分积累。

（2）冲洗：利用淡水冲洗土壤，降低土壤盐分含量。

（3）覆盖：利用作物秸秆、地膜等覆盖作物行间，减少土壤水分蒸发，降

低盐分积累。

（4）施用有机肥：提高土壤有机质含量，改善土壤结构，降低土壤盐分含

量。

（5）选用耐盐作物：种植耐盐作物，提高作物对盐渍化土壤的适应性。

第 4 章有机物料在土壤改良中的应用

4.1 有机物料的选择与施用

4.1.1 选择原则

在选择有机物料时，应根据土壤类型、作物需求和有机物料特性进行合理选

择。优先考虑富含有机质、养分全面、性质稳定的有机物料，如作物秸秆、绿肥、

动物粪便等。

4.1.2 施用方法

（1）直接施用：将有机物料直接施入土壤，提高土壤有机质含量和微生物

活性。

（2）堆肥施用：将有机物料进行堆肥化处理，制成堆肥后施入土壤。

（3）有机肥施用：将有机物料与化肥配合，制成有机肥施入土壤。

4.2 堆肥与有机肥制作

4.2.1 堆肥制作

（1）原料选择：选择富含有机质的物料，如作物秸秆、绿肥、动物粪便等。

（2）堆制方法：将原料按一定比例混合，调节水分和碳氮比，进行堆制。

（3）堆肥标准：堆肥达到稳定、腐熟、无害化的要求，即可施入土壤。

4.2.2 有机肥制作

（1）原料配比：根据土壤需求和作物品种，合理配比有机物料与化肥。

（2）加工方法：采用物理、化学或生物方法，将有机物料与化肥进行混合、

发酵等处理。

（3）有机肥标准：有机肥应具备养分全面、含量稳定、无害化等特点。

4.3 生物有机肥在土壤改良中的作用

4.3.1 提高土壤肥力

生物有机肥含有丰富的有机质、养分和微生物，能显著提高土壤肥力，改善

土壤结构。

4.3.2 促进土壤微生物活性

生物有机肥中的微生物能分解土壤中的有机质，产生多种代谢产物，促进

土壤微生物活性。

4.3.3 改善土壤物理性质

生物有机肥能增加土壤孔隙度，提高土壤保水保肥能力，改善土壤通气性。

4.3.4 减少化肥用量，提高农产品品质

施用生物有机肥可减少化肥施用量，降低农业面源污染，提高农产品品质。

4.3.5 促进土壤碳循环，减缓气候变化

生物有机肥施入土壤，可提高土壤有机碳含量，促进土壤碳循环，减缓气

候变化。

第 5 章土壤微生物改良技术

5.1 土壤微生物多样性保护

5.1.1 土壤微生物多样性的意义

土壤微生物多样性是维持土壤生态功能的关键因素，对农业生产具有重要

作用。保护土壤微生物多样性有助于提高土壤肥力，促进作物生长，增强土壤抗

逆性。

5.1.2 土壤微生物多样性保护措施

（1）减少化学农药使用，采用生物防治方法，降低对土壤微生物的杀伤作

用；

（2）合理轮作，增加作物多样性，提高土壤微生物多样性；

（3）采用秸秆还田、有机肥施用等措施，增加土壤有机质含量，为土壤微

生物提供丰富的碳源和能量；

（4）保护土壤结构，避免土壤侵蚀和压实，为土壤微生物提供良好的生存

环境。

5.2 土壤微生物接种技术

5.2.1 土壤微生物接种的定义与作用

土壤微生物接种是指将具有特定功能的微生物引入土壤，以提高土壤微生

物活性，改善土壤环境，促进作物生长。接种土壤微生物具有以下作用：

（1）提高土壤肥力，促进养分循环；

（2）增强作物抗病性，减少化学农药使用；

（3）改善土壤结构，提高土壤渗透性；

（4）缓解土壤盐渍化、酸碱失衡等问题。

5.2.2 土壤微生物接种方法

（1）直接接种：将筛选得到的具有特定功能的微生物菌剂直接施入土壤；

（2）间接接种：通过载体（如秸秆、有机肥等）将微生物引入土壤；

（3）生物有机肥接种：将微生物与有机肥混合，制成生物有机肥，施入土

壤；

（4）种子接种：将微生物菌剂与种子混合，播种时一起施入土壤。

5.3 功能微生物在土壤改良中的应用

5.3.1 解磷菌在土壤改良中的应用

解磷菌能够将土壤中难溶性磷转化为植物可吸收的形态，提高土壤磷素利

用率。接种解磷菌可提高土壤磷肥效果，减少化学磷肥施用量。

5.3.2 解钾菌在土壤改良中的应用

解钾菌能够释放土壤中固定的钾素，提高土壤钾素利用率。接种解钾菌有助

于提高作物产量和品质，减少化学钾肥施用量。

5.3.3 固氮菌在土壤改良中的应用

固氮菌能够将大气中的氮气固定为植物可利用的氮素，提高土壤氮肥利用

率。接种固氮菌可减少化学氮肥施用量，降低环境污染。

5.3.4 生物有机肥中功能微生物的应用

将具有解磷、解钾、固氮等功能的微生物添加到生物有机肥中，可提高有机

肥的肥效，促进作物生长，改善土壤环境。

5.3.5 抗病微生物在土壤改良中的应用

抗病微生物能够抑制土壤中病原菌的生长，减少作物病害发生。接种抗病微

生物可降低化学农药使用，提高农产品品质。

第 6 章土壤侵蚀防治技术

6.1 水土保持措施

水土保持是防治土壤侵蚀的关键措施，主要通过改善地表覆盖和调整土地

利用方式，降低水土流失风险。以下是几种常用的水土保持措施：

6.1.1 植被恢复

植被具有保护土壤、减缓径流和降低侵蚀的作用。应选择适应当地气候和土

壤条件的植物种类，进行合理的植被配置和恢复。

6.1.2 改良耕作制度

合理安排作物种植结构和轮作制度，减少土壤翻耕次数，采用保护性耕作

技术，降低土壤侵蚀风险。

6.1.3 建设梯田和梯地

在坡耕地进行梯田和梯地改造，减缓地形坡度，降低水流速度，减少水土

流失。

6.1.4 建立水土保持设施

在坡面、沟道等地设置水土保持设施，如梯级拦沙坝、排水沟、沉沙池等，

降低径流速度，减轻土壤侵蚀。

6.2 土壤侵蚀生物防治

生物防治是利用植物和动物的生物学特性，降低土壤侵蚀风险的一种方法。

以下是一些生物防治措施：

6.2.1 植被恢复与重建

通过植树造林、退耕还林、草地改良等措施，提高地表植被覆盖率，减缓土

壤侵蚀。

6.2.2 沟壑植物固沙

在沟壑、河岸等地种植抗侵蚀、生长迅速的植物，固定沙土，防止侵蚀。

6.2.3 利用生物覆盖

利用作物残茬、秸秆等有机物覆盖地表，降低雨滴击溅侵蚀，提高土壤抗侵

蚀能力。

6.2.4 蚯蚓堆肥技术

利用蚯蚓堆肥改善土壤结构，提高土壤有机质含量，增强土壤抗侵蚀能力。

6.3 工程措施在土壤侵蚀防治中的应用

工程措施是防治土壤侵蚀的有效手段，主要包括以下几方面：

6.3.1 土地整理

对地形进行合理调整，改善土地利用结构，降低土壤侵蚀风险。

6.3.2 建设护坡工程

在坡面采用砌筑、喷浆、挂网等方法，建立护坡工程，防止坡面土壤侵蚀。

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