天然多孔矿物在土壤改良方面的应用

具有多孔结构的矿物或岩石可以作为吸附、催化、离子交换的基础工业材料，在环境修复领域的应用前景正在成为研究热点。
　　

　　按照矿物的孔隙形态将天然多孔矿物分为3类：沸石、硅藻土和部分膨胀矿物是三维孔隙通道；高岭石、蒙脱石、蛭石、伊利石等岩石或矿物是二维层状孔隙结构；海泡石、凹凸棒石、坡缕石等是一维纤维状孔隙结构。
　　
　　另外，部分层状矿物随着层间的剥离或结构变化，存在层状或柱形卷曲的微观结构转变使得矿物的孔隙和形态变化较大，并对天然多孔矿物的吸附、离子交换、载体等功能存在明显影响。
　　
　　目前，国内外使用天然多孔矿物作为添加剂或辅助材料对土壤进行改良的研究普遍受到研究者的重视。如何利用和开发天然多孔矿物及其改性材料在土壤改良方面的应用，对农业的科学研究和发展具有重要作用。
　　
　　1、天然多孔矿物在土壤改良中的应用机理
　　
　　天然多孔矿物根据其结构和化学特性的差异，对土壤的团聚具有不同的影响，通过其对土壤团聚的影响，可以在调节土壤含水量、提高土壤耐旱能力、增强土壤中气体扩散、促进土壤呼吸作用等多个方面具有积极作用。
　　
　　一般认为天然多孔矿物对土壤的概论作用主要表现在3个方面：
　　一是矿物微溶解释放矿物中营养元素，如部分沸石结构中含有钾、钠、钙、镁等有益元素，其微溶解可以有效和长效地释放有益元素，对土壤有一定的调节作用。
　　二是利用多孔矿物的孔隙结构、离子交换性能和表面荷电能力等特性，可以有效提高土壤中
　　盐基阳离子的交换量、土壤颗粒团聚量和土壤中养分元素的保存量，进而实现土壤的改良。三是天然多孔矿物根据其结构和化学特性的差异，对土壤的团聚具有不同的影响，通过其对土壤团聚的影响，可以在调节土壤含水量、提高土壤耐旱能力、增强土壤中气体扩散、促进土壤呼吸作用等多个方面具有积极作用。
　　
　　另外，部分微生物能够生存在多孔矿物孔隙结构中或吸附于矿物表面，结合矿物表面催化氧化特性或配位化合物催化特性能够影响土壤中有机质的分解过程，进而影响土壤养分的保持，为植物提供必需的氮、磷、钾、硫等养分元素。
　　
　　2、天然多孔矿物在土壤改良中的应用
　　
　　天然多孔矿物由于其特殊的孔隙结构和吸附特性可以作为土壤改良物料或肥料添加剂，对土壤结构、土壤渗透性、植物养分保持和肥料长效性等多个方面进行提高和改善，进而实现农作物增产增收的效果。
　　
　　国内外学者曾针对沸石和膨润土天然多孔矿物及其改性矿物材料作为砂质土壤改良剂进行了研究，研究表明，沸石和膨润土可以直接或与其他有机辅料复合在土壤中添加均能有效促进水稳定性团聚体中大团聚体的形成，增加土壤中水稳性团聚体数量，降低土壤容重，有利于促进低肥力土壤的改良。
　　
　　另外，部分天然多孔矿物对土壤中的氮、钾肥（硝酸钾、硫酸钾、磷酸二氢钾）中的钾和磷肥中磷均具有吸附控释性能，进而改善土壤中养分元素的含量与释放环境，提高肥料利用率。
　　
　　酸化土壤不利于农作物的生长，而酸化土壤往往存在土壤质地粘重和通透性差的特点，利用多孔矿物的孔隙结构和碱性化合物的调节特性，可以有效地调节土壤中的代换性酸和水解性酸浓度，促进土壤的呼吸作用，实现土壤性质改良的效果。
　　
　　沸石、蒙脱石等天然多孔矿物可以适当促进土壤中微生物呼吸作用，提高土壤抗病性微生物活性和增加土壤中养分释放细菌的数量等多个方面特性，进而对土壤的改良和植物生长的抑制疾病能力进行一定的影响。
　　
　　资料来源：《张旭,章国权,杨炳飞.天然多孔矿物材料在土壤改良和土壤环境修复中的应用及研究进展[J].中国土壤与肥料,2020(04):223-230》，由【粉体技术网】编辑整理，转载请注明出处！