膨润土保水剂特征及其在盐碱地改良中的应用研究进展

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2025-0282

中国农学通报 ›› 2025, Vol. 41 ›› Issue (29): 84-90.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2025-0282

• 资源·环境·生态·土壤·气象 • 上一篇下一篇

膨润土保水剂特征及其在盐碱地改良中的应用研究进展

刘炜烨¹(), 孙铭婕², 刘幸红², 董国良³, 王延平¹, 刘方春²(), 马海林²

¹ 山东农业大学林学院，山东泰安 271018
² 山东省林业科学研究院，济南 250014
³ 山东省地质矿产勘查开发局第二水文地质工程地质大队（山东省鲁北地质工程勘察院），山东德州 253000

收稿日期:2025-04-03 修回日期:2025-08-18 出版日期:2025-10-15 发布日期:2025-10-22
通讯作者:
刘方春，男，1978年出生，山东泰安人，研究员，博士，主要从事土壤与植物营养方面的研究。通信地址：250014 山东济南历下区文化东路42号山东省林业科学研究院，Tel：0531-88557780，E-mail：fchliu@126.com。
作者简介:
刘炜烨，女，2001年出生，山东泰安人，硕士研究生，研究方向：土壤改良与生态修复。通信地址：271000 山东省泰安市泰山区岱宗大街61号山东农业大学，E-mail：2082324642@qq.com。
基金资助:
国家重点研发计划“盐碱地及沿海泥质砂质土壤定向改良与林草群落高效构建技术”(2024YFD2200502); 中央林业改革发展资金（林业科技推广示范补助）项目(鲁[2024]TG 02)

Research Progress on Characteristics of Bentonite Water-retaining Agent and Its Application in Saline-alkali Soil Improvement

LIU Weiye¹(), SUN Mingjie², LIU Xinghong², DONG Guoliang³, WANG Yanping¹, LIU Fangchun²(), MA Hailin²

¹ Forestry College, Shandong Agricultural University, Taian, Shandong 271018
² Shandong Academy of Forest, Jinan 250014
³ The Second Hydrological and Geological engineering Geological Brigade of Shandong Provincial Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development (Shandong Geological engineering Survey Institute), Dezhou, Shandong 253000

Received:2025-04-03 Revised:2025-08-18 Published:2025-10-15 Online:2025-10-22

摘要/Abstract

摘要：

全球土壤盐渍化问题日益严重，导致土壤生产力下降、植物生长受抑，不仅威胁粮食安全、造成经济损失，更严重威胁农业可持续发展和生态平衡。膨润土保水剂因其独特的膨胀性、高吸水性和离子交换性，可通过改善土壤团聚体结构、降低土壤容重、调控水盐迁移、减少盐分表聚与土壤板结，缓解盐渍化危害，为土壤微生物和植物提供更适宜的生长环境，因此被认为是一种具有良好应用前景的土壤改良材料。本研究采用文献计量的方法，系统分析了Web of Science及知网中与膨润土保水剂相关的文献，总结了膨润土保水剂的结构特性及其对盐渍土水盐迁移的影响，分析了其在改善土壤结构、提升养分利用效率、促进微生物活性及作物增产等方面的应用效果，探讨了膨润土保水剂的应用潜力与局限性，展望未来研发趋势。研究结果表明，膨润土保水剂可使盐碱地土壤团聚体稳定性提高15%~30%，作物氮磷钾吸收量增加20%~40%。其“吸水—抑盐—生态友好”协同优势显著，是盐碱地改良的潜力材料。未来研究可侧重于膨润土保水剂复合改性与多功能协同应用，进一步提升其保水、调盐及养分协同调控能力，以期为盐碱地低成本、环境友好型改良和农业可持续发展提供理论支持。

关键词: 土壤盐渍化, 膨润土保水剂, 离子吸附, 水盐迁移, 离子交换

Abstract:

The problem of global soil salinization is becoming increasingly serious, leading to the decline of soil productivity, inhibition of plant growth, threats to food security, and economic losses. Consequently, it poses a significant threat to agricultural production and ecological balance. Due to its unique properties such as expansibility, high water absorption and ion exchange, bentonite water-retaining agent has shown great potential in improving saline-alkali land. It can enhance soil aggregate structure, reduce soil bulk density, regulate water and salt migration, reduce salt accumulation on the surface and mitigate the soil hardening caused by salinization. Moreover, it provides a more favorable growth environment for soil microorganisms and plants. Therefore, it is considered as a promising material for soil remediation. In this study, the literature related to bentonite water-retaining agent retrieved from Web of Science and CNKI was systematically analyzed using bibliometric methods. Specifically, the structural characteristics of bentonite water-retaining agent and its effects on water and salt migration in saline soils were summarized. In addition, the application outcomes of bentonite water-retaining agent in improving soil structure, enhancing nutrient utilization efficiency, promoting microbial activity and increasing crop yield were evaluated. Furthermore the potential applications and limitations of bentonite water-retaining agent were discussed. The results showed that bentonite water-retaining agent could increase the stability of soil aggregates in saline-alkali soil by 15%-30%, and the uptake of nitrogen, phosphorus and potassium by crops by 20%-40%. The bentonite water-retaining agent has significant synergistic advantages of ‘water absorption-salt suppression-ecological friendliness' and is a potential material for saline-alkali land improvement. Future research can focus on the composite modification and multi-functional synergistic application of bentonite water retaining agent to further improve its water retention, salt regulation and nutrient synergistic regulation ability, in order to provide theoretical support for low-cost, environmentally friendly improvement and sustainable agricultural development of saline-alkali land.

Key words: saline-alkali land, bentonite water-retaining agent, ion adsorption, water-salt migration, ion exchange

刘炜烨, 孙铭婕, 刘幸红, 董国良, 王延平, 刘方春, 马海林. 膨润土保水剂特征及其在盐碱地改良中的应用研究进展[J]. 中国农学通报, 2025, 41(29): 84-90.

LIU Weiye, SUN Mingjie, LIU Xinghong, DONG Guoliang, WANG Yanping, LIU Fangchun, MA Hailin. Research Progress on Characteristics of Bentonite Water-retaining Agent and Its Application in Saline-alkali Soil Improvement[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2025, 41(29): 84-90.

图/表 2

参考文献 55

[1]	合佳敏, 张永清, 梁萍, 等. 盐碱地施用脱硫石膏后藜麦生长生理特性及产量分析[J]. 草业科学, 2025, 42(1):152-161.
[2]	赵耕毛, 杨梦圆, 陈硕, 等. 我国盐碱地治理:现状、问题与展望[J]. 南京农业大学学报, 2025, 48(1):14-26.
[3]	严定伟, 王海洋, 王俊, 等. 新型复合保水剂对植烟土壤性质及烤烟有机酸含量的影响[J]. 山东农业科学, 2024, 56(11):100-105.
[4]	崔雪梅, 米俊珍, 刘景辉, 等. 膨润土与秸秆配施对燕麦根区土壤有机碳组分和丛植菌根真菌多样性的影响[J]. 麦类作物学报, 2024, 44(9):1215-1224.
[5]	柴雅心, 聂扬眉, 田静, 等. 膨润土与芽孢杆菌配施对毛乌素沙地土壤剖面养分蓄持的影响[J]. 农业环境科学学报, 2024, 43(10):2330-2338.
[6]	王晓军, 刘华, 马斌, 等. 干旱地区不同颜色覆膜对土壤水热及茴香产量的影响[J]. 北方园艺, 2024(5):75-81.
[7]	文志朋, 韦毅, 侯向华, 等. 膨润土基功能材料在电化学储能中的研究进展[J]. 无机材料学报, 2024, 39(12):1301-1315.
[8]	梁维云, 韦昌富, 张芹, 等. 膨润土吸湿过程中膨胀力演化及水分分布特征[J]. 岩土工程学报, 2023, 45(2):283-291.
[9]	郝丰富, 马田田, 于海文, 等. 阳离子交换量对膨润土层间水化影响的试验研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(9):2611-2620.
[10]	HONG W, MENG J, LI C, et al. Effects of temperature on structural properties of hydrated montmorillonite: experimental study and molecular dynamics simulation[J]. Advances in civil engineering, 2020(1):8885215.
[11]	聂锦旭, 杨树荣, 张丰麟, 等. 海藻酸钠/膨润土/活性炭复合微球对亚甲基蓝的吸附性能研究[J]. 化工新型材料, 2024, 52(8):201-206 doi: 10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.08.026
[12]	李彩霞, 李俊, 徐猛, 等. 氯盐溶液对钠基膨润土垫层膨胀性能的影响[J]. 土木与环境工程学报(中英文), 2023, 45(1):97-104.
[13]	ZHIRONG L, UDDIN M A, ZHANXUE S. FT-IR and XRD analysis of natural Na-bentonite and Cu (II)-loaded Na-bentonite[J]. Spectrochimica acta part A: molecular and biomolecular spectroscopy, 2011, 79(5):1013-1016.
[14]	廖饶平, 陈永贵, 刘聪, 等. 高压实膨润土与孔隙溶液物理作用机制研究进展[J]. 岩土工程学报, 2024, 46(12):2465-2475.
[15]	HUANG X, LANG L, LI J, et al. Synthesis of Na-A zeolite loaded bentonite and its application for removal of Cu (II) from aqueous solutions[J]. Journal of water process engineering, 2023, 56:104359.
[16]	LIU H J, XIE S B, XIA L S, et al. Study on adsorptive property of bentonite for cesium[J]. Environmental earth sciences, 2016, 75:1-7.
[17]	陈君廉, 李辉, 谈云志. 盐溶液浸润下团粒膨润土的膨胀与渗透性能研究[J]. 三峡大学学报(自然科学版), 2021, 43(2):80-85.
[18]	王子奇, 许龙, 秦皓, 等. 土-膨润土混合物对Cu²⁺吸附特征试验研究[J]. 合肥工业大学学报(自然科学版), 2024, 47(12):1662-1667.
[19]	秦亚婷, 彭同江, 孙红娟, 等. 高温处理对钠化膨润土蒙脱石结构变化的影响[J]. 四川大学学报(自然科学版), 2021, 58(3):159-164.
[20]	王小彬, 闫湘, 李秀英, 等. 农林保水剂效果评价及其环境风险探讨[J]. 中国农业科学, 2024, 57(6):1117-1136. doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2024.06.008
[21]	林雅铃, 吴明阳, 张卫, 等. 聚丙烯酰胺季铵盐大分子药物的环境毒性评价及其实验设计[J]. 实验技术与管理, 2024, 41(8):77-81.
[22]	赵丹, 陈宁, 孙明明, 等. 聚丙烯酰胺对水生生物的毒性研究[J]. 黑龙江科技信息, 2015(14):122.
[23]	BORAH D, NATH H, SAIKIA H. Modification of bentonite clay & its applications: A review[J]. Reviews in inorganic chemistry, 2022, 42(3):265-282.
[24]	潘东玥, 王琼, 苏薇, 等. 温度影响的吸力循环过程GMZ膨润土持水特征[J]. 哈尔滨工业大学学报, 2024, 56(11):36-44.
[25]	杨彦明, 刘景辉, 李立军, 等. 膨润土对土壤含水量及蒸发特性和燕麦产量的影响[J]. 麦类作物学报, 2014, 34(8):1118-1125.
[26]	周婷婷, 张晓丹, 刘克爽, 等. 我国膨润土资源的利用与研究进展[J]. 矿产保护与利用, 2017(3):106-111.
[27]	PENG F, SUN D, CHEN B, et al. Effective approach to predict soil-water retention curve of bentonites considering adsorption and capillarity[J]. Journal of hydrology, 2024, 641:131799.
[28]	马海于, 李诚志. 膨润土添加对沙土持水能力的改善[J]. 中国农村水利水电, 2022(12):143-149. doi: 10.12396/znsd.220313
[29]	范文晓. 南阳膨胀土浸水变形特性及微观结构研究[J]. 建筑科学, 2025, 41(1):126-135.
[30]	许允硕, 高昱, 陈双, 等. 复合保水剂对盐碱地冬小麦旗叶光合、衰老及产量的影响[J]. 干旱地区农业研究, 2023, 41(2):38-49.
[31]	乔文艳, 王霞磊, 黄绍文, 等. 太行山区不同土地利用方式对土壤团聚体结构、碳库组分与微生物特征的影响[J]. 中国土壤与肥料, 2024(11):1-10.
[32]	邹成龙, 梁吉艳, 姜伟. 磁性膨润土吸附Cr(Ⅵ)离子解吸再生性能[J]. 中国有色金属学报, 2018, 28(10):2127-2135.
[33]	刘中良, 宇万太. 土壤团聚体中有机碳研究进展[J]. 中国生态农业学报(中英文), 2011, 19(2):447-455.
[34]	裴亚楠, 吕卫光, 郭涛, 等. 秸秆还田配施促腐菌剂对土壤团聚体及其养分的影响[J]. 应用生态学报, 2023, 34(12):3357-3363. doi: 10.13287/j.1001-9332.202312.018
[35]	王润珑, 徐应明, 李然, 等. 膨润土对镉污染土壤团聚体结构特征及有机碳含量的影响[J]. 农业环境科学学报, 2018, 37(12):2701-2710.
[36]	马迪乃·阿布力米提, 张勇娟, 王莉, 等. 膨润土对风沙土理化性质及苏丹草生长的影响[J]. 干旱区地理, 2023, 46(5):763-772. doi: 10.12118/j.issn.1000-6060.2022.389
[37]	张咏琪, 马东豪, 谢越, 等. 添加膨润土对黄绵土有机碳积累的影响[J]. 土壤, 2024, 56(5):1018-1026.
[38]	WANG J H, YIN R, ZHANG H Y, et al. Changes in soil enzyme activities, microbial biomass, and soil nutrition status in response to fertilization regimes in a long-term field experiment[J]. Ecology and environment, 2007, 16(1):191-196.
[39]	王本龙, 周春生, 娄雨欣, 等. 膨润土对沙地土壤改良与朝天椒农艺性状及产量的影响[J]. 节水灌溉, 2024(6):46-53,62. doi: 10.12396/jsgg.2023431
[40]	孙梦媛, 刘景辉, 马斌, 等. 膨润土对燕麦苗期土壤水分及生物学性状的影响[J]. 干旱地区农业研究, 2017, 35(5):26-34.
[41]	赵雪淞, 宋王芳, 杨晨曦, 等. 膨润土对花生连作根际土壤肥力和作物产量的影响[J]. 中国土壤与肥料, 2019(3):63-68.
[42]	刘爱平, 冯启明, 王维清, 等. 膨润土对钾肥的吸附性能及缓释效果研究[J]. 非金属矿, 2010, 33(6):49-50,54.
[43]	胡怀舟, 张绪林, 胡邦友, 等. 膨润土和有机肥施用对秸秆覆盖还田紫色土肥力影响及经济效益分析[J]. 土壤通报, 2023, 54(2):306-316.
[44]	陆泽宇. 膨润土对盐碱地蒙古黄芪产量及药效成分的影响[D]. 呼和浩特: 内蒙古农业大学, 2022.
[45]	WU Y, LI F, ZHENG H, et al. Effects of three types of soil amendments on yield and soil nitrogen balance of maize-wheat rotation system in the Hetao Irrigation Area, China[J]. Journal of arid land, 2019, 11:904-915. doi: 10.1007/s40333-019-0005-x
[46]	WANG W, WANG A. Preparation, characterization and properties of superabsorbent nanocomposites based on natural guar gum and modified rectorite[J]. Carbohydrate polymers, 2009, 77(4):891-897.
[47]	ZHANG Y, ZGAO Y, ZHU Y, et al. Adsorption of mixed cationic-nonionic surfactant and its effect on bentonite structure[J]. Journal of environmental sciences, 2012, 24(8):1525-1532. pmid: 23513697
[48]	项国圣, 方圆, 徐永福. 阳离子交换对高庙子钠基膨润土膨胀性能的影响[J]. 浙江大学学报(工学版), 2017, 51(5):931-936.
[49]	CHENG Y C, WANG C P, LIU K Y, et al. Towards sustainable management of polyacrylamide in soil-water environment: Occurrence, degradation, and risk[J]. Science of the total environment, 2024:171587.
[50]	李备, 韩占涛, 张发旺, 等. 丙烯酸-膨润土保水剂的制备及其保水效果研究[J]. 江苏农业科学, 2018, 46(5):289-292.
[51]	XIONG H, PENG H, KONG Y, et al. High salt tolerance hydrogel prepared of hydroxyethyl starch and its ability to increase soil water holding capacity and decrease water evaporation[J]. Soil and tillage research, 2022, 222:105427.
[52]	BOURRIE G. Swelling clays and salt-affected soils: demixing of Na/Ca clays as the rationale for discouraging the use of sodium adsorption ratio (SAR)[J]. Eurasian journal of soil science, 2014, 3(4):245-253.
[53]	左卫元, 仝海娟, 史兵方. 膨润土-活性炭复合吸附剂对锰离子的吸附[J]. 无机盐工业, 2016, 48(7):58-62.
[54]	马飞, 赵永华, 石城, 等. 铝柱撑膨润土的制备及应用研究[J]. 辽宁工业大学学报(自然科学版), 2016, 36(2):127-130.
[55]	姜雄, 铁生年. 膨润土/聚丙烯酰胺复合吸水保水材料的制备及性能研究[J]. 硅酸盐通报, 2014, 33(4):731-735.

膨润土保水剂特征及其在盐碱地改良中的应用研究进展

Research Progress on Characteristics of Bentonite Water-retaining Agent and Its Application in Saline-alkali Soil Improvement

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 2

参考文献 55

相关文章 13

编辑推荐

Metrics

本文评价

关于本刊

作者中心

审者中心

在线期刊

联系我们

[1]	赵铭, 常春艳, 王卓然, 赵庚星. 黄三角濒海区土壤盐渍化的驱动力分析及预测模拟[J]. 中国农学通报, 2024, 40(6): 75-83.
[2]	应虹, 朱诗君, 金树权, 汪峰, 周金波. 宁波地区长期非粮化生产对耕层土壤理化性质的影响[J]. 中国农学通报, 2024, 40(27): 75-82.
[3]	任玉洁, 李俊林, 王向誉, 周新国, 郭洪恩. 基于咸水处理和精准灌溉相结合的优势分析[J]. 中国农学通报, 2021, 37(25): 92-96.
[4]	康婷, 周春火, 魏宗强, 缪玉琳, 卢志红. 江西省土壤阳离子交换量区域分布特征及其影响因素[J]. 中国农学通报, 2021, 37(14): 66-71.
[5]	杨利利, 李菲, 陈渝, 赵冰, 肖溶, 侯冰冰, 周王琼. 分光光度法测定土壤中阳离子交换量的优化改进[J]. 中国农学通报, 2020, 36(35): 119-122.
[6]	张蛟, 汪波, 翟彩娇, 黄昭平, 崔士友. 气候因子对滩涂围垦区不同盐分水平下土壤盐分季节性变化的影响[J]. 中国农学通报, 2020, 36(2): 97-103.
[7]	肖艳霞,赵颖,王彦君,董川. 土壤中阳离子交换量分析方法的优化研究[J]. 中国农学通报, 2019, 35(15): 74-78.
[8]	纪晓磊,李昆达,高冬妮,平文祥,葛菁萍. 枯草芽胞杆菌信号分子的分离纯化[J]. 中国农学通报, 2018, 34(26): 42-47.
[9]	贾晋,蔡禄,施聪. 盐爪爪核酸提取方法研究[J]. 中国农学通报, 2010, 26(4): 49-52.
[10]	王训闫飞王永敏王定勇. 秸秆改良剂对沙质土有机质和阳离子交换量的影响[J]. 中国农学通报, 2010, 26(23): 224-228.
[11]	陈小琴,,周健民,J. J. Schoenau,P. Y. Qian,王火焰,P. M. Huang. 离子交换树脂膜法在铵钾交互作用研究上的应用及其与养分生物有效性的关系[J]. 中国农学通报, 2007, 23(9): 44-44.
[12]	刘庆生,刘高焕,薛凯,宋红伟. 近代及现代黄河三角洲不同尺度地貌单元土壤盐渍化特征浅析[J]. 中国农学通报, 2006, 22(11): 353-353.
[13]	刘瑞凤,,宗莉,张传卫,张琨,杨立明,王爱勤. 多功能复合材料对土壤物理性质的影响[J]. 中国农学通报, 2005, 21(6): 424-424.