發布時間：2022-02-09所屬分類：農業論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：利用物理方法對白云石、牡蠣殼等進行機械活化處理，提高其化學活性。通過盆栽試驗，研究磷礦粉、白云石、牡蠣殼和有機肥及活化處理對酸性土壤的調節作用和對玉米生長效果的影響。結果表明，與不施土壤調理劑處理相比，施用土壤調理劑均能提高土壤pH，降低酸性土
摘要：利用物理方法對白云石、牡蠣殼等進行機械活化處理，提高其化學活性。通過盆栽試驗，研究磷礦粉、白云石、牡蠣殼和有機肥及活化處理對酸性土壤的調節作用和對玉米生長效果的影響。結果表明，與不施土壤調理劑處理相比，施用土壤調理劑均能提高土壤pH，降低酸性土壤交換性鋁含量，增加土壤交換性鈣和交換性鎂含量。其 中 磷 礦 粉 與 2 倍白云石粉配施效果最好，各指標較空白處理分別提高 19.56%，降 低25.94%，增加151.22%，87.65%。施用土壤調理劑處理對玉米植株的生長也有明顯效果，均能提高玉米苗期的株高，增加玉米鮮重、地上部干重 和 根 冠 比。有 機 肥 處 理、活化白云石處理以及超細牡蠣殼粉效果較佳，其中有機肥處理效果最為顯著，分別在株高、鮮重和根冠比較空白增加99.16%，252.16%，49.06%。
關鍵詞：酸性土壤;礦物土壤改良劑;酸堿度;生物量
土壤酸化是土壤的障礙因素之一，酸性土壤面積在中國約有2億hm2[1]，嚴重制約了農業的可持續發展。酸性土壤包括紅壤、磚紅壤、赤紅壤、黃壤等土壤類型。我國南方紅壤區面積218萬hm2，約占國土面積的22.7%。紅壤大多分布在山區、半山區的緩坡地上，紅壤地區是中國經濟作物和糧食作物的重要生產基地，在農業發展中占有舉足輕重的地位[2]。近年來，農民為追求經濟效益大量使用化學氮肥，加上酸雨沉降不斷增加導致了土壤酸化加劇[3-4]。酸性土壤遭受長期侵蝕，導致表土淋失，土壤中 大 量 Al元素 溶 出，Ca、Mg、P等營養元素大量流失，形成土壤鋁毒害，嚴重抑制了作物的生長[5-6]。因此，有必要對酸性土壤進行改良，降低其交換性鋁含量，增加土壤pH 值和交換性陽離子含量，保障酸化紅壤區農業生產的安全。
目前，施用石灰類物質對酸性土壤的改良已有不少研究[7-8]，白云石、牡蠣殼等主要成分為碳酸鈣和碳酸鎂，偏堿性，施入酸性土壤后，不僅可以緩解酸性土壤的危害，還可以補充土壤 Ca、Mg元素[9-10]，提高土壤中鈣鎂元素的水平，但針對原料超細加工的報道較少。利用白云石等配合微晶化磷礦粉使用，既避免土壤缺磷，又解決化學磷肥對土壤環境危害的問題。因此，本研究采用對白云石、牡蠣殼進行機械力活化處理，增加其化學活性，配合磷礦粉以及有機肥使用，探究對酸性紅壤的調節和改善作用。
1 材料與方法
1.1 供試材料
微晶化磷礦粉(MPR)：原料產自河南，97%通過200目篩，其 全 磷(P2O5)含量 為25.00%，屬于 中 品位磷礦。活化劑5%(w)與普通磷礦粉95%(w)混合均勻后，經 過 微 晶 化 設 備(WJH-02)處理 240 min制得。超細白云石礦粉：產自河北靈壽縣，經濕法球磨設備(WJH-03)處理240min制得，過200目篩，具體 元 素 組 成 為 CaO(28.42%)，MgO(18.93%)，K2O(0.06%)，Na2O(0.018%)，Fe2O3 (0.23%)，SiO2(10.75%)，Al2O3 (0.4%)，TiO2 (0.026%)，燒失量40.76%。超細 牡 蠣 殼 粉：產自浙江省寧海市，牡蠣殼 經 粗 粉 碎，再 通 過 WJH-02 設 備 處 理 120min制備，過200目篩。有機肥產自山東濱州清大科技有限責任 公 司。所 用 氮 肥 為 尿 素(氮46%)，鉀肥為硫酸鉀(50%)。
供試土壤：試驗用土取自江西信豐，土壤類型為紅壤，取樣后將土壤混合均勻，具體理化性質為：有機質含 量 3.33g/kg，pH 值 4.96，堿解 氮 含 量 83.47mg/kg，速 效 磷 含 量 18.21 mg/kg，速 效 鉀 含 量141.57mg/kg，交換 性 鈣 含 量 203.69 mg/kg，交換性鎂106.63mg/kg。供試玉米品種為鄭單958。
1.2 試驗設計
將土壤自然風干，過2mm 篩后 裝 盆，每 盆 裝 土2.5kg。共設8個處理：(CK0)不施土壤調理劑為對照;(CK1)每盆施1.6g微晶化磷礦粉(MPR);(PA)每盆施1.6gMPR，25g普通白云石;(PA1)每盆施1.6gMPR，25g超細白云石粉;(PA2)每盆施1.6gMPR，50g 超 細 白 云 石 粉;(PC1)每 盆 施 1.6 gMPR，牡蠣殼粗粉25g;(PC2)每盆施1.6gMPR，活化牡蠣殼粉25g;(PD)每盆施1.6gMPR，有機肥25g，反復混勻。氮肥和鉀肥施用 量 均 為0.16g/kg土(P2O5)，每個 處 理3次 重 復，共 計24盆。選取 顆 粒飽滿均勻的玉米種子，用0.2%的磷酸二氫鉀浸種12h，于2015年7月15日播種，每盆種植8顆，7月19日出苗，選取長勢均勻的玉米苗，定苗3株，每次澆水量等同，9月1號 收 獲，生 長 期45d。稱取 鮮 重 后 在105 ℃下殺青，70 ℃烘干后稱取干重。
1.3 測定方法和數據處理
玉米株高測量分別在8月1日、8月15日、9月1日測量株高;收獲時期用葉綠素儀測定葉綠素含量(HZY-I);干重 和 鮮 重 使 用1/10000天平 測 定;土壤pH 值采用精密pH 計(pH 復合電極型號 E-201-C)，上海儀電科學儀器股份有限公司提供;交換性鋁含量用1mol/LKCl浸提，中和滴定法測定;有機質含量的測定采用重鉻酸鉀容量法;速效磷含量的測定采用浸提鉬銻抗比色法;速效鉀含量的測定采用醋酸氨浸提火焰光度法;交換性鈣、交換性鎂含量的測定采用乙酸銨交換—原子吸收分光光度法[11]。
試驗 數 據 采 用 Excel、Origin8.0 軟件 進 行 統 計分析，采用SPSS16.0軟件進行差異性顯著檢驗。
2 結果與分析
2.1 土壤pH、交換性鋁含量的變化
根據我國土壤酸堿度的分級標準[12]，本試驗所用土壤pH 值為4.96，屬于酸性土壤。當pH 小于5時，土壤中的鐵、錳、鋁等元素具有較高的活性，這些元素可以迅速溶解并對農作物產生毒害，同時土壤中的陽離子大量流失，從而阻礙作物生長[13]。不同改良劑的使用均可以明顯提高土壤pH 值，增量略有不同。本試驗供試土壤調理劑的pH 值分別為：微晶化磷礦粉pH 值為9.1，白云石pH 值為9.65，牡蠣殼pH 值為9.46，有機肥pH 值為8.7。從表1可知，單施微晶化磷礦粉處理CK1較空白處理提高9.87%，經過配合磷礦粉使用，普通白云石處理 PA 與機械活化白云石處理PA1分別較對照提高了9.07%和9.68%，兩者之間差異不顯著，PA2處理 pH 增 量 最 大，較 空 白 提 高 了19.56%，單 施 磷 礦 粉 處 理 與 PC1 處 理 不 顯 著，與PC2處理 差 異 顯 著，兩 者 分 別 較 空 白 處 理 提 高 了5.85%和9.68%。PD處理較空白處理增加9.88%。
在土壤酸堿度 的 測 定 中，除 測 定 土 壤 pH 外，交換性鋁含量 對 植 物 的 生 長 影 響 很 大[14]，酸性 土 壤 中交換性鋁取代土壤中的交換性鹽基，導致陽離子的流失，酸性土壤的鋁毒害嚴重危害了植物的生長[15-16]。由表中數據得出，施用不同改良劑可以減少土壤中交換性鋁含量，PA1處理效果較顯著，PA2中土壤交換性鋁含量最小，較單施磷礦粉處理減小25.94%。增施超細白云 石 可 以 減 少 交 換 性 鋁 含 量，有 機 肥 處 理PD的減小量次之，由225.76減小到179.33mg/kg。
研究結果表明，增施活化白云石可以顯著改善土壤的pH，機械 活 化 處 理 的 白 云 石 粉，增 加 了 顆 粒 的比表面積，白云石中碳酸鹽不斷與土壤中的氫離子反應，從而降低了土壤酸性。超細牡蠣殼粉對酸性土壤的pH 值有所增加，粗粉碎牡蠣殼對土壤pH 增量不明顯。有機肥中含有大量的小分子腐殖酸，促使土壤交換性鋁和吸附態羥基鋁向有機絡合態鋁轉化，減少交換性鋁含量[17]。
2.2 土壤基本養分的測定
由表2可見，隨著施用各土壤調理劑，土壤中速效磷、速效鉀和交換性鈣及鎂含量均不同程度提高，CK1處理較空白處理速效磷含量差異顯著，PD 處理含量最高，微晶化磷礦粉經過活化處理，增加磷元素的釋放，使用有機肥形成的腐殖酸，促進磷礦粉中磷元素的不斷釋放，增加有效磷的含量，此外，有機肥處理也提高了土壤速效鉀的含量。白云石處理均與空白處理鈣鎂含量有差異性，PA1處理對土壤鈣鎂含量分別提 高 了 117.38%和 81.98%，較普 通 白 云 石PA 處理提高了17.55%和8.85%，PA2處理使交換性 鈣 和 交 換 性 鎂 提 高 到 525.38 mg/kg 和 205.72mg/kg。白云石的主要成分是碳酸鎂和碳酸鈣，白云石處理可以增加土壤中鈣、鎂的含量，能夠防止土壤中鈣鎂元素的失衡，牡蠣殼處理 PC1和 PC2也顯著增加了土壤中交換性鈣、鎂的含量，經過微晶化處理，礦粉的顆粒 的 比 表 面 積 增 大，機械能轉化為化學內能，導致結構的不穩定，增加元素的溶出率，施入土壤后，增加土壤的交換性鈣鎂含量，因此提升土壤陽離子交換量，降低酸性土壤對植物的酸性毒害。
2.3 不同處理對玉米的生長的影響
2.3.1 苗期玉米株高 圖1為生長期間第15，30，45d的株 高 測 量 值。由 圖 可 知，各 處 理 在 不 同 時 期的株高趨勢是一致的，對收獲時期玉米株高分析，各處理的土壤改良劑對玉米苗期的株高具有不同的作用，較對照 CK0均有提高，單施磷礦粉處理增量不明顯，白云石處理中，增施活化白云石處理 PA2效果最明顯，收獲期較 對 照 處 理 提 高 了55.81%，活化 白 云石處理 PA1隨著生長期延長，長勢逐漸增加，活化牡蠣殼處理PC2較PC1處理差異顯著，有機肥處理PD增勢最顯著，收獲時期株高增加到57.17cm，較對照處理提高了99.16%，表明有機肥的使用可以增加玉米植株對營養元素的吸收，促進植株的生長。
2.3.2 苗期玉米的葉綠素、鮮重以及干重含量 葉綠素是光合作用中最重要的色素，葉綠素含量的多少及組成直接影響光合作用能力的強弱。若葉綠素含量減少，葉片就會黃化失綠，影響光合作用的進行，對植物的生長產生危害，其含量在一定程度上，反映了植物同化物質的能力。從表3可以看出，空白處理由于未添加任何改 良 劑，玉 米 植 株 葉 綠 素 含 量 較 低。PA1、PA2、PC2、PD處理葉綠素含量較高，且與其他處理差異均達顯著水平，白云石處理中，PA1處理葉綠素含量最高，達到34.24，PC2處理含量高于普通處理。鎂是植物 葉 綠 素 組 成 的 重 要 元 素，Marschnerh[18]和 Ar-chie[19]等人的研究表明，缺鎂會使影響葉綠素中酶活性，使植物受到光抑制，從而影響植物的生長。白云石中含有豐富的鎂元素，經過機械力化學及高剪切的機械力沖擊作用，使晶格內部的化學鍵斷裂，比表面積增加，可以增加鎂元素的溶出率，促進植物在土壤中對鎂的吸收，增加葉綠素的合成。PD 處理葉綠素的含量與對照具有顯著性差異，由于有機質中的腐植酸分子可活化土壤中的鐵錳銅鋅等微量元素，可以促進葉綠素合成，其他微量元素可促進有關酶的活性。
由表3中數據看出，不同土壤改良劑處理對植物的生長具有明顯不同的作用，與對照相比，均增加了苗期玉米的鮮重、地上部和地下部生物量的干重，由于酸性土壤的鋁溶出后，會對植物根系產生毒害，抑制植物的生 長[13]，添加不同改良劑可以減少土壤的鋁毒害。PA2、PD和 PC2處理對玉米苗期的鮮重增量較 大，分別為對照處理的 107.82%，252.16% 和84.95%，且與其他處理差異達到顯著性水平。白云石處理組、PC2處理以及 PD 處理對玉米干重增加較大，隨著根系干重的增加，根冠比隨之增加，植物較高的根冠比有利于對營養元素的吸收，并將營養元素向地上部運輸，提高玉米生長的產量和品質。
3 結 論
施用磷礦粉、白云石、牡蠣殼和有機肥土壤調理劑均可以提高酸性土壤pH，降低土壤交換性鋁含量，提高土壤速效磷、交換性鈣、交換性鎂含量;經過微晶化處理的磷礦粉、白云石、牡蠣殼處理較普通處理效果較佳，超細白云石處理對減少土壤交換性鋁、增加交換性鈣和交換 性 鎂 的 效 果 較 顯 著，增施白云石處理效果最優，較空白處理交換性鋁減少了25.94%，交換性鈣、鎂分別增加了151.22%，87.65%。施用不同土壤調理劑可以改良酸性土壤，促進玉米生長的生長發育，有機肥處理與磷礦粉配合處理效果最顯著，該處理玉米的株高、葉綠素、鮮重和根冠比分別比對照處理 增 加 了99.16%，19.49%，252.16%，49.06%。微晶化磷礦粉和白云石等配合使用，表現出很好的互補性，既可以滿足植物生長所需的磷元素，又可以避免活性酸對植物的毒害作用，對酸性紅壤土壤起到良好的改善作用。——論文作者：杜玉鳳1，呂樂福2，何振全3，蓋國勝3，楊玉芬3，劉春生4
參考文獻：
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.[3] 梁駿，鄭有飛，李 璐，等.酸雨對土壤酸化和油菜中后期
SCISSCIAHCI
