褐煤腐殖酸肥料的養(yǎng)分緩釋機理及其肥效研究

【摘要】： 隨著現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展,化肥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的地位越來越重要,但由化肥的施用帶來的問題也越來越多,尤其是較低的利用效率及其給環(huán)境、農(nóng)產(chǎn)品等帶來的系列危害越來越受到人們的重視,因此,各種緩效肥料的研究成為現(xiàn)階段土壤學(xué)研究的熱點問題之一。褐煤是一種重要的肥料基質(zhì),在我國已探明的保有儲量就達(dá)1300多億t。本試驗采用室內(nèi)試驗同盆栽、大田試驗相結(jié)合的方法,研究了不同處理方法對褐煤中腐殖酸含量及其特性的影響,并以活化前后的腐殖酸樣品為吸附基質(zhì),探討了其對N、P、K等養(yǎng)分離子的吸附特性。利用活化后腐殖酸的吸附特性制成腐殖酸緩效肥,以土肥混合法及大田淋溶的試驗方法研究了該肥料中各養(yǎng)分離子的釋放規(guī)律及硝酸鹽的淋溶特性,并通過菠菜及楊樹的盆栽試驗探討了腐殖酸緩效肥對作物產(chǎn)量、品質(zhì)和土壤酶活性、養(yǎng)分及理化特性的影響,主要研究結(jié)果如下: 1. H3PO4和HCl處理能在一定程度上提高陽離子交換能力,但對腐殖酸含量及光學(xué)性質(zhì)基本無影響。一定強度的HNO3能使腐殖酸含量增加25%以上,陽離子交換能力有了很大程度的提高,且其隨硝酸強度的變化過程要明顯滯后于腐殖酸含量的變化過程,光學(xué)性質(zhì)發(fā)生了很大的變化。不同褐煤達(dá)到最佳處理效果的條件也不盡相同。 2.適宜的固液比例可提高銨單位吸附量;在試驗pH(1.51pH7.04)范圍內(nèi),介質(zhì)pH升高有利于銨氮的吸附。隨pH的升高,分配系數(shù)逐漸增大,在較低pH(4.03)時,主要以物理吸附為主,而在較高pH (4.03)時,化學(xué)交換占主導(dǎo)地位,經(jīng)硝酸處理后褐煤樣品的分配系數(shù)Kd和吸附量Q明顯大于未處理樣品的Kd和Q。腐殖酸對銨氮的吸附等溫式可用Freundlich等溫曲線描述,其動力學(xué)吸附方程用Elovich方程擬合最佳。 3.未經(jīng)硝酸處理的樣品(S1)在pH為4.7時,對磷吸附量和分配系數(shù)有一最大值,而經(jīng)硝酸處理后的樣品(S2)隨著pH的升高,吸附量和分配系數(shù)一直減小。且經(jīng)硝酸處理后,樣品對磷的單位吸附量和分配系數(shù)有了較大程度的降低。隨平衡溶液濃度的升高,兩樣品對磷的單位吸附量也不斷升高,其吸附規(guī)律可用Langmuir方程來加以描述,在第60min和90min時,兩樣品對磷的吸附基本達(dá)到吸附平衡,其吸附動力學(xué)可用Elovich和雙常數(shù)方程進(jìn)行擬合。 4.隨著平衡溶液濃度的不斷升高,褐煤腐殖酸對鉀離子的單位吸附量不斷增加。其吸附等溫式可用Langmuir方程和Temkin方程來加以描述。S2對鉀離子的吸附能力有了明顯的提高,在適宜濃度條件下,其吸附量可提高41.1%。隨pH的不斷升高,S1和S2對鉀離子吸附的分配系數(shù)逐漸增大,且pH的升高在一定程度上加快了吸附反應(yīng)的速度。低pH時,兩樣品吸附能力差別不大,而高pH時,S2對鉀離子的吸附能力遠(yuǎn)大于S1。其動力學(xué)吸附規(guī)律用Elovich方程描述最佳。在固液比例分別為0.04和0.06時,兩樣品對鉀離子的吸附量達(dá)最大。 5.在投入養(yǎng)分量相等的條件下,化學(xué)肥料各養(yǎng)分離子的釋放主要集中在前12 h,其釋放量顯著高于腐殖酸肥料,而在96h以后,腐殖酸肥料的釋放量均要高于化學(xué)肥料。其中在氮肥釋放過程中,NH4+是前期主要的釋放形式,而隨著時間不斷延長,NO3--N成為主要的釋放形式。腐殖酸肥料的施用能在一定程度上抑制NO3--N向地下遷移。 6.純氮素處理的菠菜產(chǎn)量最高;腐殖酸肥料的施用顯著改善了菠菜營養(yǎng)品質(zhì),降低菠菜體內(nèi)硝酸鹽含量,提高硝酸還原酶活性,增加Vc含量等。施用腐殖酸肥料N素利用率提高,增加了土壤速效磷的含量,促進(jìn)了鉀的消耗。自制的腐殖酸緩效肥料處理降低了土壤的pH,提高了土壤中蔗糖酶、堿性磷酸酶、多酚氧化酶的活性,同時降低土壤脲酶活性,但對過氧化氫酶活性影響不大。 【學(xué)位授予單位】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：S141

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