秸秆改良材料对沙质土壤磷的活化作用及供磷特征的影响

摘要

我国的生物质原料相当丰富，仅农作物秸秆、皮壳一项，每年产量达7亿多吨，包括玉米秸秆(35％)，小麦秸秆(21％)和稻草(19％)及其它农作物秸秆(25％)，由于秸秆含有丰富的氮、磷、钾和微量元素以及大量的有机质，是农业生产重要的有机肥源之一。由于技术水平、社会经济条件等方面的限制，目前秸秆资源化利用率还不到40％。据估算，全国每年因焚烧与弃置的秸秆超过2亿吨，既造成了严重的大气和水体环境污染，又极大的浪费了有机质资源，其直接经济损失超过600亿元。秸秆综合利用己成为发展循环经济，维持农业生产可持续发展的关键而受到广泛关注。因此，尽快探索一条科学合理的处理与利用农作物秸秆的技术途径已成为一项重要的研究课题。
　　 本研究利用小麦、油菜秸秆与膨润土、PAM配制改良材料，采用模拟土培试验、等温吸附试验等综合研究方法，探讨小麦和油菜两种秸秆改良材料对沙质土壤磷素的活化作用及供磷特征的影响，并对其作用机理进行了初步分析。从而对两种秸秆改良材料的作用及效果进行了初步评价，也为将秸秆改良材料应用于沙质土壤的改良，提高沙质土壤磷素的有效性和供磷能力提供了科学依据。本研究获得的主要结果如下：
　　 1.通过模拟土培试验探讨小麦和油菜两种秸秆改良材料对沙质土壤磷素的活化作用。结果表明：秸秆改良材料可以增加沙质土壤中有效磷含量，起到活化沙质土壤磷素的作用。与对照相比，各处理的有效磷含量均达到了显著性差异(p＜0.05)。
　　 随着秸秆改良材料添加量的增加，沙质土壤中有效磷含量普遍增加。与对照相比，添加量为2g·kg-1的处理未达到显著性差异，添加量为5g·kg-1和10g·kg-1均达到了显著性差异。PAM在秸秆改良材料中的添加比例不同对沙质土壤有效磷含量具有一定的影响，其有效磷含量随着改良材料中PAM含量的增加而增加。添加秸秆改良材料的沙质土壤，在不同的培养时间，在各处理水平中，有效磷含量最大的配比为900：100：30，而未添加PAM的处理，有效磷含量均为最低。相关性分析显示，PAM含量与沙质土壤有效磷含量均达到了显著正相关。
　　 培养时间对沙质土壤有效磷含量有一定影响。随着培养时间的推移，对照的有效磷含量基本无变化。对于其余处理，沙质土壤中有效磷的含量呈随时间推移而增加的趋势。
　　 研究还发现，两种秸秆改良材料均可以增加沙质土壤中有效磷含量，并且油菜秸秆改良材料更有利于沙质土壤中磷索的活化。在分别培养10天、30天、60天、90天之后，添加油菜秸秆改良材料的沙质土壤中有效磷含量比添加小麦秸秆改良材料的高，两者之间的差异达到了显著水平(p＜0.05)。
　　 2.通过等温吸附解吸试验，探讨小麦和油菜秸秆改良材料对沙质土壤的供磷能力的影响。结果表明：添加秸秆改良材料增强了沙质土壤的供磷能力。添加了小麦和油菜秸秆改良材料后，沙质土壤对磷的总平均吸附率显著增加。同时，随着改良材料添加量的增加，沙质土壤对磷的吸附率普遍增加，其中，添加量为10g·kg-1的处理吸附率最大。研究还发现，改良材料中PAM的含量对磷的吸附率具有一定的影响，随着改良利料中PAM含量的增加沙质土壤对磷的吸附率也增加。在各添加量水平中，未添加PAM的处理的沙质土壤对磷的吸附率最小，吸附率最大的配比为900∶100∶30。另外，添加小麦和油菜秸秆改良材料降低了沙质土壤的总平均解吸率。
　　 添加了秸秆改良材料之后，沙质土壤对磷的最大吸附量(Xm)普遍降低。秸秆改良材料在沙质土壤中的添加量不同，沙质土壤对磷的最大吸附量(Xm)也不同。其趋势表现为：随着改良材料添加量的增加，沙质土壤对磷的最大吸附量(Xm)普遍降低。改良材料中PAM的含量对磷的最大吸附量(Xm)具有一定的影响，随着改良材料中PAM含量的增加沙质土壤对磷的最大吸附量(Xm)逐渐减小。在不同处理时间，未添加PAM的处理，对磷的最大吸附量(Xm)均最低；而最大吸附量(Xm)最大的p配比为900∶100∶30。培养时间对于对照中磷的最大吸附量(Xm)基本没有影响。添加油菜秸秆改良材料的处理，土壤对磷的最大吸附量(Xm)随着培养时间的增加逐渐降低；添加小麦秸秆改良材料的处理其趋势略有不同，在培养90天后，沙质土壤对磷的最大吸附量相对于培养60天略有增加，但仍小于对照，也小于处理30天时的土壤最大吸附量(Xm)。研究结果表明，添加两种秸秆改良材料，均可以使沙质土壤对磷的最大吸附量降低，减少沙质对磷的固定，提高沙质土壤的供磷能力。
　　 添加秸秆改良材料能够使土壤对磷的吸附平衡常数(K)和最大缓冲容量(MBC)增加。随着改良材料添加量的增加，沙质土壤对磷的K和MBC普遍增加。另外，随着改良材料中PAM的含量的增加，沙质土壤对磷的K和MBC相应增加。在处理10天、30天、60天、90天后，未添加PAM的处理，K和MBC最小；K和MBC最大的配比为900：100：30。K和MBC的增加说明两种秸秆改良材料均可以增强沙质土壤对磷的吸附能力和容量。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章文献综述

1.1土壤改良剂的类型及应用

1.2土壤供磷能力的的影响因素

第2章绪论

2.1研究目的和意义

2.2研究目标

2.3研究内容

2.4技术路线

第3章材料和方法

3.1试验材料

3.2模拟土培试验

3.3秸秆改良材料对沙质土壤磷素吸附-解吸特性的影响试验

3.4分析方法

第4章秸秆改良材料对土壤磷素的活化作用

4.1秸秆改良材料对沙质土壤中有效磷含量的影响

4.2本章小结

第5章秸秆改良材料对土壤供磷特征的影响

5.1小麦秸秆改良材料对土壤供磷特征的影响

5.2油菜秸秆改良材料对土壤供磷特征的影响

5.3本章小结

第6章结论

6.1秸秆改良材料对沙质土壤磷素有活化作用

6.2秸秆改良材料能提高沙质土壤的供磷能力

参考文献

致谢

发表论文及参加科研项目情况