腐植酸土壤调理剂研制及其在酸化果园土壤上的应用

摘要

土壤酸化不仅影响作物产量还会降低作物品质，土壤调理剂是改良土壤酸化的一大途径，然而土壤调理剂种类繁多，改良效果也良莠不齐。目前主要用于酸化土壤调理产品主要有矿物类无机土壤调理剂，有机物料类有机土壤调理剂，有机-无机类土壤调理剂。矿物质富含丰富钙、镁、硅元素，提高土壤阳离子交换量，减轻土壤酸化，而腐植酸作为有机质的核心组分对于土壤水稳性团聚体的形成具有重要作用，矿物质与腐植酸的结合研究还未见报道。本研究以矿物质和腐植酸为原料，通过一定加工工艺制备成腐植酸土壤调理剂，并在胶东酸化果园土壤开展小区试验，探索添加土壤本源物质腐植酸物料的腐植酸土壤调理剂改良效果，以期得到最佳的生产工艺条件为相关企业进行生产指导，同时探寻腐植酸土壤调理剂对酸化土壤改良的作用机理。主要开展两方面研究内容，一是通过设置不同反应温度、反应压强以及催化活化剂添加量和腐植酸添加量，通过检测不同生产工艺条件下有效钾、钙、镁、硅的含量，确定腐植酸土壤调理剂的最佳生产条件。二是，在胶东酸化果园土壤上，设置普通土壤调理剂、等成分含量的腐植酸土壤调理剂以及减量15%的腐植酸土壤调理剂，以苹果产量和品质以土壤理化性状为评价指标，评价普通土壤调理剂和腐植酸土壤调理剂在酸化果园土壤上应用效果，筛选出适宜改良胶东酸化果园土壤的土壤调理剂类型以及最佳施用量，为该地区土壤酸化的高效改良提供一条可复制的途径。主要研究结果如下： （1）腐植酸土壤调理剂是由钾长石、石灰石、腐植酸及其助剂在一定温度和压力条件下反应一定时间生产而成。腐植酸土壤调理剂生产工艺最优条件为反应温度为170℃，反应压强为1.4MPa；活化催化剂KOH为5%、腐植酸6%，此工艺条件下获得3.18%有效性钾、23.45%有效钙、3.88%有效镁以及12.06%有效硅含量。 （2）添加等量碱活化腐植酸较氧活化腐植酸的土壤调理剂样品中有效钾、硅、钙、镁含量相对较高。在碱活化腐植酸添加量2%~6%范围内，腐植酸土壤调理剂有效、硅、钙、镁含量随腐植酸的添加量呈显著正相关。 （3）常规施肥基础上，施用土壤调理剂即能提高苹果的产量和品质，普通土壤调理剂和腐植酸土壤调理剂的增产效果差异显著。其中施用腐植酸土壤调理剂的苹果产量较未施土壤调理剂增产14.46%，较普通土壤调理剂的苹果产量提高4.84%，腐植酸土壤调理剂减量15%施用，仍较普通土壤调理剂增产2.87%。腐植酸土壤调理剂减量15%与其全量施用不影响苹果产量。腐植酸土壤调理剂2年后，较普通土壤调理剂的苹果的总糖含量提高9.35%~15.46%，糖酸比提高21.84%~46.58%，而腐植酸土壤调理剂全量施用和减量15%处理间苹果产量和总糖含量均无显著差异。 （4）施用普通土壤调理剂和腐植酸土壤调理剂均能在一定程度上改善土壤的理化性状，且随着施用年限的增加，改良效果越明显。与普通土壤调理剂相比，腐植酸土壤调理剂的改良效果更为显著，其中土壤pH提高0.07~0.45个单位，土壤有机质含量提高3.86%~5.26%，交换性酸含量降低16.07%~28.97%，交换性钙含量提高6.82%~17.16%；容重降低2.72%~4.76%，孔隙度提高1.74%~3.54%，与此同时，腐植酸土壤调理剂中的腐植酸促进土壤中水稳性团聚体的形成，并在不同程度的提高了土壤脲酶活性和蔗糖酶活性。 （5）本试验条件下，确定酸化果园土壤在常规施肥下施用腐植酸土壤调理剂1275kg/hm2为改良土壤、提质增产的较佳使用量。

目录

声明

符号说明

1引言

1.1研究背景

1.1.1土壤酸化现状

1.1.2土壤酸化的影响

1.1.3酸化土壤改良方法

1.2国内外研究进展

1.2.1腐植酸作为土壤调理剂的研究进展

1.2.2矿物质作为土壤调理剂的研究进展

1.2.3腐植酸对酸化土壤上作物生长发育影响的研究进展

1.2.4矿物质对酸化土壤上作物生长发育影响的研究进展

1.3研究目的、意义

2材料与方法

2.1腐植酸土壤调理剂的制备条件优选

2.1.1矿物质水热反应参数优选试验方案

2.1.3供试材料

2.2腐植酸调理剂对酸化果园影响的试验设计

2.2.1腐植酸调理剂对酸化果园影响的试验设计

2.2.2供试土壤

2.2.2供试作物与肥料

2.3样品采集方法

2.3.2果实和土壤样品采集方法

2.4测定项目与方法

2.4.1土壤调理剂各养分含量的测定方法

2.4.2土壤理化性状的测定方法

2.4.3苹果测产及品质指标测定

2.5数据处理及分析

3结果与分析

3.1腐植酸土壤调理剂的制备条件优选

3.1.1矿物质水热反应参数优选试验结果

3.1.2不同腐植酸添加量对有效成分影响

3.2腐植酸土壤调理剂对胶东酸化果园苹果产量及品质的影响

3.2.1腐植酸土壤调理剂对苹果产量的影响

3.2.2腐植酸土壤调理剂对苹果品质的影响

3.3腐植酸土壤调理剂对土壤化学性状的影响

3.3.1腐植酸土壤调理剂对pH值的影响

3.3.2腐植酸土壤调理剂对交换性酸的影响

3.3.3腐植酸土壤调理剂对交换性钙的影响

3.3.4腐植酸土壤调理剂对土壤有效钾、有效磷的影响

3.3.5腐植酸土壤调理剂对土壤有机质的影响

3.4腐植酸土壤调理剂对土壤物理性状的影响

3.5腐植酸土壤调理剂对土壤酶活性的影响

4讨论

4.1不同制备条件对腐植酸土壤调理剂有效成分的影响

4.2腐植酸土壤调理剂对苹果产量和品质影响

4.3腐植酸土壤调理剂对土壤物理性状影响

4.4腐植酸土壤调理剂对土壤化学性状影响

4.5腐植酸土壤调理剂对土壤酶活性的影响

5结论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表论文、参编论著、申请专利目录