微晶化磷矿粉在不同类型土壤上的肥效研究

摘要

磷素是植物生长发育的必需营养元素之一，它参与了植物体内的多种生长代谢过程，在农业生产中的地位举足轻重。随着近年来农业的迅速发展，磷肥用量逐年增加，而我国磷矿资源总量丰富但大多为中低品位磷矿。因此开发中低品位磷矿并且提高其肥效利用率成为当务之急。磷矿粉作为一种中低品位磷肥近年来受到普遍关注，其在土壤上的直接施用也得到了广泛推广；为了进一步提高其磷素释放率，研究者们研究出了超微细技术使其粒径达到微米粒级。本文采用盆栽试验，通过种植油菜和黑麦草，系统的研究了微晶化磷矿粉在红壤、棕壤、潮土、褐土以及水稻土五种常见类型土壤上对土壤肥力及作物的生长生理指标的影响，以期为微晶化磷矿粉的合理施用提供科学的理论依据；同时种植被广泛推广用作的牧草和绿肥的黑麦草，在一定程度上为其合理施磷肥提供了理论基础。
　　主要研究结果如下：
　　1.通过超微细技术所制得的微晶化磷矿粉90％的粒径在5.27μm以内，比普通磷矿粉粒径（0.15mm）显著减小。普通磷矿中的磷大多为非水溶性磷，但普通磷矿粉经超微细技术加工后，用2%的柠檬酸连续浸提六次均有磷溶出。与重过磷酸钙相比，微晶化磷矿粉的磷释放较缓，说明微晶化磷矿粉具有较强的后效。这种缓慢溶出磷的特性使得其在一次大量施入时不会对作物造成危害，反而可以作为一种理想的长效缓释磷肥，适宜施用于坡地、防风护沙地及免耕地。
　　2.微晶化磷矿粉能显著提高土壤中速效磷含量，不同土壤相同处理间以棕壤中速效磷含量最高，其次是褐土，潮土最低；在红壤、棕壤和水稻土偏酸性土壤上速效磷释放量优于褐土和潮土偏碱性土壤。在红壤上，各处理上土壤速效磷含量的高低顺序为 HN2>HN3>SP>HN1>CK，HN2处理微晶化磷矿粉的磷释放量最高，显著高于其他处理，等总价的HN3处理显著高于SP处理；棕壤和水稻土上，各处理上土壤速效磷含量的高低顺序为HN2>HN3>SP>HN1>CK，HN3处理与SP处理间差异不显著；褐土和潮土上，各处理上土壤速效磷含量的高低顺序为HN2>SP> HN3>HN1>CK，HN3处理与SP处理间差异不显著。
　　3.不同的施磷肥处理对油菜的生长和品质以及氮代谢等的影响不同。油菜苗期的叶长、叶宽、干重和油菜叶片叶绿素含量以及VC含量在不同类型土壤上不同处理间也不同，在五种土壤上各处理都显著高于对照处理，HN2处理的效果最佳，均显著高于其他处理，在红壤和水稻土上，HN3处理显著高于SP处理，在褐土、棕壤和潮土上，等总价的HN3处理与SP处理的效果差异不显著；受不同处理的不同类型土壤中磷素含量的影响，油菜的全氮含量和氮代谢也随之不同，在棕壤上的全氮含量最高，氮代谢最强，微晶化磷矿粉处理在红壤、棕壤和水稻土上的效果较褐土和潮土好。
　　4.在五种不同类型土壤中，微晶化磷矿粉能较对照显著提高油菜的全磷含量和磷吸收量。棕壤和水稻土中，HN2处理油菜全磷含量最高，等总价格条件下，棕壤和水稻土中 HN3处理与 SP处理间差异不显著，各处理的增幅顺序为 HN2处理>HN3处理>SP处理>HN1处理>对照处理；油菜地上部和地下部的磷吸收量也较对照显著提高；褐土和潮土中，HN2处理效果最佳，其次是SP处理和HN3处理处理间差异不显著，各处理油菜地上部和地下部磷吸收量也较对照处理显著提高；红壤中，HN2处理效果最优，其次是 HN3处理和HN1处理且两处理间差异不显著，油菜地上部和地下部磷吸收量以HN2处理最显著，各处理都比对照有所提高。
　　5.在黑麦草的生长期和收获后共取三次土样，不同类型土壤上不同处理的土壤中的全磷和速效磷含量不同。棕壤和褐土的初土中的磷含量较高，微晶化磷矿粉处理和重过磷酸钙处理的差异性不显著，三次取土都以SP处理的土壤中磷含量最高；在红壤、水稻土和潮土中，初土的磷含量较低，施入不同处理的磷肥后土壤中的磷含量随取土的时期不同，含量也不同，在第一次和第二次取土时，各处理以SP处理土壤的全磷和速效磷含量高，第三次取土的土壤中的磷含量以HN2处理最高，且在红壤上HN2处理显著高于SP处理，说明微晶化磷矿粉有较好的后效且在酸性土壤上磷的溶出量更大。
　　6.在85天刈割时黑麦草的株高和分蘖数、鲜重和干重、粗蛋白和粗纤维含量达到最大；各施肥均能提高黑麦草地上部叶绿素的含量，不同土壤上各施肥处理中以SP处理效果最佳，其次是 HN2处理，红壤、棕壤和潮土上，SP处理与HN2处理间差异不显著，褐土和水稻土上SP处理优于HN2处理且两处理间差异显著，各土壤中 HN2处理显著优于HN1处理；不同类型土壤上不同处理的微晶化磷矿粉全磷含量不同，红壤、棕壤、水稻土和潮土上，三次刈割SP处理最佳，在85天刈割时各处理的黑麦草的全磷含量最高，在185天刈割时HN2处理的黑麦草的全磷含量增幅最大，褐土上，三次刈割SP处理显著优于其他处理，比对照处理的黑麦草的磷含量的增幅最大。
　　7.黑麦草的钙含量在褐土和棕壤上含量较高，在红壤和潮土上的含量较低，红壤上 HN2处理的黑麦草的钙含量最高，其他四种土壤上黑麦草的钙含量的高低顺序为SP处理>HN2处理>HN1处理>CK；黑麦草的镁含量在五种土壤上的含量差异较小，大体在320~484mg/kg之间，潮土和褐土上，SP处理黑麦草的镁含量最高，红壤、棕壤和水稻土上，HN2处理黑麦草的镁含量最高；黑麦草的铁含量在红壤上含量最高，SP处理的含量达到345.19mg/kg，在褐土和水稻土的各处理上黑麦草铁的含量差异不显著，但都高于对照处理，在棕壤和潮土上，HN2处理高于其他处理，但与SP处理间差异不显著；黑麦草的锌含量在潮土上最低，在褐土、棕壤、红壤上，SP处理的锌含量显著高于其他处理，在水稻土上，HN2处理锌含量显著高于其他处理。

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1.前言

1.1研究背景

1.2研究进展

1.2.1我国磷矿资源状况

1.2.2我国磷矿加工利用所存在的问题

1.2.3磷矿粉的研究利用

1.3我国磷矿资源开发利用未来趋势

1.4研究目的及意义

2.材料与方法

2.1微晶化磷矿粉的磷释放试验

2.2微晶化磷矿粉的肥效试验

2.2.1油菜盆栽试验

2.2.2黑麦草盆栽试验

3.结果与分析

3.1微晶化磷矿粉的表征与磷释放

3.1.1微晶化磷矿粉的基本理化性质

3.1.2微晶化磷矿粉的激光粒度分析

3.1.3微晶化磷矿粉的磷释放量

3.2微晶化磷矿粉对不同类型土壤的肥效和盆栽油菜品质的影响

3.2.1微晶化磷矿粉对盆栽油菜的土壤有效磷含量的影响

3.2.2微晶化磷矿粉对油菜生长的影响

3.2.3微晶化磷矿粉对油菜叶片叶绿素含量的影响

3.2.4微晶化磷矿粉对油菜维生素C含量的影响

3.2.5微晶化磷矿粉对油菜地上部和地下部氮含量的影响

3.2.6微晶化磷矿粉对油菜硝酸还原酶活性及硝酸盐含量的影响

3.2.7微晶化磷矿粉对油菜磷吸收效率的影响

3.3微晶化磷矿粉对不同类型土壤上黑麦草生长及品质的影响

3.3.1微晶化磷矿粉对盆栽黑麦草的土壤全磷含量的影响

3.3.2微晶化磷矿粉对盆栽黑麦草土壤速效磷含量的影响

3.3.3微晶化磷矿粉对不同类型土壤上黑麦草株高和分蘖数的影响

3.3.4微晶化磷矿粉对不同类型土壤上黑麦草生长量的影响

3.3.5微晶化磷矿粉对不同类型土壤上黑麦草粗蛋白和粗纤维含量的影响

3.3.6微晶化磷矿粉对不同类型土壤上黑麦草叶绿素含量的影响

3.3.7微晶化磷矿粉对不同类型土壤上黑麦草全磷含量的影响

3.3.8微晶化磷矿粉对不同类型土壤上黑麦草钙、镁、铁、锌含量的影响

4.讨论

5.主要结论和创新点

5.1主要结论

5.2创新点

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的论文