添加外源物料与施用锌肥对石灰性土壤锌有效性及小麦籽粒富锌的影响

摘要

关中平原是我国小麦的重要产地，该地区土壤多为石灰性土壤，处于潜在缺锌水平，该类土壤的有效锌含量难以满足小麦籽粒富锌和改善人体锌营养的需求。目前，施用锌肥是用来提高土壤供锌能力增加小麦籽粒锌含量的重要方式之一，而土施锌肥凭借其相对便捷的优势被认为具有重大的发展潜力。前期的研究结果表明，土施锌肥虽然可以显著提高土壤有效锌的含量，但是由于石灰性土壤中较高的pH和碳酸钙以及低有机质含量等不良理化特性导致锌肥施入后对小麦籽粒锌含量的提高效果不佳。本研究利用室内培养与田间填埋试验，从改善石灰性土壤中影响锌肥利用的障碍因子入手，探讨外源物料与锌肥配施对锌肥扩散的影响;此外，在为期两年的田间定位试验基础上，探讨不同锌肥种类与施锌方式对第二季土壤和小麦籽粒含锌量的影响。本研究的目的旨在为潜在缺锌的石灰性土壤合理施用锌肥提供科学依据，获得的主要结果如下:
　　(1)采用室内培养试验方法，利用半扩散池技术，研究外源物料（有机肥、硫磺和黄腐酸）与锌肥配施对土壤锌迁移扩散的影响。结果表明，在施用锌肥的基础上，配施外源物料均在不同程度上提高了DTPA-Zn扩散速率，而随着时间和扩散距离的增加，扩散速率也逐渐降低。平均而言，施用硫磺和有机肥对DTPA-Zn扩散速率的提升效果较好，黄腐酸次之。在培养过程中，对于施肥区土壤DTPA-Zn含量而言，添加硫磺和有机肥均提高了DTPA-Zn含量，黄腐酸也有提高但效果不佳。综合考虑，在潜在缺锌的石灰性土壤上，在施用锌肥的条件下，配施硫磺和有机肥能够在一定程度上改善锌肥的扩散效果进而为增加植物的有效吸收提供可能。
　　(2)采用田间填埋试验方法，研究了外源物料与锌肥配施对土壤有效锌和锌组分的影响。研究结果表明，外源物料与锌肥配施可以在一定程度上增加石灰性土壤有效锌的含量，其中有机肥效果最好，硫肥与黄腐酸效果次之。施用有机肥和黄腐酸的土壤锌组分中Wbo-Zn有明显的提高。随着培养时间的增加，Car-Zn、MnO-Zn、Sbo-Zn各组分均有显著地增加，即锌肥向无效化的方向转化，但外源物料的施入对锌肥的老化有一定的缓解作用。对于土壤DTPA-Zn的转化率而言，添加外源物料后均有所提高，其中有机肥的效果较好。综合考虑，在潜在缺锌的石灰性土壤上，锌肥与外源物料（有机肥或硫磺）对于提高锌肥的有效性有一定作用。
　　(3)采用田间定位试验，选取Zn-EDTA和ZnSO4两种锌源，采用均施和条施两种施锌方式，结合喷施与土施方法，比较不同锌肥以不同方式施入土壤后对第二季土壤Zn有效性和小麦籽粒富锌的影响。结果显示，土施Zn-EDTA（4kg Zn/hm2）和ZnSO4（20kg Zn/hm2）均可以在施用后的第二季维持较高的土壤有效锌含量（1.44～2.22mg/kg），且施用ZnSO4的效果较好，但对第二季小麦籽粒锌含量无提高作用。在土施基础上配合喷施时，仅喷施ZnSO4能够显著增加小麦籽粒的锌含量(42～47mg/kg)，而Zn-EDTA无效果。
　　综上所述，在我国北方潜在缺锌石灰性土壤上，在土施锌肥的条件下，添加外源物料（如有机肥或硫磺）可以提高锌肥的扩散速率，同时也在一定程度上减缓锌肥向无效化过程的转化，这也为提高锌肥的生物有效性提供了可能。对于不同锌源来讲，在土施锌肥的第二季，施用Zn-EDTA和ZnSO4虽然可以提高并维持土壤锌的有效性，但是对于提高小麦籽粒含锌量的效果不佳，螯合态锌肥的推广成本较高。

目录

论文说明

声明

摘要

第一章 文献综述

1．1 研究目的及意义

1．2 国内外研究进展

1．2．1 土壤Zn有效性

1．2．2 小麦对土壤Zn的吸收

1．2．3 小麦籽粒富Zn的农艺措施及存在问题

1．2．4 添加外源物料对土壤Zn有效性的影响

1．2．5 不同形态Zn肥对土壤Zn有效性的影响

1．3 本研究切入点

1．4 研究内容与方法

1．5 技术路线

第二章 外源物料对石灰性土壤中锌扩散迁移的影响

2．1 引言

2．2 材料与方法

2．2．1 材料

2．2．2 试验设计及试验过程

2．2．3 样品分析方法

2．2．4 公式及数据处理

2．3 结果与分析

2．3．2 不同外源物料与锌配施对扩散总量和单位距离DTPA-Zn扩散量的影响

2．3．3 不同外源物料与锌配施对锌肥回收率的影响

2．3．4 不同外源物料与锌配施对土壤DTPA-Zn扩散系数的影响

2．3．5 不同外源物料与锌配施对施肥区土壤理化性质的影响

2．3．6 不同外源物料与锌配施对施肥区锌组分的影响

2．4 讨论

2．4．2 外源物料与锌配施对DTPA-Zn扩散的影响

2．4．3 外源物料与锌配施施肥区土壤理化性质的影响

2．5 小结

第三章 外源物料对石灰性土壤中锌有效性及形态转化的影响

3．1 引言

3．2 材料与方法

3．2．1 试验地概况和供试材料

3．2．2 试验设计

3．2．3 分析方法

3．2．4 数据处理

3．3 结果与分析

3．3．2 不同外源物料与锌配施对土壤DTPA-Zn的影响

3．3．4 不同外源物料与锌配施对土壤Zn组分的影响

3．3．5 不同外源物料与锌配施对土壤有机质和pH的影响

3．3．6 土壤DTPA-Zn，锌组分与土壤pH和有机质含量的相关性分析

3．4 讨论

3．5 小结

第四章 不同锌肥与施用方法对第二季土壤锌有效性和小麦籽粒富锌的影响

4．1 引言

4．2 材料与方法

4．2．1 试验设计

4．2．2 采样与测定

4．2．3 锌肥利用率的计算

4．2．4 统计分析

4．3 结果分析

4．3．1 施锌对第2季小麦籽粒和生物产量的影响

4．3．2 施锌对第2季小麦籽粒锌含量的影响

4．3．3 施锌方法对锌肥利用率的影响

4．3．4 施锌对土壤锌有效性和锌组分的影响

4．4 讨论

4．4．1 施锌对第2季小麦籽粒锌含量的影响

4．4．2 施锌对土壤锌有效性的影响

4．5 小结

第五章 综合讨论、主要结论、创新点及研究展望

5．1 综合讨论

5．1．1 添加外源物料对石灰性土壤DTPA-Zn含量及其扩散迁移的影响

5．1．2 添加外源物料对石灰性土壤锌有效性及锌形态转化的影响

5．1．3 不同锌肥对石灰性土壤锌有效性及小麦籽粒富锌的影响

5．2 主要结论

5．3 本研究创新点

5．4 研究展望

参考文献

致谢

作者简介