土壤改良剂对酸性土壤磷的生物有效性和土壤物理性质的影响

摘要

南方酸性土壤由于具有强淋溶、高风化等特征，其土壤结构本身十分脆弱和不稳定，再加上该地区耕作强度较大，便形成了粘性强、酸度大、物理结构差的红壤，土壤的生产潜力无法正常发挥。本研究通过选取南方典型的红壤与水稻土为研究对象，围绕着其磷的生物有效性和物理结构特征等问题进行研究，采用多种土壤改良剂，探讨这些改良剂对酸性土壤的改良效果的综合情况。取得的主要研究结论如下:
　　1、生物炭、粉煤灰与石灰作为改良剂施入土壤均会显著增加土壤的pH值。在改良土壤中，添加生物炭对提高土壤的DGT-P和有效磷含量效果最好(pH=8.5)，同时三种改良剂的添加，均能有效增加0.01M KCl可提取态的磷含量。同时得出，改良剂的添加主要是通过增加土壤固相的吸附速率和解吸速率，降低土壤向孔隙水中释放磷的反映时间Tc，来增加土壤磷的生物有效性。通过对无机磷的分析结果表明，改良剂的添加可以增加了土壤Al-P含量和Ca-P含量，减少Fe-P的含量。改良剂的加入改变了土壤的Fe对磷吸附作用的亲和力，有助于提高固定磷的生物有效性。土壤中溶解态磷的增加，主要是由于改良剂的添加改变了土壤的pH值，同时还由于改良剂（生物炭和粉煤灰）中磷的直接扩散。
　　2、三种改良剂均会增加土壤液限、降低土壤塑限，增大土壤可耕的含水量范围，同时随着改良剂的添加，土壤的平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)都有显著的增加(p＜0.05)，改良剂改善土壤的结构稳定性。在改良土壤中，各压力下的体积含水量均大于对照，说明改良剂可以提高土壤对水分的保留能力。同时改良剂还能减少土壤内聚力，改良土壤粘性，从而减小植物根系生长以及耕作的阻力，改善土壤结构。
　　3、不同生物炭加入土壤中，均会增加两种土壤的pH值，其中香樟叶生物炭(DLB)增加的最多。在生物炭改良的土壤中，添加了生物炭可以提高土壤的总磷和可获得的磷含量(pH=8.5)，但是，只有水稻秸秆生物炭(RSB)对生物炭改良土壤中的总磷含量显著增加(p＜0.05)，表明生物炭能增加土壤中磷的可用性，但增加的磷含量取决于生物炭的类型。老成土和淋溶土在RSB(2％w/w)的改良作用下，可用性P增加了46.23％和39.18％。生物炭的加入改变土壤的磷吸附作用的亲和力，有助于提高固定磷的生物有效性。土壤中溶解态磷的增加，一方面是由于生物炭改变了土壤的pH值，改善了土壤的酸性环境，另一方面是由于生物炭本身磷含量的直接扩散。

目录

声明

致谢

摘要

1．1 我国南方红壤概况

1．2 土壤酸化研究背景

1．2．1 土壤酸化的概念

1．2．2 土壤酸化对磷的影响

1．3 土壤酸化的改良措施

1．3．1 生物炭对酸化土壤以及土壤磷的影响

1．3．2 粉煤灰对土壤酸化的改良

1．3．3 石灰对土壤酸化的改良

第二章 研究目的、内容和技术路线

2．1 研究目的与意义

2．2 研究内容

2．3 技术路线

第三章 ：不同改良剂对酸性土壤中磷的影响

3．1 材料与方法

3．1．1 土壤样品的采集和处理以及改良剂的制备

3．1．2 培养与盆栽

3．1．3 测定项目及方法

3．1．4 DGT相关参数计算

3．1．5 DIFS模型的输入参数介绍

3．1．6 数据统计分析

3．2 结果分析

3．2．1 不同改良剂对酸性土壤中酸度的影响

3．2．2 不同改良剂对酸性土壤中养分的影响

3．2．3 不同改良剂对酸性土壤中磷的有效性的影响

3．2．4 不同改良剂对酸性土壤中无机磷的影响

3．3 小结

第四章 ：不同改良剂对酸性土壤物理性质的影响

4．1 材料与方法

4．1．1 土壤样品的采集和处理以及改良剂的制备

4．1．2 培养与盆栽

4．1．3 土壤物理性质测定项目及方法

4．1．4 土壤水分特性

4．1．5 土壤机械力学性质

4．1．6 数据统计分析

4．2 结果分析

4．2．1 不同改良剂对酸性土壤中阿德堡常数的影响

4．2．2 不同改良剂对酸性土壤团聚体的水稳性的影响

4．2．3 通过LB法了解不同改良剂对酸性土壤团聚体破坏机制的影响

4．2．4 不同改良剂对酸性土壤水分特征曲线(SWCC)的影响

4．2．5 不同改良剂对酸性土壤抗剪抗压的影响

4．2．6 不同改良剂对酸性土壤线性膨胀系数的影响

4．3 小结

第五章 ：不同生物炭对酸性红壤中磷的生物有效性和无机磷的影响

5．1 材料与方法

5．1．1 土壤样品的采集和处理以及改良剂的制备

5．1．2 培养与盆栽

5．1．3 测定项目及方法

5．1．4 数据统计分析

5．2 结果分析

5．2．1 不同生物炭的性质

5．2．2 不同生物炭对酸性红壤中酸度的影响

5．2．3 不同改良剂对酸性土壤中磷的有效性的影响

5．2．4 不同改良剂对酸性土壤中无机磷的影响

5．3 讨论

5．4 小结

6．1 研究结论

6．2 创新点

6．3 今后的研究方向

参考文献

作者简介