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腐植酸硅钙钾型土壤调理剂的研发与应用探究"报告人:郭新送"

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发布时间: 2017-04-18
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腐植酸硅钙钾型土壤调理剂的研发与应用探究"报告人:郭新送"

 

 目前,土壤酸化已经成为影响农业生产和生态环境的一个重要因素。土壤酸化影响肥料的有效性,加剧土壤矿物质营养元素的流失,使得钾、钠、钙、镁等离子的淋溶加剧,导致土壤肥力下降。土壤酸化可促进有毒有害金属元素的活化和溶出,加重铝、锰、铬、镉有毒金属离子的淋失和溶出,使得土壤退化加剧,污染土壤和水环境[3,4]土壤酸化影响土壤微生物的生命活动,抑制土壤有益微生物的生长、繁殖和活动,从而影响土壤有机质的分解和土壤中碳、氮、磷、硫的循环。土壤酸化也会导致土壤板结,使得土壤耐寒能力降低,影响作物对水分和养分的吸收影响作物的正常生长发育。造成土壤酸化的原因有许多一是氮、磷肥施用过量,而有机肥和微量元素使用不足二是盐基离子淋失、土壤交换性Al3+H+增多三是酸雨及大量酸性气体的排放[5-7]。近年来,在设施栽培条件下,由于速效性有机肥(如粪尿肥)和化肥用量大,设施棚室内温度高,蒸发量大,雨水淋溶作用少等,耕层土壤盐分积累严重,常引起不同程度的次生盐渍化[4]。迄今为止,在土壤改良中所涉及到的非金属矿物主要有膨润土、石灰岩、白云石、沸石及泥炭等,已形成以矿物肥料、改良剂、营养物质载体等为主的系列产品,在改良土壤方面成为促进农业发展较为重要的物质条件[5]

本研究中的腐植酸硅钙钾型土壤调理剂腐植酸活化基础上进行二次研发,结合钾长石和石灰石资源,通过高温高压水热反应,对钾长石和石灰石尾矿资源再利用,研发腐植酸硅钙钾型土壤调理剂腐植酸硅钙钾型土壤调理剂中硅酸钙、镁和腐植酸螯合的钙镁硅等,不仅能改良土壤酸化,还能够满足作物对钙、镁等中微量元素和硅有益元素的吸收。针对腐植酸硅钙钾型土壤调理剂的土壤酸化改良研究相对较少,本研究以腐植酸硅钙钾型土壤调理剂为新型土壤调理剂,以磷石膏为传统土壤改良剂,以不施用土壤调理剂为空白对照,在胶东酸化果园土壤进行试验。以期为土壤酸化改良提供一条新途径。

一、研发工艺

主要通过蒸压釜—蒸氧水解活化工艺,通过高温高压蒸汽将矿石中的矿质元素整体活化分解,利用不同矿源的煤基腐植酸的新型固相活化工艺技术,筛选干法快速活化剂和高效催化剂,提高活化效率,降低生产能耗,并与钾长石和石灰石尾矿利用生产工艺技术相结合,实现低成本新型土壤调理剂中活化腐植酸的工程化。

 

二、试验材料与方法

1、供试土壤

试验地设在威海市环翠区桥头镇碑鲁村,该区属温带季风性气候,近3 年年均温11.8 ,年均降水量890.1 mm。供试土壤按土壤系统命名为普通简育湿润淋溶土。试验区土壤试验前土壤pH4.08,达强酸性,严重制约果树产量和品质,供试土壤亟需进行土壤改良。

2 供试作物与肥料

苹果,品种红富士,11年生,种植密度每亩45树龄相同、树势整齐有机无机复混肥(有机质20%N-P2O5-K2O15-5-10复混肥(N-P2O5-K2O15-15-15硅钙钾镁肥(该肥料的基础技术指标为CaO≥20%MgO5%SiO210%K2O≥4%,腐植酸≥3%pH10-13,磷石膏。本试验分别将硅钙钾镁和磷石膏作为酸化土壤调理剂。

3 试验设计

试验共设3个处理,分别为常规施肥(CK),磷石膏土壤调理剂+常规施肥磷石膏土壤调理剂用量为850 kg/hm2NAF),腐植酸硅钙钾型土壤调理剂+常规施肥硅钙钾镁肥850 kg/hm2AF 常规施肥是指试验进行中分别2014320统一施用有机无机复混肥(有机质20%N-P2O5-K2O15-5-102250kg/ hm22014622日施用复混肥(N-P2O5-K2O15-15-153000kg/ hm2每个处理重复3一棵树为一次重复,共4个处理16棵树 施肥方式按照在树冠下距离果树主干1 m左右处挖穴,穴深约为20 cm,直径约为25 cm,每株果树挖穴8个。各小区除了试验肥料不同外,其它农艺措施和田间管理均一致

三、结果分析

1、腐植酸硅钙钾型土壤调理剂对苹果产量及品质的影响

试验结果显示,无论是腐植酸硅钙钾型土壤调理剂还是磷石膏土壤调理剂,施用后苹果产量有增加趋势。较未施土壤调理处理,施用土壤调理剂后苹果产量提高6.12%~10.39%。其中以腐植酸硅钙钾型土壤调理剂处理的产量高,并与磷石膏土壤调理剂处理差异显著。腐植酸硅钙钾型土壤调理剂较未施土壤调理剂处理增产率达到14.46%,较施用磷石膏土壤调理剂增产率达到4.84%增产效果显著。苹果果实硬度、可溶性固形物、糖含量、可滴定酸含量均是衡量果实品质的重要指标。施用土壤调理剂处理的苹果硬度均低于未施土壤调理剂处理,且以腐植酸硅钙钾型土壤调理剂的果实硬度较小。较磷石膏土壤调理剂,腐植酸硅钙钾型土壤调理剂的苹果可溶性固形物相对较低,各处理间差异不显著。各处理中,施用土壤调理剂即能提高果实总糖含量和降低可滴定酸的含量,但腐植酸硅钙钾型土壤调理剂与磷石膏土壤调理剂间差异不显著。而苹果糖酸比以施用腐植酸硅钙钾型土壤调理剂处理提高,且差异达到显著性水平,较未施土壤调理剂和施用磷石膏土壤调理剂处理,腐植酸硅钙钾型土壤调理剂处理的苹果糖酸比分别提高18.35%和15.39%,而施用磷石膏土壤调理剂对苹果糖酸比营养与未施土壤调理剂无显著差异。这是由于腐植酸硅钙钾型土壤调理剂富含钙、镁、硅等中微量元素,可有效抑制缺素型生理病害的发生,促进作物新陈代谢。此外,腐植酸硅钙钾型土壤调理剂施用方便,安全无污染,有效节约成本,具有显著的社会、生态和经济效益

2、腐植酸硅钙钾型土壤调理剂对土壤酸化的改良效果

土壤调理剂使用后,酸化果园土壤pH均呈升高趋势。其中,腐植酸硅钙钾型土壤调理剂的酸化改良效果显著,较未施土壤调理剂的土壤pH提高0.27个单位,较施用磷石膏土壤调理剂土壤pH提高0.15个单位效果较为明显。土壤调理剂使用后,酸化果园土壤ECE均呈升高趋势。其中,腐植酸硅钙钾型土壤调理剂的阳离子交换量提高幅度较大,较未施土壤调理剂的土壤ECE提高0.32cmol/kg,较施用磷石膏土壤调理剂土壤的土壤ECE提高0.11cmol/kg,土壤阳离子交换量提高效果明显。

四、结论

1、腐植酸硅钙钾型土壤调理剂较未施土壤调理剂处理增产率达到14.46%,较施用磷石膏土壤调理剂增产率达到4.84%增产效果显著。2、腐植酸硅钙钾型土壤调理剂较普通改良剂具有明显的土壤改良效果,土壤pH较未施土壤调理剂提高0.27个单位,较磷石膏土壤调理剂提高0.12个单位;同时,土壤CEC含量分别提高0.32cmol/kg0.11cmol/kg3、酸化果园施用腐植酸硅钙钾型土壤调理剂可改善苹果品质。其中,果实糖酸比较未施用土壤调理剂和施用磷石膏土壤调理剂处理的提高15.39%和18.35%

 

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