聚甲基硅氧烷改性有机硅对土壤酸碱调节的作用及机理研究

碱性条件下,将聚甲基硅氧烷改性,得到改性有机硅。将其与路易斯酸、质子碱、强酸和强碱按一定比例混溶于甲醇中,常温搅拌30 min。X射线光电子能谱(XPS)结果表明,路易斯酸中金属离子电子结合能均向高结合能方向位移,改性有机硅的氧原子电子结合能均不同程度降低。在不同pH值的路易斯酸、质子碱、强酸和强碱溶液中加入改性有机硅,测定其pH值。结果显示,不同易斯酸和强酸溶液pH值均有升高,质子碱和强碱溶液pH值降低。结论:改性有机硅主链结构由Si—O—Si键构成,其中氧原子的孤对电子具有路易斯碱的性能;而改性有机硅中的多羟基结构具有质子酸的性能。所以有机硅材料与普通复合肥以一定比例混合复配制得的有机硅复合肥具有调控土壤酸性和盐碱性的作用。     

有机硅复合肥对滨海盐碱土水盐运移及玉米生长的影响

为探究有机硅复合肥对渤海湾西岸中度滨海盐碱土改良效果的影响,在河北省沧州市海兴县中国科学院海兴实验站进行大田玉米小区试验。试验设置为:CK(未施肥)、C1(600 kg·hm-2磷酸二铵)、C2(375 kg·hm-2有机硅复合肥)、C3(750 kg·hm-2有机硅复合肥)、C4(1125 kg·hm-2有机硅复合肥)5个处理。通过测定0～40 cm土层不同生育期土壤理化特性指标及玉米产量,分析有机硅复合肥对滨海盐碱土水盐运移影响及土壤理化特性指标与玉米产量之间的相关性。结果表明:随着有机硅复合肥施用量的增加,土壤含水量、地上干重、穗粒数和产量呈增加趋势,土壤pH值、土壤含盐量、土壤Na+和Cl-含量呈降低趋势,而地下干重在C3处理时达到最大;在不同生育期,不同土层,有机硅复合肥施用量对水盐运移影响程度有差别,上层土(0～20 cm)的差异性大于下层土(20～40 cm),对生育初期的影响大于生育末期,不同处理对滨海中度盐碱土改良和增产效果表现为C4>C3>C2>C1;玉米产量与土壤pH值、水溶性盐含量、Na+及Cl-含量呈显著负相关关系,与土壤含水量呈正相关,在不同土层,不同生育期,相关程度有差异,上层土(0～20 cm)的相关系数普遍高于下层土(20～40 cm),在苗期达到最大,与水溶性盐含量的相关性最强。以上结果为渤海湾西岸滨海中度盐碱土壤的改良增产提供理论依据与技术支撑。     

努力把化肥当成粮食的“味精”

<正>全世界都在研究如何提高化肥利用率、大幅度减少化肥用量。美国、日本、欧洲、以色列等发达国家都将研究重点由科学施肥技术向新型缓/控释肥料的研制,力求从改变化肥自身的特性来大幅度提高肥料的利用率,目前世界化肥利用率最高水平达到60%。中国化肥的利用率仍然只有30%-35%(氮肥30%-40%,磷     

有机硅产品治理盐碱土壤研究初报

有机硅土壤调理剂是一种新型肥料,具有改良盐碱土壤,促进作物生长的作用,研究其对盐碱土壤理化性状、作物生物学性状的影响及机制对于新型肥料推广具有重要意义。采用有机硅产品+灌溉洗盐的大田试验方法,2018～2019年,在全国6个省11个县不同类型的典型盐碱土壤6种主推作物上开展了13个小区试验,研究有机硅土壤调理剂对盐碱土壤理化性状、作物生物学性状及产量的影响。结果表明,与试验前本底土样相比,施用有机硅土壤调理剂降低耕层容重3.17%～28.40%,降低耕层水溶性盐分总量4.32%～80.00%,降低耕层pH 0.10～1.32。与普通复合肥相比,施用有机硅土壤调理剂增加了水稻、玉米的株高、穗粒数、千粒重,增加了向日葵的株高、茎粗、盘径、百粒重,增加了甜菜的单块根重、蜜瓜单瓜重;显著提高水稻产量2.97%～30.63%,显著提高玉米产量4.09%～6.77%,显著提高向日葵产量4.60%～14.21%,显著提高蜜瓜产量2.91%～11.11%,显著提高苹果产量8.89%～10.85%,显著提高甜菜产量3.55%～7.75%。上述结果表明,结合灌溉洗盐,施用有机硅土壤调理剂可改善盐碱土壤理化性状,改善作物生物学性状,提高产量,是一项治理盐碱土壤的新     

有机硅功能肥对土壤水分运移和盐分的影响

有机硅功能肥作为一种改良盐碱地新型复合材料,具有施用简便易行、周期短、能够大面积推广等特点,有很大的应用前景.通过室内土柱试验,研究有机硅功能肥和秸秆在不同添加量下对盐碱土水分运移和电导率的影响,设置了4个施用量,分别为0.5％、1％、1.5％、2％.结果表明:随着有机硅功能肥和秸秆施用量的增加,湿润锋运移和累积入渗量不断减少,其中,秸秆对湿润锋运移和累积入渗量影响较大;有机硅功能肥和秸秆均能一定程度上增加土壤含水量,添加秸秆增加土层含水量比有机硅功能肥更明显,相同施用量下,0～20 cm土层平均含水量的增加量依次为-1.10％、0.36％、2.40％、5.25％.土壤电导率结果表明,在土层深度0～10 cm,电导率随着有机硅功能肥施用量增加而逐渐减小且均低于对照组;在土层深度10 cm以下,电导率随着有机硅功能肥施用量的增加而逐渐增大,土层深度15 cm以下,处理组大于对照组;在秸秆施用处理下,电导率随着秸秆施用量的增加而增大,并且大于对照组;其中,相同添加量下,有机硅功能肥比秸秆在0～10 cm土层平均电导率降低量依次为30％、39％、47％、54％.由此可见,有机硅功能肥可有效降低土壤盐分,提升盐碱土的脱盐率,有助于盐碱土壤质量改善,这为有机硅功能肥在盐碱土治理的应用提供了理论基础.     

有机硅改性复合肥防治水稻镉污染的效果和初步机制

为探讨有机硅改性复合肥防治水稻镉(Cd)污染的效果和机制,采用田间小区试验和大面积示范试验,研究不同配比的有机硅改性复合肥及其不同用量对水稻镉含量、养分吸收、产量和土壤镉有效性及其形态变化的影响。结果表明,小区试验中,与CK和CF1相比,施用有机硅改性复合肥降低了水稻分蘖期茎叶部和根部镉含量,分别下降57.0%~64.1%和24.0%~65.4%;与CK相比,成熟期茎叶镉含量降低30.1%~74.3%,稻米镉含量下降65.3%~81.1%。该结果在大面积示范中得到验证,与普通复合肥相比,有机硅改性复合肥降低了44.2%~86.0%的稻米镉含量,基本达到稻米食用安全国家标准;增加水稻对氮、磷、钾、铁的吸收;增产12.1%~20.0%;土壤pH值提高0.07~0.47;有效镉含量下降1.9%~14.3%。小区试验土壤镉形态分析表明,与CK和CF1相比,有机硅改性复合肥处理的交换态镉含量下降1.2%~22.3%、还原态镉含量增加6.1%~43.0%、氧化态镉含量下降6.8%~35.0%、残渣态镉含量增加2.2%~60.0%。综上所述,施用有机硅改性复合肥可以提高水稻养分吸收,增加水稻产量,同时降低水稻对镉的吸收转运,是一项水稻镉污染防治的新技术。     

随机降雨对滨海盐碱土壤水分分布的影响

采用矩形脉冲模型随机模拟降雨过程,驱动HYDRUS模型分析土壤水分分布状况,应用析因设计方差分析方法量化降雨总量、降雨次数、极端降雨以及其时程分配特征对土壤含水率的影响。研究聚焦我国滨海平原盐碱地,以黄骅市为典型对象,定量分析3日逐小时降雨过程对不同深度土层（0~150 cm）土壤含水率的影响。结果表明：相较降雨过程的随机性而言,降雨对土壤含水率的影响因素降雨总量（A）>降雨次数（B）>极端降雨（C）,且降雨总量与次数间二阶交互作用对土壤含水率影响显著（P<0.05）;降雨总量一定时,当降雨次数较低（10次）,其平均降雨强度较大,相较于降雨次数较高（15、20次）,活跃层土壤含水率增高2.74%~6.23%,而相对稳定层土壤含水率降低5.66%~15.63%;随机降雨与均匀降雨对浅层土壤含水率影响的差异较小,但随着土层深度的增大,两种降雨方式下土壤含水率的差异不断增大,当降雨总量为250 mm时,均匀降雨条件下的稳定层土壤含水率相较于随机降雨最大增幅达39.52%,且相比于均匀降雨过程,随机降雨在降雨总量较小（160 mm与200 mm）时可入渗至稳定层;相较降雨总量对土壤含水率的影响,HYDRUS模型参数土壤饱和含水率（θ_s）的不确定性对土壤含水率影响更大。     

有机硅改性复合肥对玉米养分和镉吸收的影响

有机硅改性复合肥是一种新型肥料,具有提高肥料利用率,降低重金属吸收积累的作用,研究其对作物养分吸收和镉吸收的影响及机制对于推广新型肥料和降镉技术具有重要意义。采用大田试验研究了有机硅改性复合肥对玉米产量、养分吸收及镉含量的影响。结果表明,与普通复合肥相比,有机硅改性复合肥显著提高玉米总生物量59%～60%,提高收获系数40%～42%,提高玉米产量123%～127%;显著提高植株N、P、K积累量26%～47%、19%～21%、38%～51%,其中显著提高玉米籽粒中N、P和K积累量72%～90%、72%～82%和103%～128%。同时,与普通复合肥相比,施用有机硅改性复合肥玉米籽粒Cd含量下降11%～13%。与普通复合肥相比,施用有机硅改性复合肥提高土壤pH值0.13～0.23,土壤交换性镉下降,同时可还原态和残渣态镉增加。结果表明,施用有机硅改性复合肥促进玉米养分吸收,提高产量,同时降低镉的吸收,是一项玉米增产降镉的新技术。     

有机硅土壤调理剂对苏打型盐碱土的改良效果及对水稻产量的影响

已知有机硅土壤调理剂具有改良盐碱土壤,促进作物生长的作用。为了研究其对苏打型盐碱土壤理化性状、水稻生物学性状的影响及机制,本文采用大田试验示范方法,于2018—2020年在大安市四棵树乡、龙沼镇典型苏打型盐碱土壤水稻,开展了大面积对比试验示范研究。与试验前本底土样相比：施用有机硅土壤调理剂降低耕作层容重8.28%~16.55%,降低水溶性盐分13.57%~53.82%,降低交换性钠离子16.15%~42.62%,降低土壤碱化度24.08%~49.82%,pH降低0.54~1.06,增加土壤阳离子交换量10.45%~32.29%。与常规施肥相比：施用有机硅土壤调理剂增加水稻株高14.72%~23.09%,增加穗数20.92%~29.23%,增加穗粒数3.15%~11.45%,增加千粒重3.61%~5.58%,提高水稻产量30.07%~56.60%。上述结果表明,施用有机硅土壤调理剂可改善苏打型盐碱土壤理化性状,改善水稻生物学性状,提高产量,是一套可复制、可推广的苏打型盐碱地改良技术模式。     

有机硅功能肥使用方式对土壤水分运移特征的影响

以有机硅功能肥和盐碱土为试材，采用室内模拟试验，设置不施用改良剂(CK),施入深度5 cm(W5)、10 cm(W10)、15 cm(W15)、20 cm(W20),以及表层层施(W-0)、层施位置5 cm(W-5)、10 cm(W-10)、15 cm(W-15)9个处理，研究了有机硅功能肥施入深度和层施位置对土壤水分运移和盐分变化的影响，以期为有机硅功能肥的使用方式和改良盐碱地提供参考依据。结果表明：有机硅功能肥施入深度和层施位置对土壤水分入渗特性有影响。随着施入深度的增加，湿润锋运移距离和累积入渗量减小；层施位置越接近土柱表层，累积入渗量和湿润锋运移距离明显减小，随着入渗时间的延长，各处理之间累积入渗量和湿润锋运移会在某一时刻相等。有机硅功能肥增加土壤中含水量，与层施位置相比，施入深度对土壤含水量影响比较明显。有机硅功能肥施入深度和层施位置影响着土壤盐分含量变化。有机硅功能肥能够降低土壤盐分含量。在含有有机硅功能肥土层深度内，电导率明显低于对照处理CK,施入深度越深，电导率越小，不含有有机硅功能肥土层深度内，电导率明显增大。在层施位置周围，有机硅功能肥使土壤盐分出现最小值，其它土层...