施用废渣后土壤硅素释放特性及其影响因子的研究Ⅰ硅素释放与钙、镁、铁、铝的关系

选取5种工矿废渣进行室内模拟试验,研究不同种类工矿废渣作为硅肥施用对土壤钙、镁、铁、铝释放的影响及其与硅素释放间的关系。结果表明:y=kxm方程可以很好地描述土壤钙、镁、铁、铝释放的动力学过程,Ca释放动力学方程yCa=kCaxmCa中的参数kCa与Si释放动力学方程ySi=kSixmSi中的参数kSi表现为极显著的直线正相关关系;钙镁累积释放量之和及铁铝累积释放量之和分别与硅素累积释放量呈极显著的幂函数正相关和直线正相关关系。施用废渣可降低土壤中铁、铝的活性,甚至可增加钙、镁的含量,从而在提高土壤供硅能力的同时起到改良土壤的作用,且高炉渣A和高炉渣F的施用效果要优于高炉渣B、粉煤灰H和金刚石矿渣J,是加工硅肥的适宜原材料。     

温室土壤硅素释放动力学特征的研究

施硅可以促进园艺作物生长、提高其抗逆性和改善果实品质,但关于温室土壤硅素供应特征及其影响因素、合理调控土壤硅素肥力的研究却鲜有报道。采用淹水培养试验与化验分析结合的方法,研究温室土壤的硅素释放特征及其影响因素。结果表明,幂函数方程y=kxm能很好地描述土壤硅素的累积释放特征,方程参数k(硅素初始释放量)、m(硅素释放速率系数)、km(初始释放速率)受土壤pH和有机质的显著影响,均与土壤pH、有机质含量呈极显著的直线正相关关系;此外,参数k和km还分别与土壤游离氧化铁含量呈显著的指数和幂函数正相关关系。应用释放动力学方程求得的100天硅素累积释放量与土壤pH、有机质含量分别呈极显著的指数和直线正相关关系,但多元逐步回归分析结果表明硅素累积释放量与土壤有机质含量关系更为密切。应用释放动力学方程及其参数评价温室土壤的供硅能力具有可行性,值得进一步深入研究。     

碱性水田土壤施用硅肥的效应

选取碱性水田土壤,采用盆栽试验的方法,研究了施用硅肥后水稻生育期土壤溶液pH、Eh、硅浓度及对水稻产量的影响。结果表明,各处理pH经历了一个迅速降低,趋于中性的过程。单施硅肥对pH影响不大;施用葡萄糖或葡萄糖与高炉渣配施可明显降低水稻生育前期土壤溶液pH。各处理Eh的变化基本呈现为近似“W”形。淹水初期,施肥各处理土壤Eh均低于对照;后期施硅处理的Eh高于对照,而单施葡萄糖和高炉渣与葡萄糖配施处理Eh低于对照。各处理土壤溶液硅的浓度都经历了一个先上升达到高峰,然后逐渐下降,最终趋于稳定的过程。与对照相比,施用硅肥可不同程度地提高水稻生育期土壤溶液硅的浓度和不同生育期水稻植株含硅量;施用葡萄糖可提高水稻营养生长期土壤溶液中硅的浓度,但对提高水稻植株硅含量的作用不大;施用硅肥可以显著提高水稻产量,施用葡萄糖没有增产作用。     

钢渣硅肥硅素释放规律及其影响因素研究

【目的】钢渣是缓释硅钙肥原料,钢渣中硅素释放受钢渣自身性能和外界环境条件等因素影响,本文设置了钢渣冷却方式、钢渣粒径、培养介质和培养温度四种因子,研究钢渣中硅素释放规律及其影响因素,为钢渣硅钙肥合理施用提供理论依据。【方法】选用粉末状水淬渣(S1)、粒状水淬渣(S2)和空气冷却粒状钢渣(S3)为研究对象,分别设置在土壤水溶液以及纯蒸馏水中培养97天,并设置35℃和25℃两个培养温度。定期离心取上清液,取样后补充水分继续培养,直至培养结束。【结果】钢渣在土壤溶液中培养,第一天的硅素释放主要由钢渣冷却方式决定,而在以后的培养过程中主要受温度的影响,其次为钢渣粒径;硅素累积释放量与时间的关系可以用幂函数方程y=kxm来拟合;35℃培养97天后,S1、S2与S3钢渣硅的溶出率(累积硅释放量与有效硅的比例)分别为37.3%、30.3%与27.3%;在25℃培养下,S1、S2与S3钢渣硅的溶出率分别为14.3%、7.9%与10.2%。钢渣在纯蒸馏水的培养中,第一天钢渣硅释放主要受温度的影响,而在以后的培养过程中主要受钢渣粒径的影响,温度和钢渣冷却方式对其影响甚微;硅素累积释放量与时间的关系可以用线性方程y=ax+b来拟合;在35℃,S1、S2与S3钢渣硅的溶出率分别为0.22%、0.16%与0.16%。在25℃培养下,S1、S2与S3钢渣硅的溶出率分别为0.17%、0.13%与0.14%。钢渣在土壤溶液培养,25℃培养67天,加入钢渣提高了土壤浸提液的p H值,但之后与CK基本相同;在35℃培养下,加入钢渣的土壤浸提液p H值总体都要显著高于CK处理。纯水培养介质中,两种温度培养下,在同一阶段S1浸提液的p H和EC值都要显著高于S2和S3,温度对p H和EC的影响不显著。【结论】钢渣硅素释放规律主要受培养介质和温度的影响,粒径有一定的影响。在土壤溶液中钢渣硅素释放显著高于在蒸馏水中,35℃比25℃更有利于硅素的释放,粉末状比粒状更有利于硅素的释放。由此认为,钢渣作为硅钙肥在大田施用时,将钢渣磨细做成粉末状产品,施用时随翻耕埋入土壤,初春采用保温措施等都有利于提高钢渣中硅的利用效率。     

酸性和中性水田土壤施用硅肥的效应研究 Ⅰ.对土壤pH、Eh及硅动态的影响

分别选取酸性和中性水田土壤进行盆栽试验,研究施用硅肥对水稻各生育期土壤溶液pH、Eh及硅浓度的影响。结果表明,淹水种稻后酸性土壤pH迅速升高,而中性土壤pH降低,然后均趋于中性;Eh的变化基本均呈近似＂W＂形;土壤溶液硅浓度则经历了一个先升高后下降并趋于稳定的变化过程。与对照相比,单施高炉渣或高炉渣与葡萄糖配施处理在提高土壤溶液pH和Eh、增加硅浓度方面的效果较为明显,尤其在酸性水田土壤上表现得更为突出;偏硅酸钠的施用效果只是在水稻生长的某一时期在中性水田土壤上表现得相对明显;单施葡萄糖会降低土壤Eh,提高生育前期土壤溶液中的硅浓度。在水稻全生育期内,高炉渣与葡萄糖配施处理的土壤溶液中硅浓度升高的幅度最大,在酸性水田土壤和中性水田土壤上分别是对照处理的1.40（最小倍数）~4.93（最大倍数）倍和1.19（最小倍数）~2.72倍（最大倍数）,说明施用高炉渣硅肥,可明显提高土壤硅素供应水平,对促进水稻生长、提高水稻产量有重要意义。     

应用硅素释放动力学方程评价水稻土供硅能力 Ⅰ硅素释放动力学方程参数与水稻相对产量的关系

在淹水培养条件下,进行了12种不同pH水稻土硅素累积释放试验,结合田间试验的效果,研究了土壤有效硅、水稻土硅的累积释放特征及其与硅肥肥效之间的关系。结果表明:1mol L-1HAc-NaAc(pH=4)缓冲液法不能直接判断碱性水稻土供硅能力。不同pH水稻土中硅素的释放过程可以用方程y=kxm来描述。土壤硅素120日累积释放量、硅素释放初始速率km与水稻相对产量具有显著的线性正相关关系。因此,应用土壤硅素释放动力学方程参数能够评价不同pH水稻土的供硅能力。     

酸性和中性水田土壤施用硅肥的效应研究 Ⅱ.对水稻吸收硅素及产量的影响

分别选取酸性和中性水田土壤进行盆栽试验,研究施用硅肥对水稻不同生育期硅素吸收状况及产量的影响,以期揭示施用硅肥提高不同类型土壤供硅能力、改善植株硅素营养及增加产量的作用机制。结果表明,从拔节期到抽穗期水稻植株体内硅的含量有较大幅度的降低,而后又逐渐升高。施用硅肥可明显提高水稻植株体内硅的含量,尤以高炉渣与葡萄糖配合施用和单施高炉渣两个处理效果最好,极显著高于对照及其他处理。在酸性水田土壤上施用硅肥的增产效果较为明显,高炉渣与葡萄糖配施处理的增产率高达16.99%,且成熟期水稻植株含硅量与稻谷产量间存在显著的直线正相关关系;在中性水田土壤上施硅则无显著增产效果。总之,高炉渣与葡萄糖配合施用能更有效地改善土壤的供硅能力,进而提高水稻产量,其在酸性水田土壤上的施用效果尤为显著。     

硅对猪屎豆、高丹草生长与养分释放规律的影响

为探讨施硅对猪屎豆和高丹草生长与自然还田条件下的降解规律及养分释放特征,开展了施用硅肥(SiO₂)42.4 kg/hm²对猪屎豆和高丹草绿肥生长、养分含量影响的试验,在自然条件下采用尼龙网袋法研究了施用硅后猪屎豆和高丹草还田3～168 d有机碳降解率以及氮、磷、钾释放规律。结果表明:施用硅肥显著提高了猪屎豆和高丹草的产量、硅含量,提高了猪屎豆中氮和高丹草中钾的含量,与未施用硅相比,施用硅分别提高猪屎豆和高丹草的产量27.87%和24.90%;分别提高硅含量82.75%和29.15%;分别提高养分(N+P+K)累积量30.60%和28.80%;猪屎豆中氮和高丹草中钾分别提高15.79%和7.51%;施用硅后显著降低猪屎豆和高丹草还田3～56 d有机碳降解率、氮释放率以及猪屎豆干物质降解率;与未施用硅相比,还田后56 d分别降低有机碳降解率8.90%和7.46%、氮释放率7.85%和12.11%、猪屎豆干物质降解率12.53%;绿肥施用硅后还田在自然条件下2种绿肥的降解规律差异不显著,高丹草干物质、有机碳表现出比较高的的降解加速度,猪屎豆还田后28 d氮、磷、钾的释放率比高丹草的高出5.80～18.13个百分点。研究结果为进一步提高绿肥土壤培肥效果奠定基础。     

辽宁省水田土壤硅素肥力状况的初步研究

通过田间调查、田间试验和室内分析,研究了辽宁省不同类型水田土壤的硅素肥力状况,结果表明,醋酸-醋酸钠(pH4)缓冲液法测定的辽宁省水田土壤的有效硅含量不能准确反映土壤的供硅能力,淹水培养法的测定过程同水稻的生长过程相似,测定出的水浸态硅含量同硅肥的增产效果密切相关,因此,这种方法的测定结果可以用于评价水田土壤的供硅能力;田间试验结果表明,合理施用硅肥可提高水稻的产量,增产幅度和水浸态硅含量的关系可用CateandNelsen校验曲线进行描述;通过该曲线初步确定的辽宁省硅素丰缺的临界标准为水浸态硅含量80mg/kg;根据初步确定的临界标准,辽宁省绝大多数的水田土壤硅素缺乏,合理施用硅肥将成为辽宁省水稻产量提高的重要措施之一。     

粉煤灰理化性质与硅素释放规律的研究

对粉煤灰理化性质与Si素释放规律的研究结果表明,粉煤灰颗粒以物理性砂粒为主,占44.43%~98.67%,容重较小,pH一般>7.5,可用作土壤改良剂;粉煤灰水溶性硅和有效硅含量与土壤差异不明显,但粉煤灰中Si在100h内释放量比土壤的高3.0~25.0倍,可为水稻等禾本科作物提供相当数量的Si营养。Elovich方程和Freundlich方程可较好地描述粉煤灰和土壤中Si释放量随时间变化的关系,Elovich方程的b值和Freundlich方程的k值反映了Si释放能力,且b、k值越大,Si释放能力越强。     

砂质土壤磷素的组成特点与释放规律研究

砂质土壤磷素主要以可提取态形式积累,有很高的释放潜力。该类土壤磷素的释放受土壤pH、土水作用时间和土壤溶液化学组成等的影响。土壤酸化、土壤溶液中Na+浓度的提高及土壤与水的作用时间增加可促进土壤磷素的释放。用淋洗方法和平衡提取等2种方法对土壤磷素的释放评价表明,淋洗方法测得的P量较小,可代表土壤短期内P释放强度;而平衡提取法提取的P数量较大,可代表土壤P长期释放的容量。     

六盘水市烟田土壤有效硅含量与空间分布特征

要 ：[目的] 分析六盘水市烟田土壤有效硅含量与空间分布,指导硅肥合理施用。[方法] 2020年烤烟移栽和施肥前,在六盘水市钟山、盘州和水城三个烟区分别采集100、220和180个烟田耕层土壤(0~20 cm),测定有效硅含量,评价其丰缺情况；绘制有效硅含量空间分布图,分析其空间分布特征。[结果] 三个烟区烟田土壤有效硅含量介于18.86~754.71 mg/kg,平均含量介于260.88~403.80 mg/kg,均属高级别(≥150 mg/kg)；三个烟区高硅烟田占比介于83.33%~99.09%；有效硅含量由西向东呈降低趋势,低硅烟田(<100 mg/kg,仅占1.4%)集中分布于水城烟区的中部。有效硅含量与pH(p<0.01)、有机质含量(p<0.05)和粘粒含量(p<0.05)之间均呈显著正相关,与粉粒含量(p<0.05)之间呈显著负相关。[结论] 六盘水市绝大部分烟田不需施用硅肥,缺硅烟田可考虑施用硅肥或通过改酸和提升土壤有机质等措施间接提升土壤硅素的有效性。     

鲜食葡萄的硅肥施用效应及其安全评价

通过两年(2015~2016年)田间小区试验,比较研究了水淬渣硅肥与钢渣硅肥对无核紫和红地球葡萄生长、产量、果实丙二醛(MDA)含量和抗氧化物酶活性及叶片和土壤重金属含量的影响,并分析了土壤环境风险。结果表明,施硅可显著提高土壤有效硅和叶片含硅量(P0.05),收获期两种硅肥处理的土壤有效硅和叶片含硅量分别比CK处理提高9.9%~13.0%和28.4%~41.7%;施硅处理均显著提高了两种葡萄叶片干物质量、厚度和产量(P0.05),其中水淬渣和钢渣硅肥处理的葡萄产量较CK处理分别提高15.5%和11.1%;硅肥处理较CK处理可提高葡萄果实超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)等抗氧化酶活性,降低MDA含量,但各处理间差异不显著(P0.05)。两种钢渣硅肥施用均对土壤重金属含量无显著影响;对葡萄叶片中Cu、Hg含量无显著影响,而As、Cd、Pb和Cr含量均显著降低;各处理土壤重金属综合污染指数均小于1。总之,两种钢渣硅肥施用可提高葡萄产量,降低葡萄叶片重金属含量,且未对土壤环境造成安全风险。其中,水淬渣硅肥效果优于钢渣硅肥。     

砂质土壤pH对中性缓释复合肥养分释放特性的影响研究

采用连续恒温培养研究了30℃条件下砂质酸性、中性土壤对2种不同剂型中性缓释复合肥养分释放特性的影响.研究结果表明,中性缓释复合肥的养分累积量、拟合动力学方程参数b值及养分平均释放相对百分率的变化趋势,受砂质土壤pH的影响基本一致.随砂质土壤pH升高,两种中性缓释复合肥氮素和磷素释放速率、累积量和相对百分率变大;砂质土壤pH降低,中性缓释复合肥钾素释放速率、累积量和相对百分率变大.两个中性缓释复合肥的养分释放速率对于砂质土壤pH变化响应一致,均表现为SRF1(有机无机型)＜SRF2(无机型).     

不同培肥措施下土壤CO2释放及其动力学研究

实验室恒温密闭培养法研究了 4种培肥措施连续培肥 23年后农田土壤的CO2释放状况及其动力学特征。结果表明 ,含水量 12%至 24%范围内 ,土壤CO2释放过程完全可以用一级反应动力学方程 y =A0(1-e-kt)进行定量描述 (r2=0.9812～0.995 9,P 0.01) ;土壤CO2释放量和潜在可释放C量A0 随含水量增加呈线性增加 (r2=0.9728～0.9987,P0.01) ,速率常数k则随含水量增加呈线性降低 (r2=0.9356～0.9939,P0.01)。不同培肥措施明显影响土壤CO2释放状况及其动力学特征参数 ;NP化肥和厩肥 +NP化肥 2种培肥措施较不施肥对照明显增加了土壤CO2释放量、潜在可释放C量A0和速率常数k ;秸秆 +NP化肥培肥措施较不施肥对照显著增加了土壤CO2释放量、潜在可释放C量A0,但却显著降低了释放速率常数k ;有机无机肥料配合措施 (秸秆 +NP、厩肥 +NP)与单施NP化肥措施比较 ,明显降低了释放速率常数k。     

pH和磷的交互作用对稳定化土壤砷释放的影响

以3种含Fe材料稳定化土壤(FeSO_4、FeS和Fe~0稳定化土壤)为研究对象,研究了不同pH和P的交互作用对As释放量的影响及其作用机理。结果表明,在pH=3条件下,随着时间的延长能够促进释放的As重新趋于稳定化,而pH=11时3种稳定化土壤中As的释放量显著增加,144 h后分别约为pH=3时的10.5、16和10倍。添加P时,在3种pH条件下都促进了稳定化土壤中As的释放,尤其在酸性条件下,相对于无P体系As的释放量增加最为明显。FeSO_4稳定化土壤中As的释放特征能用Elovich方程较好地描述,而双常数方程拟合FeS和Fe~0稳定化土壤效果更优。在pH=3条件下,3种稳定化土壤中As的释放量与Ca、Mg、Mn的溶出量呈(极)显著相关,而pH=11时FeSO_4和FeS稳定化土壤中As的释放量与SO_4~(2–)的溶出量呈(极)显著相关,表明在酸性条件下,稳定化土壤As的释放主要受Ca、Mg、Mn氧化物结合态As溶解的影响,而碱性条件下,FeSO_4和FeS稳定化土壤中As的释放可能与硫化物的溶解有关。     

云南省水稻增施黄磷炉渣硅肥肥效及其适宜施肥量研究

通过数理统计 ,分析了云南省近十年试验资料 ,按试验处理 F值显著的 39组试验 ,黄磷炉渣硅肥 (以下简称硅肥 )平均增产 6 .96 %～ 8.39% ;硅肥每 kg增产稻谷 1.0 3Kg。硅肥增产原因主要是改善经济性状及减少水稻病害损失。根据各地土壤有效硅、硅肥用量与硅肥肥效的相关性 ,认为在土壤有效 Si O2 4 0 0 mg/ kg以下田块施用黄磷渣硅肥有显著增产效果 ,适宜施用量为 6 0 0 kg/ hm2 。     

植物硅素营养与土壤硅素肥力研究现状和展望

硅作为重要的植物营养元素,近年来越来越受到人们的关注。本文从植物对硅的吸收及硅在植物体内的输送和分布、硅素在提高植物抗病虫害能力和增强植物抗逆性上的作用、影响土壤硅素肥力的因素以及硅素肥料的施用技术等几个方面,对土壤硅素肥力及植物硅素营养的研究进展进行了综述,并对今后一段时间该领域的研究趋势做了展望。     

不同土壤磷的固定特征及磷释放量和释放率的研究

通过加入不同浓度的P(水土比为 2 0∶1 )并利用连续提取法 ,对三种土壤P的固定特征以及磷的释放进行了研究。结果表明 ,红壤对P的固定能力高于潮土 ,而潮土高于水稻土 ,在加入P量为 2 97gkg- 1土壤的条件下 ,三种土壤对P的固定量分别为 2 84gkg- 1、2 5 3gkg- 1和 2 0 8gkg- 1。三种土壤对P的固定率则随着加入P量的增加而降低。在P的释放研究中 ,随着提取次数的增加 ,P的释放量减少 ,并在提取 8次后 ,以后各次P的释放量不发生显著变化。三种土壤中 ,水稻土P的最大释放量 (1 2 4 0 7mgkg- 1)显著高于红壤 (60 46mgkg- 1)和潮土 (1 9 74mgkg- 1) ,水稻土P的总释放量 (1 6次 )也大于红壤和潮土 ,三种土壤P的总释放量分别为 2 0 6 0 2 (1 98gkg- 1土壤P处理 )和 2 71 91mgkg- 1(2 97gkg- 1土壤P处理 )、1 0 0 48和2 60 5 3mgkg- 1、1 1 6 0 6和 1 3 1 91mgkg- 1。三种土壤P的释放率随着提取次数的增加而增加 ,并逐渐达到稳定。水稻土的释放率显著高于红壤和潮土。水稻土和潮土中 ,1 98gkg- 1土壤P处理的土壤P的释放率高于2 97gkg- 1土壤P处理的土壤 ,红壤则相反     

辽宁省水稻土供硅能力及硅肥肥效的研究

辽宁不同类型水稻土供硅能力及硅肥肥效试验结果表明 ,采用pH4醋酸缓冲液法测定的土壤有效硅含量能够反映非碱性水稻土的硅素肥力水平 ,但不能够反映碱性水稻土的硅素肥力水平 ,碱性水稻土测定结果高 ,但硅素肥力水平低。施用硅肥能够增加植株体内硅的含量 ,改善水稻的生长状况 ,提高水稻的产量 ,增产幅度最高可达 3 0 .1%。