石河子垦区土壤有效硅的空间分布与硅肥肥效

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1、分类号：密级：公开学号：2013407020单位代码：10759石河子大学硕士学位论文石河子垦区土壤有效硅的空间分布与硅肥肥效学位申请人马新指导教师褚贵新教授王进高级工程师申请学位类别专业硕士专业名称农业推广硕士研究领域农业资源利用所在学院农学院中国·新疆·石河子2015年6月SoilAvailableSiSpatialDistributionandEffectofSiFertilizeronMaizeinShiheziRegionADissertationSubmittedtoShiheziUniversityInPartialFulfillmentoftheRequir

2、ementsfortheDegreeofMasterofAgricultureByMaXin(PlantNutrition)DissertationSupervisors:Prof.GuixinChuJune,2015鸣谢：本论文得到国家科技支撑计划“钢渣农业资源化利用技术研究与示范(2013BAB03B02)”资助完成。谨表谢忱摘要【目的】硅作为有益元素对促进作物生长发育及增强抗逆性等方面有显著效果，但在新疆石灰性土壤上研究较少。钢渣、水淬渣含有丰富Si养分元素，是金属冶炼产生的废弃物，作为富含硅的一种物料，钢渣、水淬渣经一定的工艺加工使其变废为宝制作农业硅肥是实现废弃物

3、循环利用的有效途径，但由于钢渣、水淬渣中同时含有少量重金属元素，农田施用会存在一定的生态环境风险。本文查明石河子垦区土壤有效硅丰缺状况及其空间分布，揭示影响土壤有效硅含量的关键因素，并对比研究了钢渣和水淬渣硅肥对新疆石灰性土壤有效硅含量、玉米硅素营养、玉米产量、肥料利用效率及环境效益进行评价，旨在研究硅肥在石灰性土壤的肥效，为今后硅肥的合理施用提供参考依据。【方法】本研究通过野外取样实测和基于ArcGIS软件的地统计学分析空间插值(克里格)方法对石河子垦区18个农牧团场土壤有效硅(SiO2)含量及其空间分布状况进行调查分析，且在2013-2014年进行了2年田间小区试验，对

4、比研究了水淬渣硅肥和钢渣硅肥对玉米生长发育及产量的影响，分析了施硅对玉米硅、磷营养吸收及硅肥利用率的效应，采用单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法对土壤重金属环境进行评价。【主要结果】-11)石河子垦区耕层0-20cm土壤有效硅处于较丰富水平，平均含量为313.3mg·kg。受“高山-绿洲-沙漠”山盆结构地形地貌影响，石河子垦区有效硅空间分布存在明显不均衡性，整体呈现东南高而西北较低的特点。2)垦区土壤pH处于7.6-9.1之间，在此范围内有效硅含量随pH增加而明显降低。垦区土壤有效硅含量显著受土壤粘粒含量影响，并随土壤粘粒含量的增加而升高(r=0.291，P<0.01)

5、。土壤有效硅与土壤肥力因素中的土壤有机质和全磷呈极显著正相关，但与土壤全氮相关性不明显。3)施硅可显著提高土壤有效硅含量(P<0.05)，如在抽雄、乳熟及成熟期水淬渣硅肥处理的土壤有效硅含量分别比CK处理提高了36.9%、15.3%和9.7%。4)施硅处理均显著提高了玉米叶面积指数、干物质量和产量(P<0.05)。水淬渣和钢渣硅肥处理-2-2的玉米产量为17979kg·hm和17134kg·hm，分别比CK处理提高18.9%和13.3%。5)2年结果均显示硅肥处理显著提高了成熟期玉米植株的吸硅量与吸磷量(P<0.05)，水淬渣与钢渣硅肥处理的年均吸硅量分别比CK增加14.6

6、%和10.4%，其年均吸磷量分别比CK增加11.5%和8.7%。玉米吸硅量与吸磷量呈极显著正相关(P<0.01)，硅肥处理可显著改善玉米生育期内磷素营养，提高磷肥偏生产力；水淬渣硅肥和钢渣硅肥年均硅肥利用率分别达38.9%和27.8%，且水淬渣硅肥利用率明显高于钢渣硅肥。6)各处理土壤As、Cd的单项污染指数均>1，说明土壤已受As、Cd污染，但各个处理间没有差异，从综合污染指数来看，水淬渣>钢渣>对照(2014年)，但土壤整体尚清洁。【结论】-11)石河子垦区耕层0-20cm土壤有效硅处于较丰富水平，平均含量为313.3mg·kg。土壤有效I硅与土壤粘粒、有机质及全磷含量

7、成极显著正相关关系，土壤有效硅随土壤pH值增加而明显降低。2)水淬渣硅肥和钢渣硅肥均可显著提高玉米叶面积指数、干物质量(P<0.05)，使玉米分别增产18.9%和13.3%；施硅可显著促进玉米对硅、磷的吸收，水淬渣硅肥和钢渣硅肥2年的硅肥平均利用率分别达38.9%和27.8%，施入硅肥后，土壤尚清洁。关键词：土壤有效硅；硅肥；空间分布；玉米；石河子垦区IIABSTRACT【Objective】Asabeneficialelement,Siliconplayssignificantroleoncropgrowthpr