矿物质调理剂对土壤磷素的固持作用及植物营养吸收的影响研究

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1、工程硕士学位论文矿物质调理剂对土壤磷素的固持作用及植物营养吸收的影响研究作者姓名龚玲婷工程领域环境工程校内指导教师石林教授校外指导教师徐培智研究员所在学院环境与能源学院论文提交日期2018年6月StudyontheEffectsofMineralConditioneronSoilPhosphorusRetentionandPlantNutrientUptakeADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：GongLingtingSupervisor：Prof.ShiLinSouth

2、ChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：S158.3；S147.5学校代号：10561学号：201521033175华南理工大学硕士学位论文矿物质调理剂对土壤磷素的固持作用及植物营养吸收的影响研究作者姓名：龚玲婷指导教师姓名、职称：石林教授申请学位级别：工程硕士学科专业名称：环境工程研究方向：土壤修复论文提交日期:2018年4月20日论文答辩日期：2018年6月7日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：韦朝海委员：汪晓军、董玉莲、冯春华、杨志泉摘要磷是作物的

3、重要养分，施用磷肥是为作物提供磷素的主要途径之一。但由于磷素易固定在土壤中，导致磷肥的利用率较低，而用于生产磷肥的磷矿大量消耗，已被国土资源部列为2010年之后不能满足国民经济发展需求的重要矿种之一。因此，减少土壤对磷的固定，增强土壤磷素有效性，提高作物的磷肥利用率对农业可持续发展和磷矿资源高效利用都具有十分重要的战略意义。本研究采用由钾长石、白云石和石灰石等合理配伍后，经高温焙烧活化制得的一种呈弱碱性并富含钾、钙、镁、硅、硫等多种营养元素的矿物质调理剂对土壤进行改良。首先通过田间试验和土壤室内培养试验研究调理剂对土壤酸度和磷素有效性的影

4、响；同时通过盆栽试验研究化肥减施条件下调理剂对植物营养元素吸收和产量的影响；并进一步探究了调理剂改良土壤对磷素的吸附解吸特性。结果表明，该调理剂与化肥一起施入土壤后，能有效增强土壤抗酸化能力，提高土壤磷素有效性，补充土壤矿质元素，从而达到提高土壤养分含量以改善作物生长环境的效果；并且能显著促进作物营养吸收及增加产量，有利于提高磷肥利用率，减少其施用量。具体结论如下：（1）调理剂中K2O、CaO、MgO、SO3、SiO2、Al2O3含量分别为3.84%、36.46%、4.18%、10.2%、30.05%、7.47%，能有效提高土壤pH。土壤

5、培养一个月后，等量化肥配施1~2g/kg调理剂条件下，土壤pH从5.02提高到5.31~5.61。单施0.5~2g/kg调理剂条件下，土壤pH从5.66提高到5.93~6.34。（2）矿物质调理剂的施用补充了土壤有效钙、镁、硅等矿质元素。0.5~2g/kg水平施量下，土壤有效钙含量提高了13.43%~30.65%，有效镁含量提高了33.38%~69.63%，有效硅含量提高了16.35%~46.27%。（3）施用矿物质调理剂能明显提高土壤磷素有效性，增加土壤供磷水平。酸性红壤的田间试验中，施加525kg/ha、750kg/ha和975kg/

6、ha调理剂，有效磷占比增幅分别为5.70%、10.43%和18.95%。水稻土的室内培养试验中，施加0.5~2g/kg调理剂，可以延缓土壤磷肥固定速率。培养至第15天和第22天时，三种水平施加量下，土壤有效磷含量分别提高了34.54%、21.49%、24.17%和35.86%、22.09%、23.84%。（4）施加适量矿物质调理剂后，可以促进作物营养吸收从而改善因减施化肥导致的作物减产。盆栽试验中，化肥减施15%条件下，施加0.5~2g/kg调理剂，植物氮、I磷、钾、钙、镁吸收量分别提高14.69%~44.26%、15.28%~52.89

7、%、16.28%~42.43%、26.99%~33.25%和28.40%~41.04%。同时，植物产量增加10.47%~33.33%。其中，施加0.5g/kg调理剂时，可基本达到常规施肥产量；施加1g/kg调理剂时，产量较常规施肥不仅不会降低，反而显著增加15.81%。（5）Freundlich和准二级动力学模型对改良土壤的磷吸附过程拟合效果最好，磷吸附过程包含物理吸附和化学吸附所有过程，并以化学吸附为主。低磷浓度时，调理剂改良土壤增加了对磷的吸附；高磷浓度时，各处理磷吸附量受多种机制共同作用，无明显规律。此外，部分被吸附的磷在一定程度上

8、能发生解吸，短时间内仍保持一定的有效性。关键词：矿物质调理剂；土壤养分；磷吸附；营养吸收IIAbstractPhosphorusisanimportantnutrientforcrops,an