秸稈-膨潤土-PAM對土壤理化性質和作物生長的調控效應.pdf

1、隨著社會發(fā)展、人口不斷增長以及城鎮(zhèn)化加快等因素,世界各國土地退化嚴重,土地日趨貧瘠,土地質量日趨下降,導致土地生產力嚴重衰退,形勢十分嚴峻。為了尋求這個問題的解決方案,研發(fā)實用、有效、低成本的土壤改良劑成為國內外土壤改良領域的重要研究課題之一。秸稈是農作物生產中的主要副產品,其中含有豐富的有機物、氮、磷、鉀等微量元素等,具有極大開發(fā)與利用的潛力。膨潤土具有良好的粘結性、吸附性、陽離子交換性能、催化活性、觸變性和懸浮性、保水保肥性等一系列

2、優(yōu)良理化性質,并含有動植物所需的常量和微量元素,是較好的土壤改良劑。聚丙烯酰胺(PAM)作為土壤改良劑可有效改善土壤結構,使土壤大團聚體數目增加,增大土壤表面粗糙度,降低土壤容重,使土壤總孔隙率和毛管孔隙度上升,進而使土壤顆粒和孔隙結構保持穩(wěn)定,使土壤入滲率明顯提高,增加土壤含水量。本研究將秸稈、與膨潤土、PAM配施成改良材料,通過大田試驗,探討三者協(xié)同作用對土壤肥力和作物生長的調控效應,探求其改良與調控作用機理,并得出以下主要結論:<

3、br>　　 (1)改良材料能普遍提高沖積土(普通濕潤沖積新成土,Typic Udi-Alluvic Primosols)、灰棕紫泥(普通濕潤紫色雛形土,Typic Purpli-Udic Cambosols)和暗紫紅泥(石灰紫色濕潤雛形土,Calcaric Purpli-Udic Cambosols)的有機物含量。沖積土三個時間點各處理比CK提高了2.54％～19.41％,灰棕紫泥提高了2.66％～21.59％,暗紫紅泥提高了2.72

4、％～19.54％,隨改良材料中的PAM、膨潤土用量的增加,提升其有機物含量的效果就越好。沖積土和灰棕紫泥,有機物含量隨著時間呈現(xiàn)出減小的趨勢,暗紫紅泥的有機物含量隨著時間呈現(xiàn)出增加的趨勢。
　　 (2)施加改良材料能提高沖積土、灰棕紫泥和暗紫紅泥的腐殖質含量,三種土壤的腐殖質含量分別較相應的CK提高了4.25％～25.58％、1.80％～21.82％、2.52％～32.06％。隨著改良材料中PAM、膨潤土用量的增加,土壤腐殖質的

5、含量也增加。從時間上看,沖積土和灰棕紫泥各處理腐殖質含量表現(xiàn)為先下降然后趨于平穩(wěn),CK則持續(xù)下降。而暗紫紅泥三個時間點包括CK在內腐殖質含量為先上升再下降。
　　 (3)改良材料能有效改良土壤結構,促進土壤中的小粒級非水穩(wěn)性團聚體向大粒級團聚。沖積土三個時間點7-1mm的大粒級非水穩(wěn)性團聚體含量比相應的CK增加了9.74％～73.24％,＜0.5mm的小粒級非水穩(wěn)性團聚體含量比CK減少了5.36％～33.37％,5-1mm粒級團

6、聚體(最具土肥價值的土壤結構體)分形維數減小了2.42％～15.36％;灰棕紫泥三個時間點7-2mm的大粒級非水穩(wěn)性團聚體含量比相應的CK增加了8.70％～45.02％,＜0.5mm的小粒級非水穩(wěn)性團聚體含量比CK減少了1.16％～32.66％,團聚體分形維數減小了0.93％～17.43％;暗紫紅泥三個時間點7-2mm的大粒級非水穩(wěn)性團聚體含量比相應的CK增加了5.61％～42.07％,＜0.5mm的小粒級非水穩(wěn)性團聚體含量比CK減少了

7、5.30％～33.17％,團聚體分形維數比相應的CK減小了2.45％～24.08％。處理間來看,隨著PAM和膨潤土用量的增大,大粒級非水穩(wěn)性團聚體含量呈增大趨勢,小粒級的含量則呈減小趨勢,團聚體分形維數也隨之減小,說明土壤5-1mm粒級(最具土肥價值的土壤結構體)團聚體含量呈明顯增加趨勢。
　　 (4)改良材料能有效降低土壤容重。添加改良材料后,沖積土、灰棕紫泥和暗紫紅泥的土壤容重分別比相應CK減小了0.25％～12.97％、0

8、.60％～12.37％、0.02％～10.83％。且隨著膨潤土用量增大,三種土壤的容重都呈減小趨勢。對沖積土而言,施用PAM含量越高,土樣容重呈明顯減小趨勢;而對灰棕紫泥和暗紫紅泥而言,PAM含量太大(16.67kg/畝),土壤容重反而變大。沖積土和灰棕紫泥各處理的土壤容重,除CK隨時間持續(xù)增大以外,其他各處理隨時間呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢;暗紫紅泥包括CK在內各處理土壤容重隨時間呈持續(xù)減小的趨勢。
　　 (5)添加改良材料后,土

9、壤持水性能比對照顯著增大(P＜0.05)。沖積土、灰棕紫泥和暗紫紅泥在各個時間點的水分含量比相應的CK分別增加了1.26％～29.42％、1.51％～31.44％、1.11％～21.39％。三種土壤各時間點的水分含量都隨著膨潤土用量增大而增大。對沖積土和灰棕紫泥而言,PAM用量不宜過大,否則反而會導致含水量減小。對暗紫紅泥而言,施用PAM量越高,含水量增大得越多。土壤水分含量的時間變化與降雨量一致,降雨量較少時,改良材料對土壤水分的提升

10、效果特別明顯。
　　 (6)改良材料能夠促進作物生長。施加了改良材料以后,三種土壤中種植的油菜到生長后期株高和葉生數都較CK得到一定的提高,油菜籽產量和油菜生物產量也有明顯提高。與對應CK比,沖積土、灰棕紫泥和暗紫紅泥的油菜生物產量分別增加了41.2～65.3kg/畝、41.2～63.8kg/畝和2.3～26.4kg/畝,增幅為13.27％～21.03％、5.95％～19.36％、0.71％～8.17％;油菜籽產量分別較相應的C

11、K增加了0.7～30.17kg/畝、4.82～41.15kg/畝和4.95～3.68kg/畝,產量增幅為0.62％～25.45％、4.68％～39.96％、4.26％～20.36％。不同處理油菜生物產量和油菜籽產量提高程度均為秸稈+膨潤土+PAM＞秸稈+膨潤土＞秸稈。且隨著改良材料中膨潤土和PAM用量的增加,油菜的生物產量和油菜籽產量呈增加趨勢,膨潤土用量在110kg/畝時對產量增加效果明顯,PAM在16.67kg/畝時對產量影響明顯。