收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

控释肥硫膜在土壤中的降解转化机理及对作物生长的影响研究

隋常玲  
【摘要】:随着硫包膜控释肥的大面积连续施用,硫膜对土壤环境的影响问题受到关注。只有探明硫膜在土壤中的迁移转化过程,才能在理论上解释硫膜转化过程对土壤造成的影响。对硫膜在土壤中降解动态及迁移转化过程进行研究,既可发现控释肥硫膜降解对土壤微域某些性质的影响,也可探明其影响机理,从而为控释肥的推广、应用提供科学依据,以期指导硫包膜控释肥的应用及推广。 研究采用室内模拟培养试验、砂培试验和池栽试验并结合扫描电镜、微域技术、同位素示踪等手段,对控释肥硫膜在土壤中的迁移转化过程、硫膜施入土壤后在不同时期的形貌及超微形态变化做细致研究,探明降解过程的中间产物和最终降解产物对土壤环境的影响,揭示控释肥硫膜在土壤中的具体去向,并分析硫膜对土壤中营养元素活化和控释肥包膜控释下氮素的迁移转化及对作物生长发育的影响。本文主要研究结果如下: 采用连续两年的盆栽试验,观察硫膜降解过程中形貌及超微形态的变化,选择硫磺膜壳、硫磺外喷涂石蜡为密封剂的膜壳和硫磺包被热固性树脂的膜壳,在土壤中培养的不同时期对膜壳的横断面和表面进行扫描电镜分析,电镜照片显示:①仅由硫磺构成的膜壳表面粗糙,并遍布细缝和孔洞,并随着培养时间的延长,很快裂缝和孔洞逐渐变大,使膜壳断裂变小,这也是仅用硫磺包膜控释效果差的原因;②外涂石蜡为密封剂的膜壳表面较光滑略有细小突起,虽然因包膜时温度变化表层会存在细小的裂缝,但较好的覆盖了硫磺形成的细缝和小孔。在培养中可发现原本光滑连续的石蜡膜逐渐出现侵蚀孔洞,孔洞由小变大,由浅变深,并慢慢连成一片。在培养的中后期,发现缺乏密封剂保护的硫磺由膜状碎裂成小块,进而粉化;③硫加树脂膜壳的树脂层较薄,可见膜下硫磺表面的孔隙。随着膜壳的降解,树脂层变薄,树脂在膜壳表面收缩,原本光滑的表面变得有些粗糙,树脂层完整变得间断,逐渐露出树脂膜内的硫磺膜。与外涂石蜡的硫磺膜相比包被树脂的硫磺膜降解时间较长,可以对养分起到更好的控释作用。 无硫砂培试验得出硫膜降解的中间产物为硫代硫酸根,最终产物为硫酸根,硫酸根也是硫膜降解的主要产物。硫膜在基质中的主要转化途径是S~0→S_2O_3~(2-)→SO_4~(2-)。并且残膜在基质中降解的速率要高于包膜肥料膜壳的降解速率。浸提液中硫酸根离子浓度较高的时期,植株中全硫含量也较高,表明硫膜降解促进了植株对硫素的吸收。 硫磺和硫膜在土壤中的降解,导致了棕壤各处理微域土壤pH值的显著变化,而对非微域土壤影响不显著,在培养的中后期pH值均有回升;与棕壤相比潮土中pH值下降幅度较小。各处理在棕壤、潮土中的氧化速度是:硫磺硫膜硫加树脂膜。施用硫膜和硫加树脂膜起到了活化微域土壤中微量元素的作用,在培养的中后期增加了微域土壤中有效态铁、有效态锰及有效态铜的含量。并显著提高了棕壤微域有效硫的含量,非微域中有效硫也有升高的趋势;潮土微域中有效硫和有效磷的含量均有增加的趋势,随着硫膜在土壤中降解时间的延长,非微域土壤的有效硫、有效磷含量也有上升的趋势。试验表明:硫际微域(≤5 mm)土壤受硫膜降解产物的影响显著,而对非微域(5 mm)土壤影响不显著。表明硫包膜或硫加树脂包膜控释肥在土壤中施用仅显著影响小范围土壤的化学性质,而对整个土体影响不显著。 采用棕壤池栽试验,对夏玉米-冬小麦轮作体系中土壤硫组分动态变化分析发现,0-20 cm土层是土壤水溶性硫含量变化幅度较大的层次,硫包膜和硫加树脂包膜控释肥的施用可显著增加作物生育中后期0-20 cm土壤水溶性硫含量。在作物种植过程中,土壤水溶性硫与吸附态硫之间存在动态平衡。棕壤中无机硫组分以水溶性硫和盐酸可溶性硫为主,并且盐酸可溶性硫含量有逐渐下降的趋势,表明当土壤中水溶性硫和吸附态硫不充足时,盐酸可溶性硫可以进行及时的补充。硫加树脂包膜控释肥的施用增加了土壤中无机硫总量,在玉米的整个生育期内稳定持续的供给作物生长所需的硫素。在降雨、灌溉淋溶作用下SO42-有向土壤深层运移的趋势。硫包膜控释肥促进了夏玉米大口期及乳熟期对硫素的吸收,其顺序为:PSCU SCU+PCUPCU Urea,也增加了冬小麦开花期及成熟期植株全硫含量,在冬小麦开花期,与Urea处理相比PSCU处理植株全硫含量增加了25.64%,SCU+PCU处理增加了17.16%。土壤中硫组分的动态变化促进了作物对硫素的吸收利用。 采用15N同位素示踪技术研究了包膜控释氮肥与普通尿素在夏玉米-冬小麦轮作系统中肥料氮的转化及去向,肥料氮的残留,肥料氮在剖面中的运移及作物对肥料氮的吸收利用。研究结果表明:在夏玉米季,施用控释肥与普通尿素相比,控释肥可获得较高的氮肥利用率;PCU处理与Urea处理相比肥料氮回收率增加3.9%、残留率增加5.02%、损失率减少7.67%;冬小麦季与Urea处理相比PCU处理肥料氮回收率增加1.88%、氮肥的残留率增加5.45%、损失率减少7.32%。 硫包膜和硫加树脂包膜控释氮肥的施用可增加夏玉米季和冬小麦季拔节期植株的干物质积累量,并增加成熟期作物的籽粒产量,并可使作物的氮素利用效率与硫素利用效率协同提高,增加植株氮素累积量和硫素累积量。硫包膜和硫加树脂包膜控释氮肥通过提高氮、硫的收获指数促进籽粒产量的增加,夏玉米季产量PSCU,PCU处理与Urea处理相比分别高出16.0%,13.43%。冬小麦季产量分别高出11.85%,9.79%。硫加树脂包膜控释氮肥的施用可实现夏玉米-冬小麦轮作体系作物对氮素的高效利用,并且硫加树脂包膜尿素较低的价格有利于大田作物大面积使用。 在超级玉米“登海661”高产栽培过程中,通过对不同控释肥处理的产量和产量构成因素的研究,由相关分析及通径分析结果可知施用不同控释肥处理对产量的提高由不同产量构成因素的结果。施用控释掺混肥时,千粒重、穗行数、穗粗和穗粒数对玉米产量起决定性作用;施用硫加树脂包膜尿素,千粒重、行粒数、穗粗和穗行数为玉米产量的主要影响因素;而施用树脂包膜尿素,起决定性作用的产量构成因素为千粒重、行粒数、穗粒数和穗行数。各控释肥处理主要决定因素均为千粒重,主要限制因素各不相同,树脂包膜尿素和硫加树脂包膜尿素为穗行数,控释掺混肥为行粒数。因此在夏玉米高产栽培,选用不同的控释肥和掺混肥组合时,要注意协调产量构成主要因素之间的关系,使之处于最佳结合状态,并兼顾其他产量构成因素是实现夏玉米最佳产量的有效途径。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 韩慧君;谢晋英;;从新乡地区热量特征讨论夏玉米的适播期[J];河南农业科学;1980年04期
2 樊小林,廖松;控释肥料(CRF)与控释肥包(CRFP)供氮动力学研究[J];西北农林科技大学学报(自然科学版);2001年04期
3 李伯航;郑卓琳;;夏玉米氮肥两次追肥的分配方式[J];农业科技通讯;1984年05期
4 王少仁,夏培桢;夏玉米磷肥追施技术[J];土壤肥料;1989年03期
5 尤清亮;皇木亮;王忠祥;常守乾;;夏玉米氮肥施用量试验[J];河南农业科学;1992年05期
6 阎慧敏;靳书喜;宋启云;张军慧;宋新田;;夏玉米“3414”田间肥效试验初报[J];种业导刊;2009年03期
7 赵霞;李丙奇;刘京宝;夏来坤;黄璐;;不同控释肥对夏玉米生长及产量的影响[J];农家参谋(种业大观);2010年12期
8 ;烟台地区秋作物技术考察会议关于1975年夏玉米增产技术措施的几项建议(初稿)[J];山东农业科学;1975年01期
9 张红叶;刘建明;朱顶目;顾文亮;吴万秀;;夏玉米抗逆高产栽培主要技术[J];大麦与谷类科学;2009年01期
10 各阳修;;莱州市夏玉米高产配套栽培技术[J];农业科技通讯;1989年02期
11 郑丽敏;牛永锋;祁国宾;;实现夏玉米高产的几个关键措施[J];麦类文摘(种业导报);2006年05期
12 易镇邪;王璞;陈平平;屠乃美;;不同夏玉米品种水分利用效率对氮肥与降水量的响应[J];干旱地区农业研究;2008年01期
13 高旭忠;;夏玉米施肥技术[J];现代农村科技;2009年13期
14 王广辉;张继蜂;;漯河市夏玉米合理施肥技术[J];中国农技推广;2009年08期
15 朱文珊;;夏玉米免耕增产效果的初步研究[J];中国农业大学学报;1984年01期
16 郭爱莲,刘九玲,孙士军;1995年低温寡照对濮阳市夏玉米产量的影响[J];河南气象;1996年04期
17 鲍巨松;;夏玉米增产中的几个技术问题[J];陕西农业科学;1975年04期
18 谷阳修;钾肥对夏玉米增产效果及经济效益的研究[J];山东农业科学;1987年02期
19 史纪锁;黄秀华;顾大路;朱云林;;苏北地区夏玉米高产栽培技术[J];上海农业科技;2007年03期
20 贾崇敬;夏洪海;;锌肥对夏玉米产量影响的研究[J];现代农业;2009年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 房稳静;徐月顺;陈天锡;张俊波;刘世学;;驻马店市夏玉米高产限制因子探讨[A];第27届中国气象学会年会现代农业气象防灾减灾与粮食安全分会场论文集[C];2010年
2 余卫东;陈怀亮;;河南省夏玉米精细化农业气候区划研究[A];第28届中国气象学会年会——S11气象与现代农业[C];2011年
3 王贺;白由路;杨俐苹;卢艳丽;王磊;;沙质潮土夏玉米“3414”肥效试验研究[A];中国植物营养与肥料学会2010年学术年会论文集[C];2010年
4 刘晓迎;杨娜娜;卢学锋;王长坤;罗长青;;气候变暖背景下豫北地区冬小麦和夏玉米光热资源利用效率研究[A];经济策论(下)[C];2011年
5 陈尚洪;陈红琳;沈学善;王昌桃;张玉兰;刘定辉;;密度和施氮量对丘陵区机播夏玉米产量及倒伏影响研究[A];全国丘陵山地农机化技术发展高层论坛论文集[C];2011年
6 崔力;王春玲;李改琴;许庆娥;吴丽敏;杜丽娅;;濮阳市气候生态因子对夏玉米生育期的影响分析[A];第27届中国气象学会年会现代农业气象防灾减灾与粮食安全分会场论文集[C];2010年
7 南纪琴;肖俊夫;刘战东;刘祖贵;杨静敬;;不同灌水次数对夏玉米产量性状及耗水规律的影响[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
8 陈静静;张富仓;;不同生育期灌水和施氮对夏玉米生长、产量和水分利用效率的影响[A];现代节水高效农业与生态灌区建设(上)[C];2010年
9 杨海鹰;;河南省夏玉米产量预报方法研究[A];中国气象学会2005年年会论文集[C];2005年
10 石彦琴;陈源泉;隋鹏;高旺盛;;华北平原不同耕层厚度对夏玉米土壤养分影响试验初报[A];中国农作制度研究进展2008[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 隋常玲;控释肥硫膜在土壤中的降解转化机理及对作物生长的影响研究[D];山东农业大学;2011年
2 何守法;小麦和夏玉米一体化种植布局与技术经济效果研究[D];河南农业大学;2009年
3 包丽华;控释肥高分子残膜的降解动态及对土壤生物学效应的影响研究[D];山东农业大学;2010年
4 沈学善;砂姜黑土区小麦玉米一年两熟秸秆全量还田对夏玉米生育及产量影响研究[D];安徽农业大学;2010年
5 王俊忠;施氮对高产夏玉米源库代谢特征的调控[D];甘肃农业大学;2010年
6 王俊忠;施氮对高产夏玉米源库代谢特征的调控[D];甘肃农业大学;2010年
7 王宜伦;超高产夏玉米氮肥运筹效应及其生理基础研究[D];河南农业大学;2010年
8 党红凯;小麦/玉米不同复合群体对光合器官生态生理特性和产量形成的影响[D];河北农业大学;2010年
9 熊又升;土壤中包膜肥料氮磷释放运移及作物吸怍利用[D];华中农业大学;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘明;控释肥树脂残膜降解动态及其对土壤微生物活性的影响[D];山东农业大学;2011年
2 王艳华;控释肥对坡耕地径流养分流失及花生生长的影响[D];山东农业大学;2011年
3 宋世佳;施肥模式对棉花生长生理特征及肥料利用率的影响[D];河北农业大学;2011年
4 杜园园;夏玉米时空交替补灌技术的生理生态效应[D];河南农业大学;2010年
5 刘洪军;黄淮海地区夏玉米产量潜力的变化及影响因素分析[D];山东农业大学;2009年
6 姜春霞;秸秆覆盖对红壤夏玉米水氮利用和抗旱能力的影响[D];华中农业大学;2011年
7 温利利;夏玉米水、氮、钾耦合效应的量化指标研究[D];河北农业大学;2012年
8 朱元刚;夏玉米—冬小麦“双晚”种植方式对周年光温资源利用研究[D];山东农业大学;2010年
9 张晓丽;株行距配置对夏玉米生长发育及抗倒能力的影响[D];河北农业大学;2011年
10 吕淑敏;不同沼液用量对夏玉米源库代谢和产量形成的调节作用[D];河南农业大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 王锦;玉米播种面积同比增长[N];中国证券报;2011年
2 本报记者 张俊琴;秋粮增产追肥得当是关键[N];河北经济日报;2010年
3 衡水市农业技术推广站;2010年秋季种麦技术指导意见[N];衡水日报;2010年
4 驻马店市农科所 郭中义 潘增茂 遂平县土肥站 靳书喜;氮磷钾配合施用 夏玉米高产高效[N];中华合作时报;2004年
5 王和平;45万吨粮食是怎样得来的?[N];农民日报;2008年
6 本报记者 胡家发 邱勇超 刘玉泉;为了大地丰收[N];中国特产报;2003年
7 国家钙镁磷复合肥技术研究推广中心主任 许秀成;缓释控释——肥料工业的发展方向[N];中国化工报;2001年
8 本报记者 王雅萍;缓控释肥料发展亟须驶入快车道(下)[N];河南科技报;2010年
9 冯利臣;玉米价格将继续走弱[N];期货日报;2004年
10 许秀成 李菂萍 王好斌;缓释/控制释放肥料市场现状[N];中国化工报;2000年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978