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《西南农业大学》 2001年
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紫色母岩风化过程中养分释放规律及其快速培肥机理的研究

江长胜  
【摘要】: 土壤是以岩石(母质)为基础,在岩石(母质)不断地同动植物界和大气因 素(光、热、水、气)进行物质和能量的交流或交换过程中产生的。岩石(母质) 是土壤的骨架,即建造土壤的基本材料,土壤许多性质往往是受岩石(母质)特 性的制约,土壤的质量与其成土母质中的矿物组成密切相关,同时成土母质中的 矿物质又是植物矿质养料(不包括氮素)的最初来源。但是,一般岩石风化成土 的时间是漫长的,约需120~3000年,这样要研究岩石(母质)与土壤之间的物 质交换和岩石成土的过程十分困难。而从紫色岩石暴露地面开始,大约10年内 即可风化成土,这样给研究这些内容带来方便。 本试验主要以三峡库区中沙溪庙组、遂宁组和巴东组三种具有代表性的紫色 母岩为重点,研究了三种母岩的风化特点及其影响因素,再用低分子量有机酸浸 提前两种紫色母岩碎屑,研究其中的K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn的释放规 律,最后就如何对紫色母岩风化碎屑进行合理培肥,使之快速熟化作了一定的研 究。 研究结果如下: 1.紫色母岩的风化 研究结果表明,盆钵风化条件下,供试母岩风化一年平均有18.4%的紫色母 岩风化成细颗粒(粒径<5mm),5.1%成土(粒径<2mm),扰动比不扰动快约32%。 紫色母岩田间风化一年,有15.4%的母岩成土。紫色母岩风化速度受母岩的性质 影响。其物理风化速度的顺序,按岩石类型为:页岩>泥岩>沙岩,按地质时期则 是:遂宁组>沙溪庙组>巴东组。其中以遂宁组紫色泥岩风化速度最快,田间风化 一年成土率为26.4%。紫色母岩的快速风化为紫色土的改良提供了物质基础。 2.低分子量有机酸的浸提 (1)用低分子量有机酸浸提对土壤(或岩样)中K、Ca、Mg、Fe、Mn、 Cu、Zn的活化具有十分重要的作用。远远大于同条件下水浸提活化的释放量, 前者是后者的1~275倍。四种有机酸对不同土壤(或岩样)中同种营养元素浸提 能力的次序都基本相似。从总体上讲,同时研究土壤(或岩样)中七种营养元素 的活化能力,以0.05mol/L柠檬酸浸提效果最好,其次是0.05mol/L酒石酸,再 就是0.05mol/L草酸,0.05mol/L苹果酸在四种有机酸中浸提效果最差。 (2)同种土壤(或岩样)中同一元素在四种有机酸浸提下,释放量在六种 土壤(或岩样)中的排位不同。如沙溪庙组紫色泥岩中钾元素,用0.05mol/L草 酸浸提在六种土壤(或岩样)中排第1位,而用0.05mol/L酒石酸浸提则排第4 位。同种土壤(或岩样)中不同元素在相同有机酸浸提下,释放量在六种土壤(或 岩样)中的排位也不同。如沙溪庙组紫色泥岩在0.05mol/L草酸浸提下,钾的释 放量在六种土壤(或岩样)中排第1位,而钙的释放量则排第5位。从总体上讲, 二OO一届西帘农业大学颐土学位论文·中文扬羹 研究的二种岩样,Ca、Mg、Fe、Mn四种元素在沙溪庙组和遂宁组两种紫色母 岩中在四种有机酸的浸提作用下,释放量都是沙岩>泥岩;而Cu、z日二种元素 则是泥岩>沙岩;K则是要根据不同土壤和不同浸提酸确定,如沙溪庙组母岩在 草酸或苹果酸浸提下为:泥岩>沙岩,在酒石酸或苹果酸浸提下则为:沙岩>泥岩; 而遂宁组母岩在草酸和酒石酸浸提下为:沙岩>泥岩,在拧檬酸和苹果酸浸提下 则为泥岩>沙岩。 门)用草酸、酒石酸、柠檬酸和苹果酸四种有机酸浸提研究沙溪庙组紫色 泥岩、沙澳庙组紫色母岩发育的灰棕紫泥和遂宁组泥岩三种土壤(或岩样)中七 种营养元素的释放,分别拟合了B则讪、双常数、抛物线、一级扩散、双曲线 五种动力学方程,结果除一级扩散方程拟合较差外,其它四种方程拟合,相关性 都达极显著水平,都可以很好地反映和预测各种土壤中营养元素的释放。三种土 壤(或岩样)用各种有机酸浸提,同种营养元素的释放,用五种方程拟合效果徘 序都相同。如用草酸、柠檬酸、酒石酸和苹果酸四种酸分别浸提,研究三种土壤 (或岩样)中钾的释放,释放过程都用上述五种动力学方程拟合,结果都以双常 数方程最好,抛物线方程其次,再依次是双曲线方程、EI。Vi。卜方程,最差的是 一级扩散方程。从总体上看,能同时应用于七种营养元素的释放的动力学方程, 对于有机酸,以双常数方程最好,双曲线方程其次,再依次是抛物线方程、EIOvich 方程,一级扩散方程最差:对于水浸提,则以双曲线方程拟合效果最好,EIWiCh、 双常数和抛物线方程三者都差不多,一级扩散方程也是五种方程中最差的。 3.有机物料在紫色母岩凤化碎屑中的分解 门)在进行秸杆还田时,秸杆的种类、土壤水分含量、以及地表的租盖条 件都与秸杆的分解速率有很大关系。其中试验所采用的玉米秸杆、麦杆和牛粪三 者中,玉米秸分解最快,牛粪最慢;土壤水分为 16-20%时,玉米秸分解速率最 快,土壤水分过高或过低分解率都会降低。改善土壤的水热状况,以覆地膜或秸 杆覆盖都能加快还田秸杆的分解速率,就二者来说,则以覆盖地膜效果更好。 (2)要想使三峡库区万县移民安置区居仙镇试验用地?
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