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《西北农林科技大学》 2007年
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陕西有机矿藏资源在农业上应用的可行性研究

李鹏  
【摘要】: 泥炭、油页岩和草炭是陕西境内丰富的有机矿藏资源,主要蕴藏在铜川、咸阳、渭南、延安等市渭北一带及榆林的干旱、生态环境脆弱的地区,储量丰富,可开采程度高。目前,虽然人们已经认识到泥炭、油页岩和草炭等有机矿藏资源在农业上应用的重要性,但是由于各地有机矿藏资源形成的造炭植物和环境条件等各方面的不同,造成它们的基本性质差异较大,开发利用的难度增大。开发利用最首要的问题是要了解他们的理化性状,然后才能正确地评价这些资源的可利用价值,确定所应用的方面和领域,制定出科学的利用方案。但是有关我省泥炭、油页岩和草炭的各种基本性质和农业应用价值的研究资料至今还较为贫乏,不够全面系统,缺乏农业利用的科学依据。 本研究针对以上存在问题,对我省彬县泥炭、铜川油页岩和榆林草炭三种有机矿藏资源的有机物质组成及含量、矿质养分含量、盐分组成及含量、持水性能以及重金属含量等进行了系统的测定和分析研究,企图探讨我省三种有机矿藏资源在农业中应用存在的主要问题以及改良措施,并对其农业利用价值进行客观评价,为农业生产服务。主要研究结果如下: 1.三种有机矿藏资源中有机物质的含量和组成差异很大,其中均以胡敏素的含量较高,褐腐酸含量次之。草炭的腐植酸含量高,尤其是黄腐酸含量较高,具有工业化提取,生产新型肥料添加剂的开发价值;三种有机矿藏资源作为作物的栽培基质配置方面具有应用前景,使用前进行一定的灭菌处理是非常重要的。沥青含量高制约着有机矿藏资源安全使用,需要通过物理挥发处理或生物降解处理,才能保证其安全使用。 泥炭、油页岩、草炭三种有机矿藏资源中各种有机物质含量均较高。有机碳含量分别为57.83g/kg,117.19g/kg,272.32g/kg,远高于普通土壤,是其农业利用最显著的特点之一。腐植酸含量也较高,分别为8.67g/kg,19.84g/kg,156.86g/kg,非常有利于作物的生长需求。有机物质含量及玉米试验生物量均以草炭最好,油页岩次之,泥炭稍差。 2.三种有机矿藏资源有效养分含量特征是氮高,钾较为适宜,磷素欠缺;全量养分含量特征是氮磷较为丰富,钾素不足,钾素的供给容量低。在农业上使用时,急需补磷,长远需要补钾。 泥炭、油页岩、草炭三种有机矿藏资源中全氮(4.26-12.74g/kg)、全磷(1.05-2.59g/kg)、碱解氮(279-783mg/kg)含量较高,符合第二次全国土壤普查土壤养分分级标准一级;有效磷(14.51-21.58mg/kg)和速效钾(144-380mg/kg)含量中等,符合第二次全国土壤普查土壤养分分级标准二级或三级;全钾(1.07-2.82g/kg)含量较低,为第二次全国土壤普查土壤养分分级最低标准六级。氮磷钾养分比例失调,与关中塿土相比,全氮与全磷比例较高,全氮与全钾、碱解氮与速效钾比例极高。三种有机矿藏资源全量养分含量和速效养分含量均以草炭最好,油页岩次之,泥炭稍差。整体上氮含量充足,磷、钾含量缺乏。 3.三种有机矿藏资源中总盐分含量较高,盐分离子中SO_4~(2-)含量极高,成为制约有机矿藏资源农业利用的障碍因素之一,使用前进行一定过程的洗盐是非常必要的。同时尚需配合使用一定量的石灰。 泥炭、油页岩、草炭三种有机矿藏资源中阳离子交换量均较高,含量分别为36.22cmol/kg,39.37cmol/kg,87.86cmol/kg。水溶盐总量过高,含量分别为11.02g/kg,8.27g/kg,19.30g/kg,是其农业利用的主要障碍因素之一。榆林草炭中水溶盐总量过高,尤其是SO_4~(2-)含量(4.041g/kg)极高,严重影响作物根系的正常生长。阳离子交换量按照泥炭、油页岩、草炭的顺序依次增加。水溶盐总量按照油页岩、泥炭、草炭的顺序依次增加。 4.三种有机矿藏资源保水性能良好,高于普通土壤,田间持水量高,但萎蔫系数因为盐分含量高的影响也相对偏高。 泥炭、油页岩、草炭三种有机矿藏资源的保水性均高于普通土壤。最大有效水含量分别为24.50%,25.74%,36.07%,按照草炭最好,油页岩次之,泥炭稍差排序,并且均与生物量呈正相关关系。 5.三种有机矿藏资源中砷含量严重超标,草炭农业利用重金属污染问题严重,威胁食品安全。因此,建议作为腐殖酸提取的材料为宜;不宜直接作为栽培基质使用。 泥炭、油页岩、草炭三种有机矿藏资源中砷含量分别为61.90mg/kg,58.15mg/kg,74.75mg/kg,皆超过无公害农产品标准中的限值(40mg/kg)。草炭中的镉(1.49mg/kg)和汞(9.209mg/kg)也都超出无公害农产品标准中的限值(1.0mg/kg和1.5mg/kg)。三种有机矿藏资源,尤其是草炭,农业利用中有效解决重金属含量超标问题至关重要。
【学位授予单位】:西北农林科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:S141

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