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微晶化磷矿粉的发酵活化及其农作物效应研究

李美清  
【摘要】:针对我国高品位磷矿资源的不足和当前对磷矿资源利用的增加二者之间存在的突出矛盾现状,为有效利用我国的中低品位磷矿资源,使其满足当前磷肥工业发展的实际需求;另外,虽有研究认为微晶化磷矿粉与活化剂混合更有利于有效磷的增加,但是微晶化磷矿粉有效磷的增加与混合物发酵时的配比、发酵时间、有机物料的不同及在发酵过程中温度、pH、有机质含量的高低、腐植酸的含量变化及磷矿粉本身细度存在何种关系等,目前还没有相关文献进行报道。为此,本文通过对微晶化磷矿粉与活化剂的按照不同配比后进行发酵以试图提高微晶化磷矿粉的有效性,旨在确定最佳的发酵温度、发酵时间、最佳的配比和最佳的活化有机物等利于有效磷增加的发酵处理,在此基础上探讨影响有效磷含量增加的因子并对各因子间的多重相关性进行分析,最后通过农作物效应试验来检验具体效果,从而为中低品位磷矿资源的合理利用提供新的技术途径、理论支持和实验数据。 微晶化磷矿粉是通过对普通的磷矿粉进行深加工从而使其粒径变得更细,在这些磨碎过程中,由于其粒径相当于普通磷矿粉四分子一到八分子一,达到了晶体粒度的范围,所以叫做微晶化磷矿粉。通过二次加工,微晶化磷矿粉晶格发生了改变提高了枸溶性磷。 本文主要从以下几方面进行了研究。 1.微晶化磷矿粉的粉体技术及发酵温度对枸溶性磷的影响。 2.利用农家肥、含有机酸的酒厂废弃物酒糟及天然腐植酸高的风化煤与微晶化磷矿粉发酵研究其活化效应及影响因子。 3.利用菌剂与微晶化磷矿粉及菌剂与家畜粪便、酒糟、风化煤混合物与微晶化磷矿粉发酵研究其活化效应及影响因子。 4.利用强化学酸性糠醛渣与微晶化磷矿粉发酵研究其活化效应影响因子。 5.利用部分发酵物进行盆栽试验(当季种植和连续种植农作物)以研究其农作物效应。 通过以上研究,结果表明: 1.微晶化磷矿粉随粒径变细比表面积增大,枸溶性磷的溶出增加,微晶化磷矿粉PB(38μm)、PC(18μm)比平均粒径为50μm的磷矿粉PA枸溶性磷相对增长了16%和57%. 2.微晶化磷矿粉分别与酒糟、风化煤同质量配比在25℃、30℃及35℃条件下发酵2天发现,随着发酵温度的升高枸溶性在增加,但温度35℃和30℃的处理差异不明显;添加MV菌剂的各处理在30℃温度条件、35天时间及一定的含水量下发酵可以提高微晶化磷矿粉枸溶性磷的溶出,且随浓度增加枸溶性磷的增加。 3.微晶化磷矿粉发酵随处理中酒糟、羊粪、风化煤数量的增加枸溶性磷增长,且枸溶性磷增长的峰值时间缩短,表现为配比1:1和和1:2时出现在25天,而1:3时出现在15-20天。而糠醛渣处理下的微晶化磷矿粉,微晶化磷矿粉增长量最高的适宜发酵时间一般为15-20天。该试验所用活化材料中,酒糟、糠醛渣的活化效果较好,其次是风化煤,而羊粪最差。 4.酒糟、风化煤及糠醛渣活化剂条件下的处理,枸溶性磷增长量变化与pH及腐植酸含量的变化规律各不相同,但各材料处理下的微晶化磷矿粉发酵枸溶性磷增长最高时的pH介于6.24-7.8间,各处理腐殖酸含量比较高时利于枸溶性磷的增长量增加;各处理中,单位微晶化磷矿粉所含的有机质含量增加,发酵时枸溶性磷的增长随之提高。 5.酒糟活化剂下枸溶性磷增长量与pH、有机质及腐殖酸关系相关性分析表明,枸溶性磷随着pH值、有机质、腐植酸这3个变量的增加而增长,且有机质与枸溶性磷的相关性最为密切,pH值次之,腐植酸的相关性最差;风化煤活化剂下的相关性分析表明枸溶性磷随着有机质、腐植酸含量的增加而增长,随着pH值升高而降低,而且这三个因变量系数的绝对值大小相对比较接近,所以贡献相差不多,但仍以有机质与枸溶性磷的相关性最为密切,pH值次之,腐植酸的相关性最差;糠醛渣活化剂下的相关性分析表明,枸溶性磷随着pH值、有机质、腐植酸这3个变量的增加而增长,且有机质与枸溶性磷的相关性最为密切,腐植酸次之,pH值与枸溶性磷的相关性最差。 6.微晶化磷矿粉在单季作物大豆上的盆栽试验表明,发酵微晶化磷矿粉处理下的大豆在生长发育方面与过磷酸钙无显著性差异,仅有个别处理在分枝末期和开花始期的效果稍次于过磷酸钙;在产量方面,微晶化磷矿粉有利于增加大豆的荚重和百粒重,处理PC:J(1:1)26g和处理PC:J:F(1:1:1)39g在增加鲜重方面不及过磷酸钙处理效果显著,但对干重增加比较明显;各处理下,过磷酸钙处理下的土壤有效磷下降幅度快,而微晶化磷矿粉处理下的土壤中有效磷在大豆生育期内虽含量不高但能持续平稳供应,具有长效磷肥的特点。 7.发酵微晶化磷矿粉在大蒜和玉米两季作物的盆栽试验表明,发酵微晶化磷矿粉处理对两种作物苗期的生长(株高、叶绿素等)影响不明显,但随着生长发育的进行呈现出不同的效果,在这两种作物生长发育及产量构成方面,处理PC:J(1:1)40g及处理PC:J:F(1:1:1)60g表现出几乎与过磷酸钙效果相当的效果,而其它发酵处理虽然不及过磷酸钙,但是比普通微晶化磷矿粉效果好。


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