活化剂对钙镁磷肥的活化效果及机理研究

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磷作为植物生长发育的必需营养元素之一,在人类赖以生存的土壤-植物-动物生态系统中起着不可替代的作用。植物生长所需的磷素主要来自于磷肥的投入,而磷肥生产所需的磷矿资源是一种不可再生的资源,随着富矿资源开采的日益枯竭,磷肥的生产不得不依赖贫矿资源。钙镁磷肥作为我国传统的两大磷肥品种之一,它可直接利用中低品位磷矿生产,且含有多种中、微量元素,发展钙镁磷肥对我国农业发展和合理利用磷矿资源具有重要的意义。但其存在着肥效慢、磷利用率低的缺点,因此利用磷肥促释技术来提高钙镁磷肥磷素释放,提高磷肥利用率。这对合理使用中低品位磷矿资源和提高钙镁磷肥中磷的有效利用,减少水环境污染都具有重要的作用。   本文所采用的四种促释材料(WZ、SMS、MSN、FM)由不同的工农业废弃物加工制得,按照一定配比对钙镁磷肥进行活化处理。采用连续蒸馏水浸提研究了钙镁磷肥和活化钙镁磷肥的水溶性磷、镁动态释放特点;通过红外光谱技术分析活化钙镁磷肥处理后的分子结构变化,探讨其磷素促释机理;通过玉米、菜心、大豆的盆栽试验,研究了活化钙镁磷肥在不同作物上的肥效,并探讨活化钙镁磷肥的肥效与磷动态释放特点、结构变化的关系,为活化钙镁磷肥的研发和高效利用机制提供依据。   连续水浸提试验结果表明,钙镁磷肥经促释材料的处理后,每次浸提的水溶性磷含量均有明显的提高(除第1次WZP外),水溶性磷的三次累积释放量增加显著。与钙镁磷肥相比,WZP、SMSP、MSNP、FMP的磷素累积释放量分别提高了36.8%、51.8%、22.5%、50.3%。同时随着浸提次数的增加,钙镁磷肥水溶性磷含量逐渐降低,波动率大,第2次水溶性磷含量比第1次降低18.9%,第3次比第2次降低14.7%;活化钙镁磷肥的水溶性磷含量有升有降,波动率较小且水溶性磷含量始终维持较高水平。钙镁磷肥和活化钙镁磷肥随着浸提次数的增加,其水溶性镁含量均逐渐降低,波动较大,活化钙镁磷肥的水溶性镁累积量显著高于钙镁磷肥。表明活化钙镁磷肥能够促进钙镁磷肥中水溶性磷、镁的释放,具有连续稳定的特点,显示出较强的供磷、供镁能力。   红外光谱分析的结果表明,活化钙镁磷肥中的H2PO4-和HPO42-特征吸收峰的透过率均有不同程度的降低,说明其有效磷含量与钙镁磷肥相比均提高;SMSP和FMP出现了新的HPO42-特征吸收峰,这从分子结构的角度揭示了其有效磷含量的增加。其中SMSP和FMP有效磷磷含量增加最多。   盆栽试验结果表明,与钙镁磷肥相比,活化钙镁磷肥能不同程度的提高作物的生物量,后效足。活化钙镁磷肥在两茬玉米连作盆栽增幅分别为-4.8%~2.3%和37.1%~175.6%、在菜心-玉米连作盆栽中的增幅分别为1.3%~25.0%和8.7%~15.8%、在大豆盆栽种的增幅为5.5%~21.5%。由此可见,活化钙镁磷肥对菜心的增产效果最为显著。同时在四种活化钙镁磷肥中,SMSP对作物生长的促进作用最好,其次是FMP,这和活化钙镁磷肥的水溶性磷动态释放特点、红外光谱结构分析中其有效磷含量的增加具有较好的一致性。活化钙镁磷肥能显著的提高作物的叶绿素和镁含量、土壤有效磷含量、对作物的吸磷量和磷肥利用率的提高效果很显著。与钙镁磷肥相比,活化钙镁磷肥在两茬玉米连作盆栽、菜心.玉米连作盆栽、大豆盆栽的磷肥总利用率增幅分别为59.2%~77.1%、56.796~138.8%、63.4%~257.3%,其中SMSP的磷肥利用率最高。活化钙镁磷肥显著提高了作物的磷利用率,提高了土壤有效磷含量,同时减少5%的磷肥使用量,使得作物高产和减少环境污染可以兼得,对环境保护有重要的意义。
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