白云石基钙镁硅土壤改良剂制备及其治酸改土效果研究

来源 :华南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ming_yue_zhang
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土壤酸化问题在我国南方红壤地区较突出,农业集约化和高复种指数及其带来的大量使用化肥加剧了土壤的酸化,致使土壤肥力降低与微生态破坏,土壤质量下降,严重影响了作物的生长,导致作物品质和产量下降,制约了农业可持续发展。因此,维持和促进南方地区农业发展必须进行酸化土壤治理和改良。当前治理土壤酸化的方法主要是施用石灰等碱性工农业产品,而长期大量施用石灰可使土壤板结,并对使用者有腐熟烧伤的危害。为此,研制治酸改土效果与石灰相当或优于石灰,又能避免施用石灰所带来的风险和危害的土壤改良剂尤为重要。本文选用天然矿物白云石为原材料,通过不同工艺处理研制了煅烧和未煅烧钙镁硅土壤改良剂,通过模拟培养实验,明确了该改良剂的性能和治酸强度与潜力、治酸改土的作用,并通过大田试验研究了钙镁硅改良剂治理剑麻园土壤酸的效果,为天然白云石基钙镁硅土壤改良剂研制、制备工艺开发以及白云石基钙镁硅土壤改良剂抑酸改土提供理论依据和技术支撑。主要研究结果如下:1.通过多种温度、细度和配料等工艺处理,确定了以白云石为原料制备钙镁硅土壤改良剂的两种工艺是:1)无煅烧工艺:钙镁硅配料、机械磨细(粒径<0.15 mm)、均匀混合。2)煅烧工艺:钙镁硅配料、低温轻烧(3 mm以内粒径的白云石,煅烧温度850℃,煅烧时间1至2 h)。无煅烧合煅烧工艺的钙镁硅改良剂均可直接应用,后者降低活性酸的效果大于前者,前者降低潜性酸的效果优于后者。低温轻烧煅烧1 h即可显著增强白云石活性和碱度,增加钙镁硅改良剂抑酸改土,降低活性酸的效果。2.钙镁硅土壤改良剂在治酸的同时可以释放和供应钙镁养分。钙、镁释放包括快速释放、匀速释放和缓滞释放3个时期。其中,钙的释放速率大于镁的释放速率。Richards方程最适于拟合煅烧白云石钙镁的释放特征,并进行钙镁释放量的预测预报。3.在土壤培养试验中,煅烧钙镁硅改良剂治酸改土的效果明显优于石灰的效果。35 d培养期内,土壤pH值由pH 4.51提高至pH 8左右,并能维持土壤pH值恒定。未煅烧钙镁硅改良剂在35 d培养期能使土壤pH值缓慢上升,并接近石灰处理的效果,较无改良剂对照(CK)平均提高了2.44个单位。4.在大田应用中,未煅烧钙镁硅改良剂配施常规肥料一年后,较基础土壤pH值提高了0.25个单位,与单施常规肥料相比,土壤pH值提高了0.57个单位,交换性酸总量降低了56.01%,交换性铝含量降低了60.19%,交换性钙离子含量和交换性镁离子含量分别提高了1.44倍和3.04倍。施用钙镁硅土壤改良剂明显增加了土壤阳离子交换量,从而增强了土壤的保肥供肥能力。5.剑麻收获期,未煅烧钙镁硅改良剂配施常规肥料一年后,与对照相比,新生叶增加了2.56%,产量增加了5.58%。
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