论文摘要
随着现代化农业的不断发展,化肥在农业生产中的地位越来越重要,但由化肥的施用带来的问题也越来越多,尤其是较低的利用效率及其给环境、农产品等带来的系列危害越来越受到人们的重视,因此,各种缓效肥料的研究成为现阶段土壤学研究的热点问题之一。褐煤是一种重要的肥料基质,在我国已探明的保有储量就达1300多亿t。本试验采用室内试验同盆栽、大田试验相结合的方法,研究了不同处理方法对褐煤中腐殖酸含量及其特性的影响,并以活化前后的腐殖酸样品为吸附基质,探讨了其对N、P、K等养分离子的吸附特性。利用活化后腐殖酸的吸附特性制成腐殖酸缓效肥,以土肥混合法及大田淋溶的试验方法研究了该肥料中各养分离子的释放规律及硝酸盐的淋溶特性,并通过菠菜及杨树的盆栽试验探讨了腐殖酸缓效肥对作物产量、品质和土壤酶活性、养分及理化特性的影响,主要研究结果如下:1. H3PO4和HCl处理能在一定程度上提高阳离子交换能力,但对腐殖酸含量及光学性质基本无影响。一定强度的HNO3能使腐殖酸含量增加25%以上,阳离子交换能力有了很大程度的提高,且其随硝酸强度的变化过程要明显滞后于腐殖酸含量的变化过程,光学性质发生了很大的变化。不同褐煤达到最佳处理效果的条件也不尽相同。2.适宜的固液比例可提高铵单位吸附量;在试验pH（1.51<pH<7.04）范围内,介质pH升高有利于铵氮的吸附。随pH的升高,分配系数逐渐增大,在较低pH（<4.03）时,主要以物理吸附为主,而在较高pH （>4.03）时,化学交换占主导地位,经硝酸处理后褐煤样品的分配系数Kd和吸附量Q明显大于未处理样品的Kd和Q。腐殖酸对铵氮的吸附等温式可用Freundlich等温曲线描述,其动力学吸附方程用Elovich方程拟合最佳。3.未经硝酸处理的样品（S1）在pH为4.7时,对磷吸附量和分配系数有一最大值,而经硝酸处理后的样品（S2）随着pH的升高,吸附量和分配系数一直减小。且经硝酸处理后,样品对磷的单位吸附量和分配系数有了较大程度的降低。随平衡溶液浓度的升高,两样品对磷的单位吸附量也不断升高,其吸附规律可用Langmuir方程来加以描述,在第60min和90min时,两样品对磷的吸附基本达到吸附平衡,其吸附动力学可用Elovich和双常数方程进行拟合。4.随着平衡溶液浓度的不断升高,褐煤腐殖酸对钾离子的单位吸附量不断增加。其吸附等温式可用Langmuir方程和Temkin方程来加以描述。S2对钾离子的吸附能力有了明显的提高,在适宜浓度条件下,其吸附量可提高41.1%。随pH的不断升高,S1和S2对钾离子吸附的分配系数逐渐增大,且pH的升高在一定程度上加快了吸附反应的速度。低pH时,两样品吸附能力差别不大,而高pH时,S2对钾离子的吸附能力远大于S1。其动力学吸附规律用Elovich方程描述最佳。在固液比例分别为0.04和0.06时,两样品对钾离子的吸附量达最大。5.在投入养分量相等的条件下,化学肥料各养分离子的释放主要集中在前12 h,其释放量显著高于腐殖酸肥料,而在96h以后,腐殖酸肥料的释放量均要高于化学肥料。其中在氮肥释放过程中,NH4+是前期主要的释放形式,而随着时间不断延长,NO3--N成为主要的释放形式。腐殖酸肥料的施用能在一定程度上抑制NO3--N向地下迁移。6.纯氮素处理的菠菜产量最高;腐殖酸肥料的施用显著改善了菠菜营养品质,降低菠菜体内硝酸盐含量,提高硝酸还原酶活性,增加Vc含量等。施用腐殖酸肥料N素利用率提高,增加了土壤速效磷的含量,促进了钾的消耗。自制的腐殖酸缓效肥料处理降低了土壤的pH,提高了土壤中蔗糖酶、碱性磷酸酶、多酚氧化酶的活性,同时降低土壤脲酶活性,但对过氧化氢酶活性影响不大。
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摘要ABSTRACT1 前言1.1 缓/控释肥料的分类及研究现状1.1.1 缓/控释肥料的研究现状1.1.2 缓/控释肥料的分类1.2 施肥对土壤环境的影响1.2.1 土壤盐渍化1.2.2 土壤酸化1.2.3 土壤硝酸盐积累1.3 关于我国腐殖酸资源、性质及其活化的研究1.3.1 我国的腐殖酸资源状况1.3.2 腐殖酸基本性质的研究1.3.3 关于腐殖酸活化的研究1.4 腐殖酸的主要应用1.4.1 作为肥料基质的应用1.4.2 在土壤、作物中的应用1.4.3 腐殖酸在工业领域的应用1.4.4 作饲料掺合剂、除草剂等一些其他应用1.5 腐殖酸肥料的生产机理及其与养分离子作用机理研究1.5.1 现阶段腐殖酸肥料的主要生产机理1.5.2 腐殖酸与氮、钾等阳离子的作用机理研究1.5.3 腐殖酸与磷的作用机理研究1.6 腐殖酸肥料的主要发展方向1.6.1 研发有机无机复混肥料系列1.6.2 研制腐殖酸类缓效肥料1.7 腐殖酸肥料的发展前景2 褐煤样品的活化研究2.1 试验材料与方法2.1.1 褐煤活化的试验方案2.1.2 pH 调节2.2 结果与分析2.2.1 褐煤腐殖酸含量的变化规律2.2.2 腐殖酸中阳离子交换量的变化规律2.2.3 腐殖酸的分子光学性质变化特征2.2.4 不同处理对腐殖酸中含氧官能团的影响2.2.5 酸处理对褐煤中阳离子含量的影响2.2.6 硝酸与腐殖酸反应机理探讨2.2.7 pH 的调节2.3 讨论2.4 小结3 褐煤腐殖酸对N、P、K 的吸附特性研究3.1 试验材料与方法3.1.1 试验材料4+吸附的试验'>3.1.2 褐煤样品对NH4+吸附的试验43-吸附的试验'>3.1.3 褐煤样品对PO43-吸附的试验+吸附的试验'>3.1.4 褐煤样品对K+吸附的试验3.1.5 褐煤、草炭混合样品对各养分离子吸附特征试验3.1.6 测定方法3.2 结果与分析3.2.1 腐殖酸对铵吸附特征3.2.2 褐煤腐殖酸对磷的吸附特性3.2.3 褐煤腐殖酸对钾离子的吸附特性3.2.4 褐煤、草炭混合样品对各养分离子的吸附特性3.3 讨论3.4 小结4 腐殖酸缓效肥料的养分释放特性4.1 材料与方法4.1.1 试验材料4.1.2 试验方法4.2 自制腐殖酸肥料养分释放规律4.2.1 氮素释放规律4.2.2 磷素释放规律4.2.3 钾素释放规律4.3 小结5 腐殖酸缓效肥料的田间淋溶特性研究5.1 试验材料与方法5.1.1 试验地点5.1.2 试验方案设计5.1.3 试验设备5.1.4 测定方法5.2 结果与讨论5.2.1 淋溶液中硝酸盐浓度的变化规律5.2.2 不同肥料的施用对土壤剖面中硝酸盐分布的影响5.2.3 硝酸盐在土壤剖面中的总体分布特征3--N 总量的影响'>5.2.4 不同施肥方式对1m 土壤中NO3--N 总量的影响5.2.5 不同处理的土壤培肥效果5.3 讨论5.3.1 腐殖酸肥料对土壤及地下水中硝酸盐的影响5.3.2 腐殖酸肥料对土壤肥力的影响5.4 小结6 腐殖酸缓效肥料对菠菜的产量及品质的影响6.1 材料与方法6.1.1 试验材料6.1.2 试验方法6.1.3 测定方法6.2 结果与分析6.2.1 各试验处理对菠菜产量的影响6.2.2 各试验处理对菠菜体内硝酸盐含量的影响6.2.3 腐殖酸肥料对菠菜叶绿素含量的影响6.2.4 腐殖酸肥料对菠菜营养品质的影响6.3 讨论6.4 小结7 腐殖酸肥料对杨树生长及土壤酶活性的影响7.1 材料与方法7.1.1 试验地点及材料7.1.2 试验方法7.1.3 测定指标及方法7.2 结果与分析7.2.1 不同肥料处理对杨树生长量的影响7.2.2 不同肥料处理对杨树养分利用率的影响7.2.3 不同施肥处理对土壤酶活性的影响7.2.4 不同施肥处理对土壤养分含量的影响7.2.5 不同施肥处理对土壤理化性质的影响7.2.6 土壤酶活性与土壤养分相关性分析7.3 讨论7.4 小结8 讨论及结论8.1 讨论8.1.1 各种无机酸对褐煤腐殖酸含量及其特性影响8.1.2 褐煤腐殖酸对N、P、K 的吸附作用研究8.1.3 腐殖酸缓效肥料的N 素利用率及其对菠菜、杨树生长的研究8.2 结论9 参考文献10 攻读学位期间发表的学术论文目录11 致谢
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