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水稻土供硅能力评价方法及水稻硅素肥料效应的研究

作　者: 刘鸣达
导　师: 张玉龙
学　校: 沈阳农业大学
专　业: 土壤学
关键词: 水稻土供硅能力有效硅评价方法 pH 硅素形态硅肥产量
分类号: S511
类　型: 博士论文
年　份: 2002年
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内容摘要

硅对于水稻的生长发育具有积极的作用。因此，研究水稻上供硅能力及硅素肥料效应具有重要的意义。本文以辽宁部分地区15种水稻土为供试材料，采取田间试验、盆栽试验、室内培养及化验分析相结合的方式，系统地研究了评价水稻土供硅能力的方法及其指标，探讨了施用硅肥对土壤理化性质和水稻产量及养分吸收等的影响。结论如下： 1．由于1M HAc-NaAc（pH 4）缓冲液酸度过强，用该法测定的土壤有效硅含量不能直接判断广泛pH范围的水稻土供硅能力。通过pH对土壤有效硅进行校正后，可以应用该方法间接评价广泛pH范围的水稻土供硅能力。 2．在低浓度梯度条件下，直线方程y=bx-a可以很好地描述土壤对硅的吸附过程。方程中的参数b与土壤粘粒和土壤pH之间存在着极显著的线性正相关和对数正相关关系；c（a/b）与土壤游离氧化铁之间存在着显著的线性正相关关系，与土壤pH之间存在着极显著的幂指数负相关关系。水稻相对产量与a值之间存在着极显著的对数函数正相关关系。以水稻相对产量95％计，则a≤228mg·kg^-1时施用硅肥可以获得明显的增产效果。 3．在淹水条件下，水稻土中硅素的释放过程可以用一级反应动力学方程y=kx^m来描述。曲线方程中的参数与土壤氧化铁活化度和晶胶比具有密切的关系。土壤硅素60日累积释放量、硅素释放初始速率km与水稻相对产量具有显著的线性正相关关系。以水稻相对产量95％计，则土壤硅素60日累积释放量≤698mg·kg^-1（SiO₂）或km≤20mg·kg^-1d^-1（SiO₂）时施用硅肥可以获得明显的增产效果。 4．应用KH₂PO₄-NaOH（pH 6.5）缓冲溶液提取的土壤硅素与水稻相对产量以及经pH校正的有效硅、a值和土壤硅素60日累积释放量之间具有显著的正相关关系。以水稻相对产量95％计，则土壤有效硅≤165mg·kg^-1（SiO₂）时，施用硅肥可以获得明显的增产效果。土壤有效硅与土壤粘粒含量、土壤活性硅和DCB-硅含量之间存在着极显著的相关关系。应用该浸提剂对土壤pH的影响与淹水条件下水稻上pH的变化规律相似。因此，KHZPO;一NaOH（pH 6.5）缓冲液法是一种适用于广泛pH范围内水稻土供硅能力的评价方法。 5.淹水种稻后，酸性水稻土pH升高，碱性水稻土和弱碱性水稻土pH降低，最终都趋近中性（pH 6.4一7.5的范围）。总的来说，土壤pH是碱性水稻上高于微碱性水稻土，微碱性水稻土高于酸性水稻土。施用硅肥和葡萄糖的处理可以提高酸性水稻土pH。对于弱碱性土壤的pH也有一定的提高作用，但对碱性水稻土无明显影响。 6.淹水种稻后，3种土壤各处理的Eh都表现为先迅速降低并次第达到低谷，继而在烤田撤水后又迅速升高至峰值;复水后土壤Eh再降至第二个低谷，随后又有所升高。在特定时期，施用硅肥可以提高酸性水稻土Eh，降低弱碱性和碱性水稻土的Eh。而施用葡萄糖具有降低土壤Eh的作用。 7.各处理土壤溶液中硅浓度变化基本土均表现为从淹水后逐渐升至高峰，而后迅速降低至低谷，随即在碱性水稻土上略有上升后呈现缓慢降低，而在中性水稻土和酸性水稻土中则基本保持在一定的水平上不变的趋势。从水稻整个生育期来看，硅的浓度基本为碱性水稻土>弱碱性水稻土>酸性水稻土。施用硅肥可以显著提高水稻整个生育期土壤水溶态硅浓度，其效果为钢渣+葡萄糖>钢渣>偏硅酸钠。而单独施用葡萄糖在营养生长期明显提高土壤溶液中硅的浓度，但在生殖生长期这种作用不大。 8.与对照相比，在酸性水稻土中施用硅肥可以明显提高土壤pH，使活性硅、无定形硅和有效硅的含量增加;降低土壤水溶态硅和DT队一铁、锰的含量。在碱性和弱碱性水稻土中施用硅肥可以提高土壤水溶态硅含量，弥补活性硅和无定形硅的损失，增加土壤有效硅的含量，但对于土壤pH及DT队-铁、锰的含量无明显影响。 9.淹水种稻后，从拔节期到抽穗期水稻植株体内硅的含量有较大幅度的降低，而后又逐渐升高。在同一时期，以弱碱性水稻土上栽培的水稻植株中硅的含量最高，碱性水稻土次之，酸性水稻土最低。施用侧肥可以提高整个生育期水稻植株体内硅的含量。施用葡萄糖可以提高抽穗期以前水稻植株中硅的含量，但在抽穗期以后这种影响不大。 10.在酸性和碱性水稻土中施用硅肥后，提高了水稻植株含硅量，并在一定程度上抑制了在酸性土壤上栽培的水稻对铁、锰的吸收，获得了明显的增产效果。在各处理中，以钢渣与葡萄糖配合施用增产效果最为明显，钢渣与偏硅酸钠的增产效果没有明显差异。施用葡萄糖无明显的增产效果。 21.应用pH校正有效硅、a值、km、60日硅累积释放量不{IKHZpO4一NaOH（pH6.5）缓冲液提取有效硅等指标评价3种水稻土供硅能力的结果表明，弱碱性水稻土供硅能力较强，而酸性和碱性水稻土属于硅素缺乏土壤。应用上述方法预测盆栽试验相对产量的相对误差均在士5%的范围之内。从生产实践出发，KHZPo4一NaoH（pH 6.5）缓冲液法是一种快速、简便的评价广泛pH范围水稻土供硅能力的方法。总之，应用上述方法可以很好地评价土壤的供硅能力，在硅索缺乏的土壤中施用硅肥，可以改善土壤硅素肥?

全文目录

中文摘要  9-12
一、前言  12-35
  (一) 水稻体内的硅及其对水稻生长发育的影响  13-17
  (二) 土壤中硅素的形态  17-19
  (三) 影响水稻土供硅能力的因素  19-22
  (四) 水稻土供硅能力的评价方法及标准  22-30
  (五) 硅肥及其改善土壤硅素肥力的作用  30-32
  (六) 本研究的内容、目的和意义  32-35
二、试验材料与方法  35-44
  (一) 供试材料  35
  (二) 试验方法  35-42
  (三) 测试方法  42-44
三、结果分析与讨论  44-111
  (一) 水稻土供硅能力的评价方法  44-77
    1 应用1M HAc-NaAc(pH4)缓冲液法评价水稻土供硅能力的可能性  44-49
      (1) 应用醋酸缓冲液法直接估测水稻土供硅能力存在的问题  44-47
      (2) 应用1MHAc-NaAc(pH4)缓冲液法间接估测水稻土供硅能力  47-49
    2 应用等温吸附曲线判断水稻土供硅能力  49-56
      (1) 水稻土对硅的吸附特征  50-52
      (2) 等温吸附曲线方程参数与土壤理化性质之间的关系  52-55
      (3) 等温吸附曲线方程参数与水稻相对产量之间的关系  55-56
    3 应用硅素释放动力学方程评价土壤供硅能力  56-62
      (1) 水稻土硅素释放的动力学特征  57-59
      (2) 硅素释放动力学方程参数与土壤理化性质之间的关系  59-61
      (3) 硅素释放动力学方程参数与水稻相对产量之间的关系  61-62
    4 应用KH_2PO_4-NaOH(pH6.5)缓冲液法评价水稻土供硅能力  62-77
      (1) 不同浸提液的显色反应  64-66
      (2) 应用0.2MKH_2PO_4-0.2MNaOH和0.2MNa_2HPO_4-0.1M C_6H_8O_(10)缓冲液提取土壤有效硅的可行性  66-69
      (3) 不同pH的KH_2PO_4-NaOH缓冲液对土壤有效硅提取能力的影响  69-71
      (4) 对KH_2PO_4-NaOH(pH6.5)缓冲液法的相关研究  71-72
      (5) KH_2PO_4-NaOH(pH6.5)缓冲液对有效硅浸提液pH的影响  72-73
      (6) 应用KH_2PO_4-NaOH(pH6.5)缓冲液法提取的土壤有效硅与土壤理化性质的关系  73-75
      (7) 对KH_2PO_4-NaOH(pH6.5)缓冲液法提取土壤有效硅原理的初步解释  75-77
  (二) 施用硅肥对土壤硅素肥力与水稻产量的影响  77-111
    1 施用硅肥对水稻生育期土壤pH、Eh与水溶态硅动态的影响  77-88
      (1) 施用硅肥对水稻生育期土壤pH动态的影响  77-81
      (2) 施用硅肥对水稻生育期土壤Eh动态的影响  81-84
      (3) 施用硅肥对水稻生育期土壤溶液中硅动态的影响  84-88
    2 施用硅肥对试验后土壤理化性质的影响  88-98
      (1) 施用硅肥对土壤pH的影响  88-89
      (2) 施用硅肥对土壤不同形态硅素含量的影响  89-93
      (3) 施用硅肥对土壤有效硅含量的影响  93-95
      (4) 施用硅肥对土壤DTPA-铁和DTPA-锰含量的影响  95-98
    3 施用硅肥对水稻产量及其吸收硅、铁、锰数量的影响  98-111
      (1) 施用硅肥对不同生育期水稻植株中硅含量的影响  98-101
      (2) 施用硅肥对成熟期水稻植株中硅、铁、锰含量的影响  101-104
      (3) 施用硅肥对水稻产量的影响  104-111
四、结论  111-115
参考文献  115-128
附录  128-134
英文摘要  134-137
致谢  137-138
攻读学位期间发表的学术论文目录  138-139

水稻土供硅能力评价方法及水稻硅素肥料效应的研究

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