秸秆改良材料对沙质土壤氮素的调控效应研究

【摘要】： 沙质土壤颗粒较粗,缺乏有机质,存在土粒分散,结构不良,土壤养分含量低,土壤对水分和养分的保持能力弱等问题,不仅使土壤生产力低,还使施入到土壤中的养分随水流失而对水环境产生污染,因此对沙质土壤改良提高其保水保肥性能具有重要意义。本论文通过培养试验、吸附解吸试验及土柱淋溶模拟试验,研究了复合改良材料中秸秆-膨润土-PAM(秸秆复合改良材料)的不同配比、用量和培养时间对沙质土壤矿质氮含量、氮素的吸附解吸特征、淋溶特征的影响,获得的主要结论有： (1)土壤NH4+-N和N03'-N的含量受PAM剂量的影响不明显,但受秸秆复合改良材料用量和培养时间的影响显著。秸秆复合改良材料施加量为2g／kg,5g／kg和10g／kg处理的土壤NH4+-N含量较CK土壤分别平均提高了7.98%、53.87%和80.80%,N03'-N含量分别较CK平均提高了30.19%、79.23%和115.46%,表现出随着秸秆改良材料施加量的增大,土壤NH4-N和N03--N的赋存含量提高的变化趋势；在培养的0-60d时,土壤NH4+-N和N03'-N含量随着培养时间的延长逐渐提高,60d时达最大值,以后则随培养时间的延长而降低。 (3)等温吸附试验表明,土壤对NH4+的吸附存在快速吸附阶段和慢速吸附阶段,其转折点随秸秆复合改良材料添加量和所含PAM的比例不同而异。采用Langmuir方程均能很好的反映各处理土壤对NH4+的吸附反应,相关系数均达极显著水平。拟合结果表明： 培养时间为10d、30d和60d时,土壤对NH4+的最大吸附量(Xm)均随着秸秆复合改良材料的施入量的增大而提高,培养时间为90d,土壤对NH4+的最大吸附量(Xm)以秸秆改良材料的施入量为5g／kg最高。秸秆复合改良材料施入量相同时,不同剂量PAM对各时期NH4+的Xm的影响均表现为PAM0.99%PAM0PAM1.96%PAM2.91%,即低比例PAM添加量(0.99%)提高了土壤对NH4+的吸附容量,提高PAM的比例对NH4+吸附容量产生抑制作用。土壤培养时间对各处理土壤对NH4+的Xm的影响因改良材料的施入量的不同而异,改良材料施入量为2、5g／kg时,土壤的Xm随培养时间的延长而降低,改良材料施入量为10g／kg时,土壤的Xm在培养60d时最高。拟合数据显示,在所有土壤中培养第60d、当秸秆改良材料用量为10g／kg、PAM添加比例为0.99%处理的土壤中NH4-的Xm增加幅度最大,从CK的243.90mg／kg提高到1111.11mg／kg。 秸秆复合改良材料对土壤NH4+吸附结合能力(K)的影响与对土壤NH4+的最大吸附量(Xm)的影响相反。表明秸秆复合改良材料高的施加量及其中含的低比例PAM,虽然对提高土壤NH4+的吸附能力效果最好,但并没有使土壤对NH4+吸附强度增强,反而减弱了。值得注意的是,5g／kg施加量下各处理在培养第30d时,吸附强度较CK增大明显,且都大显著高于其他处理土壤,达到显著差异水平(p0.05)。 (4)施入秸秆复合改良材料使沙质土壤对NH4+-N的解吸能力有所增加。改良材料用量相同时,其中的PAM比例对土壤NH4+-N的解吸率影响规律不强,土壤NH4+的解吸率却随秸秆改良材料用量的增大而提高,表明施用秸秆改良材料虽然能提高土壤对氮素的吸附总量,但却不能提高对氮的保蓄能力。 (5)土柱淋溶试验结果发现,经改良后的沙质土壤淋滤液中的NH4--N和N03'-N浓度及累积淋失量较CK明显降低,且随秸秆复合改良材料用量的提高而降低。表明提高秸秆复合改良材料的用量能有效地抑制它们的迁移,抑制氮素的淋溶损失。复合改良材料用量相同时,淋滤液中NH4+-N和N03'-N浓度及累积淋失量以PAM比例为0.99%时最低,表明秸秆复合改良材料中添加此比例的PAM能有效抑制NH4+-N和N03--N的淋溶损失。研究表明,当秸秆改良材料用量为10g/kg、PAM添加比例为0.99%时的处理效果最好,淋滤液中NH4+-N和N03-N的最终累积淋失量分别较CK降低了28.26%、41.50%。 【关键词】：秸秆改良材料 PAM 吸附解吸 淋溶 氮
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：S153.6
【目录】：

• 摘要7-9
• ABSTRACT9-11
• 第1章 文献综述11-16
• 1.1 沙质土壤改良技术研究与应用现状11-14
• 1.2 土壤改良剂应用方面存在的问题及开发方向14-16
• 第2章 引言16-18
• 2.1 研究背景16
• 2.2 研究目的及意义16-17
• 2.3 研究内容17
• 2.4 研究的技术路线17-18
• 第3章 材料与方法18-21
• 3.1 试验材料18-19
• 3.2 试验设计与方法19-20
• 3.3 分析方法20-21
• 第4章 结果与讨论21-40
• 4.1 复合改良材料对沙质土壤矿质氮素赋存含量的影响21-26
• 4.2 秸秆改良材料对沙质土壤NH_4~+吸附-解吸特征的影响26-35
• 4.3 秸秆改良材料对矿质氮淋失损失的影响35-40
• 第5章 结论与建议40-42
• 5.1 结论40-41
• 5.2 建议41-42
• 参考文献42-45
• 致谢45-46
• 发表论文及参加课题46

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