脱硫石膏与有机物料对苏北滨海盐渍土的改良效应及评价

发布时间：2018-03-12 23:39

本文选题：脱硫石膏　切入点：有机物料　出处：《南京农业大学》2016年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：苏北滨海盐渍土总面积为66.67×104hm2,目前仍以每年0.13×104hm2的速度增长,是我国重要的后备土地资源。苏北滨海盐渍土的成土母质为海相沉积物,土壤结构发育不明显,养分贫瘠,加之该区受海潮和海水型地下水的影响,土壤中可溶性盐分含量较高,严重制约了当地农业的发展。基于此,本研究以江苏省沿海地区农科所下属沿海农业科技示范园内滨海盐渍土为研究对象,在分析了研究区农田土壤盐碱特征和养分状况的基础上,选取脱硫石膏和有机物料(有机肥和腐殖酸)作为改良材料,通过四年田间试验研究了脱硫石膏、有机肥、腐殖酸以及脱硫石膏与有机物料配施对土壤盐碱指标、养分状况、结构特征以及作物生长的影响,以探明脱硫石膏和有机物料对滨海盐渍土水盐调控和地力提升的效应,并且利用模糊综合评价方法对不同改良措施下土壤质量进行了评价,为苏北滨海盐渍土地区农田土壤质量培育、农业高效利用提供科学依据和实践指导。本文的主要研究结果如下:(1)通过研究试验区土壤盐分空间分布和养分状况表明:研究区土壤属中度盐渍化土,剖面(0-100cm)盐分含量均值为2.10 g.kg-1; 土壤pH值较高,均值为8.72。土壤盐分主要受Na+和Cl-的支配,分别占阳离子、阴离子总量的80.51%、62.67%;pH值主要受HCO3-和CO32-含量的支配。在不同土层间,土壤盐分含量与Na+和Cl-的变化一致,0-20 cm 土层土壤盐分含量最高(2.56 g·kg-1), 20-100 cm 土层盐分含量在1.81-2.11 g·kg-1之间,盐分表聚明显;土壤pH值与HCO3-含量的变化一致,随着深度的增加逐渐增大。土壤有机质、全氮和碱解氮的含量分别为9.21 g·kg-1、0.53 g·kg-1和51.02 mg·kg-1,处于贫乏级别;有效磷和速效钾的含量分别为13.70mg·kg-1和122.34 mg·kg-1,处于较丰富的级别。(2)通过研究脱硫石膏和有机物料处理下土壤水盐的动态变化规律,结果表明:脱硫石膏处理下,在2012年(贫水年)0-20 cm 土层Ca2+、Na+和盐分含量显著增加;随着改良年限的延长,盐分逐渐降低,到2015年0-20 cm 土层土壤Na+、Cl-、盐分含量、pH值和钠吸附比(SAR)显著低于对照,而60-80 cm 土层土壤Na+、Cl-盐分含量和SAR则有不同程度的增加。有机物料的施用增加了 0-20 cm 土层土壤含水量,降低了土壤盐分、pH值和SAR,但其对土壤盐碱的作用效果不及脱硫石膏。脱硫石膏和有机物料配施对土壤水盐调控作用优于单独施用。脱硫石膏和腐殖酸配施,土壤水分含量最高,土壤Na+、Cl-、盐分和pH值最低,较对照显著降低了 40.05%、28.45%、28.45%和0.31;脱硫石膏和有机肥配施后,土壤Ca2+含量最高,较对照显著增加了 153.98%,土壤SAR最低,较对照显著降低了 54.60%。(3)通过研究脱硫石膏和有机物料对土壤养分的影响,结果表明:脱硫石膏的施用显著增加了 0-20 cm 土层土壤有机质和全氮含量,而显著降低了碱解氮和有效磷含量;有机物料对0-20 cm 土层土壤养分的提升效果好于脱硫石膏,同时也增加了20-40 cm 土层土壤养分的含量。脱硫石膏与有机物料配施,尤其是与有机肥配施后,0-20 cm 土层土壤有机质和全氮含量最高,分别增加了 30.85%和42.18%,碱解氮、有效磷和速效钾的含量也提高了 34.38%、42.77%和25.47%。土壤各养分指标间均存在着显著的相关性。(4)通过研究脱硫石膏和有机物料对土壤物理性质的影响,结果表明:单独施用脱硫石膏或有机物料都能够降低土壤容重,增加土壤孔隙度、团聚体含量、饱和导水率和有效水含量,有机物料的作用效果好于脱硫石膏。脱硫石膏和有机物料配施对土壤物理性质的作用效果好于单独施用。其中,脱硫石膏和有机肥配施处理下土壤容重最低(较对照降低了 6.99%), 土壤孔隙度、有效水含量和饱和导水率最高(较对照分别增加了 8.27%、18.07%和126.97%);脱硫石膏和腐殖酸配施处理下土壤团聚体含量和团聚体平均质量直径最高(较对照增加了 63.34%和42.31 % )。土壤有机质含量与容重、孔隙度、团聚体含量、团聚体平均质量直径和有效水含量间呈显著的线性关系,同时各物理性质间也存在着一定的相关性。(5)通过研究脱硫石膏和有机物料对作物生长的影响,结果表明:脱硫石膏的施用促进了油菜的生长,表现在油菜株高、生物量和产量均有显著增加,而对玉米的影响较小;有机物料对油菜和玉米的生长都有显著的促进作用,且效果好于脱硫石膏。脱硫石膏和有机物料配施,尤其是与有机肥配施对作物生长的促进效果最好,在该措施下四年间油菜和玉米的平均产量分别增加了 23.08%和13.53%。同时,在2015年油菜的每角果粒数和千粒重以及玉米的千粒重较对照也有显著的增加。作物产量与土壤性质间有一定的相关性,油菜产量与土壤SAR间的相关性显著,玉米产量与土壤盐分含量间的相关性显著。(6)利用模糊综合评价法分析了不同改良措施对土壤质量的提升效果,结果表明:脱硫石膏和有机物料的施用均能够有效地提升土壤质量,单独施用脱硫石膏或有机物料的处理下土壤质量提升了一个等级,脱硫石膏与有机物料配施处理下土壤质量提升了两个等级。脱硫石膏和有机肥配施的土壤质量指数最高,结合该措施在农业中的应用对环境保护和资源可持续利用也有积极的效应,本研究认为脱硫石膏和有机肥配施是一种适宜于苏北滨海盐渍土改良的最优组合。进一步分析不同改良材料对土壤质量的影响,发现脱硫石膏对于消减土壤盐碱障碍和改善土壤结构性状都有一定的效果,有机肥对于提升土壤养分状况和改善土壤物理性状有积极的作用,腐殖酸可以在用量较少的情况下实现对土壤物理性质的改善。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：南京农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S156.42

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