【摘要】：使用工業(yè)肥料已經(jīng)對(duì)我國的水、大氣、土壤等環(huán)境造成了巨大的污染,土壤養(yǎng)分失衡、重金屬污染、水體污染、溫室效應(yīng)等環(huán)境污染日益嚴(yán)重,研究新型的農(nóng)業(yè)肥料是我國當(dāng)代農(nóng)業(yè)研究者最重要的課題之一。在地球生態(tài)環(huán)境中,腐殖質(zhì)是分布最廣泛的多功能綠色天然有機(jī)質(zhì),作為一種脲酶抑制劑,能有效地抑制尿素在土壤中的轉(zhuǎn)化,同時(shí)能促進(jìn)磷酸酶的活性,且腐殖酸緩效肥料對(duì)土壤沒有任何殘留和污染,對(duì)作物具有良好的刺激作用。因此,腐殖酸作為緩效肥料的應(yīng)用具有良好的發(fā)展前景,目前已經(jīng)引起世界各國的關(guān)注。本研究對(duì)不同來源的腐殖酸,及根據(jù)沉降法分級(jí)制備的具有不同分子量的腐殖酸或者不同活化方法制備的腐殖酸,結(jié)合水培、瓊脂培養(yǎng)、溫室試驗(yàn)和大田試驗(yàn)相結(jié)合的方式,試圖對(duì)土壤和植物生長進(jìn)行有效調(diào)控。該工作為開發(fā)新型活化腐殖酸肥料提供了詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)。本論文主要章節(jié)的研究內(nèi)容和結(jié)論總結(jié)如下:1、不同分子量腐殖酸對(duì)土壤酶和營養(yǎng)元素的影響:土壤磷酸酶和脲酶活性的測(cè)定作為評(píng)價(jià)土壤肥力水平的指標(biāo)。腐殖酸中相關(guān)的羧基可以促進(jìn)或者抑制酶的活性,培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)之前,先用核磁共振對(duì)腐殖酸官能團(tuán)進(jìn)行量化分析,結(jié)果表明:小分子腐殖酸比大分子腐殖酸有更高含量的0-烷基、芳香碳和羧基碳,而大分子的腐殖酸則含有較高的肽和糖類的碳。小分子腐殖酸(HS1)對(duì)脲酶的抑制作用是最強(qiáng)的,對(duì)酸性磷酸單脂酶和堿性磷酸單脂酶的增強(qiáng)作用也是最好。同時(shí)大分子腐殖酸(HS3)對(duì)磷酸二酯酶的促進(jìn)作用優(yōu)于小分子腐殖酸(HS1)。腐殖酸的添加會(huì)促進(jìn)土壤中有效磷含量的增加,以大分子腐殖酸的作用最明顯。不同分子級(jí)別的腐殖酸對(duì)土壤速效鉀含量的影響不大,但腐殖酸的施入能提高土壤中速效鉀的含量。不同分子級(jí)別腐殖酸的施入,使得有效鎂、有效銅、有效鋅的含量都有明顯的增加,小分子腐殖酸對(duì)土壤的改良最優(yōu)。2、不同來源的腐殖質(zhì)對(duì)土壤酶和營養(yǎng)元素影響:市場(chǎng)上的腐殖酸肥料的生產(chǎn)大多采用不同腐殖化程度的有機(jī)物料,其性質(zhì)和組成是否相同,作用是否一致等問題,一直是困擾腐殖酸肥料研究的重要問題。使用不同施用量的褐煤提取的腐殖酸和其他來源的腐殖質(zhì)對(duì)土壤酶和營養(yǎng)元素的影響進(jìn)行研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn):不同來源腐殖質(zhì)的施入都能很好抑制脲酶活性,對(duì)土壤有很好的調(diào)節(jié)作用,其中以O(shè)MRI和SP85對(duì)脲酶的抑制效果最好。在低施用量下,不同來源的腐殖質(zhì)對(duì)土壤磷酸二酯酶具有促進(jìn)作用,其中以O(shè)MRI腐殖質(zhì)的促進(jìn)效果最好。HS處理對(duì)酸性磷酸單脂酶的促進(jìn)作用最強(qiáng)。OMRI處理在施用量600 kg/hm2下,堿性磷酸單脂酶活性最高為212.01mg/kg h。HS對(duì)堿性磷酸單酯酶的促進(jìn)作用在四個(gè)不同腐殖質(zhì)中最弱。結(jié)果證明對(duì)于K和Zn的促進(jìn)最好的是HS,對(duì)于P、Mg促進(jìn)作用最強(qiáng)的是OMRI,對(duì)于銨態(tài)氮抑制效果最強(qiáng)的是OMRI,對(duì)Cu促進(jìn)最強(qiáng)的是FA,對(duì)Ca抑制最強(qiáng)的是HS。3、不同分子量褐煤提取腐殖酸對(duì)苗期油豆角生長和營養(yǎng)吸收影響:測(cè)定不同分子級(jí)別的腐殖酸對(duì)苗期中油豆角的根系、生長狀態(tài)和營養(yǎng)元素吸收利用狀況的影響,明確不同分子量處理腐殖酸的差異,為評(píng)估不同分子量范圍的腐殖酸的農(nóng)用效果提供理論和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。本實(shí)驗(yàn)從褐煤提取的不同分子量的腐殖酸作為肥料,在瓊脂培養(yǎng)下觀察,油豆角苗期的生長,為褐煤在油豆角的使用方面提供可靠依據(jù)。腐殖酸能刺激油豆角根系和葉片的生長,尤其是小分子腐殖酸HS1,然而對(duì)根系和植株的養(yǎng)分吸收卻不是很明顯。小分子腐殖酸HS1可以有效地增加根系的長度、正面積和總面積,但大分子腐殖酸HS3卻有減少根系長度、正面積、總面積和體積的趨勢(shì)。腐殖酸對(duì)油豆角葉片的SPAD的影響不是特別明顯。同時(shí)植株的含鉀量有隨著腐殖酸的分子量減小而增加的趨勢(shì)。4、不同分子量褐煤提取腐殖酸對(duì)苗期玉米生長和營養(yǎng)吸收影響:小分子腐殖酸含有較高的芳香碳和羧基碳,小分子腐殖酸可以更容易達(dá)到根部的質(zhì)膜,更有利于營養(yǎng)的吸收。本試驗(yàn)對(duì)苗期玉米進(jìn)行不同濃度腐殖酸的水培或者瓊脂培養(yǎng),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明腐殖酸能有效促進(jìn)玉米苗期根部和葉片的生長,在瓊脂培養(yǎng)皿中,小分子腐殖酸相對(duì)于其他處理葉片數(shù)和根系長度增加。但在水培條件培養(yǎng)下,大分子的腐殖酸對(duì)根莖的生長最有影響。5、不同分子量腐殖酸對(duì)生菜生長發(fā)育影響:本研究以內(nèi)蒙古風(fēng)化煤為試驗(yàn)材料,采用KOH浸提,測(cè)定研究不同分子量和不同施用量的腐殖酸對(duì)種子發(fā)芽、溫室生菜生長、產(chǎn)量以及營養(yǎng)元素吸收利用的影響,明確不同分子量腐殖酸和不同施用量的差異,為評(píng)估不同分子量范圍的腐殖酸的農(nóng)用效果提供理論依據(jù)。不同分子量腐殖酸隨著施用濃度的增加均可促進(jìn)生菜幼苗鮮重的增加,隨著施肥量的提高,促進(jìn)作用更加明顯,且施用HS1和HS2的效果均好于施用HS, SED和IM的效果。在同等施肥水平下,HS1對(duì)整個(gè)生育期生菜干物質(zhì)積累有明顯的促進(jìn)作用。在不同腐殖酸施用量的條件下,腐殖酸的分子量越小對(duì)生菜干物質(zhì)的累積量的增加就越明顯。不同分子量的腐殖酸以及不同施用量及其二者的交互作用對(duì)生菜植物中K, P含量無明顯影響。6、施用不同活化處理制備腐殖酸對(duì)西紅柿和甘藍(lán)生長發(fā)育影響:以內(nèi)蒙古和山西風(fēng)化煤為試驗(yàn)材料,采用不同的活化處理方式,旨在研究不同風(fēng)化煤處理對(duì)大田西紅柿、甘藍(lán)的生長、產(chǎn)量以及營養(yǎng)元素吸收利用的影響,明確不同風(fēng)化煤對(duì)作物的影響,為經(jīng)濟(jì)效益高的蔬菜生產(chǎn)過程中科學(xué)、合理施用不同風(fēng)化煤提供理論依據(jù)。無論是內(nèi)蒙古風(fēng)化煤,還是山西風(fēng)化煤,經(jīng)過酸堿處理后,其效果明顯強(qiáng)于不處理風(fēng)化煤。與CK相比,施用不同風(fēng)化煤對(duì)西紅柿果實(shí)產(chǎn)量,經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量以及甘藍(lán)菜心的鮮重,均有顯著的增產(chǎn)作用。與其他處理相比,LIM+KOH處理能夠顯著增加西紅柿后期葉綠素的含量,果實(shí)總產(chǎn)量以及果實(shí)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量。相比之下,施用LIM+HN03對(duì)于促進(jìn)甘藍(lán)的總鮮重,菜心鮮重方面比其他處理有明顯的優(yōu)勢(shì)。另外,經(jīng)過堿處理后的兩種風(fēng)化煤對(duì)作物地上部分生長均有明顯的促進(jìn)作用。
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【學(xué)位授予單位】：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S141

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2355839