Plant Soil Environ丨 不同施肥条件下植物有效硅
2023/7/10 17:40:47 阅读:76 发布者:
论文内容
研究背景:
硅(Si)是地壳中含量第二丰富的元素。其在土壤中的含量从粉质土壤中的200 g Si/kg到砂质土壤中的450 g Si/kg不等。然而,植物对硅元素的可利用性在很大程度上取决于影响硅吸附和解吸过程的土壤性质,尤其是土壤ph。植物可利用硅的含量从3 × 10-3到4.5 × 10-3 g Si/kg土壤不等。硅被列入对许多植物物种的生长发育具有积极影响的一组元素,特别是增强其对生物和非生物胁迫的抗性。许多研究还证明,一些植物,如水稻、甘蔗、小麦、大豆、土豆或燕麦,对使用具有产量盈余的元素进行施肥。正如klotzb等人所证明的那样,矿物和有机肥料主要通过土壤ph的影响来影响土壤中有效硅的含量。土壤反应对土壤矿物风化过程的速率、硅的吸附-解吸过程和植物岩的溶解度有相当大的影响,这些过程决定了土壤中有效硅的数量。因此,本研究旨在测定长期非持续施肥条件下沙质土壤中植物有效硅(以0.01 mol/L CaCl2萃取)的含量,并测定所选作物对该元素的供应程度。
研究内容:
本研究是基于设在斯基涅维采华沙生命科学大学农业与生物学院实验站(51°57'N, 20°9'E)的永久施肥试验。该实验建立于1923年,采用四次重复的随机分组方法,土壤的基本性质如表1所示。这项研究一直持续到今天。试验采用4块田轮作,分别种植马铃薯、燕麦、黑麦和春大麦。试验包括施肥和不施肥条件下的0、CaNPK、NPK、NP、NK和PK施肥组合。以硝酸铵的形式施用90公斤每公顷的矿物肥料,以三元过磷酸钾的形式施用26公斤每公顷,以高百分比钾盐的形式施用91公斤每公顷,每年进行一次施肥操作。每四年施用石灰1.14吨钙/公顷,施用肥料30吨/公顷。研究用的土壤样品是在早春用不锈钢土壤取样探头从表层土壤(0-20 cm)采集的。土样风干后筛至< 2 mm。研究的植物材料是赫尔墨斯品种的土豆(块茎)和龙品种的燕麦(谷物和秸秆)。硅含量的测定采用ICP法,在微波的封闭系统中湿矿化(将10 cm3的浓酸HNO3和HClO4的混合物以5:2的比例加入到0.3 g植物材料中,并矿化0.5 h)。对所得结果进行统计处理,采用多因素方差分析和线性回归方法。采用Tukey检验确定平均值之间差异的显著性,显著性水平P = 0.05。应用Statistica ver软件对结果进行统计分析。
结果表明,土壤中有效硅含量与土壤性质和施肥水平有关,土壤中硅元素含量在NK与粪肥配施时最低,在全矿肥配施(CaNPK +粪肥)时最高(表2)。土壤中硅含量与pH和交换性铝有关,与有效磷含量的关系较小(图1)。土壤中交换性铝含量的增加导致有效硅含量的大幅下降(r = -0.76)。随着有效磷含量的增加,土壤中有效硅含量增加(r = 0.36),但由于回归线平行,这种关系不依赖于土壤pH(图1d)。在磷、钾施肥和施用粪肥的情况下,也观察到对土壤中有效硅含量的积极影响(图2)。在氮肥的影响下,未施用氮肥的土壤中硅含量减少了16%以上(图2)。植株硅含量因土壤性质和施肥量的不同而不同,在石灰和施用有机肥(CaNPK和CaNPK +有机肥)的情况下最高(表3)。分析的植物中硅含量最高的是燕麦秸秆,最低的是马铃薯。谷类植物属于比双子叶植物积累更多硅的一类植物。
研究结论:
有效硅含量取决于土壤性质和长期分化施肥。全磷肥(CaNPK)组合土壤有效硅含量最高,不施石灰的NK组合土壤有效硅含量最低。石灰和有机肥增加了土壤中有效硅的含量。随着土壤pH值的增加,土壤中交换性铝含量的增加导致有效硅含量的显著降低。硅释放到土壤溶液中的量取决于磷的含量,并随着土壤有效磷含量的增加而增加。土壤中有效硅的含量超过了马铃薯所需营养的数倍。这表明植物对硅的营养需求很小。燕麦对硅的营养需求要高出数倍,而土壤中可用硅的量通常不足以覆盖它们。
转自:“农科学术圈”微信公众号
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