中低分子量腐殖酸提高冬小麦磷吸收和产量的机理

【目的】研究不同分子量腐殖酸与磷肥复合制备的腐殖酸磷肥对作物和土壤磷有效性的影响,为腐殖酸磷肥研发和磷素高效利用提供理论依据。【方法】利用超滤分级方法,将风化煤腐殖酸分子量分为> 100 kDa、10~100 kDa和<10 kDa 3个部分,获得高(HAH)、中(HAM)、低(HAL)不同分子量的腐殖酸,采用磷酸与KOH反应法制备普通磷肥(P)、未分级腐殖酸磷肥(PHA)、高分子量腐殖酸磷肥(PHAH)、中分子量腐殖酸磷肥(PHAM)和低分子量腐殖酸磷肥(PHAL) 5种磷肥。采用深100 cm、内径25 cm的土柱进行冬小麦栽培试验,按等磷量原则,设置P、PHA、PHAH、PHAM、PHAL 5个施磷处理,同时设置与4个施磷处理对应的等量腐殖酸处理(HA、HAH、HAM、HAL),以不施磷肥为对照CK。测定小麦产量及产量构成因素、植株磷含量及不同层次土壤有效磷含量。【结果】1)与CK相比,腐殖酸处理(HA、HAH、HAM、HAL)小麦增产不明显。与普通磷肥相比,PHA、PHAM和PHAL处理产量显著提高了14.73%、18.84%、21.37%(P <0.05),3个处理间产量差异不显著,PHAH增产不明显。PHAL处理千粒重显著高于普通磷肥处理,其余3个腐殖酸磷肥处理增幅未达显著水平。2) PHA、PHAM和PHAL处理籽粒吸磷量较普通磷肥处理分别显著提高14.97%、19.45%、22.68%,而PHAH增幅未达显著水平;腐殖酸磷肥处理间秸秆吸磷量没有显著差异。3)与普通磷肥相比,PHA、PHAH、PHAM、PHAL磷肥偏生产力和农学效率分别提高14.71%、6.01%、18.82%、21.35%和14.95%、1.66%、20.18%、23.03%,磷肥表观利用率分别提高2.93、0.51、4.52、5.41个百分点,也以中、低分子量腐殖酸磷肥效果最为明显,腐殖酸中的氧烷基碳、羧基/酰胺基碳、烷基碳结构与小麦籽粒产量和磷肥利用率具有正相关性,与芳香碳、芳香C―O负相关。4) 4个腐殖酸磷肥处理间及其与普通磷肥处理间0—20、20—40、40—60 cm土层土壤有效磷含量差异不显著。【结论】田间土柱栽培条件下,单施腐殖酸对小麦没有表现出明显的增产效果。腐殖酸中的氧烷基碳、羧基/酰胺基碳、烷基碳结构与小麦磷素吸收具有正相关性,低分子量腐殖酸具有较多的烷基碳、氧烷基碳、羧基/酰胺基碳结构,因而低分子量腐殖酸提高磷肥中磷素利用率的作用好于中分子量腐殖酸,而高分子量腐殖酸的效果不显著。

沼渣与餐厨废弃物、牛粪联合堆肥的腐殖化进程研究

为探究不同沼渣联合堆肥的腐殖化进程,以污泥沼渣、秸秆沼渣和醋糟为主要原料分别与餐厨废弃物、牛粪联合堆肥,进行堆肥过程中酶活性变化及堆肥前后腐殖化特征变化的表征。研究结果表明:秸秆沼渣堆肥过程中脱氢酶和脲酶活性随着堆肥进行呈先增加后降低的趋势,且保持较高的多酚氧化酶、纤维素酶活性,加速了有机物的分解和腐殖化;相比秸秆沼渣和醋糟,污泥沼渣在堆肥结束时脱氢酶和脲酶活性依然较高,分别为19.25μg/(g·h)、6.22 mg/(g·d),表明还存在部分不稳定有机物。经过30 d堆肥后,沼渣逐渐腐殖化,腐殖酸的分子量分别由堆肥前的2 024、3 284、2 090 Da变为堆肥后的2 061、3 929、3 990 Da。综上,基于多元参数表征能够为沼渣的高效资源化及其产品应用提供理论依据。

低分子量腐殖酸改性蒙脱土对黄曲霉素的吸附作用

采用振荡平衡法研究了相对分子质量<3 500的低分子量腐殖酸改性蒙脱土对黄曲霉素(AFB1)的吸附作用及机制.吸附动力学实验结果表明,0～24 h内,蒙脱土原土快速吸附AFB1,在2 h处吸附量即至最大值,而后吸附量持续降低,12 h后趋于稳定、吸附量为1.01μg.g-1;0～24 h内,改性蒙脱土对AFB1的吸附量则持续增加,12 h时吸附量达最大值(1.60μg.g-1),其后吸附达平衡.用腐殖酸改性后,蒙脱土对AFB1的等温吸附曲线由Langmuir型转变为Freundlich型,平衡浓度较高条件下,AFB1在改性蒙脱土上的吸附量明显高于蒙脱土原土.蒙脱土改性后晶层坍塌,出现不规则和絮状松散结构,与其表面聚集的腐殖酸形成较为稳定的"矿物-腐殖酸"复合体,增强了其对疏水性AFB1的吸附能力.随溶液pH值的增大,原土和改性蒙脱土对AFB1的吸附量均增大,但AFB1在改性蒙脱土上吸附量的增加幅度较大,这可能主要与溶液碱性的提高促进了AFB1与蒙脱土矿物的氢键及电性结合有关.研究结果可为进一步阐明AFB1在土壤中的界面过程和环境归趋提供依据.