聚甲基硅氧烷改性有机硅对土壤酸碱调节的作用及机理研究

碱性条件下,将聚甲基硅氧烷改性,得到改性有机硅。将其与路易斯酸、质子碱、强酸和强碱按一定比例混溶于甲醇中,常温搅拌30 min。X射线光电子能谱(XPS)结果表明,路易斯酸中金属离子电子结合能均向高结合能方向位移,改性有机硅的氧原子电子结合能均不同程度降低。在不同pH值的路易斯酸、质子碱、强酸和强碱溶液中加入改性有机硅,测定其pH值。结果显示,不同易斯酸和强酸溶液pH值均有升高,质子碱和强碱溶液pH值降低。结论:改性有机硅主链结构由Si—O—Si键构成,其中氧原子的孤对电子具有路易斯碱的性能;而改性有机硅中的多羟基结构具有质子酸的性能。所以有机硅材料与普通复合肥以一定比例混合复配制得的有机硅复合肥具有调控土壤酸性和盐碱性的作用。

有机硅改性复合肥防治水稻镉污染的效果和初步机制

为探讨有机硅改性复合肥防治水稻镉(Cd)污染的效果和机制,采用田间小区试验和大面积示范试验,研究不同配比的有机硅改性复合肥及其不同用量对水稻镉含量、养分吸收、产量和土壤镉有效性及其形态变化的影响。结果表明,小区试验中,与CK和CF1相比,施用有机硅改性复合肥降低了水稻分蘖期茎叶部和根部镉含量,分别下降57.0%~64.1%和24.0%~65.4%;与CK相比,成熟期茎叶镉含量降低30.1%~74.3%,稻米镉含量下降65.3%~81.1%。该结果在大面积示范中得到验证,与普通复合肥相比,有机硅改性复合肥降低了44.2%~86.0%的稻米镉含量,基本达到稻米食用安全国家标准;增加水稻对氮、磷、钾、铁的吸收;增产12.1%~20.0%;土壤pH值提高0.07~0.47;有效镉含量下降1.9%~14.3%。小区试验土壤镉形态分析表明,与CK和CF1相比,有机硅改性复合肥处理的交换态镉含量下降1.2%~22.3%、还原态镉含量增加6.1%~43.0%、氧化态镉含量下降6.8%~35.0%、残渣态镉含量增加2.2%~60.0%。综上所述,施用有机硅改性复合肥可以提高水稻养分吸收,增加水稻产量,同时降低水稻对镉的吸收转运,是一项水稻镉污染防治的新技术。

有机硅改性复合肥对玉米养分和镉吸收的影响

有机硅改性复合肥是一种新型肥料,具有提高肥料利用率,降低重金属吸收积累的作用,研究其对作物养分吸收和镉吸收的影响及机制对于推广新型肥料和降镉技术具有重要意义。采用大田试验研究了有机硅改性复合肥对玉米产量、养分吸收及镉含量的影响。结果表明,与普通复合肥相比,有机硅改性复合肥显著提高玉米总生物量59%~60%,提高收获系数40%~42%,提高玉米产量123%~127%;显著提高植株N、P、K积累量26%~47%、19%~21%、38%~51%,其中显著提高玉米籽粒中N、P和K积累量72%~90%、72%~82%和103%~128%。同时,与普通复合肥相比,施用有机硅改性复合肥玉米籽粒Cd含量下降11%~13%。与普通复合肥相比,施用有机硅改性复合肥提高土壤pH值0.13~0.23,土壤交换性镉下降,同时可还原态和残渣态镉增加。结果表明,施用有机硅改性复合肥促进玉米养分吸收,提高产量,同时降低镉的吸收,是一项玉米增产降镉的新技术。

有机硅复合肥促土壤颗粒团粒化行为分析

本文通过对聚甲基硅氧烷改性得到了低分子量聚甲基硅氧烷,采用红外、核磁及热重表征,结果表明有机硅具有聚硅氧烷结构及较好的稳定性,主链由Si-O-Si键构成,富含丰富疏水性的-CH3和亲水性的-OH基团,具备了吸水保水、离子络合等功能。将有机硅与氮、磷、钾、黄腐酸和有机质以一定配比复合制得有机硅复合肥;采用徕卡显微镜研究了有机硅复合肥对不同土壤颗粒团粒化的行为,并与聚丙烯酰胺(PAM)进行了对比。结果显示:合成的聚甲基硅氧烷在水溶液中复配制得的有机硅复合肥对土壤颗粒有较好的吸附作用,可将其“粘聚”团粒化。通过电导率测定证明,有机硅复合肥可有效地降低粘土和盐碱土的溶液电导率值,表明该聚甲基硅氧烷中的多个硅羟基和硅氧硅键对土壤颗粒具有较强的作用力。

有机硅调理剂在水稻旱育秧上的应用效果研究

有机硅调理剂在水稻旱育秧上的应用效果研究结果表明,水稻旱育秧施用有机硅调理剂可显著提高秧苗质量,有效促进水稻增产高产,增产幅度达13.59%,可在盐碱地区推广应用。