长期秸秆还田下土壤纳米和微纳米颗粒供钾特征

基本信息
批准号:41907071
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:26.00
负责人:张志毅
学科分类:
依托单位:湖北省农业科学院
批准年份:2019
结题年份:2022
起止时间:2020-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:
关键词:
土壤养分形态与转化纳米颗粒粘土矿物土壤养分释放钾素有效性
结项摘要

Direct straw returning is an important means of supplementing soil potassium. The study on the change of soil potassium supply characteristics under straw returning plays an important role in potassium management. The mainly clay minerals of soil nano- and micro-nano-particles are single type, small crystal size and weak crystallization, which are susceptible to the environment impact. However, the potassium supply characteristics of soil nano-particles and micro-nanoparticles under long-term straw returning are still unclear. In this project, using long-term (14 years) positioning experiment of rice-wheat rotation, inorganic and organic-inorganic complex particles of nanometer (25-100 nm), micro-nanometer (100-450 nm) and micrometer (450-2000 and < 2000 nm) were separated and extracted. Studying the composition and structure characteristics of clay minerals in different clay particles, combining with the morphology, content and potassium release characteristics of clay particles, revealing the effects of long-term straw returning on clay mineral composition and structure and relationship with potassium supply characteristics in soil nanoparticles, micro-nanoparticles and micro-particles. The characteristics of adsorption and desorption of potassium by pure minerals were studied through simulation experiments, and the similarities and differences of fixation and release mechanism of potassium by different size minerals were explored. The results will enrich and develop the basic theory of potassium nutrient transformation under straw returning and the characteristics of soil potassium supply, provide theoretical basis for the recycling of rice straw and wheat straw and the management of soil potassium fertilizer in China.

秸秆直接还田是补充土壤钾素的重要手段,研究秸秆还田下土壤供钾特征的变化对钾肥管理具有重要作用。土壤纳米和微纳米颗粒主要以类型单一、晶体尺寸小、结晶弱的粘土矿物为主,因此其易受秸秆还田的影响。然而长期秸秆还田下土壤纳米和微纳米颗粒释钾特征尚不清楚。本项目利用长期(14年)定位试验,分离并提取纳米、微纳米和微米无机和有机无机复合体颗粒。通过现代仪器分析技术研究土壤颗粒中粘土矿物组成和晶体结构特征,结合各颗粒中钾素形态变化和缓效钾释放特性,阐明长期秸秆还田下土壤纳米、微纳米和微米颗粒供钾特征的异同。再通过模拟试验研究不同尺寸纯粘土矿物对钾的吸附与解吸特点,揭示不同粒径土壤颗粒的供钾机理。研究结果将丰富和发展秸秆还田下钾素养分转化基础理论和土壤供钾特性,为我国稻麦秸秆循环利用、土壤钾肥管理提供理论依据。

项目摘要

秆直接还田是补充土壤钾素的重要手段,研究秸秆还田下土壤供钾特征的变化对钾肥管理具有重要作用。然而长期秸秆还田下土壤纳米和微纳米颗粒释钾特征尚不清楚。本项目利用长期(14年)定位试验,分离并提取纳米(<100 nm)、微纳米(100-450 nm)和微米(450-2000nm)无机颗粒和有机颗粒。分析不同土壤颗粒的钾素形态变化和释放规律、粘土矿物类型和结构特征;以伊利石、蛭石和蒙脱石为对象,通过分析矿物颗粒钾素形态和钾素释放特点,探讨不同尺寸粘粒对钾供给的作用机制。结果表明:(1)秆秸秆的外源钾素能够补充土壤钾素,土壤钾素由亏缺转为盈余状态。长期秸秆还田主要提高粘土矿物层间和表面钾素库存,促进作物生育过程和钾素耗竭时土壤钾素供给能力。(2)土壤粘粒中各形态钾素随粒径降低而增加,主要分布在100-450和<100nm颗粒,长期秸秆还田主要促进纳米和微纳米颗粒非交换性钾的固定。(3)长期秸秆还田并未显著改变各土壤粘粒的粘土矿物组成和结构,粒径是影响粘土矿物组成的主要因素,随着粒径降低,土壤颗粒中蛭石和蒙脱石比重升高。(4)常见含钾矿物的钾素固持和释放能力依次表现为蛭石>蒙脱石>伊利石,蛭石微纳米颗粒和蒙脱石纳米颗粒对钾素具有更高固定和释放能力。(5)结合土壤无机和有机颗粒、矿物颗粒钾素形态、Q/I关系和有机碳组成特征,秸秆还田主要通过增加土壤100-450和<100 nm颗粒中活性有机碳与蛭石和蒙脱石的胶结,从而提升土壤粘粒中非交换性钾的固定及钾素释放。项目研究完善土壤钾素转化理论,对作物科学施肥具有重要实践意义。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

DOI:10.7498/aps.67.20171903
发表时间:2018
2

路基土水分传感器室内标定方法与影响因素分析

路基土水分传感器室内标定方法与影响因素分析

DOI:10.14188/j.1671-8844.2019-03-007
发表时间:2019
3

粗颗粒土的静止土压力系数非线性分析与计算方法

粗颗粒土的静止土压力系数非线性分析与计算方法

DOI:10.16285/j.rsm.2019.1280
发表时间:2019
4

硬件木马:关键问题研究进展及新动向

硬件木马:关键问题研究进展及新动向

DOI:
发表时间:2018
5

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

DOI:10.7606/j.issn.1000-7601.2022.03.25
发表时间:2022

张志毅的其他基金

批准号:81273291
批准年份:2012
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:81572405
批准年份:2015
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:30872336
批准年份:2008
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:30872043
批准年份:2008
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
批准号:81872266
批准年份:2018
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:81201717
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30571516
批准年份:2005
资助金额:28.00
项目类别:面上项目
批准号:30170780
批准年份:2001
资助金额:16.00
项目类别:面上项目
批准号:30271093
批准年份:2002
资助金额:20.00
项目类别:面上项目
批准号:59303024
批准年份:1993
资助金额:6.50
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81771749
批准年份:2017
资助金额:60.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

基于示踪技术的土壤微食物网对长期秸秆还田潮土有机碳影响的研究

批准号:31800440
批准年份:2018
负责人:张靖楠
学科分类:C0311
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
2

稳定性氮肥施用与秸秆还田对土壤保氮供氮机制影响

批准号:41877106
批准年份:2018
负责人:马强
学科分类:D0710
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
3

基于MiSeq平台的土壤微生物对长期免耕和秸秆还田响应的研究

批准号:31560379
批准年份:2015
负责人:牛伊宁
学科分类:C1312
资助金额:40.00
项目类别:地区科学基金项目
4

长期秸秆还田水稻土对氮的固持与释放特征及其机制研究

批准号:41301319
批准年份:2013
负责人:丛日环
学科分类:D0710
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目