天然沸石的微量元素生物有效性研究

1、299Vol.9 No.4 李長(zhǎng)洪等：天然沸石的微量元素生物有效性研究文章編號(hào): 1008181X(2000)04-0298-03天然沸石的微量元素生物有效性研究李長(zhǎng)洪，李華興，張新明，劉遠(yuǎn)金（華南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，廣東 廣州510650）摘要：通過(guò)連續(xù)兩造的玉米盆栽試驗(yàn)，結(jié)果表明施用佛石的處理和施用微量元素處理都不同程度地促進(jìn)玉米的生長(zhǎng)，增加玉米的生物量，但以沸石處理的效果最顯著。植株養(yǎng)分含量的分析結(jié)果表明，佛石處理促進(jìn)了玉米對(duì)微量元素的吸收，增加了植株中微量元素的含量。關(guān)鍵詞：佛石；微量元素；生物有效性中圖分類(lèi)號(hào)：S145.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：AStudy on the Micro-el

2、ement Bio-availability of Natural ZeoliteLI Chang-hong, LI Hua-xing, ZHANG Xin-ming, LIU Yuan-jin( College of Resource & Environment, South China Agricultural University, Guangzhou 5l0642, China )Abstract：The average contents of soil available micro-element are below the critical value in South

3、China, and most soils are seriously deficient in micro-element. Zeolite is a natural silicate mineral with a three-dimensional lattice, and contains microelements that are necessary for plant growth. The pot test showed that zeolite could promote corn growth and increase the uptake of Zn, Cu and Mo.

4、Key words：zeolite; micro-element; bio-availability 華南地區(qū)地處熱帶和亞熱帶，地帶性土壤以紅壤、赤紅壤和磚紅壤為主，大部分土壤養(yǎng)分貧瘠，退化比較嚴(yán)重，土壤中普遍缺硼、鋅和鉛等微量元素1，2，并含有大量的鐵、鋁和錳的水化裂化物，直接施用水溶性微量元素肥料時(shí)，容易被這些水化氧化物包被或共同沉淀，所以有效性低。佛石是一族含堿金屬和堿土金屬的多孔狀鋁硅酸鹽。天然佛石主要是由硅、鋁和氧三種元素組成，但是大多數(shù)沸石還含有一定量的鋅、銅、硼、鉬等微量元素，還可以提供硅素營(yíng)養(yǎng)，并且活性比較高，可供作物吸收39。但沸石中的微量元素的生物有效性如何，尚未有報(bào)道。弄

5、清楚這方面的問(wèn)題，對(duì)于佛石農(nóng)用的推廣有著十分重要的意義。1 材料與方法1.1 供試土壤 供試土壤采自廣州五山的赤紅壤，母巖為花崗巖，土壤有機(jī)質(zhì)含量11.26 g/kg，全N 0.93 g/kg，全 P 0.39 gkg，全鉀 6.08 gkg，pH（水土比為 ll）4.67，有效Zn、Cu、Mo和B等含量均不足，分別為0.65、0.90、0.104和0.19 mg/kg。土壤采集經(jīng)風(fēng)干，過(guò)上3 mm篩備用。1.2 供試沸石 供試沸石采廣東省龍川縣下畬沸石礦，含斜發(fā)沸石62，方解石6.5，石英9.4。佛石的粒徑為80100目，肉紅色；NH4+交換量為99.3 cmol/kg，K的交換量為10.0

6、 cmol/kg。沸石的主要組成成份有：SiO2（65.63%），Al2O3（12.83），P2O5（0.113%），K2O（1.96%），TiO2（0.177%），MgO（0.74），CaO（3.01），Na2O（0.447%），Zn （119 mg/kg），Cu（110 mg/kg），Mn（1240 mg/kg），F(xiàn)e（9720 mg/kg）， Pb（75.5 mg/kg）。Cd（0.41 mg/kg）。有效磷為 18.25 mg/kg，有效鉀為1315 mg/kg，有效銅為2.25 mg/kg，有效鋅為2.70 mg/kg，有效鉬為 0.226 mg/kg，有效硼為0.042 mg/kg

7、。1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 根據(jù)沸石和供試土壤的微量元素含量確定盆栽試驗(yàn)的微量元素施用量，試驗(yàn)設(shè)對(duì)照、施沸石和施微量元素3個(gè)處理，由于沸石的有效硼含量低于土壤的有效硼含量，所以微量元素處理只施鋅、銅和鋁等三種元素， 5次重復(fù)（見(jiàn)表 1）。每盆裝土3.0 kg，肥料與沸石充分混合后再施入到土壤中。盆栽試驗(yàn)在玻璃網(wǎng)室內(nèi)進(jìn)行，第一造玉米于10月19日播種，玉米種子提前一天浸種并保濕催芽，每盆播種7粒種子，3 d齊苗后，間苗至每盆留5棵苗，11月20日收獲，生長(zhǎng)期為30 d。當(dāng)?shù)谝辉煊衩资斋@后，在原土壤上不作任何處理繼續(xù)進(jìn)行第二造玉米盆栽試驗(yàn)，種植方法同上造，12月22日收獲，生長(zhǎng)期為30 d。在兩造玉米生長(zhǎng)

8、期間，視玉米長(zhǎng)勢(shì)及土壤含水量等狀況，每天早晚進(jìn)行澆水，定期觀察，及時(shí)記錄玉米生長(zhǎng)情況。每造玉米收獲前一天測(cè)定其株高、葉長(zhǎng)和葉寬等生長(zhǎng)指標(biāo)，收獲時(shí)以齊地面為基準(zhǔn)，分地上部分和地下部分進(jìn)行收割，各處理分地上部分和地下部分稱鮮重，然后置于烘箱中110 殺青15 m，60烘干至恒重，用植物粉碎機(jī)粉碎；同時(shí)在每造玉米收獲后取盆栽土壤進(jìn)行分析。表3 不同處理兩造玉米植株地上部分微量元素含量和吸收量比較處理號(hào)第一造第二造微量元素含量/（mg×kg-1）微量元素吸收量/（mg×盆-1）微量元素含量/（mg×kg-1）微量元素吸收量/（mg×盆-1）ZnCuMoZnCuM

9、oZnCuMoZnCuMoCK58.1b14.1b0.61b0.264c0.064c0.0028b55.2b13.4b0.61a0.047b0.0114c0.00052bF58.6b14.6b0.63ab0.258b0.071b0.0031b56.3b14.0a0.62a0.048b0.0121b0.00053bZ66.1a15.7a0.65a0.368a0.087a0.0036a61.5a14.6a0.64a0.062a0.0145a0.00065a 注：數(shù)據(jù)多重比較采用SSR氏P。005，表中同列數(shù)據(jù)中，具相同字母數(shù)據(jù)間天顯著性差異。2 結(jié)果與分析2.l 沸石對(duì)玉米生物量的影響表2 兩造玉

10、米的生物量處理號(hào)地上部分干重/（g×盆-1）地下部分干重/（g×盆-1）第一造第二造第一造第二造CK4.55b0.85b1.49c0.99aF4.87b0.84b2.02b0.98aZ5.57a1.02a2.13a0.98a 注：數(shù)據(jù)多重比較采用SSR法，P005; 表中同列數(shù)據(jù)中，具相同宇母數(shù)據(jù)間無(wú)顯著性差異。表4 種植玉米后盆栽土壤有效微量元素的含量與土壤的化學(xué)性質(zhì)處理號(hào)有效鋅有效銅有效鉬陽(yáng)離子交換量/(cmol kg-1)pH鹽基飽和度/(mg×kg-1)CK0.56a0.83a0.091a5.45b4.68b31.5bF0.55a0.80a0.091a5.

11、47b4.69b31.1bZ0.55a0.81a0.092a5.84a4.74a37.7a注：數(shù)據(jù)多重比較采用SSR法，P005，表中同列數(shù)據(jù)中，具相同字母數(shù)據(jù)間無(wú)顯著性差異。 從表2可以看出，在兩造玉米中，施用沸石比施微量元素和對(duì)照處理可顯著提高玉米的生物量，促進(jìn)玉米根系的生長(zhǎng)，并且有較明顯的后效作用。而施微量元素處理只是在第一造盆栽中顯著提高了玉米地下部分的生物量，地上部分生物量增加效果不顯著。說(shuō)明微量元素的施用，在本試驗(yàn)條件下前期有一定程度的效果，但沒(méi)有后效，而沸石處理對(duì)兩造玉米的生長(zhǎng)都有促進(jìn)作用。沸石處理比微量元素處理顯著地提高了玉米的生物量，主要是因?yàn)榉惺撕休^高的微量元素，可以

12、補(bǔ)充土壤有效微量元素的不足之外，還能夠保持土壤中的養(yǎng)分，提高肥料利用率（另見(jiàn)報(bào)道）。2.2 對(duì)玉米微量元素吸收量的影響 由表3可以看出，在第一造玉米中，沸石處理的玉米植株中鋅、銅和鋁的含量顯著增加，微量元素處理也在一定程度上提高了玉米對(duì)微量元素的吸收，但差異不顯著，而對(duì)微量元素養(yǎng)分總吸收量則有明顯效果。表1 沸石的微量元素生物有效性試驗(yàn)方案處理號(hào)沸石和大量元素/（g×kg-1）微量元素/（g×kg-1）沸石尿素磷酸二氫銨氯化鉀硫酸銅硫酸鋅鉬酸鍍CK00.2580.2430.239000F00.2580.2430.2395.657.790.416Z1.00.2580.2430

13、.239000 注：Z代表佛石，F(xiàn)代表微量元素肥料；微量元素的用量與所施沸石中有效微量元素含量相同。第二造玉米植株地上部分鋅的含量與吸收量和第一造結(jié)果一樣，均以施沸石（Z）處理最高，施微量元素（F）處理和對(duì)照較低；銅和鉬的含量也以Z處理最高，其次是F和對(duì)照處理，但三種處理之間的差異不顯著。在微量元素吸收量方面，沸石處理比微量元素處理和對(duì)照都顯著增加，說(shuō)明沸石中的微量元素有較強(qiáng)的后效。2.3 對(duì)土壤有效微量元素和化學(xué)性質(zhì)的影響 試驗(yàn)結(jié)果（表4）表明，沸石處理對(duì)盆栽土壤的有效鋅、銅、鉬等的含量沒(méi)有明顯影響，但土壤的陽(yáng)離子交換量、pH值和鹽基飽和度都是以沸石處理的最高，與對(duì)照和微量元素處理的差異達(dá)到

14、顯著水平。說(shuō)明佛石處理對(duì)土壤的陽(yáng)離子交換量、鹽基飽和度和土壤pH值的提高都有促進(jìn)作用，這主要是因?yàn)榉惺休^高的交換性鹽基離子，對(duì)土壤的理化性質(zhì)有不同程度的改良效果。3 討論 玉米對(duì)硼和銅缺乏的敏感度為中度敏感，對(duì)缺鋅也比較敏感，對(duì)缺鉬的敏感度稍低，在微量元素含量較缺乏的花崗巖赤紅壤退化坡地上種植玉米，會(huì)造成不同程度的微量元素缺素癥。本試驗(yàn)所用沸石的有效鋅、有效銅和有效鉬均比盆栽土的含量要高。盆栽試驗(yàn)結(jié)果表明，沸石處理能顯著地促進(jìn)玉米的生長(zhǎng)，提高玉米的生物產(chǎn)量，同時(shí)沸石處理的玉米無(wú)論在養(yǎng)分含量還是養(yǎng)分吸收量方面都比對(duì)照和微量元素處理的顯著提高。這可能與加入的微量元素肥料都是水溶性無(wú)機(jī)鹽，容易被

15、土壤吸附，從而降低其有效性，而沸石中所含的微量元素由于沸石特有性質(zhì)的影響，提供了有效的微量元素，從而促進(jìn)了作物的生長(zhǎng)和對(duì)微量元素的吸收。試驗(yàn)結(jié)果還表明，在第二造玉米生長(zhǎng)過(guò)程中，沸石處理具有明顯的后效，對(duì)玉米的生長(zhǎng)仍有明顯的促進(jìn)作用，顯著地提高了玉米的生物產(chǎn)量。沸石處理的玉米對(duì)鋅、銅和鉬的吸收仍比對(duì)照和微量元素處理顯著增加，這說(shuō)明沸石對(duì)肥料具有較好的保持效果和沸石肥料具有顯著的后效，而微量元素處理則沒(méi)有后效，這與大多數(shù)的研究結(jié)果相一致4，6l。參考文獻(xiàn)：1 趙其國(guó). 現(xiàn)代土壤學(xué)與農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展 J. 土壤學(xué)報(bào)，1996, 33: 1-11.2 鐘繼洪. 坡地赤紅壤物理退化及其機(jī)理研究. 土壤物理退化機(jī)理分析 J. 熱帶亞熱帶土壤科學(xué)，1998, 7(2): 166-171.3 潘根興，譚淑豪, 于氣, 等天然沸石某些農(nóng)業(yè)化學(xué)性狀研究 J江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，1991, 7(4): 31-36.4 莫慧明，王光火，朱祖祥天然沸石作為離子交換體肥料的研究 J. 浙江農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 1990, 16(3)：219-223.5 ALIEN E RRelease rates of phosphoros，ammonium, and potassium in clinoptilolite-phosphate rock systems JSoil Sci S