土壤无机纳米微粒对土壤保肥供肥及作物生育的影响

土壤纳米微粒由于本身具有不同于其它宏观粒子、微观分子和原子的特殊性质,因而它在土壤结构的形成、元素的迁移转化、土壤生物化学反应调控方面,必然具有重要的作用。本文采用土柱淋洗、水培、砂培等实验,研究了它对土壤保肥、供肥及及作物生长发育的影响。结果如下: 纳米微粒以胶液的形式进入土壤后,对土壤中氮素养分的淋失具有显著的抑制作用,但这种抑制作用与土壤的容重有密切的关系。其中容重1.0g/cm3的土壤,纳米粒子淋洗液使氮素淋失减少了18.5%,容重1.1g/cm3的土壤减少了19.2%,差异皆达到显著水平。容重1.2g/cm3的土壤中,纳米粒子的存在对氮素的淋失未见显著作用。对容重为1.1g/cm3的土壤,纳米粒子对磷的淋失具有显著的抑制作用,但对于1.0g/cm3和1.2g/cm3的土壤则没有显著的作用。土壤纳米微粒对钾肥的淋失作用与对氮素的作用相似,具有显著的抑制作用。从减少的程度上看,也是随着容重的增加,纳米微粒抗淋溶的作用增强。对容重1.0g/cm3的土壤,纳米粒子淋洗液使钾素淋失减少12.12%,容重1.1g/cm3的土壤减少了9.09%,容重1.2g/cm3的土壤减少了7.69%。 土壤纳米微粒对氮素和钾素的保持作用,是通过与养分发生复合反应来实现的,通过复合反应,使氮钾养分从有效状态成为非有效状态。这种氮或钾养分的复合体在中层积累并保存下来,进而抑制了水对氮素和钾素的淋洗作用。通过对淋溶后各层土壤中养分含量的分析还可以看出,氮、磷和钾在不同容重土壤中都随着深度的增加而呈现增加的趋势,但加入纳米微粒后氮磷钾养分在中上层的含量皆显著提高,进一步证明了纳米粒子对养分元素的淋失具有抑制作用,进而增加了土壤对肥料的保持作用。 纳米微粒对植株在氮磷钾的吸收方面有不同的影响,在水培条件下,低浓度纳米胶液对玉米幼苗吸收氮钾养分有抑制作用,但对于磷的吸收,有促进作用。高浓度的纳米胶液对氮磷钾各养分的吸收均有抑制作用。砂培试验的结果进一步验证了水培试验的结论。从根系发育情况看,未加纳米胶液培养的植株根系洁白,发育良好,而在纳米胶液中培养的植株根系发黄,主要是由于纳米粒子吸附在根系周围所致。在纳米胶液中培养的植株根系数量高于对照,这是根系自身抗逆境反应的结果。 在水培条件下低浓度纳米胶液使玉米幼苗在生长过程中的可溶性糖和游离氨基酸的含量增加,增加了玉米幼苗的抗性。但是,高浓度的纳米胶液会使可溶性糖和氨基酸的含量降低,从而抑制玉米幼苗的生长。