天然沸石的微量元素生物有效性研究

1、299Vol.9 No.4 李长洪等：天然沸石的微量元素生物有效性研究文章编号: 1008181X(2000)04-0298-03天然沸石的微量元素生物有效性研究李长洪，李华兴，张新明，刘远金（华南农业大学资源与环境学院，广东 广州510650）摘要：通过连续两造的玉米盆栽试验，结果表明施用佛石的处理和施用微量元素处理都不同程度地促进玉米的生长，增加玉米的生物量，但以沸石处理的效果最显著。植株养分含量的分析结果表明，佛石处理促进了玉米对微量元素的吸收，增加了植株中微量元素的含量。关键词：佛石；微量元素；生物有效性中图分类号：S145.4 文献标识码：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 华南地区地处热带和亚热带，地带性土壤以红壤、赤红壤和砖红壤为主，大部分土壤养分贫瘠，退化比较严重，土壤中普遍缺硼、锌和铅等微量元素1，2，并含有大量的铁、铝和锰的水化裂化物，直接施用水溶性微量元素肥料时，容易被这些水化氧化物包被或共同沉淀，所以有效性低。佛石是一族含碱金属和碱土金属的多孔状铝硅酸盐。天然佛石主要是由硅、铝和氧三种元素组成，但是大多数沸石还含有一定量的锌、铜、硼、钼等微量元素，还可以提供硅素营养，并且活性比较高，可供作物吸收39。但沸石中的微量元素的生物有效性如何，尚未有报道。弄

5、清楚这方面的问题，对于佛石农用的推广有着十分重要的意义。1 材料与方法1.1 供试土壤 供试土壤采自广州五山的赤红壤，母岩为花岗岩，土壤有机质含量11.26 g/kg，全N 0.93 g/kg，全 P 0.39 gkg，全钾 6.08 gkg，pH（水土比为 ll）4.67，有效Zn、Cu、Mo和B等含量均不足，分别为0.65、0.90、0.104和0.19 mg/kg。土壤采集经风干，过上3 mm筛备用。1.2 供试沸石 供试沸石采广东省龙川县下畲沸石矿，含斜发沸石62，方解石6.5，石英9.4。佛石的粒径为80100目，肉红色；NH4+交换量为99.3 cmol/kg，K的交换量为10.0

6、 cmol/kg。沸石的主要组成成份有：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），Fe（9720 mg/kg）， Pb（75.5 mg/kg）。Cd（0.41 mg/kg）。有效磷为 18.25 mg/kg，有效钾为1315 mg/kg，有效铜为2.25 mg/kg，有效锌为2.70 mg/kg，有效钼为 0.226 mg/kg，有效硼为0.042 mg/kg

7、。1.3 试验设计 根据沸石和供试土壤的微量元素含量确定盆栽试验的微量元素施用量，试验设对照、施沸石和施微量元素3个处理，由于沸石的有效硼含量低于土壤的有效硼含量，所以微量元素处理只施锌、铜和铝等三种元素， 5次重复（见表 1）。每盆装土3.0 kg，肥料与沸石充分混合后再施入到土壤中。盆栽试验在玻璃网室内进行，第一造玉米于10月19日播种，玉米种子提前一天浸种并保湿催芽，每盆播种7粒种子，3 d齐苗后，间苗至每盆留5棵苗，11月20日收获，生长期为30 d。当第一造玉米收获后，在原土壤上不作任何处理继续进行第二造玉米盆栽试验，种植方法同上造，12月22日收获，生长期为30 d。在两造玉米生长

8、期间，视玉米长势及土壤含水量等状况，每天早晚进行浇水，定期观察，及时记录玉米生长情况。每造玉米收获前一天测定其株高、叶长和叶宽等生长指标，收获时以齐地面为基准，分地上部分和地下部分进行收割，各处理分地上部分和地下部分称鲜重，然后置于烘箱中110 杀青15 m，60烘干至恒重，用植物粉碎机粉碎；同时在每造玉米收获后取盆栽土壤进行分析。表3 不同处理两造玉米植株地上部分微量元素含量和吸收量比较处理号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：数据多重比较采用SSR氏P。005，表中同列数据中，具相同字母数据间天显著性差异。2 结果与分析2.l 沸石对玉米生物量的影响表2 两造玉

10、米的生物量处理号地上部分干重/（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：数据多重比较采用SSR法，P005; 表中同列数据中，具相同宇母数据间无显著性差异。表4 种植玉米后盆栽土壤有效微量元素的含量与土壤的化学性质处理号有效锌有效铜有效钼阳离子交换量/(cmol kg-1)pH盐基饱和度/(mg×kg-1)CK0.56a0.83a0.091a5.45b4.68b31.5bF0.55a0.80a0.091a5.

11、47b4.69b31.1bZ0.55a0.81a0.092a5.84a4.74a37.7a注：数据多重比较采用SSR法，P005，表中同列数据中，具相同字母数据间无显著性差异。 从表2可以看出，在两造玉米中，施用沸石比施微量元素和对照处理可显著提高玉米的生物量，促进玉米根系的生长，并且有较明显的后效作用。而施微量元素处理只是在第一造盆栽中显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显著。说明微量元素的施用，在本试验条件下前期有一定程度的效果，但没有后效，而沸石处理对两造玉米的生长都有促进作用。沸石处理比微量元素处理显著地提高了玉米的生物量，主要是因为沸石除了含有较高的微量元素，可以

12、补充土壤有效微量元素的不足之外，还能够保持土壤中的养分，提高肥料利用率（另见报道）。2.2 对玉米微量元素吸收量的影响 由表3可以看出，在第一造玉米中，沸石处理的玉米植株中锌、铜和铝的含量显著增加，微量元素处理也在一定程度上提高了玉米对微量元素的吸收，但差异不显著，而对微量元素养分总吸收量则有明显效果。表1 沸石的微量元素生物有效性试验方案处理号沸石和大量元素/（g×kg-1）微量元素/（g×kg-1）沸石尿素磷酸二氢铵氯化钾硫酸铜硫酸锌钼酸镀CK00.2580.2430.239000F00.2580.2430.2395.657.790.416Z1.00.2580.2430

13、.239000 注：Z代表佛石，F代表微量元素肥料；微量元素的用量与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锌的含量与吸收量和第一造结果一样，均以施沸石（Z）处理最高，施微量元素（F）处理和对照较低；铜和钼的含量也以Z处理最高，其次是F和对照处理，但三种处理之间的差异不显著。在微量元素吸收量方面，沸石处理比微量元素处理和对照都显著增加，说明沸石中的微量元素有较强的后效。2.3 对土壤有效微量元素和化学性质的影响 试验结果（表4）表明，沸石处理对盆栽土壤的有效锌、铜、钼等的含量没有明显影响，但土壤的阳离子交换量、pH值和盐基饱和度都是以沸石处理的最高，与对照和微量元素处理的差异达到

14、显著水平。说明佛石处理对土壤的阳离子交换量、盐基饱和度和土壤pH值的提高都有促进作用，这主要是因为沸石含有较高的交换性盐基离子，对土壤的理化性质有不同程度的改良效果。3 讨论 玉米对硼和铜缺乏的敏感度为中度敏感，对缺锌也比较敏感，对缺钼的敏感度稍低，在微量元素含量较缺乏的花岗岩赤红壤退化坡地上种植玉米，会造成不同程度的微量元素缺素症。本试验所用沸石的有效锌、有效铜和有效钼均比盆栽土的含量要高。盆栽试验结果表明，沸石处理能显著地促进玉米的生长，提高玉米的生物产量，同时沸石处理的玉米无论在养分含量还是养分吸收量方面都比对照和微量元素处理的显著提高。这可能与加入的微量元素肥料都是水溶性无机盐，容易被

15、土壤吸附，从而降低其有效性，而沸石中所含的微量元素由于沸石特有性质的影响，提供了有效的微量元素，从而促进了作物的生长和对微量元素的吸收。试验结果还表明，在第二造玉米生长过程中，沸石处理具有明显的后效，对玉米的生长仍有明显的促进作用，显著地提高了玉米的生物产量。沸石处理的玉米对锌、铜和钼的吸收仍比对照和微量元素处理显著增加，这说明沸石对肥料具有较好的保持效果和沸石肥料具有显著的后效，而微量元素处理则没有后效，这与大多数的研究结果相一致4，6l。参考文献：1 赵其国. 现代土壤学与农业持续发展 J. 土壤学报，1996, 33: 1-11.2 钟继洪. 坡地赤红壤物理退化及其机理研究. 土壤物理退化机理分析 J. 热带亚热带土壤科学，1998, 7(2): 166-171.3 潘根兴，谭淑豪, 于气, 等天然沸石某些农业化学性状研究 J江苏农业学报，1991, 7(4): 31-36.4 莫慧明，王光火，朱祖祥天然沸石作为离子交换体肥料的研究 J. 浙江农业大学学报, 1990, 16(3)：219-223.5 ALIEN E RRelease rates of phosphoros，ammonium, and potassium in clinoptilolite-phosphate rock systems JSoil Sci S