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Si-releasing character of slag-based silicon fertilizer and impact factors

钢渣硅肥硅素释放规律及其影响因素研究



全 文 :植物营养与肥料学报 2015,21(2):500-508 doi牶1011674/zwyf.20150226
JournalofPlantNutritionandFertilizer htp://www.plantnutrifert.org
收稿日期:2014-01-20   接受日期:2014-09-12
基金项目:国家“十二·五”科技支撑计划 “钢渣农业资源化利用技术研究与示范”(2013BAB03B02);国家自然基金“秸秆还田对我国南方典
型水稻土壤硅素释放过程影响的定量研究”(41301310)资助。
作者简介:宁东峰(1985—),女,山东泰安人,博士研究生,主要从事植物营养生理学与废弃物资源利用研究。Email:smile_0808@163com
 通信作者 Email:liangyongchao@caas.cn
钢渣硅肥硅素释放规律及其影响因素研究
宁东峰1,2,宋阿琳2,梁永超2,3
(1中国农业科学院农田灌溉研究所,农业部作物需水与调控重点实验室,河南新乡 453002;
2中国农业科学院农业资源与农业区划研究所,北京 100081;3浙江大学环境与资源学院,浙江杭州 310058)
摘要:【目的】钢渣是缓释硅钙肥原料,钢渣中硅素释放受钢渣自身性能和外界环境条件等因素影响,本文设置了
钢渣冷却方式、钢渣粒径、培养介质和培养温度四种因子,研究钢渣中硅素释放规律及其影响因素,为钢渣硅钙肥
合理施用提供理论依据。【方法】选用粉末状水淬渣(S1)、粒状水淬渣(S2)和空气冷却粒状钢渣(S3)为研究对象,
分别设置在土壤水溶液以及纯蒸馏水中培养97天,并设置 35℃和25℃两个培养温度。定期离心取上清液,取样
后补充水分继续培养,直至培养结束。【结果】钢渣在土壤溶液中培养,第一天的硅素释放主要由钢渣冷却方式决
定,而在以后的培养过程中主要受温度的影响,其次为钢渣粒径;硅素累积释放量与时间的关系可以用幂函数方程
y=kxm来拟合;35℃培养97天后,S1、S2与 S3钢渣硅的溶出率(累积硅释放量与有效硅的比例)分别为373%、
303%与273%;在25℃培养下,S1、S2与S3钢渣硅的溶出率分别为143%、79%与102%。钢渣在纯蒸馏水的
培养中,第一天钢渣硅释放主要受温度的影响,而在以后的培养过程中主要受钢渣粒径的影响,温度和钢渣冷却方
式对其影响甚微;硅素累积释放量与时间的关系可以用线性方程y=ax+b来拟合;在35℃,S1、S2与 S3钢渣硅的
溶出率分别为022%、016%与016%。在25℃培养下,S1、S2与 S3钢渣硅的溶出率分别为017%、013%与
014%。钢渣在土壤溶液培养,25℃培养67天,加入钢渣提高了土壤浸提液的 pH值,但之后与 CK基本相同;在
35℃培养下,加入钢渣的土壤浸提液pH值总体都要显著高于 CK处理。纯水培养介质中,两种温度培养下,在同
一阶段S1浸提液的pH和EC值都要显著高于S2和S3,温度对pH和EC的影响不显著。【结论】钢渣硅素释放规
律主要受培养介质和温度的影响,粒径有一定的影响。在土壤溶液中钢渣硅素释放显著高于在蒸馏水中,35℃比
25℃更有利于硅素的释放,粉末状比粒状更有利于硅素的释放。由此认为,钢渣作为硅钙肥在大田施用时,将钢渣
磨细做成粉末状产品,施用时随翻耕埋入土壤,初春采用保温措施等都有利于提高钢渣中硅的利用效率。
关键词:钢渣;培养;温度;粒径;冷却方式;硅释放
中图分类号:S1437+1   文献标识码:A   文章编号:1008-505X(2015)02-0500-09
Sireleasingcharacterofslagbasedsiliconfertilizerandimpactfactors
NINGDongfeng1,2,SONGAlin2,LIANGYongchao2,3
(1InstituteofFarmlandIrigationResearch,ChineseAcademyofAgriculturalSciences/MinistryofAgricultureKey
LaboratoryofCropWaterUseandRegulation,Xinxiang,Henan453002,China;2AgriculturalResourcesandRegional
PlanningInstitute,ChineseAcademyofAgriculturalScience,Beijing100081,China;3ColegeofEnvironmental&Resource
Sciences,ZhejiangUniversity,Hangzhou,310058,China)
Abstract:【Objectives】ThereleasecharacterofSiformtheslagbasedSifertilizerafectstheeficiencyofSi
fertilizer,whichmightbegovernedbythecoolingprocessandgranularsizeofslag.SothestudyontheSirelease
charactersofslagbasedSifertilizerswilprovidebasisfortheirfieldapplication.【Methods】Threediferenttypes
ofsteelslag,includingS1(inpowderform,watercooling),S2(ingranularform,watercooling),andS3(in
granularform,aircooling)withidenticalyavailableSicontent,wereusedforincubationtrialinbothsoil
suspensionanddistiledwatermediaat35℃ and25℃.Leachingsolutionswerecolectedthroughcentrifugationat
2期    宁东锋,等:钢渣硅肥硅素释放规律及其影响因素研究
regularintervals.Aftercentrifugation,sampleswereaddedwithquantitativeamountofwaterandincubated
sequentialytilthetrialend.【Results】Inthesoilsuspensionincubationexperiment,therateofSireleasedfrom
slaginthefirstdaywasmainlyinfluencedbyslagcoolingprocess,butwasimpactedprincipalybytemperatureand
granularsizeofslagastheexperimentlateron.TherelationshipbetweenthecumulativeSireleaseandtimecould
beexpressedwiththeexponentialequation:y=kxm.After97daysofsoilincubation,theSireleasingpercentage
(theratioofcumulativeSireleasetototalavailableSicontent)ofS1,S2andS3were373%,303% and
273%,respectively,at35℃,and143%,79% and102% at25℃.Indistiledwaterincubation
experiment,thefirstdayreleaseofSiwasmainlyinfluencedbytemperature,afterwardsprincipalybygranularsize
ofslag,neverbyslagcoolingprocess.TherelationshipbetweenthecumulativeSireleaseandincubationtimecould
beexpressedwithlinearequation(y=ax+b).After97daysincubationinwater,theSireleasingpercentagesof
S1,S2andS3were022%,016% and016%,respectively,at35℃,and017%,013% and014% at
25℃.Inthesoilsuspensionincubationexperiment,thepHvaluesofleachingsolutionsfromthesoilsaddedwith
steelslagwereincreasedinthefirst67daysincubationperiod,thentheirpHvalueswerekeptsimilarwithCKat
25℃,butthepHvaluesoftreatmentswerealwayshigherthanthatofCKthroughoutthewholeincubationperiodat
35℃.Inthedistiledwaterincubationexperiment,pHandECofS1weresignificantlyhigherthanthoseofS2and
S3withinthesameincubationperiod,temperaturedidnotshowmuchimpactonpHandEC.【Conclusions】Si
releasingcharacteristicofslagwasprincipalyinfluencedbyincubationmediumandtemperature,folowedby
particlesizeofslag.Sireleasingratewassignificantlyhigherinthesoilincubationconditionthaninthedistiled
waterincubationcondition.HightemperatureandfineparticlesaregoodforthereleaseofSi.Therefore,steelslag
isrecommendedtobecompletelypulverizedbeforeapplicationintosoil.
Keywords牶steelslagfertilizer牷incubation牷temperature牷particlesize牷coolingprocess牷siliconrelease
  随着工业化的快速发展,钢铁生产量在快速增
加。中国是世界第一钢铁生产大国,2012年粗钢产
量为716亿吨,占世界钢铁生产总量的463%[1]。
钢渣是炼钢过程中的副产品,约占钢铁产量的15%
20%[2-3]。大量无处理的钢渣任意堆积,不仅侵
占大量土地,而且带来环境污染,更是一种资源浪
费。然而我国钢渣利用率仅有10%左右[2-3],远低
于发达国家[4-5]。钢渣中含有大量植物生长所需要
的营养元素,如 Ca(29% 36%)、Si(4% 12%)、
Fe(6% 27%)、Mg(18% 102%)及少量的 P、
Mn、Cu、Zn等元素,同时钢渣具有较大的比表面积
和孔隙度,是优良的硅钙肥原料和酸性土壤改良
剂[6-7]。钢渣硅钙肥在我国[8]、日本[9]、美国[10],以
及欧洲[11]等国家都有应用,在促进水稻生长,增强
其抗逆性、改良酸性水稻土等方面有非常好的效果。
钢渣硅钙肥中有效硅含量通常以05mol/LHCl浸
提结果表示。但有研究认为钢渣中70%的硅可以
被05mol/LHCl浸提出,但水稻吸收钢渣中的硅
仅在30%左右,05mol/LHCl浸提测定的有效硅
含量与作物吸收的钢渣中有效硅没有很好的相关
性[9]。钢渣硅钙肥是一种缓释肥料,由于炼钢炉中
的矿石、焦炭和灰分的不同,以及炼钢过程等的差
异,钢渣的元素组成和性能差异很大[12],外界环境
因子也会影响钢渣中硅的释放。因此,本文选用3
种不同的钢渣为材料,研究在不同温度下钢渣在水
浸泡和土壤溶液中的释放规律及影响因素,以期为
钢渣合理施用提供理论依据。
1 材料与方法
11 供试材料
试验选用三种钢渣,粉末状水淬渣(鞍钢,编
号S1),过2mm筛的颗粒状水淬渣(首钢,编号S2)
和气缓慢冷却颗粒状钢渣(过2mm筛,武钢,编号
S3)。三种钢渣详细化学性质见表1。
表1 钢渣基础化学特性
Table1 Thebasicchemicalcharacteristicofslag
钢渣编号
Slagcode
有效硅
SiO2(%)
全量硅
SiO2(%)
pH
EC
(mS/m)
S1 193 275 103 3115
S2 166 292 96 4205
S3 183 277 114 6405
105
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 21卷
12 试验设计
121水浸泡法 (水培法) 准确称取钢渣200g
置于50mL塑料离心管中,加25mL蒸馏水,加盖摇
匀,每份钢渣重复 8次,分为两批,分别于 25℃与
35℃恒温培养箱培养。在培养的第1、4、7、12、17、
27、37、47、57、67、82和97d取样。取样法为3000
r/min离心15min,倾倒出全部上清液,离心管中新
加入25mL蒸馏水,加盖摇匀后继续培养,直至培养
结束。浸提液保存于 -20℃冰箱中,培养结束后统
一测定浸提液中硅含量与pH、EC值。
122土壤溶液培养法(土培法) 试验选用的土壤
为红壤性水稻土,土壤有效 SiO2 含量为 942
mg/kg,pH值为576,EC值为75μs/cm。准确称取
过lmm筛的500g风干土样和0100g钢渣于100
mL的塑料离心管中,充分混匀后加入50mL的蒸馏
水,另设不加钢渣土样为空白,每个处理重复8次。
分为两批分别在25℃、35℃下恒温培养。在培养的
第1、4、7、12、17、27、37、47、57、67、82和97d取样。
取样方法为3000r/min离心20min,倾倒出全部上
清液,离心管中新加入50mL蒸馏水,加盖摇匀继续
培养,直至培养结束。浸提液统一保存于 -20℃冰
箱中,培养结束后统一测定浸提液中硅含量与 pH、
EC值。
13 测定项目与方法
131测定方法 pH采用 SartorinsPB-10pH计
测定,电导率采用雷磁 DDS-307电导率仪测定。
浸提液硅测定:取5mL浸提液,采用硅钼蓝比色法
测定[13]。水培钢渣硅素释放速率[mg/(kg·d)]=
n天钢渣硅素累计释放量(mg/kg)/n(n为培养天
数)。土培钢渣硅素释放速率[mg/(kg·d)]=[n
天(钢渣+土壤)硅素累积释放量 -n天土壤硅素
累积释放量](mg/kg)/n(n为培养天数)。水培钢
渣有效硅素溶出率(%)=钢渣总硅素累积释放量/
钢渣中有效硅含量 ×100。土培钢渣有效硅溶出率
(%)=[(钢渣+土壤)总硅素累积释放量-土壤硅
素总累积释放量]/钢渣中有效硅含量100。
132数据分析
试验数据用 MicrosoftExcel和 SPSS180软件
进行分析,采用 LSD法进行差异显著性比较,用
Origin80软件作图。
2 结果与分析
21 钢渣硅素释放速率及影响因素分析
由图1知,钢渣在土壤溶液浸提培养1天后,钢
渣初始硅释放速率表现为S3显著高于 S1和 S2,S1
与S2差异不大。培养第4天后,S2和 S3释放速率
迅速降低,S1释放速率反而略有增长。4天之后,在
25℃培养下,三种钢渣的硅释放速率平缓波动,而在
35℃培养下,释放速率剧烈波动。S1在7 27天释
放速率逐渐降低;S2和 S3在第4 17天释放速率
平缓上升,17 27天大幅降低;三种钢渣硅释放速
率均在第27天达到最低点,27 67天大幅上升,67
97天又逐渐降低;在同一培养时间 S1的释放速
率显著高于S2和S3。表明钢渣第一天释放速率主
要决定于钢渣的冷却方式,空气自然冷却钢渣的初
始释放速率显著高于水淬快速冷却渣。在以后的培
养过程中,高温条件显著促进钢渣中硅的释放,钢渣
粒径对硅素释放速率也有显著影响,粉末状钢渣释
放速率高于粒状钢渣(2mm)。
图1 土壤溶液培养钢渣硅素释放规律
Fig.1 Sireleasingdynamicsofdiferentslagsundersoilsuspensionincubation
205
2期    宁东锋,等:钢渣硅肥硅素释放规律及其影响因素研究
  图2为钢渣在蒸馏水浸提培养中硅素释放速率
的变化。在培养1天后,同一培养温度下,硅素养分
释放速率的大小顺序为 S1>S3>S2;同一种钢渣,
35℃培养硅释放速率显著高于25℃。在25℃培养
下,S2的释放速率接近零。在培养的第1 4天,两
种培养温度下S1和S3的释放速率显著降低,S2上
升,三者之间的差距缩小。在培养的第4 27天,
三种钢渣的释放速率相近。在25℃下培养的第47
82天,以及在35℃培养的第37 82天,硅素释
放速率均表现为S1略高于S2和S3。
图2 水浸提培养钢渣硅素释放规律
Fig.2 Sireleasingdynamicsofdiferentkindsofslaginwaterincubation
22 钢渣培养中浸提液pH和EC的变化
由图3可知,在培养过程中,各处理浸提液 pH
值呈现不规则的上下波动。培养1天后,pH值的大
小顺序是为S3>S1>S2≈CK,培养1 4天后,pH
值都上升,但顺序发生变化,表现为 S1>S3≈S2>
CK。之后培养过程中,pH值呈现小幅上下波动,在
培养的67天上升到最高值,而后下降。25℃培养
下,前 67天加入钢渣提高了土壤浸提液中的 pH
值,但之后与CK基本相同。但在35℃培养下,加入
钢渣的土壤浸提液 pH值总体都要显著高于 CK
处理。
由图3可知,培养1天后,两种温度培养下,同
一培养期,钢渣浸提液 EC值均表现为 S3>S1>S2
>CK。在35℃培养的第4 97天,在同一培养期,
EC值均表现为S1>S3≈S2>CK。25℃培养的4
7天,EC值仍表现为S3>S1>S2>CK,但在培养至
12天后,发生变化,表现为 S1>S3≈S2>CK,以后
基本表现为同一规律。
图4为钢渣水培浸提液中 pH和 EC的变化过
程。在培养第1天后,在同一温度下 pH值均表现
为S1>S3>S2;同一钢渣,35℃培养浸提液pH值要
高于25℃培养结果。在25℃培养4天后,三种钢渣
浸提液pH均上升,而35℃培养下S1和S3下降,S2
上升。在培养的4 7天,所有钢渣浸提液pH值均
降低,而且为培养过程中最低点,而在以后的培养过
程中均表现为上升趋势,总的规律是 S1>S3≈S2。
由图4可知,钢渣培养过程中,S1钢渣浸提液的 EC
随着培养时间的延长,呈现大幅的增长趋势,而且始
终显著高于 S2和 S3浸提液 EC值;而 S2和 S3钢
渣浸提液EC值随时间变化甚微,两者EC值始终相
近。同一钢渣,在不同培养温度下,浸提液 EC值没
有明显的差异。
23 钢渣累积释放量变化以及释放动力学方程
图5为钢渣在土壤水溶液培养中硅素累积释放
量随时间的变化。硅素累积释放量与时间的关系可
以用幂函数方程 y=kxm来拟合[14](表2)。式中,y
为土壤或钢渣硅素累积释放量(SiO2mg/kg);x为
时间(d);k为常数,相当于 x=1时硅素累积释放
量[SiO2mg/(kg·d)],其表征硅素释放速率的大
小;m为土壤硅素释放速率变化系数,决定着土壤
硅素释放动力学曲线的形状。由表2知,土壤(CK)
以及3种钢渣硅素累计释放量与时间的幂函数拟合
方程,相关系数都达到了095以上的极显著水平。
对幂函数求微分,则dy/dx=km·xm1。当 x=1时,
dy/dx=km,即km相当于钢渣或土壤的硅素初始释
放速率。由表2知,土壤本身硅素释放拟合方程,参
数k、m以及km值都要低于3种钢渣硅素释放拟合
方程参数值。3种钢渣在同一温度下比较,k值的
305
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 21卷
表2 土壤悬浮液中不同钢渣硅素的释放动力学方程及参数
Table2 Thesiliconreleasingkineticequationandtheirparametersofdiferentkindsofslaginsoilsuspension
编号
SampleNo.
动力学方程
kineticequation
SiO2初始释放速率[mg/(kg·d)]
Initialreleasingspeed
相关系数
Corelationcoeficient
35℃
CK Y=4603X05388 248 09821
S1 Y=71254X10111 7204 09896
S2 Y=38632X10061 3887 09696
S3 Y=12254X07557 9284 09630
25℃
CK Y=2906X04755 138 09941
S1 Y=9049X07474 6763 09956
S2 Y=23355X0855 1997 09574
S3 Y=14139X05472 7737 09876
  注(Note):—P<0.01
图3 土壤培养浸提液pH和EC变化
Fig.3 ThepHandECvaluesinsoilleachingsolutionsinsoilsuspensionincubationmethod
大小顺序为S3>S1>S2;m值的大小顺序为S1≈S2
>S3,km的值得大小顺序为 S3>S1>S2。温度对
钢渣及土壤(CK)硅素释放量都有显著的影响,同一
处理其k、m以及km值,在35℃培养下都要显著高
于25℃培养结果。25℃培养条件下,CK、S1、S2与
S3的硅素最终累积释放量,分别为其在35℃培养下
的452%、388%、260%与374%。
图6为水浸提钢渣中硅素累积释放量随时间的
405
2期    宁东锋,等:钢渣硅肥硅素释放规律及其影响因素研究
图4 浸提液pH和EC变化(水培养法)
Fig.4 ThepHandECvaluesinleachingsolutionofslagsusingwaterincubationmethod
图5 钢渣硅素累积释放量(土壤培养法)
Fig.5 Accumulationofsiliconreleasedfromdiferentslagsbysoilsuspensionincubationmethod
变化。水浸提钢渣硅素累积释放量与时间的关系可
以用线性方程y=ax+b来拟合(表3)。式中 y为
钢渣硅素累积释放量(SiO2mg/kg);x为时间(d);a
与b为常数,a+b的值为x=1时硅素累积释放量
[SiO2,mg/(kg·d)],其表征硅素初始释放速率的
大小。由表3知,三种钢渣硅素累计释放量与时间
的线性拟合方程,相关系数都达到了099以上的极
显著水平。在同一温度下比较,a值以及 a+b值的
大小顺序均为S1>S3>S2。同一处理,在35℃培养
下a值以及a+b值均高于25℃。在25℃培养条件
下,S1、S2与 S3的钢渣硅素最终累积释放量,分别
为其在35℃培养下的810%、824%和836%。
  表4为两种培养方式下,钢渣在第97天的培养
中硅素总释放量与钢渣中有效硅含量(05mol/L
HCl)的百分比。结果表明,在土壤溶液培养中,
35℃培养下,S1、S2与 S3钢渣硅的溶出率分别为
505
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 21卷
图6 水浸提培养钢渣硅素累积释放量
Fig.6 Cumulativesiliconfromdiferentkindsofslaginwaterincubation
表3 水浸提不同钢渣硅素的释放动力学方程及参数
Table3 Thesiliconreleasingkineticequationsandtheirparametersofdiferentkindsofslaginwaterincubation
编号
SampleNo.
动力学方程
Kineticequation
SiO2初始释放速率[mg/(kg·d)]
Theinitialspeedofreleasing
相关系数
Corelationcoeficient
35℃
S1 Y=10567X+85417 960 09901
S2 Y=68809X+47206 541 09883
S3 Y=73041X+64719 720 09912
25℃
S1 Y=83757X+51477 599 09924
S2 Y=59211X+93409 153 09935
S3 Y=60684X+39 451 09972
  注(Note):—P<0.01.
373%、303%与 273%,3种钢渣溶出率差异显
著;在25℃培养下,S1、S2与 S3钢渣硅的溶出率分
别为143%、79%与102%,相互间差异显著。在
水介质培养中,35℃培养下,S1、S2与 S3钢渣硅的
溶出率分别为022%、016%与016%,S1与其他
两种处理差异显著,S2与S3无显著差异;在25℃培
养下,S1、S2与S3钢渣硅的溶出率分别为017%、
013% 与014%,S1与其他两种处理差异显著,S2
与S3无显著差异。同一温度下,同一种钢渣在水介
质中硅溶出率显著低于在土壤溶液介质中,说明土
壤溶液介质可促进钢渣中硅的释放。在土壤培养条
件下,提高温度可显著促进钢渣中硅的释放,S2受
温度影响最明显,而在水培条件下,温度对钢渣硅素
释放影响较弱。
表4 不同培养液钢渣硅素溶出率(%)
Table4 Siliconreleasingpercentagefromslagin
diferentincubationconditions
编号
SampleNo.
土壤悬浮液
Soilsuspensionincubation
蒸馏水
Waterincubation
35℃
S1 373a 022a
S2 303b 016b
S3 273c 016b
25℃
S1 144a 017a
S2 79c 013b
S3 102b 014b
  注(Note):数据值为每个处理 3个重复的平均值 Dataare
meansofthreereplicates;不同字母表示同一季水稻不同处理间差异
达5%显著水平 Meanvaluesfolowedbydiferentletersinthesame
seasonaresignificantlydiferentatthe5% level.
605
2期    宁东锋,等:钢渣硅肥硅素释放规律及其影响因素研究
3 讨论
钢渣是一种缓释硅肥,在我国及日本等国家,钢
渣中有效硅的含量通常以05mol/LHCl浸提结果
作为评价标准[15-17],但是这种测定方法并不能精确
地表明钢渣中植物有效硅含量[16-18]。钢渣中硅的
植物有效性受其本身因素(如组成成分、冷却方式、
粒径大小等)和环境因素(如外界介质、温度等)影
响。本文选用3种有效硅含量(05mol/LHCl测
定)相近,其他性质不同的钢渣为研究对象,包括粉
末状水淬渣(S1)、粒状水淬渣(S2)和空气缓慢冷却
粒状钢渣(S3),分别设置在土壤水溶液以及蒸馏水
中培养,并且设置 35℃和25℃两个培养温度,以期
研究钢渣中硅的释放规律及影响因素。
研究结果表明,在土壤水溶液浸提培养中,空气
缓慢冷却钢渣(S3)的初始释放速率显著高于水淬
渣(S1和S2),而温度和粒径对第一天的释放速率
没有显著影响。Takahashi[19]研究结果同样表明慢
速冷却的钢渣中植物有效性硅的含量要大于在水中
快速冷却的钢渣。在以后的培养过程中温度对钢渣
硅素的释放影响最大,其次为钢渣粒径,而钢渣冷却
方式影响甚微。钢渣累积释放量随时间的变化可以
用幂函数方程很好的拟合,通过方程参数k、m,室以
及km值的比较,得到与上述相同的结论。3种钢渣
在土壤溶液介质中培养97天后,S1、S2与 S3的钢
渣硅的溶出率,35℃下分别为 373%、303%与
273%,25℃下分别为 143%、79%与 102%。
S2在35℃时的释放量大于 S3,而在低温时结果相
反。表明,高温更有利于水淬渣的硅素释放。97天
的培养时间可以代表水稻移栽至收获期的天数,在
这一过程中,钢渣中硅素释放量在35℃仅占有效硅
含量的30%左右。所以,钢渣中硅在下一季水稻中
仍可发挥余效。
在蒸馏水培养介质中与土壤水溶液培养的结果
表现并不完全一致,钢渣硅素累积释放量要显著低
于在土壤溶液介质中释放量。结果说明,高温更有
利于水淬渣硅的释放,在同一温度下,粒径对钢渣硅
的释放大于冷却方式。在培养7天以后,释放速率
只存在小幅的波动,而且35℃和25℃的释放速率基
本相近。结果表明,在水培条件下,温度对钢渣硅的
释放影响甚微,这与土壤溶液培养结果不一。分析
认为在土壤介质中,35℃的条件下促进了土壤中硅
酸盐细菌等微生物的活性,从而间接的提高了钢渣
中硅的释放。
土壤溶液培养介质中,25℃培养下,前67天加
入钢渣提高了土壤浸提液中的 pH值,但后期与 CK
基本相同。但在35℃培养下,加入钢渣的土壤浸提
液pH值一直都要显著高于 CK处理。两种温度培
养下,加入钢渣都显著提高了土壤浸提液的 EC值,
而且粉末状钢渣(S1)土壤浸提液的EC要高于其他
两种钢渣,而且高温对其提高也更显著。纯水培养
介质中,两种温度培养下,在同一阶段 S1浸提液的
pH和EC值都要显著高于S2和S3,而温度对pH和
EC的影响不显著。
4 结论
在土壤溶液培养介质中,钢渣的硅素释放主要
由温度因子决定,35℃比 25℃更有利于硅素的释
放;次要影响因子为钢渣粒径,粉末状比粒状更有
利于硅素的释放。在纯水的培养介质中,钢渣硅的
释放主要影响因子为钢渣粒径,温度和钢渣冷却方
式对其影响甚微。由此认为,钢渣作为硅钙肥在大
田施用时,将钢渣磨细做成粉末状产品,在施用时随
翻耕埋入土壤,以及在初春采用保温措施等都有利
于提高钢渣中硅的利用效率。
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