中性-碱性水田土壤有效硅提取方法的研究

硅不是作物的必需元素，但其对于水稻生长发育的重要作用已成共识。科学评价水田土壤供硅能力具有重要意义。以往有关水田土壤供硅能力的研究多在日本、韩国和我国南方等地酸性土壤上进行；实践证明常用的1moloL-1醋酸－醋酸钠(pH4)缓冲液提取法不适于北方中性－碱性水田土壤供硅能力的评价。为此，本课题拟通过室内模拟和盆栽试验相结合的方法，研究不同pH水田土壤硅素释放特点、水稻生长季内土壤溶液中硅素消长规律及其影响因素；在此基础上遵循化学原理，模拟水稻生长的土壤条件选择有效硅浸提剂，探讨不同浸提剂提取测得的土壤硅素含量与水稻相对产量、相对含硅量以及土壤硅素释放初始速率、累积释放量等指标之间的关系；筛选测定土壤有效硅的浸提剂，建立适合评价中性－碱性水田供硅能力的土壤有效硅提取新方法。本研究对于丰富土壤学理论，建立判断土壤硅素丰缺指标，准确评价水田土壤供硅能力，合理施肥、培肥土壤具有重要意义。

硅对于水稻生长发育的重要作用已成共识。科学评价水田土壤供硅能力具有重要意义。针对醋酸-醋酸钠(pH4)缓冲液提取法不适于北方中性-碱性水田土壤供硅能力的评价问题。选取东北地区60个不同pH水田土壤，研究了传统方法评价不同pH水田土壤供硅能力的可行性，土壤供硅强度、容量指标、硅素释放特点及其影响因素，水稻生长季内土壤溶液中硅素消长规律及其影响因素；筛选出土壤有效硅的浸提剂，建立了适合评价不同pH水田土壤供硅能力的新方法。结论如下：1.醋酸-醋酸钠（pH 4）缓冲液提取法、盐酸提取法、柠檬酸提取法、硫酸-硫酸铵溶液提取法、磷酸二氢钙-醋酸缓冲液提取法和醋酸铵-醋酸缓冲液提取法均不能用于评价不同pH水田土壤的供硅能力。通过建立土壤pH与水稻相对产量及土壤有效硅关系的方程获得经验常数，用此常数对有效硅进行校正后，可用醋酸-醋酸钠缓冲液法测定的有效硅间接评价不同pH水田土壤供硅能力。2. 方程y=bx-a 可以描述土壤对硅的吸附过程。土壤硅素的释放过程可用方程y=kx^m来描述。水稻相对产量、植株相对含硅量与a值、硅素120日累积释放量、硅素释放初始速率km之间均存在显著的正相关关系。因此，上述参数可以评价不同pH水田土壤供硅能力。3. 淹水条件下，酸性土壤pH升高，碱性土壤和中性土壤pH降低，最终都趋近中性。施硅可提高酸、中性土壤pH，对碱性土壤无明显影响。各处理Eh都表现为先降低并次第达到低谷，在烤田撤水后又升高至峰值；复水后土壤Eh再降至低谷，随后又有所升高。施硅可提高酸性土壤Eh，降低中、碱性土壤Eh。各处理硅浓度表现为淹水后逐渐升至高峰，而后迅速降低至低谷，随即在碱性土壤上略有上升后呈现缓慢降低，而在中性、酸性土壤中则基本保持在一定水平上不变。施用硅肥可提高水稻整个生育期土壤水溶态硅浓度。从水稻整个生育期来看，硅浓度为碱性土壤＞中性土壤＞酸性土壤，但其高低并不能准确反映土壤的供硅能力。4.用磷酸二氢钾-氢氧化钠（pH7）缓冲液提取的土壤硅素与水稻相对产量、植株相对含硅量之间存在着极显著的正相关关系。因此该方法适于评价不同pH水田土壤供硅能力。土壤有效硅与土壤有机质、氧化铁活化度呈极显著的负相关关系；与土壤水溶态硅、活性硅、DCB-硅和晶胶比呈极显著的正相关关系。研究结果对建立土壤硅素丰缺标准，准确评价水田土壤供硅能力，合理施肥、培肥土壤具有重要意义。