CN101172901B - 钠复合肥及其应用和施用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明主要涉及可促进荒漠植物生长并提高其抗旱性的钠复合肥及其应用与施用方法。一种钠复合肥,特点是包括有下述原料以重量百分比组成:硝酸钠0%-85%,磷酸二氢钠0%-22%,硅酸钠0%-99%,氯化钠0%-90%;钠复合肥的应用,是可直接施于荒漠地区的植被中或用于荒漠植物的育苗或用于对荒漠植物的沙培或水培中;钠复合肥的施用方法,是钠复合肥施入荒漠土壤中的量为1亩地施6kg-60kg或将0.2-3g的肥料直接施入1kg的土壤中或先将0.2-3g的肥料溶于0.05-0.3kg的水,再把水肥混合物溶液施入1kg的土壤中。通过提供可促进荒漠植物生长并提高其抗旱性的钠复合肥及其用途,来进一步扩大荒漠地区植被的覆盖面积,解决荒漠化不断扩大的问题,促进植被恢复与生态系统重建。
Description
技术领域:
本发明主要涉及可促进荒漠植物生长并提高其抗旱性的钠复合肥及其应用。
背景技术:
由于自然、历史以及现实的种种原因,目前我国遭受着荒漠化的严重困扰。据第三次全国荒漠化监测,我国荒漠化面积已达263.62万km2,占国土总面积的27.46%。而且随着经济社会的不断发展,土地荒漠化的面积还在不断扩大,已经严重的影响到了人类的生存环境和西部地区的经济社会发展。
各国科学家都力图通过促进荒漠植物的生长并提高其抗旱性来解决土地荒漠化这一重大问题,然而迄今为止还未找到有效的方法。
而近年来研究发现钠在荒漠植物的抗旱性方面起着重要的作用。Wang发现具有超强抗旱性的多浆旱生植物适应干旱环境的最有效策略是吸收并积累Na+、而不是拒排Na+。与少浆旱生植物相比,多浆旱生植物根系能够从含盐量很低的干旱土壤中吸收大量Na+,将其储存于液泡中作为一种有益的渗透调节剂来适应干旱环境,后者的抗旱性也远强于前者。另外李景平等对荒漠植物红砂、白刺、刺蓬体内主要渗透调节物质的含量和分配特征的研究认为,Na+对渗透调节的贡献要远大于K+、Ca+、可溶性总糖等,并且地上部分大于地下部分。相对而言,液泡中Na+的区域化比在细胞质中积累有机溶质或渗透保护剂对植物耐受或抵抗高盐胁迫以及水分胁迫所起的作用具有更高的效率。另有进一步的研究结果也表明,在不同强度的水分胁迫下,50mmol/LNa+能显著提高霸王的抗旱能力,减轻渗透胁迫对霸王细胞膜系统的伤害,增加霸王的生物量。
同时越来越多的研究也证实,虽然高浓度的Na+对植物造成伤害,而在低浓度下,Na+对植物的生长是有益的。适量的Na+可刺激植物的生长、调节其渗透压、影响植物水分平衡与细胞伸展以及代替钾行使营养功能等。
在荒漠地区,土壤中氮、磷和硅的含量缺乏。而以上关于Na+的研究报道则表明,荒漠植物对Na+的吸收有助于提高其抗旱性。因此含有氮、磷、硅和钠的复合肥的施用不但可促进荒漠植物的生长也可提高其抗旱性。但至今还未有钠复合肥及其应用的相关报道。
发明内容:
本发明的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种钠复合肥及其应用和施用方法,通过提供可促进荒漠植物生长并提高其抗旱性的钠复合肥及其用途,来进一步扩大荒漠地区植被的覆盖面积,解决荒漠化不断扩大的问题,促进植被恢复与生态系统重建。
本发明的目的可以通过采用以下技术方案来实现:一种钠复合肥,其特征是包括有下述原料以重量百分比组成:
硝酸钠 0%-85%,磷酸二氢钠 0%-22%,
硅酸钠 0%-99%。氯化钠 0%-90%。
所述的钠复合肥,是所述的0%-22%重量百分比的磷酸二氢钠用1%-22%重量百分比的磷酸二氢铵或磷酸氢二铵或磷酸铵或磷酸氢二钠或磷酸钠代替。
所述的钠复合肥,是所述的19%-85%重量百分比的硝酸钠可以用19%-85%重量百分比的硝酸铵代替。
所述的钠复合肥,是包括有液剂或粉剂。
所述的钠复合肥的应用,是可直接施于荒漠地区的植被中或用于荒漠植物的育苗或用于对荒漠植物的沙培或水培中。
所述的钠复合肥的施用方法,是钠复合肥施入荒漠土壤中的量为1亩地施6kg-60kg或将0.2-3g的肥料直接施入1kg的土壤中或先将0.2-3g的肥料溶于0.05-0.3kg的水,再把水肥混合物溶液施入1kg的土壤中。
本发明的有益效果是:
1.在沙培的条件下,对荒漠植物进行了梯度胁迫实验,结果表明钠复合肥的施用可有效地促进荒漠植物的生长并提高其抗胁迫能力(见实施例1)。未有渗透胁迫时,与对照相比,钠复合肥的施用,使霸王的株高、叶的鲜重、干重、含水量、面积和相对有机干重分别增加了17%、57%、22%、59%、41%和1.2%;在-0.5MPa渗透胁迫下,与对照相比,钠复合肥的施用,使霸王的株高、叶的鲜重、干重、含水量、面积和相对有机干重分别增加了15%、65%、11%、89%、44%和12.8%;在-1.0MPa渗透胁迫下,与对照相比,钠复合肥的施用,使霸王的株高、叶的鲜重、干重、含水量、面积和相对有机干重分别增加了11%、96%、1.2%、122%、57%和9.5%。
2.在土培的条件下,对荒漠植物进行干旱胁迫实验,结果表明钠复合肥的施用显著促进了荒漠植物的生长并提高了其抗旱性,其中属钠复合肥配方2(见实施例3、4、5)的效果最好。实验以不施肥的处理为对照1,以施氮磷肥的处理为对照2,其中氮磷肥处理中每千克土壤中施入的氮磷量与钠复合肥配方1和2处理中每千克土壤中施入的氮磷量相同。
干旱胁迫后,与对照1相比,钠复合肥配方2的施用使霸王的株高、叶的鲜重、干重、含水量、面积和相对有机干重分别增加了30%、241%、57%、350%、96%和8.4%;使梭梭的株高、同化枝的鲜重、干重、含水量、面积和相对有机干重分别增加了38%、148%、101%、25%、79%和8.7%;使白刺的株高、叶的鲜重、干重、含水量、面积和相对有机干重分别增加了88%、316%、231%、33%、209%和6.8%。
干旱胁迫后,与对照2相比,钠复合肥能更有效地促进了霸王的生长并提高了其抗旱性。施入钠复合肥配方1(见实施例2)使霸王株高、叶的鲜重、干重、含水量、面积和相对有机干重分别增加3.7%、30.7%、25%、12.6%、29.7%和4.8%;施入钠复合肥配方2使霸王株高、叶的鲜重、干重、含水量、面积和相对有机干重分别增加12.3%、68.0%、37.5%、55.2%、40.6%和4.8%。
3.钠复合肥的施入不但补充了干旱半干旱地区土壤中所缺乏的氮、磷及硅等营养元素,还使荒漠旱生植物从土壤中获得足够Na+,并将其区域化到液泡中,降低植物的渗透势,从而既促进了荒漠植物的生长而且提高了其抗旱性。此外,钠复合肥可直接施于荒漠的大田土壤里,也可用于荒漠植物的育苗中。研制的钠复合肥对荒漠地区的水土保持、植被恢复与生态系统重建均具有极其重要的意义。
具体实施方式:
以下结合最佳实施例作进一步详述:
所用植物材料简介:
霸王(Zygophyllum xanthoxylum)属蒺藜科,分布于荒漠、草原化荒漠及荒漠化草原地带,是多浆旱生灌木,典型的旱生固土防沙植物,家畜又喜食,籽粒落地易于成活,在维系生态平衡、保持生物多样性方面发挥着巨大的作用。
白刺(Nitraria tangutorum)属蒺藜科,是分布于我国西北地区的重要资源植物,集防风固沙、水土保持、盐碱地改良、牧草及药材等用途于一身,因此,是荒漠和盐碱地区值得大力发展的资源植物。
梭梭(Haloxylon ammodendron)属藜科,分布于我国的西北荒漠、半荒漠地区,叶片退化成鳞片状,并以嫩枝代替进行光合作用,是一种耐盐、耐干旱以及耐风蚀的优良植物,可用于盐碱地改良和防风固沙,其木质坚硬、火力强、素有“荒漠活煤”之称;当年枝条富含营养,是优良的饲料;此外,梭梭更是有“沙漠人参“之称的肉苁蓉的寄主。
实施例1:一种钠复合肥及其应用和施用方法,其主要特点如下所述:
A1.将硝酸钠和氯化钠以终浓度分别为15mmol/L和35mmol/L的量溶于Hoagland营养液中,此混合液为施入钠复合肥的Hoagland营养液。Hoagland营养液均为调整的1/2 Hoagland营养液(2mmol/L硝酸钾(KNO3),0.5mmol/L磷酸二氢铵(NH4H2PO4),0.25mmol/L硫酸镁(MgSO4.7H2O),0.1mmol/L硝酸钙(Ca(NO3)2.4H2O),0.5mmol/L柠檬酸铁(Fe-citrate),92μmol/L硼酸(H3BO3),18μmol/L氯化锰(MnCl2.4H2O),1.6μmol/L硫酸锌(ZnSO4.7H2O),0.6μmol/L硫酸铜(CuSO4.5H2O),0.7μmol/L钼酸铵((NH4)6Mo7O24.4H2O))。预实验表明,2mmol/L的磷抑制了霸王的生长,而本实施例所用Hoagland营养液的含磷量为0.5mmol/L,已能充分满足霸王生长的需要,因此,再未添加磷。
B1.将底部带孔装有石英砂的培养盒放于盛有Hoagland营养液的托盘中,待石英砂得到充分湿润后,把经种子催芽的霸王幼苗移入培养盒中,置于昼夜温度为(28±2)℃/(23±2)℃,光照时长为16h/d,光强度约为600μmol/m2.s,相对湿度为60%~80%的温室内生长3周,然后先将幼苗分成两大组,分别用不含钠复合肥和含钠复合肥的Hoagland营养液处理3d(天)。
C1.在上述基础上,将以上两大组幼苗再分别分为三组,用聚乙二醇(PEG6000)将处理液的渗透势分别调至0MPa、-0.5MPa和-1.0MPa。每天更换一次处理液,三组中均以用不含钠复合肥的Hoagland营养液处理为对照,3d后测量有关生长指标,每个处理5个重复。
其效果见表1-1、1-2和1-3:
表1-1 0MPa渗透势下钠复合肥对霸王生长及其抗旱性的影响
在0MPa渗透势、即不遭受干旱的情况下,与对照相比,钠复合肥明显促进了霸王的生长。株高、叶的鲜重、干重、含水量、面积和相对有机干重分别增加了17%、57%、22%、59%、41%和1.2%。
表1-2 -0.5MPa渗透胁迫下钠复合肥对霸王生长及其抗旱性的影响
在-0.5MPa渗透胁迫下,与对照相比,钠复合肥明显促进了霸王的生长、减轻了渗透胁迫对其造成的伤害。株高、叶的鲜重、干重、含水量、面积和相对有机干重分别增加了15%、65%、11%、89%、44%和12.8%。
表1-3 -1.0MPa渗透胁迫下钠复合肥对霸王生长及其抗旱性的影响
在-1.0MPa渗透胁迫下,与对照相比,钠复合肥明显促进了霸王的生长、减轻了渗透胁迫对其造成的伤害。株高、叶的鲜重、干重、含水量、面积和相对有机干重分别增加了11%、96%、1.2%、122%、57%和9.5%。
实施例2:一种钠复合肥及其应用和施用方法,其主要特点如下所述:
A2.将百分比组成分别为78%和22%的硝酸钠和二水磷酸二氢钠均匀混合,制成钠复合肥配方1。将百分比组成分别为66%和34%的硝酸铵和磷酸二氢铵均匀混合,制成氮磷肥。其中氮磷肥处理中每千克土壤中氮磷的施入量与钠复合肥配方1处理中每千克土壤中氮磷的施入量相同。
B2.将钠复合肥配方1与土壤以0.232g∶1kg的比例均匀混合,然后装于花盆中,测定土壤的最大持水量,当土壤含水量至最大持水量的70%时,将已催好芽的霸王幼苗移栽于花盆中,置于昼夜温度为(28±2)℃/(23±2)℃,光照时长为16h/d,光强约为600μmol/m2.,土壤含水量为土壤最大持水量的70%的条件下进行育苗。以不施肥的盆栽为对照1,以施有氮磷肥(氮磷肥与土壤相混合的比例为0.103g∶1kg,其它步骤均同钠复合肥配方1)的盆栽为对照2。供试土壤于2006年7月采自内蒙古阿拉善左旗孪井滩。
C2.生长4周后在其它条件不变的情况下停止浇水,直到对照1处理组植株出现萎蔫现象(2周)后,测量相关生长指标,每个处理设5个重复。
其效果见表2:
表2 钠复合肥配方1对霸王生长及其抗旱性的影响
由表2可知,干旱胁迫后,与对照1和2相比,配方1均明显促进了霸王的生长并提高了其抗旱性。与对照1相比,霸王株高、叶的鲜重、干重、含水量、面积和相对有机干重分别增加了20%、165%、43%、227%、81%、8.4%和113%。与对照2相比,霸王株高、叶的鲜重、干重、含水量、面积和相对有机干重分别增加3.7%、30.7%、25%、12.6%、29.7%和4.8%。
实施例3:一种钠复合肥及其应用和施用方法,其主要特点如下所述:
A3.将百分比组成分别为21%、6%和73%的硝酸钠、二水磷酸二氢钠和九水硅酸钠均匀混合,制成钠复合肥配方2。将百分比组成分别为66%和34%的硝酸铵和磷酸二氢铵均匀混合,制成氮磷肥。其中氮磷肥处理中每千克土壤中氮磷的施入量与钠复合肥配方1处理中每千克土壤中氮磷的施入量相同。
B3.钠复合肥配方2与土壤混合的比例为0.882g∶1kg,其它实验条件和步骤均同实施例2。
其效果见表3:
表3 钠复合肥配方2对霸王生长及其抗旱性的影响
由表3可知,干旱胁迫后,与对照1和2相比,配方2明显促进了霸王的生长并提高了其抗旱性。与对照1相比,霸王株高、叶的鲜重、干重、含水量、面积和相对有机干重分别增加了30%、241%、57%、350%、96%和8.4%。与对照2相比,霸王株高、叶的鲜重、干重、含水量、面积和相对有机干重分别增加了12.3%、68.0%、37.5%、55.2%、40.6%和4.8%。
实施例4:一种钠复合肥及其应用和施用方法,其主要特点如下所述:
A4.将百分比组成分别为21%、6%和73%的硝酸钠、二水磷酸二氢钠和九水硅酸钠均匀混合,制成钠复合肥配方2。
B4.将钠复合肥配方2与土壤以0.882g∶1kg的比例均匀混合,然后装于花盆中,测定土壤的最大持水量,当土壤含水量在最大持水量的70%时,将经种子催芽的白刺幼苗移栽于花盆中,置于室外可遮雨的塑料棚内,保持土壤含水量为土壤最大持水量的50%的条件下进行育苗。以不施肥的盆栽为对照。供试土壤于2006年7月采自甘肃民勤。
C4.生长11周后,在其它条件不变的情况下,干旱20d,然后测量相关生长指标,每个处理设5个重复。
其效果见表4
表4 钠复合配方2肥对白刺生长及其抗旱性的影响
由表4可知,干旱胁迫后,与对照相比,配方2明显促进了白刺的生长并提高了其抗旱性。株高、叶的鲜重、干重、含水量、面积和相对有机干重分别增加了88%、316%、231%、33%、209%和6.8%。
实施例5:一种钠复合肥及其应用和施用方法,其主要特点如下所述:
本实施例仅与实施例4所用的植物材料不同,即将经种子催芽的梭梭幼苗移栽于花盆中。而使用的钠复合肥配方以及其它实验条件和步骤均同实施例4。
其效果见表5:
表5 钠复合肥配方2对梭梭生长及其抗旱性的影响
由表5可知,干旱胁迫后,与对照相比,配方2明显促进了梭梭的生长并提高了其抗旱性。株高、同化枝的鲜重、干重、含水量、面积和相对有机干重分别增加了38%、148%、101%、25%、79%和8.7%。
实施例6:一种钠复合肥及其应用和施用方法,其主要特点如下所述:
本实施例仅与实施例4所用植物材料和土壤来源不同,即将经种子催芽的红砂幼苗移栽于花盆中,供试土壤于2006年7月采自内蒙古阿拉善左旗孪井滩。而使用的钠复合肥配方以及其他的实验条件和步骤均同施例4。
正常浇水生长11周后,与对照相比,配方2显著促进了红砂的生长,其株高增长了323%。
实施例7:一种钠复合肥及其应用和施用方法,其主要特点如下所述:
A7.将百分比组成分别为13%、4%和83%的硝酸钠、二水磷酸二氢钠和氯化钠均匀混合,制成钠复合肥配方3。
B7.将钠复合肥配方3与土壤以1.402g∶1kg的比例均匀混合,然后装于花盆中,测定土壤的最大持水量,当土壤含水量在最大持水量的70%时,将经种子催芽的霸王幼苗移栽于花盆中,置于昼夜温度为(28±2)℃/(23±2)℃,光照时长为16h/d,光强约为600μmol/m2.s,土壤含水量为土壤最大持水量的70%的条件下进行育苗。以不施肥的盆栽为对照。供试土壤于2006年7月采自内蒙古阿拉善左旗孪井滩。
C7.生长4周后,在其它条件不变的情况下停止浇水,直到对照处理组植株出现萎蔫现象(2周)后,测量相关生长指标,每个处理设5个重复。
其效果见表6:
表6 钠复合肥配方3对霸王生长及其抗旱性的影响
由表6可知,干旱胁迫后,与对照相比,配方3明显促进了霸王的生长并提高了其抗旱性。株高、叶的鲜重、干重、含水量、面积和相对有机干重分别增加了18%、83%、22%、85%、54%、3.3%和74%。
实施例8:一种钠复合肥及其应用和施用方法,其主要特点如下所述:
A8.将百分比组成分别为3%和97%的二水磷酸二氢钠和九水硅酸钠均匀混合,制成钠复合肥配方4。
B8.钠复合肥配方4与土壤的混合混合比例为1.462g∶1kg,其它实验条件和步骤均同实施例4。
其效果见表7:
表7 钠复合肥配方4对白刺生长及其抗旱性的影响
由表7可知,干旱胁迫后,与对照相比,配方4明显促进了白刺的生长并提高了其抗旱性。株高、叶的鲜重、干重、含水量、面积和相对有机干重分别增加了37%、278%、222%、21%、179%和4.9%。
实施例9:一种钠复合肥及其应用和施用方法,其主要特点如下所述:
A9.将百分比组成分别为3%和97%的二水磷酸二氢钠和九水硅酸钠均匀混合,制成钠复合肥配方4。
B9.钠复合肥配方4与土壤的混合比例为1.462g∶1kg;所用植物材料为梭梭,即将经种子催芽的梭梭幼苗移栽于花盆中,其它实验条件和步骤均同实施例4。
其效果见表8:
表8 钠复合肥配方4对梭梭生长及其抗旱性的影响
由表8可知,干旱胁迫后与对照相比,,配方4明显促进了梭梭的生长并提高了其抗旱性。株高、同化枝的鲜重、干重、含水量、面积和相对有机干重分别增加了29.0%、76.5%、70.3%、8.1%、51.7%和5.9%。
实施例10:一种钠复合肥及其应用和施用方法,其主要特点如下所述:
A10.将百分比组成分别为24%、4%、54%和18%的硝酸钠、二水磷酸二氢钠、九水硅酸钠和氯化钠均匀混合,制成钠复合肥配方5。
B10.钠复合肥5与土壤的混合比例为1.272g∶1kg,所用植物材料为红砂,即将经种子催芽的红砂幼苗移栽于花盆中;供试土壤于2006年7月采自内蒙古阿拉善左旗孪井滩,其它实验条件和步骤均同实施例4。
正常浇水生长11周后,与对照相比,配方5显著促进了红砂的生长,其株高增长了243.2%。
实施例11:一种钠复合肥及其应用和施用方法,其主要特点如下所述:
A11.将百分比组成分别为65%和35%的硝酸钠和氯化钠均匀混合,制成钠复合肥配方6。
B11.钠复合肥配方6与土壤的混合比例为1.272g∶1kg,所用植物材料为梭梭,即将经种子催芽的梭梭幼苗移栽于花盆中,其它实验条件和步骤均同实施例4。
实施例12:一种钠复合肥及其应用和施用方法,其主要特点如下所述:
A12.将百分比组成分别为80%和20%的硝酸钠和硅酸钠均匀混合,制成钠复合肥配方6。
B12.将钠复合肥配方6与水以1.36g∶0.21kg的比例相溶,再以此水肥混和液与土壤为0.21∶1的比例浇于花盆的土壤中,然后测定土壤的最大持水量,当土壤含水量在最大持水量的70%时,将经种子催芽的白刺幼苗移栽于花盆中,置于室外可遮雨的塑料棚内,保持土壤含水量为土壤最大持水量的50%的条件下进行育苗。
实施例13:一种钠复合肥及其应用和施用方法,其主要特点如下所述:
A13.将百分比组成分别为80%和20%的硅酸钠和氯化钠均匀混合,制成钠复合肥配方7。
B13.以每亩地施入30Kg钠复合肥配方7的量施入荒漠地区的土壤中。
实施例14:一种钠复合肥及其应用和施用方法,其主要特点如下所述:
A14.将百分比组成分别为20%和80%的磷酸二氢钠和氯化钠均匀混合制成,钠复合肥配方8。
B14.以每亩地施入40Kg钠复合肥配方8的量施入荒漠地区的土壤中。
实施例15:一种钠复合肥及其应用和施用方法,其主要特点如下所述:
A15.将百分比组成分别为75%和25%的硝酸钠和氯化钠均匀混合,制成钠复合肥配方9。
B15.将25Kg钠复合肥9溶于水中,以每亩地施入上述水肥混合液的量施于荒漠地区的植被中。
实施例16:一种钠复合肥及其应用和施用方法,其主要特点如下所述:
A16.将百分比组成分别为10%、35%和55%的磷酸二氢钠、硅酸钠和氯化钠均匀混合,制成钠复合肥配方10。
B16.将35Kg钠复合肥配方10溶于水中,以每亩地施入上述水肥混合液的量施于荒漠地区的土壤中。
实施例17:一种钠复合肥及其应用和施用方法,其主要特点如下所述:
与实施例14相同,不同的是将百分比组成分别为20%和80%的磷酸氢二钠和氯化钠均匀混合制成,钠复合肥配方11。
实施例18:一种钠复合肥及其应用和施用方法,其主要特点如下所述:
与实施例16相同,不同的是将百分比组成分别为10%、35%和55%的磷酸氢二钠、硅酸钠和氯化钠均匀混合,制成钠复合肥配方12。
实施例19:一种钠复合肥及其应用和施用方法,其主要特点如下所述:
与实施例15相同,不同的是:
A19.将百分比组成分别为75%和25%的硝酸铵和氯化钠均匀混合,制成钠复合肥配方13。
Claims (4)
1.一种钠肥,其特征是按下述原料的重量百分比制成:
(1)硝酸钠21%、二水磷酸二氢钠6%、九水硅酸钠73%;或(2)硝酸钠13%、二水磷酸二氢钠4%、氯化钠83%;或(3)硝酸钠24%、二水磷酸二氢钠4%、九水硅酸钠54%、氯化钠18%;或(4)磷酸二氢钠10%、硅酸钠35%、氯化钠55%。
2.如权利要求1所述的钠肥,其特征该肥料为液剂或粉剂。
3.如权利要求1至2所述的钠肥的应用,其特征是将该钠肥直接施于荒漠地区的植被中或用于荒漠植物的育苗或用于对荒漠植物的沙培、水培中。
4.如权利要求1至2所述的钠肥的施用方法,其特征是将该钠肥施入荒漠土壤中的量为1亩地施6kg-60kg或将0.2-3g的肥料直接施入1kg的土壤中或先将0.2-3g的肥料溶于0.05-0.3kg的水,再把水肥混合物溶液施入1kg的土壤中。
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