金属有机框架(MOF)类新型肥料在水稻上的应用初探

论文摘要

【目的】金属有机框架（metal-organic framework,MOF）是基于分子设计的一种新型团簇功能化合物,为实现多元化养分设计,生产环境友好的新型肥料提供了新的手段。本研究在水热条件下合成了两种MOF肥料,评估了这两种MOF材料作为新型肥料的潜力和可行性。【方法】以氯化铁（FeCl3·6H2O）、硫酸锌（ZnSO4·7H2O）、磷酸（H3PO4）、草酸（H2C2O4·2H2O）和尿素（CO（NH2）2）为基础原料,在高压反应釜内100℃下合成MOF1和MOF2。MOF1和MOF2分别含Fe 18.6%、15.6%,P 15.7%、16.5%,N 5.16%、4.57%,C 4.61%、5.21%,MOF2还含Zn 2.89%。试验共设4个处理:不施肥（CK）、常规施肥（CF）、MOF1和MOF2。3个施肥处理为等氮磷钾设计,施肥水平为N 150 kg/hm2、P2O5 200 kg/hm2和K2O 150 kg/hm2。在水稻分蘖、拔节、孕穗及成熟期,采集土样,测定铵态氮、硝态氮、有效磷、有效铁、有效锌含量及pH。水稻成熟后,测定产量、千粒重、穗粒数、有效穗数和结实率。【结果】与CF相比,MOF1和MOF2处理的水稻产量分别增加了7.7%和6.3%,相关农艺性状也均有改善。MOF1和MOF2处理的水稻营养器官总干物质量和氮累积量均显著高于CF处理;CF处理的氮素利用率为32.8%,而MOF1和MOF2处理分别达到46.4%和43.0%,与CF差异显著。在成熟期,MOF1和MOF2处理的土壤铵态氮、硝态氮及有效铁含量较CF均显著增加。【结论】两个以磷和铁为主要养分的新型金属框架结构肥料不仅能提高水稻产量和氮素利用率,而且也可改善水稻相关农艺性状以及提高土壤养分含量,其作为新型肥料,具有广阔的应用潜力。

论文目录

• 1 材料与方法
•   1.1 试验地点
•   1.2 MOF材料的合成
•   1.3 试验设计
•   1.4 测定项目与方法
•   1.5 数据统计及分析
• 2 结果与分析
•   2.1 MOF对水稻产量及相关农艺性状的影响
•   2.2 MOF对土壤养分的影响
• 3 讨论
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 吴珂,杜昌文,申亚珍,马菲

关键词: 金属有机框架,分子设计,多元复合肥料,水稻

来源: 植物营养与肥料学报 2019年12期

年度: 2019

分类: 农业科技

专业: 农作物

单位: 土壤与农业可持续发展国家重点实验室/中国科学院南京土壤研究所,中国科学院大学现代农学院

基金: 中国科学院“STS”项目(KFJ-STS-QYZX-03,KFJ-STS-QYZX-046),江苏省农业重点示范项目(BE2017388)

分类号: S511

页码: 2170-2177

总页数: 8

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