3結果と議論
図2は、酸度補正後のpH、有機物およびH+Al、Al3+およびSiレベルを示している。 石灰およびケイ酸塩の適用は0.10および0.20mの深さまで土pHを、それぞれ、適用の後の6か月増加しました。 ケイ酸塩および石灰による土壌補正はまた、処理後12ヶ月がそれぞれ0.40および0.20メートルまで、さらに深い層で適用された観察された。, 18月までに、両方の材料は均等に0.40メートルに土壌pHを補正していました.結果は、ケイ酸塩が石灰よりも速く解離することを示しています;したがって、ケイ酸塩はアルカリ化フロントを確立し、石灰よりも短い期間にわたってより深い層の土壌pHを増加させます. 同様に、Corrza et al. (2007)は、表面ライミングおよびCa/Mgケイ酸塩のスラグとしての適用の効果を研究した。 著者らは、スラグが土壌pHを0.40mの深さまで補正したのに対し、石灰効果は0.10か月後に15mまでしか観察されなかったことを発見した。,
ヒドロキシル濃度が増加し、土壌溶液中のH+濃度が酸性度を補正するための材料の適用によって減少し、その結果、土壌pHが増加する(Castro&Crusciol、2013;Oliveira&Pavan、1996)。 これらの酸性度補正系無傾斜材料が合成される完全に独立し、その利益の最大化を図るこ., それにもかかわらず、無耕起システムに関する多くの研究では、亜空地土層の補正に対する表面ライミングの影響は、製品用量および粒径、施用方法、土壌、気候(特に降雨)、作物系および施用から経過した時間量に依存することが実証されている(Castro et al.,2015;Crusciol et al.,2011;Oliveira&Pavan,1996;Soratto&Crusciol,2008)., これらの影響は、特にそれがsubsuperficial訂正のために適用されるとき、管理のこの形態を論争の的にする。
分析のすべての期間では、有機物レベルは、それぞれ、最初と最後の評価で0.05-mと0.20-mの深さまで値を減少させて、製品のアプリケーションによって影 Phを増加させることは、微生物活性および有機物石灰化を改善し得ることが可能である(Castro et al.,2015;Fuentes et al., 2006). それでも、修正された土壌は、バイオマス生産を増加させ、中期的に有機物content有量を増加させる可能性がある。, 土壌補正後の経過時間は有機物の鉱化を増加させるだけで十分であり,土壌への有機炭素投入量に対する高いバイオマス生産の影響を観察することはできなかったと考えられる。 H+Alレベルは酸性度補正材料の適用によって土壌phが増加するたびに減少し,けい酸塩は石灰化よりも速く深い土壌層に影響を及ぼすことを確認した。 最初に、ヒドロキシル濃度が増加し、その後、ケイ酸塩または石灰は土壌溶液中に見出される過剰のH+と反応し始める。, 適用された物質の残りが土壌溶液と反応すると、アルミニウムは無毒のAl(OH)3として沈殿する(Castro&Crusciol,2013;Corrúa et al.,2007;Oliveira&Pavan,1996). Soratto&Crusciol(2008)はまた、潜在的な酸度補正のためのフロントの進行に気づいた。 これらの著者らは、表面ライミングは、それぞれ、適用後0.05-0.10mおよび0.10-0.20m6および12ヶ月の深さでH+Alレベルを減少させることを観察した。,
Al3+レベルは、いずれかの材料の適用後18ヶ月間効率的に減少した。 最初の分析期間では、両方の材料はAl3+0.05mまで不活性化したが、唯一のケイ酸塩は、同様に0.10-0.20mの深さでレベルを減少させた。 アプリケーション後十二ヶ月、両方の製品は0.05-0.10メートルの深さでAl3+レベルを減少させたが、唯一のケイ酸塩は0.20メートルまで毒性を減少させた。, したがって、pHを増加させることに加えて、ケイ酸塩処理はまた、ヒドロキシ-アルミノケイ酸塩(HAS)としての最初および後の沈殿による化学反応によって、土壌中のSiによるAl3+レベルの低下をもたらす(Exley、1998)。 Siレベルは、適用後0.05m6、12および18ヶ月にライミングダウンすることによって増加した。 同様に、Pulz et al. (2008)石灰を表面的に塗布し、0.5mol-L–1酢酸によって抽出できるSi含有量の増加を観察した。 ケイ酸塩の施用は、以前の知見と一致して、18ヶ月後にすべての土壌深さでSiレベルを増加させた(Corrβa et al., 2007).,
図3に示すように、酸度補正のための両方の材料は、適用後6ヶ月までに最初の二つの土壌層におけるpの可用性を効率的に改善していた。 しかし、Pレベルは、ケイ酸塩で処理された土壌中の0.05-0.10mの深さで大きかった。 ケイ酸塩の適用だけ0.10-0.20mの深さで6か月後にそして0.10mに12か月後にPのレベルを増加させました。 ライミングは0.05-0.10mの深さで効果的にPレベルを増加させた;対照的に、ケイ酸塩のアプリケーションは、表層および0.020mから0.40mまでの深さで18ヶ月後にPの可用性を増加させた。,土壌溶液中のヒドロキシル濃度およびイオン活性は、phの増加ならびにFeおよびAl沈殿によって増加し得る。 一方、可溶性の低いP-FeおよびP-Al化合物の沈殿は減少する。 さらに、負電荷はOH脱プロトン化によって生成され、粘土および有機物によって暴露される。 このようにして、リン酸塩は吸着表面によってはじかれる(Haynes、2014;Pulz et al.,2008)、それによってPを土壌溶液中に放出する。 したがって、両方の酸度補正材料が同様にPの可用性を増加させることが期待された。, それにもかかわらず、ケイ酸塩適用の利点は、土壌コロイド上の同じ収着部位に対するSiとPの間の競争によっても増加した(Pulz et al., 2008). これらの部位はケイ酸塩アニオンによって飽和または遮断され、それによってP受精の効率が向上する。
土壌中のカリウムレベルは、適用後12ヶ月後に石灰またはケイ酸塩の適用によって影響されなかった(図3)。 しかし、Kレベルは適用後0.05m18ヶ月まで増加した。 Flora et al. (2007)は、浸出の減少の結果として石灰化後のK可用性の増加を報告した。, 土壌補正は、k+イオンが吸着される表層土層におけるpHおよび負電荷を増加させる。 Kレベルの増加はまた、植物組織からのイオン浸出に関連している可能性がある(Calonego&Rosolem,2013;Zoca et al.,2014),土壌補正は乾物生産を増加させ、したがって植物の芽にKの蓄積をもたらしたことを考慮する(表1,2および3).
より多くの時間が経過するにつれて、より深い土壌層でライミングおよびケイ酸塩の適用の影響が認められ、Ca浸出による可能性が最も高い(図3)。 Caレベルは0の深さに増加しました。,10、0.20および0.40m六、12および18ヶ月適用後、それぞれ。 Corrúa et al. (2007)およびSoratto&Crusciol(2008)は、同じ土壌タイプで同様の結果を発見した。 両方の材料は同様の効果を有していたが、Caレベルは、それぞれ0.05メートルと0.10メートル六と18ヶ月後にダウンケイ酸塩によってより増加した。 0.10-0.20mの深さでMgレベルが大幅にケイ酸塩アプリケーション後6ヶ月増加しました。 しかし、両方の材料は18ヶ月後にMgの可用性を増加させた。Corrúa et al., (2007)は、caおよびMgレベルが石灰および鋼スラグ施用後にそれぞれ0.05mおよび0.20mの深さまで増加したことを観察した。 著者らは,後者の効果はスラグの溶解度が大きいことに起因すると考えた。
強いCaおよびMgの浸出は、NO3-、HCO3-、OH-、Cl-およびSO42-を有する無機イオン対の形成に関連し得る(Crusciol et al.、2011年)からミネラルウォーター。 さらに、無耕起下の低移動性土壌において、根管、生物学的微小嚢(biopores)および弱さ面を通るCaおよびMgの移動性があった可能性がある(Castro et al., 2011).,
H+Al、K、CaおよびMgレベルに対する土壌補正の効果は、塩基飽和に影響を与えた(図3)。 有意なバリエーションは、最初の二つの評価期間で0.20メートルまで、0.40メートルまで18ヶ月後に発見されました。 石灰とケイ酸塩のアプリケーションの効果の主な違いは、0.05-0.10-mと0.10-0.20-mの深さ六と18ヶ月で観察され、ケイ酸塩のより大きな溶解度と無耕起シ 石灰およびスラグ施用の効果を比較すると、Corrβa et al. (2007)同様の結果が見つかりました。, 逆に、Miranda et al. (2005)は、表面ライミングだけで粘土質オキシソール中の0.05mまで交換可能な塩基の移動性に影響を与えることを観察した。 これらの陽イオンは化学結合を形成することを好むので、pHおよび塩基飽和変化、ならびに土壌を通る陽イオン移動度は、表層土壌層における酸陽イオンの不在に依存することに言及することが重要である。 Fageria&Baligar(2008)によれば、これらの結合は5.5-6.0のpHで観察され、この研究の結果と一致し、Mirandaらの結果とは対照的である。 (2005).,
大豆葉中の多量栄養素レベル(表1)は、作物開発に適していると考えられる範囲内であった(van Raij et al., 1997). 処理はp,KおよびSレベルに影響を与えなかったが,播種時に供給されるPおよびKの量が対照区であっても植物の成長に十分であったためであると考えられた。 土壌補正は対照に比べてN,CaおよびMgレベルを増加させたが,けい酸塩施用のみがSiレベルを増加させた。
Caires et al. (2006)はまた、土壌補正とともにnの可用性が増加したことを報告した。, これらの著者らは、土壌酸度が低いと窒素fixing細菌の活性が増加することを示唆した。 酸度補正のための両方の材料の適用は、土壌中のCaおよびMgレベルを増加させた(図3)、その結果、葉中のレベルを増加させた。 石灰解離生成物も植物根によって探索された広い領域に達すると、十分に確立された無耕起システムの下で栽培された大豆におけるCaおよびMgの栄養に正の影響を及ぼした(Caires et al., 2006). シリケートは植物にとって効率的なシリコン源であり,Siレベルに大きな影響を及ぼすことが期待された。,
大豆乾物生産量、収量成分および穀物収量は、異なる処理によって影響された(表1)。 土壌補正は,対照区に比べて開花時に評価されたシュート乾物を増加させた。 それにもかかわらず,乾物は石灰化作用よりもけい酸塩施用の方が恩恵を受けた。
土壌補正は土壌肥fertility度を改善し、植物開発のためのより良い条件を提供した(図2および3)。 したがって、両方の材料の適用は、最終的な植物集団、植物当たりのポッドの数、100粒の質量、そしてその結果、穀物収量を増加させた。, ライミングはコントロールに比べてポッド当たりの粒数を効率的に増加させなかった。 対照的に,けい酸塩の適用はポッド当たりの粒数を増加させた。 石灰とケイ酸塩の両方のアプリケーションは、それぞれ26.2と32.5%、穀物収量を増加させた。 Corrúa et al. (2007)はまた、大豆に適用される石灰およびスラグが収量成分および最終収量を増加させることを見出した。 大豆は、任意の作物システム(Oliveira&Pavan、1996)の下で、交換可能なMgレベルの低い土壌で作物を栽培するたびに石灰化作用に優れて反応する。,
土壌補正は、キビの葉におけるP、CaおよびMgレベルを効率的に上昇させた(表2)。 けい酸塩はlimingおよび対照に比べてN含有量を増加させた唯一の材料であった。 Siレベルもけい酸塩の適用により増加した。 他の栄養素レベルは処置によって影響されなかった。石灰用量を評価すると、Souza et al. (2006)は、土壌補正が塩基飽和度を増加させ、その結果、異なる熱帯草の乾物中のCaおよびMgレベルを増加させることを観察した。 しかし,これらの著者らは,他の多量栄養素に対する石灰施用の影響を見出さなかった。,
アデノシン三リン酸(ATP)に蓄積されたエネルギーは、ショ糖およびセルロース合成に必要な他の補酵素に移すことができる。 ATP分子は中心のリン原子を含んでいるため、この栄養素は作物収量と乾物生産に密接に関連しています(Epstein&Bloom、2005)。 これらの著者らによると、カルシウムは植物の構造と代謝の調節に重要な役割を果たしており、またクロロフィル分子は植物の太陽エネルギーを炭水化物に変換するために不可欠なマグネシウムを含んでいる。, これら三つの栄養素の相互作用は、両方のキビカットの乾物を増加させ、したがって総生産量を増加させるために重要である可能性がある表2。主要栄養素レベルは、トウモロコシの栄養に適していると考えられる範囲内であった(van Raij et al.,1997)、低かったKレベルを除いて(表3)。 治療はP,KおよびSレベルに影響しなかった。 それにもかかわらず,N,CaおよびMgレベルは以前に大豆で観察されたように土壌補正後に増加した。 オリヴェイラ他 (1997)は石灰線量を調査し、同じような結果を見つけました。,酸度補正のための両方の材料の適用は、けい酸塩が石灰よりも有益であったが、対照と比較して葉中のSiレベルを増加させた。Miles et al. (2014)はまた、石灰がpHを増加させることによってSi可用性を増加させることを観察した。
トウモロコシの栄養は、土壌肥fertility度の向上のために土壌補正によって改善された図2および3。 第二(12ヶ月)と第三(18ヶ月)の土壌サンプリングの間で観察された違いは、より高い乾物生産に反映された(表3)。, 同様に、石灰およびケイ酸塩の適用は、耳当たりの粒の数、100粒の質量、およびその結果、最終的な収率を増加させた(表3)。 これらの補正処理は、それぞれ、コントロールに比べて43.8と43.1%の穀物収量を増加させた。
トウモロコシは補正材料の適用に積極的に反応する。 遺伝的変動性は土壌の酸性度に対する植物耐性に影響を及ぼすが、Caires et al. (2006)およびMiranda et al. (2005)は、土壌補正がトウモロコシの収量を増加させると報告した。 オリヴェイラ他, (1997)石灰の6.6Mg ha–1の適用のブラジルのCerradoの土の最高のトウモロコシの収穫を得ました。
ハトエンドウ豆の葉のKおよびSレベルは処理によって影響されなかったが、ケイ酸塩の適用はNレベルを増加させた(表4)。 Si施肥はまた、葉のクロロフィルを増加させる可能性がある。 Elawad et al. (1982)は、クロロフィルレベルがサトウキビで65%増加したことを観察した後、15t ha–1ケイ酸塩が適用された。
一方、両方の材料はハトエンドウ葉のP、Ca、MgおよびSiレベルを増加させた。, PおよびSiレベルは,石灰化および対照に比べてけい酸塩の適用からより多くの恩恵を受けた。 したがって,Si供給はプラントのP可用性を改善するように見える。 Exley(1998)によると、ケイ酸塩の適用は土壌中のP溶解度を増加させ、固定を減少させる。 しかし、なぜSiがPの取り込みを支持し、乾物生産を増加させるのかは依然として疑問である。, これらの効果は、(a)より高いSi取り込み;(b)ケイ酸塩が土壌の酸性度を補正すると、pHが増加するにつれてP固定の減少;(c)土壌中の同じ収着部位に対するケイ酸塩とリン酸塩との間の競争、または(d)これらの効果間の相互作用に起因する可能性がある(Haynes,2014;Pulz et al., 2008). したがって,土壌補正のためのけい酸塩適用はphを増加させ,コロイド中に吸着したPを土壌溶液に置換するか,りん酸肥料からのP固定を減少させることによって植物のP可用性を増加させる可能性がある。,
いくつかの研究は、土壌補正とハトエンドウ豆の乾物を相関させています。 この実験では、より大きな乾物生産は、ケイ酸塩(2,228kg ha–1)の表面的なアプリケーションの後に石灰(1,878kg ha–1)コントロール(1,309kg ha–1)と比較して得られた。 対照と比較して,土壌補正により植物栄養が改善された。 両方の材料を比較すると,けい酸塩は石灰よりも優れており,N,PおよびSiレベルの増加によるものと考えられた。
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