土壤非交换性钾释放动力学特征及其生物

采用生物耗竭法和0.2mol L-1的NaTPB化学浸提法,利用不同动力学方程对我国8种主要土壤非交换性钾的释钾特性及其生物有效性进行定量评估。结果表明,供试土壤非交换性钾释放分为快速释放和稳定释放两个阶段,一级动力学方程、Elovich 方程、双常数曲线方程和抛物线扩散方程均能描述土壤非交换性钾的释放过程。根据双常数方程中的参数（a）所表征的土壤非交换性钾释放速率常数,供试8种土壤的释钾能力按取土地区存在着自西向东、自北向南渐减的趋势。盆栽试验中,在累积释钾量高且释放速率快的土壤上,黑麦草累积生物量、累积吸钾量和相对含钾量较高,表现出强的供钾能力;与此相反,累积释放量低且释放速率慢的土壤上,黑麦草各项指标偏低,供钾能力较弱。以黑麦草钾素丰缺临界值34.00 mg kg-1 DW-1和土壤非交换性钾释放速率396.32 mg kg-1 h-1作为评价指标,供试8种土壤中,仅取自新疆石河子、陕西常武和黑龙江哈尔滨地区的土壤在短期不施用钾肥的情况下能保证黑麦草丰产且不出现缺钾症状。因此,为了维持土壤钾素平衡和保证作物高产稳产,在我国西北、东北地区耕地土壤中应加强秸秆的循环利用,而在华中和华东地区则需增施钾肥和有机肥。     

不同提取方法土壤非交换性钾释放动力学及其速率的研究

采用Ca2+饱和土壤的 0.50molL-1硝酸、0.0 1molL-1草酸和氢质阳离子交换树脂恒温连续提取法 ,利用Elovich和二级动力学模型 ,结合生物吸钾试验 ,研究探讨了描述土壤非交换性钾释放及其速率较为理想的连续提取法及其动力学模型。研究结果表明 ,氢质树脂提取法的Elovich模型描述非交换性钾释放及其速率的效果较为理想 ,拟合方程的相关系数达极显著水平(r =0.982～ 0.996 ) ;不同时间非交换性钾累积释放量的计算值与实测值的标准差最小 (S =1.335～2.480 ) ;通过速率方程计算的不同时间非交换性钾释放速率与黑麦草吸收的非交换性钾数量的相关性也最为密切 (r =0.944～ 0.963) ,故氢质阳离子交换树脂连续提取法结合Elovich模型是描述土壤非交换性钾释放及其速率较为理想的组合方法。以伊利石为主的 2、3和 8号土壤非交换性钾释放速率明显高于其它以高岭石或蒙脱石为主的供试土壤     

耕作土壤非交换性钾有效性的研究

采用两种化学连续提取法及连续耗钾实验,研究了几种耕作土壤非有效性钾释放特性及有效性。结果表明,供试土壤非交换性释放特性和有效性与粘土矿的密切相关,富含伊利石的土壤非交换性钾的释放量大,速率快,有效性高,黑麦草吸收该土壤的非交换性钾量及总吸钾量高,生物量大。而富含高岭石或蒙脱石的土壤非有效性钾有效性明显较低,非交换性钾的释放量和速率,黑麦草吸收该土壤的非交换性钾量,总吸钾量及生物量的均值分别仅为富含     

水旱轮作条件下不同类型土壤供钾能力及钾素动态变化研究

采用盆栽试验,研究了黑麦草-水稻轮作条件下不同类型土壤供钾能力及钾素动态变化,以期为土壤供钾机制研究及合理的钾素调控提供依据。结果表明：不施钾条件下（NP处理）,潮土上种植作物的生物量和吸钾量最高,黄褐土次之,红壤最低;施钾条件下（NPK处理）,3种土壤上种植作物的生物量无显著差异,作物吸钾量为黄褐土>潮土>红壤。整个轮作期,红壤、黄褐土和潮土NPK处理的作物生物量较NP处理分别增加55.6%、45.2%和23.2%,作物吸钾量分别增加368.8%、166.8%和74.5%。轮作前季（黑麦草季）,NP处理的3种土壤水溶性钾含量和交换性钾含量均降低,潮土非交换性钾含量明显降低,红壤和黄褐土非交换性钾含量在前期变化不大,中期有升高的趋势,后期显著降低;NPK处理的土壤钾含量均高于NP处理,且各种形态钾含量的变化趋势与NP处理基本相同。轮作后季（水稻季）,NP处理的3种土壤水溶性钾含量变化不大,交换性钾含量呈先降低后升高的趋势,非交换性钾含量呈先升高后降低的趋势;NPK处理的土壤交换性钾含量在水稻生长前期明显升高,中期下降,后期有略微上升,水溶性钾和非交换性钾含量有先升高后降低的变化趋势。综上所述,在不施钾条件下,轮作期内各土壤钾素消耗量较大,水溶性钾和交换性钾含量降低,并促进了非交换性钾的释放;施钾能提高土壤水溶性钾和交换性钾含量,并向非交换性钾方向转化,施钾对黑麦草和水稻有显著增产效果,可以有效地提高土壤供钾水平。     

施氮和不同品种水稻对紫色水稻土钾素形态的影响

通过盆栽试验研究了施氮水平和不同品种水稻对四川盆地 3种典型紫色水稻土 5种钾形态的影响以及各种土壤钾形态对水稻钾素营养的贡献。结果表明 ,4个紫色水稻土供钾能力均属中下水平 ,全钾含量为 1.29%～2.62% ,其中矿物钾量平均占 96.82% ,速效钾和非交换性钾仅平均占 0.62%和 2.56% ,土壤供钾能力以中性紫色水稻土 石灰性紫色水稻土 酸性紫色水稻土。施氮 (N 0～ 150mg/kg)促进 4个紫色水稻土钾素的释放 ,提高水稻对非交换性钾和矿物钾的吸收利用 ,使矿物钾和非交换性钾的贡献占植株吸钾的 80.3% ,速效钾仅为 19.7%。中性紫色土供试 4个品种水稻的吸钾能力为开优 5号 汕优 63Ⅱ优 6078引佳 1号。施氮后4个品种水稻吸自非交换性钾和矿物钾量平均占植物吸钾量的 66.9% ,以施中氮 (N 150mg/kg)时植株吸钾量最高 ;而低氮或高氮水平都不利于植物对钾的吸收和土壤钾的释放     

长期施用化肥和稻草对红壤性水稻土非交换性钾释放动力学的影响

研究了长期定位施肥试验中连续27年(1981-2007)施用化肥和稻草对红壤性水稻土非交换性钾释放特征及其动力学的影响.本试验选择了其中5个处理:CK(不施肥)、NP(施氮、磷肥)、NPK(施氮、磷、钾肥)、NP+RS(施氮、磷肥和稻草)和NPK+RS(施氮、磷、钾肥和稻草).结果表明,长期施用钾肥和稻草的条件下,各处理土壤中非交换性钾的释放均存在2个不同的阶段:即第一阶段(1～14 h)表现为直线上升阶段,第二阶段(14～796 h)为缓慢增长阶段.5个处理中,长期不施钾处理(CK和NP)的土壤非交换性钾累积释放量较低,分别为62.22和56.12 mg/kg,长期施钾处理(NPK、NP+RS和NPK+RS)的土壤非交换性钾累积释放量较高,分别为67.52、64.41和75.33 mg/kg.施稻草处理(NPK+RS和NP+RS)的土壤非交换性钾释放量明显高于相应不施稻草处理(NPK和NP)的土壤,这可能与长期施用稻草促使土壤矿物钾中的一部分向非交换性钾转化有关.用抛物线扩散、零级反应、一级反应和Elovich方程模拟土壤非交换性钾的释放动力学结果表明,Elovich方程能比较好地模拟5个处理土壤非交换性钾的释放动力学.分段直线方程能更好地描述土壤非交换性钾释放的机制.     

不同土壤钾素释放动力学及其供钾特征的研究

应用自行研制的连续流动交换仪研究了取自不同类型的19个土壤样品的钾素释放动力学及其供钾特征。不同土壤钾的释放差异很大,钾的释放持续时间变幅为100～600分钟;最大释放速率变幅为0.46～20.55毫克千克-1分-1;平均释放速率变幅为0.009～1.25毫克千克-1分-1;总释放量变幅为40～430毫克千克-1。供试土壤钾的释放过程可以用一级反应方程拟合,表明钾的释放速率主要受交换位上钾离子饱和度的影响。应用一级方程计算出钾的释放速率常数变幅为5.4810-3～65.6210-3分-1。多数土壤的钾释放过程符合单一的一级反应;而以云母类为主,且含有部分绿泥石的土壤的钾释放过程由两个速率不同的一级反应构成,表明不同吸附位上的钾离子可能有不同的释放机制。用供试土壤连续种植玉米幼苗57茬进行土壤钾素耗竭试验,结果表明应用连续流动交换仪研究得出的土壤钾素释放的动力学参数可以较可靠地评价土壤的供钾特征。释钾速率快,持续时间长,总释放量大的土壤(如青海栗钙土),在耗竭试验中显出很强的供钾能力;而释钾速率慢,持续时间短,总释放量小的土壤(如广东砖红壤)在盆栽试验中供植物吸收的钾量很低。有的土壤(如四川紫色土)钾的总释放量不低,但释放速度快,持续时间短,在盆栽试验     

土壤—作物系统钾素动力学模型及其参数研究

基于生态学的Lotka Volterra模型 ,在土壤—作物系统中提出一个新的土壤钾素动力学方程。盆栽试验表明 ,该模型能很好地拟合花生一个生长周期内土壤缓效钾和速效钾的动态变化。吸钾量实测结果表明 ,花生不同生育期吸钾量符合Logistic模型。结合上述 2个模型 ,分别求出矿物钾最大释放速率常数Kmm、缓效钾最大释放速率常数Krm和速效钾最大供钾速率常数Kam。相关分析表明 ,Kam与花生当季吸钾量、生物学产量和荚果产量以及Krm与花生当季吸钾量有显著水平以上的对数正相关。Krm和Kam可作为评价土壤当季供钾能力的速率指标。     

秸秆还田对水稻土黏土矿物组成和钾素释放的影响

以湖北省武穴市和荆州市长期定位试验为对象,利用X射线衍射、选择性浸提以及室内模拟等方法,研究秸秆还田下水稻土中黏土矿物组合的差异及钾素的释放。结果表明,长期秸秆还田,土壤中伊利石和高岭石增加,蛭石和1.4 nm过渡矿物(HIV)减少;长期秸秆还田配施氮磷钾肥,土壤中高岭石、蛭石和HIV增加,伊利石和绿泥石减少。长期秸秆还田,土壤中全钾、非交换性钾和交换性钾含量均增加,且土壤各形态钾素与伊利石含量呈显著正相关,与高岭石和HIV含量则呈显著负相关。0.05 mol L~(-1)草酸浸提下,土壤钾素的释放量和释放速率较大,且随浸提次数的增加,钾素的释放速率逐渐降低并保持稳定。土壤钾素的释放量与土壤非交换性钾和全钾含量呈显著正相关,伊利石和HIV是影响供试土壤钾素释放的主要黏土矿物,且二者间存在相互转化的关系。长期秸秆还田可以增加土壤的供钾能力。     

稻麦钾素营养诊断和钾肥施用

研究了水稻土的供钾状况以及稻、麦、黑麦草等作物对土壤不同形态钾的吸收。试验证明,非交换性钾是稻、麦钾素的主要给源。根据稻、麦吸钾特点,认为土壤交换性钾不是水稻土供钾的良好指标;提出用冷的2molL^-1 HNO₃浸提水稻土有效钾的方法,此法浸提出的钾量与作物吸钾量、生物产量之间的相关最显著。     

我国北方主要土壤非交换性钾释放速率的研究

采用连续流动交换技术研究了我国北方２５个供试土壤非交换性钾的释放速率。结果表明,土壤晨交换性钾释放缓慢,而持续时间长;最大释放速率变幅为０．１９５￣２．３０ｍｇ／（ｋｇ·ｍｉｎ）,６００分钟平均释放速率变幅为０．０６６￣１．１２１ｍｇ（ｋｇ·ｍｉｎ）,释放持续时间一般在６００分种以上。在６００分种释放时间内非交换性钾释放百分率变幅在５．４％￣３９．６％之间。土壤非交换性钾释放速率与盆栽耗钾试验中玉     

广东不同母质发育水稻土钾素的固定与释放

本文通过室内模拟和化学方法研究了广东几种不同母质发育的水稻土的钾素的固定与释放特性。结果表明,砂页岩、珠江三角洲沉积物、石灰岩和玄武岩发育的水稻土的固钾量均随钾加入量的增加而增大,但花岗岩发育的水稻土却相反;砂页岩、花岗岩和玄武岩发育的水稻土的固钾量在淹水时最高,而沉积物和石灰岩发育的水稻土则在恒湿时最高;沉积物发育的水稻土的非交换性钾累计释放量和平均释放速率显著高于其它母质发育的水稻土;施钾肥对非交换性钾释放的影响因土壤所含粘土矿物类型而异。     

黄土地区非代换性钾与土壤发育的关系

黄土地区土壤类型和发育程度与土壤非代换性钾有关。本文初步研究了黄土地区主要土壤类型非代换性钾的变化。影响土壤非代换性钾含量和释放累积量的主要因素是土壤质地和有机质。粉砂粒、粘粒和有机质与非代换性钾呈正相关,而砂粒与非代换性钾呈负相关。土壤非代换性钾含量由北向南从66.71-84.62增到117.09-129.95mg/100g土;释放累积量由北向南从147.03-173.00增到251.18-346.08mg/100g土。说明黄土地区土壤非代换性钾的含量和释放累积量均从北向南逐渐增加。砂绵土和黄绵土,砂黑垆土和轻黑垆土的非代换性钾含量和释放累积量其剖面分布较均一;而粘黑垆土和黑(土娄)土的粘化层的非代换性钾含量和释放累积量高于耕作层和母质层,但因地形部位不同又存有一定差异。     

四苯硼钠溶液中含钾矿物非交换态钾的释放特性研究

含钾矿物的全钾含量、非交换态钾总量以及非交换态钾的释放速率因矿物种类而异,且3种参数之间没有必然的相关性。供试5种含钾矿物非交换态钾总量由高到低的顺序是:金云母 5.19% 黑云母3.08% 蛭石2.01% 白云母1.18% 钾长石0.24%,占各矿物全钾的比例分别为:58.4% 、99.7% 、62.5% 、14.2% 和4.98% ,平均达48%。选择较弱提取力的四苯硼钠溶液进行非交换态钾的释放特性研究,5种矿物非交换态钾3d释放累积量顺序为:黑云母 蛭石 金云母 白云母 钾长石;非交换态钾平均释放速率也表现为同样的顺序。上述5种矿物在弱提取力的四苯硼钠溶液中释放3 d,非交换态钾的平均释放速率分别为5.99、2.34、0.52、0.22和0.17 mg/(kgmin),差异明显。如何根据非交换态钾的释放量和释放速率来综合评价矿物钾的生物有效性是未来研究中需要明确的问题。     

耕作土壤释钾速率及其与钾有效性的关系研究

对 1 0个不同母质土壤进行生物吸钾试验和化学测定 .结果表明 ,二级动力学方程dkt/dt=k(k0 -kt) 2 可以很好地描述连续提取条件下土壤释钾特性。初始释钾速率与有效钾含量呈极显著正相关 ,与黑麦草生物总量及吸钾总量均呈极显著正相关 .2mol/LHNO3提取的释钾速率相关显著性明显高于氢质树脂法 ,其中 0～ 2h的土壤释钾速率能较好地描述土壤钾的有效性     

油菜-水稻轮作下根区与非根区红壤性水稻土钾素变化研究

采用分室根箱试验,研究了油菜-水稻轮作条件下红壤性水稻土根区与非根区土壤不同形态钾素含量变化特点。结果表明,轮作前季(油菜季)前期,根区土壤水溶性钾和交换性钾首先出现相对亏缺。随着油菜生长和吸钾强度的增大,非根区内、中、外区土壤水溶性钾向根区迁移,交换性钾向水溶性钾转化,含量均逐渐降低,且距根区越近,降低幅度越大。轮作后季(水稻季)前期,淹水促进了非根区水溶性钾向根区的扩散,交换性钾向水溶性钾的转化。随着水稻生长和吸钾强度增大,根区与非根区土壤交换性钾含量均显著降低。水稻季末期作物吸钾强度减小,根区土壤水溶性钾含量降低至一定程度时就不再减少,而非根区水溶性钾继续向根区扩散。整个轮作期,根区与非根区土壤非交换性钾含量与不种作物处理相比差异不显著。可见,作物首先吸收利用根区土壤钾,非根区钾逐渐向根区迁移,距根区越近,对作物吸钾量的贡献越大。在一个轮作期内,交换性钾和水溶性钾是红壤性水稻土主要供钾形态,作物吸收利用的非交换性钾较少。     

山东主要土壤供钾能力和非交换性钾释放的研究

用生物耗竭方法,研究和比较了山东省主要农业土壤:棕壤、褐土和潮土的供钾能力。结果表明,以土壤交换性钾、缓效钾含量和耗竭过程中作物吸钾总量和吸收来自土壤非交换性钾的数量、比率及土壤非交换性钾释放速度和数量为依据,评价土壤供钾能力有褐土＞潮土＞棕壤的总趋势。     

水旱轮作下根区与非根区黄褐土钾素动态研究

采用分室根箱试验,研究了油菜–水稻轮作条件下黄褐土根区与非根区土壤钾素动态变化特征,以期为土壤供钾机制研究及合理的根际养分调控提供依据。结果表明,轮作前季（油菜季）前期,根区土壤水溶性钾和交换性钾首先出现相对亏缺;随着油菜生长和吸钾强度的增大,根区非交换性钾含量也显著降低,非根区内、中、外区土壤水溶性钾向根区迁移,交换钾和非交换钾向水溶钾转化,含量均逐渐降低,且距根区越近,降低幅度越大。轮作后季（水稻季）前期,淹水促进了水溶性钾向根区的扩散,非根区外区水溶钾和交换性钾含量明显降低;随着水稻生长和吸钾强度增大,根区与非根区土壤水溶钾和交换性钾含量降低至一定程度时就不再减少,而非交换性钾显著降低。说明作物吸收的钾主要来自于根区,并由非根区钾逐渐向根区迁移,距根区越近,对作物吸钾量的贡献越大。在一个轮作期内,非交换性钾是黄褐土主要供钾形态,其次是交换性钾和水溶性钾。     

珠江三角洲土壤供钾能力的研究

珠江三角洲土壤钾素含量全钾平均1.68%,缓效性钾225ppm,速效性钾118ppm,在全省居中等水平.土壤有效钾含量不高.水平分布由三角洲前缘向顶部递减.水稻吸收缓效性钾越早,土壤供钾性能越差.水稻各生育期累积吸钾量变化呈开口向下的二次曲线,出现前轻、中重、后减弱规律.水稻中期吸钾越高,土壤供钾越好.土壤速效性钾变化呈开口向下的二次曲线,曲线变化越平缓,土壤供钾量越少.连续种植水稻吸钾总量占土壤有效钾贮量越多,供钾性能越差.粘质三角洲冲积潜育性水稻土,钾素的含量中上,土壤供钾性能好,早稻钾肥肥效不显著,晚稻极显著.粘质三角洲冲积沼泽性水稻土、粘质三角洲冲积盐溃强酸性水稻士钾素含量最高,但前者地下水位高,后者有酸害,影响水稻吸钾,钾肥肥效不显著.高度熟化粘质三角洲冲积潴育性水稻土等,土壤钾素含量,供钾性能较好,但生产性能高,需钾量大,钾肥肥效早晚稻极显著.沙质砖红壤性红壤潴育性水稻土,钾素含量和水稻吸钾量最少,供钾性能最差,钾肥肥效早晚稻十分显著.     

北方主要土壤钾形态及其植物有效性研究

从北方12个省（市、自治区）选取了25个有代表性的土壤样品,将土壤中的钾按其存在形态计为水溶性钾、非特殊吸附钾、特殊吸附钾、非交换性钾和矿物钾。前三种形态钾的总和不超过全钾的2．0％．非交换性钾也仅占全钾的2．7％～9．4％,而全钾的89．8％～96．8％是以矿物态存在的。根据土壤中各形态钾含量,特别是非交换性钾含量分析,可以看出供试25个土壤的供钾能力按取土地点自西向东（西北－华北－东北）有明显降低的趋势。在连续耗竭情况下,不同土壤的植物净吸钾总量的差异十分悬殊,范围为96．3～793．5mg／pot。根据植物净吸钾总量的大小,将供试土壤的供钾能力分为极高、高、中、较低和低5个等级。其结果也表明供试土壤供钾能力控取土地点自西向东呈明显降低的趋势。耗竭条件下植物吸取来自土壤不同形态钾的比例相差很大。以来自水溶性钾的比例为最小．平均为3．1％;其次是非特殊吸附钾,平均为7．7％;再次是特殊吸附钾,平均为10．2％;来自非交换性钾的比例较大,平均为33．3％;来自矿物钾的比例最大,平均为45．7％。本研究区分了非交换性钾和矿物钾对植物吸收钾素的贡献,发现在耗竭条件下矿物钾是植物的重要钾源。