小分子有机酸和阳离子对含钾矿物钾素释放的影响

采用振荡提取的方法,研究不同浓度的小分子有机酸和阳离子对含钾矿物(黑云母、白云母和正长石)中钾素释放的影响。结果表明:不同小分子有机酸和阳离子均可显著提高黑云母、白云母、正长石中钾素的释放量。与对照处理(去离子水)相比,草酸、柠檬酸、酒石酸和NH4Ac溶液、CaCl2溶液、NaCl溶液、HCl溶液从黑云母中提取的K+量分别增加188.2%、151.6%、149.6%和24.6%、32.6%、3.5%、169.8%;不同溶液从白云母中提取的K+量与对照相比,分别增加211.0%、202.8%、199.4%和81.6%、38.3%、21.7%、169.1%;不同溶液从正长石中提取的K+量与对照相比,分别增加219.0%、206.6%、216.0%和144.1%、27.5%、60.4%、210.9%。同种浸提剂,不同矿物的释钾素量显著不同,表现为白云母>黑云母>正长石,含钾矿物释钾素量随着溶液浓度升高而增加。     

硅酸盐细菌对两种不溶性含钾岩石的释钾研究

以Z1、Z9、S5等3株硅酸盐细菌菌株为研究对象,对含钾岩石和海绿石两种不溶性含钾矿物进行发酵解矿,对其解矿释钾能力及发酵过程"菌-液-矿"各组分解钾动态过程进行研究。结果表明,3株硅酸盐细菌均有一定程度的解矿能力,解含钾岩石最优的为Z9菌株,解海绿石最优的为S5菌株,3株菌对2种供试矿的种类没有明显特异性。海绿石解钾率普遍高于含钾岩石解钾率,发酵过程速效钾浓度的差异主要由发酵液液相组分所含的速效钾决定。     

钾矿物晶体结构对黑曲霉生长代谢及钾与硅的溶出影响

【目的】黑曲霉对钾矿物的分化分解及其中钾（硅）的溶出作用与其产酸及产胞外代谢产物（主要指多糖与蛋白质）的能力密切相关,但研究矿物晶体结构在此过程中的地位与作用的较少。试验采用一株黑曲霉分别与正长石与白云母进行浸出培养以了解不同钾矿物对黑曲霉生长代谢能力的影响,及黑曲霉对含钾硅酸盐矿物的转化作用与其矿物晶体结构的相关性。【方法】在分别含铝土矿、正长石与白云母矿粉的平板固体与液体Czapek’s培养基中培养黑曲霉,并以不含矿粉的纯培养作为对照,观察其在不同矿物环境中的生长特征;采用摇瓶浸出考察黑曲霉对钾矿物的分化分解及其中钾（硅）的溶出效果,通过测定浸出液中的pH值、多糖、蛋白质及K2O与SiO2的浓度,及浸出前后矿物表面的SEM和XRD观察,对比分析正长石与白云母对黑曲霉生长代谢的促进作用及黑曲霉对它们的转化作用的差异。【结果】不同晶体结构的钾矿物对黑曲霉的生长代谢刺激与促进作用不同,与不含矿粉及含钾极少的铝土矿粉培养基相比,黑曲霉在含钾矿粉培养基中的繁殖生长速度明显要快,在固体平板培养基中表现出对钾矿粉的趋化性,在液体培养基中形成的菌体-矿物聚集体更显著,且与正长石相比,黑曲霉在固体平板上的生长过程中对白云母的趋化性要明显,在液体培养环境中形成的菌体-矿物聚集体更显著。黑曲霉在缺钾培养基与分别含正长石与白云母的培养基中培养10 d,可分别代谢产生1.45、1.97、2.45 g•L-1的有机酸,5.11、9.96、12.25 g•L-1的多糖与 6.25、13.78、16.97 g•L-1的蛋白质。浸矿30 d,黑曲霉浸出白云母中K2O与SiO2的量要比浸出正长石的分别高79.10与57.78 mg•L-1。黑曲霉作用前后的白云母与正长石矿粉的SEM与XRD的分析结果表明,白云母较正长石的浸蚀程度更明显,矿物表面沉积了更多的非晶态或晶形不好的细小颗粒,在含少量正长石的白云母矿物或含少量白云母的正长石矿物浸渣的XRD图谱中,反映白云母的主特征峰强度明显下降,且有部分特征峰消失,而反映正长石的特征峰强度略有增强。【结论】钾矿物晶体结构是影响黑曲霉生长所形成的菌体-矿物聚集体、代谢产物、酸碱微环境的差异及钾矿物风化分解与钾（硅）溶出程度不同的重要原因;在缺有效钾环境中,钾矿物对黑曲霉生长代谢具有促进作用,与正长石相比,白云母可以刺激与促进黑曲霉代谢产更多的有机酸、多糖与蛋白质;多种矿物同时存在的情况下,黑曲霉对不同晶体结构的钾矿物的分解有一定的选择性,对具层状结构的白云母较具架状结构的正长石的风化破坏作用要快。     

硅酸盐细菌对含钾矿物的解钾作用

以含有不同矿物组成的含钾矿物粉为材料,用硅酸盐细菌进行解钾试验。结果表明,每克钾矿粉最多能释放７７．３μｇ水溶性钾,占矿粉全钾量的平均比率仅０．０５６％,经硅酸盐细菌分解后的含钾矿粉进行Ｘ－射线衍射分析。     

硅酸盐细菌NBT菌株释钾条件的研究

 通过摇瓶与土柱试验对硅酸盐细菌NBT菌株的释钾条件进行了研究。摇瓶试验表明 ,pH值、装液量、土壤矿物种类、菌株特性均对硅酸盐细菌的释钾效能有重要影响。pH 6 .5～ 8.0时NBT菌株的释钾效能最高 ,接活菌比接灭活菌对照溶液中的钾含量增加 84 .8%～ 12 7.9%。在 2 5 0ml三角瓶中装液量为 4 0ml,接菌处理溶液中的钾比接灭活菌对照增加 12 6 .3% ,而装液量为 10 0ml,接菌处理溶液中的钾比对照仅增加 87.2 % ;硅酸盐细菌NBT菌株对供试矿物的分解能力为伊利石 >钾长石 >白云母。在供试的不同菌株中 ,硅酸盐细菌NBT菌株的释钾能力最强 ,2 8℃振荡培养 7d ,NBT菌株释放出的钾达 35 .2mg/L ,比其它供试菌株释放出的钾增加 31.8%～ 12 0 3.7%。土柱试验表明 ,硅酸盐细菌NBT菌株在 2种供试土壤中能够存活并表现出一定的解钾作用。接菌处理土壤中硅酸盐细菌细胞数量由 2 .6～ 3.0× 10 6个 /g土增加到 6 .8～ 7.4× 10 7个 /g土。NBT菌株在黄棕壤和水稻土中 2 8℃培养 7d后 ,土壤中的速效钾分别增加 31.2～ 33.6mg/kg土和 2 1.7mg/kg土 ,分别比接灭活菌对照增加 2 90 .6 %和 185 .5 %。方差分析表明 ,差异达显著水平。     

不同酸提取条件下几种含钾矿物中钾释放动力学研究

【目的】研究不同含钾矿物中钾的释放及动力学,为土壤钾素肥力的合理评价及土壤钾的高效利用提供理论依据。【方法】以常见含钾矿物（黑云母、白云母、正长石、微斜长石）为材料,采用低分子量有机酸（草酸、酒石酸）和无机酸（硝酸）连续浸提的方法,研究钾素释放规律及动力学。【结果】与水（对照）相比,酒石酸、草酸和硝酸累积提取黑云母钾量显著增加了2.7倍、4.1倍、22.3倍;提取白云母的钾量显著增加了61.2%、106.5%和226.8%;提取正长石的钾量显著增加了39.0%、87.6%和154.6%;提取微斜长石的钾量显著增加了44.5%、88.9%和158.7%。分别用一级动力学模型、双常数模型、扩散模型、Elovich模型对不同含钾矿物的累积释钾量进行拟合,动力学方程的相关系数为0.708-1.000（r0.01=0.549）,均显著相关。【结论】各浸提剂均能显著提高钾的释放量;含钾矿物不同,钾的累积释放量差异显著,表现为黑云母＞白云母＞微斜长石≈正长石。黑云母、正长石、微斜长石的最优模型是双常数模型,白云母的最优模型是Elovich模型。     

湖北省主要类型水稻土供钾能力的研究——Ⅱ.土壤中钾的形态和含钾矿物

以湖北省十五种主要类型水稻土为研究对象,分析确定土壤钾的形态和含钾矿物的类型及其相对量以探明土壤供钾能力。试验表明:位于鄂南水稻土的各形态钾含量较低,土壤中含钾原生矿物主要为难分解的白云母和长石,粘土矿物以高岭石为主。由湖积物、花岗片麻岩、鄂北Q_3母质以及鄂西北红砂岩发育的水稻土,各形态钾含量较为丰富,或土壤中含有较多的易风化钾矿物,其粘土矿物以水云母为主。由花岗片麻岩发育的土壤含钾量主要集中于粗粒部分,而其他土壤含钾量主要聚集于粉粒和粘粒中。15种土壤供钾潜力与成土母质,土壤地带性分布以及钾的风化系数之间有密切的联系。     

粒径大小对含钾矿物钾素释放的影响

将含钾矿物(包括黑云母、白云母和正长石)研磨成粒径分别为251~840、151~250、74~150及74μm的颗粒,采用10mmol/L酒石酸和10mmol/L草酸连续振荡浸提的方法,研究粒径对含钾矿物钾素释放的影响。结果表明:与粒径为251~840μm颗粒相比,粒径为151~250、74~150及74μm的黑云母经过酒石酸和草酸浸提后的钾素释放量分别增加-9%、34%、129%和-21%、20%、152%;白云母经过酒石酸和草酸浸提后的钾素释放量分别增加246%、495%、566%和288%、511%、610%;正长石经过酒石酸和草酸浸提后的钾素释放量分别增加32%、167%、417%和182%、675%、1 687%。白云母和正长石中钾素的释放量随粒径的减小显著增加,黑云母则随粒径的减小呈先减少后增加趋势。     

湖北省主要类型水稻土供钾能力的研究——Ⅲ.土壤钾资源状况与合理利用

用连续10次水稻耗竭盆栽试验,探讨了湖北省15种主要类型水稻土不同形态钾占土壤全钾含量的比例。结果是,难风化的白云母和长石类矿物中含钾量平均占90.0%;缓效钾平均占3.34%;有效钾贮量平均占11.1%;交换性钾平均占0.871%。盆栽水稻吸钾量与交换性钾和有效钾贮量呈极显著相关(r=0.7659,0.7695),与缓效钾贮量呈显著相关(r=0.6032)。这也间接证明难风化钾矿物不是钾源的提供者,从有效钾贮量看并不丰富,特别是鄂南地区稻土尤甚。强化钾素在农业内部循环,这才是有效利用土壤钾资源的重要措施。     

土壤中钾的存在形态及缓效钾的测定

钾是植物必需的大量元素,常占植物干重的2％以上,植物体内呈易移动的离子态。土壤中的钾。主要存在于长石、白云母、黑云母和伊利石等矿物中。分析了钾素在土壤中存在的形态、含量．以及土壤中非交换性钾与交换性钾的转化。结合多年从事土壤分析化验的实践,阐述火焰光度法测定土壤缓效钾含量的检测原理、分析方法和步骤,供土壤化验人员参考。     

解钾菌解钾效率检测方法的比较

以中慢生根瘤菌S-15和类芽胞杆菌S-17作为供试菌株,采用细胞破碎、NH4OAc浸提、H2O2溶液消煮及不作任何前处理等4种方法,利用火焰光度计检测解钾菌发酵液中K+含量,并计算解钾菌在培养基中的解钾效率。结果表明,配制的3种钾系列标准溶液所绘制的钾标准曲线较为接近,R2分别高达0.994 4、0.9997、0.999 8。采用H2O2消煮后所测得的K+浓度最高,2株解钾菌的解钾效率分别达到101.1%、125.1%,与其他处理组之间有显著性差异。用H2O2溶液处理所得到的解钾率更能真实反映解钾菌的解钾作用。     

有机酸对含钾矿物钾素释放的影响

采用震荡平衡培养法,研究了6种有机酸对含钾矿物的释钾作用。结果表明:用6种有机酸连续浸提矿物2541h,白云母钾素的累积释放量为606.0～959.6mg.kg-1,钾长石钾累积释放量为362.9～754.6mg.kg-1。其中,草酸促进矿物钾素释放能力最强,其次为苹果酸、酒石酸、柠檬酸,乙酸和乳酸较弱。有机酸作用下矿物钾的释放是酸性水解和络合溶解双重作用的结果。用不同数学模型模拟有机酸浸提含钾矿物和土壤钾释放动态过程,Elovich方程判定系数R2为0.898～0.999,双常数方程的判定系数R2为0.877～0.996,拟合效果达到极显著水平;抛物线扩散方程判定系数R2为0.712～0.966,拟合效果一般。     

解钾菌的研究进展及其在农业生产中的应用

随着大量化肥的施用,特别是多施氮磷、不施或少施钾肥,使得北方土壤的缺钾现象越来越严重。目前,生产中多施用化学钾肥来补充钾素,但存在可用原料匮乏、成本高且易造成土壤板结等问题。土壤中的钾含量丰富,但多以难溶的矿物态存在,而解钾菌的研究和应用实现了矿物钾的生物有效化利用。围绕解钾菌的解钾机理、解钾条件和解钾效果阐述了其研究进展,通过解钾菌对作物、土壤及环境的影响阐明其在农业生产中的应用,并提出了进一步的研究和探索方向。     

胶质芽孢杆菌工业化发酵研究进展

土壤是一个天然钾库,蕴藏着丰富的硅酸盐矿物,但它们主要以稳定的硅铝酸盐和磷灰石状态存在,不能直接为作物吸收利用胶质芽孢杆菌是一类具有溶磷解钾功能的硅酸盐细菌,释放出硅酸盐矿物中的磷、钾等元素,直接供给植物生长利用分析论述了胶质芽孢杆菌对硅酸盐矿物的分解及其作用机理,在微生物菌肥生产发酵方面,从工业化生产角度出发,对如何降低发酵液黏稠度和获得高芽孢产量为目的的培养工艺等方面进行论述     

硅酸盐细菌对矿粉和土壤的解钾强度及来源研究

在加入含钾矿粉、土壤,缺钾营养液培养条件下,硅酸盐细菌SB121和SB138从矿粉和土壤中活化的钾分别比对照增加2.7%-40.5%和1.6%-21.6%。两种硅酸盐细菌活化的钾素全部来自矿物结构钾。     

根际解钾菌对烟草生长及钾素吸收的影响

选取前期从烟草根际筛选的4株烟草特异性解钾菌TK5、TK37、TK57和TK89菌株,考察这些菌株对烟草生长及钾素吸收的影响。结果表明,4株解钾菌对烟草生长及钾素吸收均有一定的促进作用,其中TK89菌株效果最佳,接种TK89的烟草植株其上部叶鲜重、中部叶鲜重、下部叶鲜重、根系鲜重、上部叶干重、中部叶干重、下部叶干重、根系干重、叶片含钾量及土壤速效钾含量分别较未施菌的烟草植株提高64.99%、27.16%、54.22%、54.70%、67.78%、27.56%、54.20%、50.81%、33.60%和15.79%,各项指标较对照差异均达显著水平,4株解钾菌对烟草根系生长及叶片含钾量均有显著促进作用。解钾菌可促进烟草对土壤钾素营养的吸收,促进烟草生长,提高烟叶含钾量。     

钾细菌的解钾机制及在烟草生产上的应用

钾细菌可以有效分解土壤中难溶性含钾矿物,释放出被作物直接利用的钾、磷等元素,在提高作物产量、改善土壤微环境等方面有广阔前景.土壤速效钾可以被烟草直接吸收利用,促进生长,而我国土壤全钾含量较高,但速效钾含量较低,因此严重制约着我国烟草品质.本文综述了钾细菌的解钾机理、发酵优化条件与研究进展,总结了其在烟草生产上的应用,提出了目前仍存在的钾细菌定殖活性、肥效低等问题,并探讨今后钾细菌与土壤微生态相结合的研究方向.     

5株解钾菌解钾能力和抗旱效应的比较

为筛选适用于制备干旱地区生物菌肥的解钾菌,以钾长石粉作为唯一钾源,研究5株解钾菌(LG1、LG8、WG33、WG36和WG40)的解钾能力,将5株解钾菌的发酵液接种到玉米幼苗,模拟干旱,研究其对玉米幼苗抗旱性的影响。结果表明,5株菌株都具有一定的解钾能力,大小顺序为WG33LG1WG40WG36LG8,WG33的解钾能力最强,经过发酵培养后其上清液中可溶性钾含量达到7.73mg/L。接种5株解钾菌后,进行干旱处理,玉米幼苗株高增幅均大于对照,丙二醛含量降低、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性提高,说明5种解钾菌均可提高玉米幼苗的抗旱性。     

硅酸盐细菌对矿粉和土壤的解钾作用研究

以含钾矿粉和土壤为材料,用硅酸盐细菌进行解钾试验。结果表明,硅酸盐细菌对不同类型矿粉的解钾能力不同：炭渣＞石骨子＞绿豆岩＞正长石。解钾量与矿粉粒径密切相关,随矿粉粉径的减小而增加：ｙ＝９．６７５ｘ－０．７２１,ｒ＝－０．９９２＊＊。硅酸盐细菌接到土壤后长期培养,可增加土壤中的速效钾,但其增加量不稳定。土壤的营养条件对硅酸盐细菌的解钾效果有一定影响。     

6株硅酸盐细菌解磷解钾活性的研究

[目的]筛选高效解钾释磷硅酸盐细菌。[方法]用无氮培养基筛选分离硅酸盐细菌并加以鉴定,采用钼蓝比色法测定发酵液中磷含量,采用原子吸收法测定发酵液中钾离子含量,并提取发酵液多糖进行红外光谱分析。[结果]共分离6株DMS1～6号菌,各菌株均能在无氮培养基上较好生长,其中筛出的DMS6号菌释磷能力较高,DMS3号菌、DMS4号菌解钾能力较高。提取多糖红外光谱分析认为,含有极少量的-COOH。[结论]解磷能力强的是DMS6号菌,解钾能力较高的是DMS3号菌、DMS4号菌。多糖不一定是解钾长石的主要因素。