紫色土K+吸附解吸动力学研究

从国家紫色土肥力与肥料效益监测基地定位试验上 ,在第 10年水稻收获后从 0～ 30cm土层采取土壤样品 ,研究土壤K 吸附、解吸动力学过程。结果表明 ,不同施肥处理土壤K 吸附、解吸反应分别在2 4～ 32min和 4 6～ 6 4min达到平衡 ,吸附、解吸平衡量分别为 14 1～ 19 2cmolkg-1和 11 6～ 17 5cmolkg-1。相关分析说明 ,土壤阳离子交换量 (CEC)及粘粒含量是影响吸附平衡时间、吸附平衡量的重要因素 ;CEC、交换钾量是影响解吸平衡时间、解吸平衡量的重要因素。由此可见 ,长期不同施肥对土壤CEC、粘粒及交换钾量产生影响 ,从而影响了紫色土K 吸附、解吸平衡时间及吸附、解吸平衡量。平衡前钾离子的吸附、解吸速度及吸附、解吸率与反应时间lnt间存在良好的线性关系。其中反应速度直线和解吸率直线的斜率、初始反应速度及初始吸附率均与CEC、粘粒含量密切相关。Elovich方程和一级扩散方程分别为描述紫色土K 吸附、解吸反应的最优与最差模型 ,指数方程和抛物线扩散方程拟合性介于Elovich方程和一级扩散方程之间。由此可见 ,紫色土K 吸附、解吸过程不是一个单纯的过程 ,而是一个包括土体膨胀、吸附位活化、表面扩散等诸多因素的复杂过程。     

陕西省几种代表性土壤NH4+吸附、解吸动力学特征研究

采用连续液流法测定了五种土壤吸附、解吸ＮＨ＾＋４的动力学性质。研究表明：（１）ＮＨ＾＋４吸附、解吸平衡时间及反应速率，平衡时的吸附、解吸量及吸附平衡常数均随土壤粘粒和ＣＥＣ不同而变化；（２）不同动力学模型及同一模型对不同土壤的拟合性不同。     

黄土性土壤在连续液流条件下吸附、解吸磷酸根的动力学研究

采用连续液流法研究了黄土性土壤吸附,解吸磷酸根的动力学性质。结果表明：（１）供试土壤对磷酸根的吸附,解吸扫速率可分为快,中,慢三种反应类型;（２）描述吸附,解吸反应的最优模型均为Ｅｌｏｖｉｃｈ方程,最差模型分别为一级反应方程及双常数方程,拟合差的模型对反应速率变化“敏感”,可用于反应类型划分和机理研究;（３）粘粒含量及代换量对吸附速率有著影响,游离铁对吸附速率,ＣａＣＯ３对较低温度下的吸附及较高温     

褐土和潮土K+吸附动力学研究

土壤中钾离子的去向取决于不同形态钾之间的动态平衡,由于植物吸收的钾主要直接来源于土壤溶液钾,因此研究土壤对钾的吸附、解吸附动力学尤其重要。自八十年代以来, 国外对此进行了较多的研究［1～5］, 国内一些学者也做了一定的工作［6,7］。然而前人的研究中, 土壤往往经过一定的预处理, 被制成某种离子（一般是钙离子或镁离子）的饱和土壤,显然其研究结果不能代表土壤的自然过程。只经过水淋洗的土壤其性状较接近土壤的自然性状, 为此本文将研究只经过去离子水淋洗的土壤的钾吸附动力学特征。     

长期定位施肥蔬菜保护地土壤K~+吸附解吸动力学研究

土壤中钾素在固液相间的转化速率及数量取决于K+与土壤固相表面的作用方式,并决定着K+进入土壤后的去向和土壤供钾能力。研究K+在土壤固液相间转化的动力学性质,对于了解阳离子型养分在土壤固相表面的作用机理及评价土壤保持、供应钾素能力有重要的理论与实践意义,国内外众多学者就此展开了深入研究[1-9]。施肥是影响K+在土壤固液相间转化动力学的重要因素,而长期定位施肥试验是持续研究土壤肥力动态变化的重要手段。国内已有学者研究了长期定位施肥紫色土、非石灰性潮土K+的吸附、解吸动力学性质,明确了长期不同施肥带来的土壤基本理化性质的变化是土壤K+的吸附、解吸动力学性质差异的根本原因,比较了长期不同施肥处理带来     

磺胺嘧啶在土壤及土壤组分中的吸附/解吸动力学

抗生素在土壤中的吸附/解吸及迁移过程受其理化性质的强烈影响,其中土壤中的矿物成分,如高岭石、蒙脱石及腐殖酸等是重要控制因素。本文主要研究了磺胺嘧啶在土壤、高岭石、蒙脱石和腐殖酸中的吸附/解吸动力学过程,并对反应前后的高岭石、蒙脱石和腐殖酸进行傅里叶红外光谱(Fourier transform infrared, FTIR)表征,探讨其可能的吸附机理。结果表明:磺胺嘧啶的吸附(解吸)动力学过程,可以分为快速吸附(解吸)、吸附解吸动态平衡和吸附(解吸)平衡3个阶段;磺胺嘧啶在土壤及其3种组分中的吸附(解吸)均可在24 h内达到平衡,其浓度高低会导致土壤及其组分的吸附差异,不同土壤组分中的官能团含量、带电性质及氢键是造成吸附差异的主要原因;分别用伪一级动力学模型、伪二级动力学模型和Elovich模型对其吸附过程进行拟合,其动力学吸附过程更符合伪二级动力学模型,R20.99,主要受控于物理化学吸附;FTIR图谱表明磺胺嘧啶与高岭石以物理吸附为主,并有少量氢键作用,与蒙脱石之间主要以氢键作用完成吸附,而在腐殖酸中存在表面络合和π–π共轭作用。     

塿土不同粒级组分K+吸附研究

土各粒级K+吸附特征有很大区别.在一定平衡液浓度下,颗粒越细,土壤固相吸附量越大,不同粒级固相吸附量大小顺序是(＜0.1m)＞(＜1m)＞(1～2m)＞(2～5m),不同粒级土壤有效阳离子交换量也具有相同的变化规律.混合样中不同粒级组分对吸附的贡献可用吸附贡献率表示,土各粒级饱和吸附贡献率大小顺序为(＜1m)＞(1～2m)＞(＞5m)＞(2～5m),其中粘粒部分的饱和吸附贡献率为85%左右.在供试混合土样中＜1m粒级吸附贡献率随平衡液浓度增大呈幂函数形式增大,相反,1～2m、2～5m粒级吸附贡献率随平衡液浓度增大则呈幂函数形式减小.实验证明混合样中不同粒级K+吸附存在交互作用,吸附交互作用大小可用吸附交互作用系数表征,＜1m和1～2m之间存在吸附负交互作用,且随平衡液浓度增大而增强.＜1m和2～5m之间存在吸附正交互作用,且随平衡液浓度增大而减弱.论述了建立土壤多粒级组分吸附方程的必要性,提出了多粒级组分吸附方程q＝ρ(c)rifi(c)     

胡敏酸吸附解吸Fe3+反应特征研究

采用C-25葡聚糖凝胶层析方法研究了在不同酸度、离子强度、温度条件下胡敏酸（HA）吸附解吸Fe3^＋特征.结果表明,在相同离子强度、反应温度条件下,随着pH的升高,HA对Fe（Ⅲ）最大吸附量Smax和吸附平衡常数k增加,标准摩尔自由能变△Gom绝对值减小.相同pH和温度下,离子强度从0.00到0.10mol L^-1,HA对Fe（Ⅲ）最大吸附量Smax和吸附亲和力常数k增加,自由能变△G^o m绝对值减小,但离子强度从0.10 mol L^-1继续上升到0.15 mol L^-1,则上述特征常数变化刚好相反.温度升高,胡敏酸吸附Fe3^＋的最大吸附量、吸附平衡常数k、自由能变△G^o m绝对值均较大幅度降低,表明升高温度对吸附反应不利.吸附反应的焓变△H^o m和熵变△S^o m均小于零,为放热反应,反应向更有序状态进行;在相同条件下,pH越大,焓变△H^o m和熵变△rS^θ m绝对值越大,表明pH越大,越有利于吸附反应的进行.随着pH的升高,Fe3^＋被还原的百分率η减小,用幂函数方程拟合,相关系数达到显著水平.随着pH的降低,胡敏酸铁Fe3^＋解吸率增大;对解吸率曲线进行拟合,线形方程具有显著的相关系数.胡敏酸吸附Fe3^＋的反应为包括胡敏酸内部和外部结合的“两相”反应.     

低分子量有机酸对红壤和黄褐土K+吸附动力学的影响

采用连续流动法研究了低分子量有机酸影响下供试土壤的钾素吸附动力学特征,探讨了描述土壤K 吸附动力学的最优模型。结果发现,有机酸（苹果酸、柠檬酸）作用下,红壤吸附的K 量均低于对照（不加有机酸）处理,0.1 mmol/L草酸处理除外。黄褐土对K 的吸附因K 浓度的不同而差异明显。当K 浓度为0.1 mmol/L时,有机酸作用下黄褐土吸附的K 量低于对照,而当K 浓度为1.0 mmol/L时,有机酸作用下的黄褐土K 吸附量高于对照。K 吸附反应速度与时间的自然对数lnt间存在良好的线性关系（R0.05=0.754,R0.01=0.874）。1.0 mmol/L KCl处理的初始吸附速率较高,反应速度降低的较快。对红壤、黄褐土吸附K 的数据进行拟合,双常数方程、指数方程和Elovich方程拟合效果较好,都达到了极显著水平,一级动力学方程拟合效果不好。双常数方程的相关系数（R）高于Elovich方程和指数方程,双常数方程是描述红壤和黄褐土在有机酸作用下K 吸附动力学的最优模型。结果表明,有机酸对两种土壤吸附能力的影响均表现为草酸＞柠檬酸＞苹果酸。有机酸作用下红壤和黄褐土的K 吸附过程主要受土壤电荷的影响。     

红壤中SO42-解吸动力学研究

研究了四种红壤用硫酸盐溶液处理后ＳＯ４２－解吸动力学特点及ｐＨ和温度的影响。结果显示，其最大解吸量在７０％～９４％之间。解吸曲线的数据用Ｅｌｏｖｉｃｈ方程和双常数方程可以很好的拟合。ｐＨ升高时解吸量增加，解吸速度变慢。温度升高时解吸量增加，反应速度加快。根据Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ公式估算出的活化能为２３．３５ ｋＪ ｍｏｌ－１。     

K+浓度对潮土和褐土钾吸附动力学的影响

研究了潮土、褐土在五种Ｋ十浓度下吸附Ｋ＋的动力学，结果表明：不同浓度下的表观吸附过程均可用一级反应动力学方程描述；表观吸附速率常数ｋａ及其与表观平衡吸附量ｑ∞的乘积与淋洗液Ｋ＋浓度之间均表现为极显著的直线正相关；表观平衡吸附量与浓度之间的关系符合Ｌａｎｇｍｕｉｒ或Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ等温吸附公式。依据试验结果对土壤钾吸附动力学进行了讨论与推导，找到四个动力学参数ｎ、ｋ１、Ｋ２、ｑｍａｘ，通过这些动力学参数可以计算表观吸附动力学参数Ｋａ、ｑ∞和平衡常数Ｋ及吸附过程中的自由能变△Ｇ，在一定条件下，还可以用来判断等温吸附的类型、估算等温吸附参数。     

不同铵钾比对高铵下拟南芥地上部和根系生长的影响

钾在缓解植物铵毒害的过程中起着重要的作用。本文研究了高铵(30 mmol/L)条件下,不同铵钾比(7.5︰1和150︰1)对拟南芥(Col-0)主根、侧根以及地上部生长的影响。结果表明:30 mmol/L NH4+条件下,高铵钾比(150)处理显著加重了拟南芥铵毒害现象,地上部和根系生长所受的抑制作用更为明显并导致更严重的氧化胁迫。相比低铵钾比水平,在高铵处理下,高铵钾比使得拟南芥主根伸长量降低57.4%,侧根数量减少33.3%,而地上部鲜重减轻69.9%。DAB(3,3￠-二氨基联苯胺,3,3￠-diaminobenzidine)叶片染色结果表明,不加铵处理下,外源不同钾水平(0.2和4.0 mmol/L)对拟南芥叶片的氧化胁迫作用没有显著差异;而高铵处理下,相比低铵钾比处理,高铵钾比显著增加了叶片中过氧化氢的含量,加重了其氧化胁迫。伊文思蓝(Evans blue,EB)染色结果表明,不加铵处理下,外源不同钾水平对拟南芥地上部和根部的膜透性没有显著差异,而高铵处理下,高铵钾比显著增强了拟南芥地上部和根部的膜透性,表明其对细胞的伤害程度加重。可见,高铵抑制拟南芥根系和地上部生长,高铵钾比则会加重这种抑制,其原因除了高浓度钾能减少植物对铵的吸收外,可能与高铵钾比条件加剧了植物的氧化胁迫有关。因此,适宜的铵钾比在植物应对铵毒害的过程中发挥重要作用。     

不同pH条件下生物质灰渣中K+释放动力学研究

试验选取4种生物质灰渣(玉米灰渣、水稻灰渣、锯木灰渣和谷壳灰渣)为研究材料,以不同pH(4、7、9)的NH4Ac为交换液,采用渗透交换法,研究了生物质灰渣中K+的释放动力学特征。结果表明,在pH为4、7和9条件下,供试生物质灰渣中K+释放量在20~80 min达到平衡,平衡释放量分别为14.77~255.17 cmol·kg-1、4.83~106.71 cmol·kg-1和12.11~224.33 cmol·kg-1。相关分析表明,K+释放量与生物质灰渣中全钾含量极显著相关,说明受生物质灰渣中全钾含量影响,其K+释放平衡时间和释放量存在显著差异。方差分析显示,同一生物质灰渣中K+释放速率在不同pH条件之间存在极显著差异。由此可见,受交换液pH和全钾含量的影响,不同生物质灰渣中K+的释放量和平衡时间均存在较大差异。不同pH条件下,水稻灰渣和玉米灰渣K+释放量(Q)表现为Q4Q9Q7,锯木灰渣和谷壳灰渣的释放量表现为Q9Q4Q7;在3种pH条件下,4种生物质灰渣K+的释放总量均表现为Q水稻灰渣Q锯木灰渣Q谷壳灰渣Q玉米灰渣。平衡前不同时段K+的释放率(v)与反应时间的自然对数(lnt)极显著相关。4种生物质灰渣K+的释放动力学最适模型均表现为:pH=4时为Elovich方程,pH=7时为双常数方程,pH=9时为Elovich方程;同一pH条件下,4种生物质灰渣的模型拟合性最优为Elovich方程,双常数方程次之,抛物线扩散方程最差。     

酸性条件下H+Ca2+在红壤表面反应的能量特征

用自行设计的动力学装置研究了酸性条件下H -Ca2 在红壤表面的反应动力学能量特征。结果表明 ,酸性条件下Ca2 吸附分为快反应和慢反应。用一级动力学方程拟合的Ca2 最大吸附量随酸度增加显著下降 ,随温度升高提前达到平衡。用双常数方程描述Ca2 在吸附点位能量分布的不均匀性 ,用扩散速率常数计算的活化能 (Eb )随酸度的增加而增加 ,Ca2 扩散需克服的能障加大 ;ΔH 值为正 ,温度升高可促进Ca2 的扩散 ;ΔS 值均为负 ,说明吸附反应使体系有序度增加。原液pH为 4 .5和 5 .6时 ,流出液的pH急剧下降 ,H 表观释放量用一级动力学和双常数方程拟合为最佳模型 ,其次是Elovich方程、扩散方程和零级方程 ;pH5 .6处理时H 、Al3 扩散进入溶液克服的能障比pH 4 .5处理的小 ,后者质子扩散需热能较大而不易进行 ;H 扩散活化焓变为正 ,其扩散是吸热过程。pH 3.5时流入液比流出液的pH高 ,是由于土壤的缓冲作用、土壤表面质子化和硫酸根专性吸附释放羟基 ;当溶液中H 超过一定数量后 ,向颗粒表面扩散的H 量比向外释放的多 ,反应初期的H 消耗是快反应过程。H 消耗的活化能及热焓比其释放的低 ,更有利于H 的吸附 ,因H 对矿物的溶蚀成为速率控制步骤 ,H 对矿物的溶解可用扩散方程和Elovich方程描述     

NO-3胁迫下K+、Ca2+对黄瓜幼苗膜质过氧化及活性氧清除酶系统的影响

通过水培试验探讨了NO^-₃胁迫下K⁺、Ca²⁺对黄瓜幼苗膜质过氧化及活性氧清除酶系统的影响。结果表明，在相同NO^-₃浓度胁迫7d后， Ca²⁺浓度越大，膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量越高，而K⁺浓度越大，电解质相对渗透率越高，由此说明K⁺、Ca²⁺对细胞膜造成伤害的机理不同。黄瓜幼苗活性氧清除酶系统对K⁺、Ca²⁺的响应亦不同，在一定程度上，K⁺和Ca²⁺ 可提高SOD、POD和CAT活性，保护植物免受自由基伤害，继而可增强植物对逆境的适应能力。