离子交换树脂及其在农业和环境科学研究中的应用

离子交换树脂在土壤养分有效性与环境检测等方面的研究日趋增多。离子交换树脂种类繁多,如何选用一个恰当的树脂体系是研究工作者首要考虑的问题。本文叙述了:(一)交换树脂在农业及环境研究方面的简史,(二)离子交换树脂的类型及其性质,(三)二种树脂体系在土壤等方面研究中的应用,(四)选择恰当的离子交换树脂体系的重要性与某些原则,以及小珠型离子交换树脂体系的近期研究进展和其定型产品一交换树脂丸球,作为一种通用土壤养分提取剂及环境枪测方面的商业应用价值。     

离子交换树脂膜原位提取土壤有效性养分的探讨

连续3年在实验室内和利用盆栽及田间进行了利用离子交换树脂膜对土壤的原位测定,探讨影响树脂膜对土壤中养分离子吸收的因素;制定出一套包括树脂膜埋置方法,时间,洗脱土粒和解吸被树脂膜吸附的养分等的标准方法,称为植物根模拟法(Plant root simulator)。 通过400多个土壤样品测定结果表明,用树脂膜提取的土壤有效氮、磷、钾和硫与用常规化学法提出的量有显著相关。盆栽条件下,树脂膜原位埋置法对预测供试作物油菜吸取土壤有效养分的能力与常规化学法相当,而硫的效果更好。树脂膜在田间直接埋置能合理地表征土壤中硝态氮的分布,并具有同时提取土壤各种有效养分的能力。由于离子树脂交换膜不受地域影响,具有广泛的通用性,因而在土壤养分有效性的研究中应用前景广阔。     

应用离子交换树脂膜测定土壤钾素有效性的研究

用国产离子交换树脂膜室内埋置法提取测定了我国北方24种土壤的速效钾含量.结果表明,用阳离子交换树脂膜提取的土壤钾与用1mol/L中性NH4OAc及土壤养分综合系统评价方法提取的钾(ASI-K)分别呈显著和极显著的正相关;与盆栽试验不施钾处理玉米幼苗吸钾量呈极显著的正相关,明显高于常用的1mol/L中性NH4OAc提取钾与盆栽试验玉米幼苗吸钾量之间的相关性.说明可以用国产离子交换树脂膜较好地评价北方土壤的供钾能力.     

应用离子交换树脂膜测定土壤钾素有效性的研究

用国产离子交换树脂膜室内埋置法提取测定了我国北方２４种土壤的速效钾含量。结果表明,用阳离子交换树脂膜提取的土壤钾与用１ｍｏｌ／Ｌ中性ＮＨ４ＯＡｃ及土壤养分综合系统评价方法提取的钾（ＡＳＩ－Ｋ）分别呈显著和极显著的正相关;与盆栽试验不施钾处理玉米幼苗吸钾量呈极显著的正相关,明显高于常用的１ｍｏｌ／Ｌ中性ＮＨ４ＯＡ提取钾与锱某试验玉米幼苗吸钾量之间的相关性。说明可以用国产离子交换树脂膜较好地评价北方土     

测定土壤有效钾的新方法—阳离子交换树脂膜法

对采自全国各地 2 0个土壤样品进行测定 .结果表明 ,阳离子交换树脂膜埋置法测定土壤有效钾的最佳埋置时间为 2 0min .树脂膜法测定的土壤钾值与中性醋酸铵法测定的土壤有效钾和植物实际吸钾量之间具有极显著的相关性 .国产树脂膜可代替进口树脂膜用于土壤有效钾测定     

不同有效钾提取方法的原理与效率比较

以6种典型含钾矿物为研究对象,探讨了盐溶液提取法、阳离子交换树脂法及四苯硼钠法等不同有效钾提取方法的原理、效率及影响因素的影响效应和机制。结果表明：盐溶液提取法对含钾矿物中钾的提取能力受离子种类、浓度及pH的影响,不同种类盐提取剂对矿物中钾释放的促进作用也因含钾矿物类型而异。NH4+ 使矿物层间塌陷,显著抑制各种矿物中非交换态钾的释放。阳离子交换树脂法对溶液中钾的提取能力与饱和离子种类及振荡强度有关。H+、Na+ 饱和树脂吸附溶液钾的能力大于Ca2+ 饱和树脂。振荡强度选为120 r/min可消除树脂法提取钾素时液膜扩散阻力的干扰。四苯硼钾的溶度积常数Ksp为2.40 × 10-8（25℃）。不加NaCl条件下,四苯硼钠浓度是影响四苯硼钠法对含钾矿物中钾的提取能力的主要因素。由不同方法的提取原理可以看出,铵盐类提取剂适用于速效钾为当季作物主要钾源（速效钾含量较高）的土壤钾素有效性的评价。而其他盐提取剂通过延长提取时间,可提取部分非交换态钾,可能较醋酸铵法更适合于提取非交换态钾为当季作物主要钾源的土壤有效钾。阳离子交换树脂法也可提取土壤非交换态钾,但操作较为繁琐,该方法更适用于原位研究土壤钾素的迁移、扩散等特性。四苯硼钠法提取效率较高,通过调节其提取力,可提取不同程度的非交换态钾,是具有较好应用前景的适于各类土壤和作物的土壤有效钾测定方法。     

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     

不同类型的离子交换树脂对土壤速效钾测定的影响

通过室内模拟试验研究,结果表明不同类型的离子交换树脂膜在饱和溶液中的吸附曲线基本相同,但对钾的吸附数量差异很大,国产树脂膜对钾离子的平均饱和吸附量为8303.6μg/cm2,而进口树脂膜对钾离子的平均饱和吸附量为2209.8μg/cm2,仅是国产膜的26.6%.在土壤中,离子交换树脂膜对钾的吸附量随时间呈对数关系,在开始2小之内,二者的吸附量差异不大,以后随时间的延长,二者的吸附量差异逐渐增大.在钾离子的测定中,进口膜通过接触交换至膜上的钾离子数量占总比例为25%,而国产膜为38.5%,土壤含水量对土壤钾的测定有很大影响.     

离子交换树脂膜吸附土壤养分的动力学研究

采用从英国进口的离子交换树脂膜和室内埋置法研究了取自河北玉田县的 4个土壤吸附土壤磷、钾、钙、镁和锰的动力学。结果表明 ,在 0 .5～ 2 4h的吸附时间内 ,随着提取时间的延长 ,树脂膜吸附的土壤磷、钙量和锰量显著增加 ,而吸附的钾量减少。     

不同类型的离子交换树脂对土壤速效钾测定的影响

通过室内模拟试验研究，结果表明：不同类型的离子交换树脂膜在饱和溶液中的吸附曲线基本相同，但对钾的吸附数量差异很大，国产树脂膜对钾离子的平均饱和吸附量为8303.6μg/cm^2。而进口树脂膜对钾离子的平均饱和吸附量为2209.8μg/cm^2，仅是国产膜的26.6%，在土壤中，离子交换树脂膜对钾的吸附量随时间呈对数关系，在开始2小之内，雨过天青者的吸附量差异不大，以后随时间的延长，二者的吸附量差异逐渐增大，在钾离子的测定中，进口膜通过接触交换至膜上的钾离子数量占总比例为25%，而国产膜为38.5%，土壤含水量对土壤钾的测定有很大影响。