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。     

吉林省主要耕作土壤中钾的固定与释放

通过X—射线衍射、室内模拟实验及常规分析研究了吉林省主要耕作土壤中钾的固定与释放。结果表明,土壤对钾的固定与释放与土壤的矿物组成有关,3种土壤的固钾量均随钾加入量的增加而增大,而固钾率则随施钾量的增加而逐渐下降。随钾加入量的增加,固钾量和固钾率均有黑土>白浆土>黑钙土的趋势。土壤释钾量有黑钙土>黑土>白浆土的趋势。相关分析表明,蒙脱石、蛭石为主要的固钾矿物,而伊利石为主要的释钾矿物。     

解钾细菌C6X对不同富钾矿物含量土壤钾素迁移的影响

为了改善黄土高原地区煤炭开采引起土壤质量急剧退化的现状,该文以玉米为供试植物,通过日光温室短期盆栽的方式,系统研究解钾细菌C6X和玉米生长对土壤钾素迁移的影响.结果表明:1)玉米生长条件下,解钾细菌在富钾矿物质量分数45％上层土壤(0～20 cm)中对速效钾增量的促进作用最佳.2)解钾细菌和玉米生长协同提高上层土壤钾素固定能力,缓效钾增量在土壤富钾矿物质量分数68％为最大值.3)解钾细菌和玉米生长协同促进土壤钾素上移能力,在富钾矿物质量分数45％水平,土壤上移速效钾呈最大值;同时,解钾细菌促进土壤上移速效钾和玉米钾素积累量二者趋于线性稳定,利于土壤钾肥长期管理.因此,解钾细菌和玉米生长协同促进土壤钾素的释放和固定,并促进土壤钾素上移.     

吉林省主要耕作土壤中含钾矿物组成及其与不同形态钾的关系

通过化学分析 ,X-射线衍射及镜检法研究了黑土、白浆土、黑钙土等吉林省主要耕作土壤的含钾矿物组成及不同形态钾的含量。结果表明 ,土壤中的含钾矿物以含钾长石和伊利石为主 ,钾长石主要集中在土壤砂粒部分 ,伊利石主要存在于土壤的粘粒部分。土壤的含钾矿物总量约占土壤矿物总量的 1/ 3多些 ,比南方土壤高 ;缓效钾含量丰富 ,供钾潜力大 ;速效钾含量在黑土、黑钙土中较高 ,而在白浆土中稍低。 3种土壤的全钾量与含钾矿物总量、粘粒中伊利石含量与粘粒含钾量、伊利石含量与缓效钾量、细砂中含钾长石含量与细砂中全钾量、缓效性钾与速效性钾之间呈极显著或显著相关。     

风沙土酿酒葡萄基地钾素资源特征和有效性研究

应用化学分析、吸附试验和生物诊断方法 ,系统研究了风沙土钾的丰缺状况及钾的有效性和利用率 .结果表明 :钾素含量受质地影响较大 ,缓效钾和速效钾则随质地变粘而增加 ,风沙土中的钾主要以矿物态钾形态存在 .被土壤固定的钾量也随着施钾量的增加上升 ,无论是速效钾含量或固定钾量均与施钾量呈显著水平正相关 .土壤钾素释放过程表明 ,土壤钾素的释放量不仅随土壤物理性粘粒的增加而增加 ,其释放容量和强度也逐渐增加。钾素对于植株鲜重、根长、根数、百粒重、结果枝率等均有明显的影响 ,且可使酿酒葡萄含糖量、酒精和出汁率增加 ,而使总酸度降低     

长期施肥红壤钾有效性研究

【目的】长期不同施肥可改变土壤速效钾、缓效钾含量及土壤pH进而影响土壤钾素有效性。本研究利用始于1990年的祁阳旱地红壤长期定位试验,研究不同施肥条件下土壤钾素有效性的变化情况,为指导合理施肥提高土壤肥力提供依据。【方法】选择不施肥(CK)、施氮磷化肥(NP)、施氮磷钾化肥(NPK)、氮磷钾肥与有机肥配施(NPKM)4个处理。采用生物耗竭方法,以玉米苗为供试作物,在施用氮磷肥不施钾肥的条件下连续种植5次,测定每次种植20 d后玉米钾素含量及土壤速效钾、缓效钾含量。【结果】1)土壤速效钾含量随耗竭种植次数的增加而逐渐降低。22年不同施肥土壤速效钾含量存在差异耗竭种植后土壤速效钾含量的变化表现为:CK处理在第二次种植后土壤速效钾含量降至"最低值",NP处理在5次耗竭种植后土壤速效钾含量接近"最低值"。5次耗竭种植后CK和NP处理土壤速效钾含量分别降低了45.2和41.7 mg/kg,降低幅度分别为65.9%和60.4%;NPK和NPKM处理分别降低了171.0和390.3 mg/kg,降低幅度为73.4%和81.3%。2)22年后不同施肥处理土壤缓效钾含量高低顺序为NPKMNPKNPCK,5次耗竭种植后土壤缓效钾含量顺序未发生变化。5次耗竭种植后CK和NP处理土壤缓效钾含量分别降低了54.0和77.0 mg/kg,降低幅度分别为46.0%和53.8%;NPK和NPKM处理分别降低了41.0和55.0 mg/kg,降低幅度分别为27.2%和22.5%。3)玉米钾素带出总量的大小顺序为NPKMNPKCKNP NPKM处理玉米钾素带出总量是NPK处理的3.1倍,NPK处理是NP处理的1.9倍。4)采用Elovich方程对土壤钾素供应能力进行模拟得出土壤供钾能力的大小顺序与实际顺序一致从方程决定系数和标准误差角度判断一级动力学方程对CK和NPKM处理的拟合效果较好,Elovich方程对NP和NPK处理的拟合结果较好。5)土壤速效钾(X_1)、缓效钾(X_2)、全钾(X_3)含量和土壤pH(X_4)与玉米钾素带出量(y)的多元回归方程为y-=-438.90+0.33X_1+0.22X_2+22.14X-3+18.44X_4(R~2=0.995),xl(土壤速效钾含量)与y达到显著正相关水平-(P0.05);逐步回归方程为y=-107.36+0.38X_1+25.16X_4(R~2=-0.985,X_1(土壤速效钾含量),X4(土壤pH)分别与y达到极显著(P0.01)和显著(P0.05)正相关水平。【结论】基于耗竭种植条件下玉米钾素带出量,旱地红壤长期不同施肥后氮磷钾肥与有机肥配施(NPKM)处理的土壤钾素有效性高于氮磷钾化肥(NPK)处理,不施肥(CK)和施氮磷肥(NP)处理。土壤钾素供应能力及累积供应量的大小顺序表现为NPKMNPKCKNP。旱地红壤速效钾含量和土壤pH与玉米钾素累积带出量呈显著正相关关系(P0.05)。     

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     

白云母、绢云母和伊利石的释钾性能

云母矿物中的钾是土壤钾素的主要来源.研究云母的释钾过程,不仅对阐明云母的风化机理,钾在土壤中迁移与富集,钾循环等过程有重要意义,而且还可以指导利用这类含钾资源.云母中钾主要存在于其晶格中,部分可经风化或人工活化释放出来.土壤学中,把土壤或岩石经1mol/L中性醋酸溶液提取的部分称速效钾;经1mol/L硝酸溶液煮沸10分钟后提取的钾称缓效钾^[1].速效钾常以可溶性或吸附态存在,具极强的生物活性,能被植物直接利用;缓效钾可转化成速效钾^[2].因此,速效钾和缓效钾是评价土壤肥力的重要指标.云母风化是一结构破坏和钾释放的过程.许多学者对云母风化过程作过研究.     

冀东滨海平原稻区土壤钾库状况与变化

通过对大面积土壤各形态钾的定位监测,研究了1982～2016年30余年间冀东滨海平原稻区土壤钾库的现状、变化及其影响因素,分析了成土母质、耕种施肥等对该区域土壤钾库的影响。主要结果:(1)冀东滨海平原稻区土壤全钾、缓效钾、速效钾平均含量分别为23.04 g/kg、1 615.94 mg/kg、247.37 mg/kg。种稻40～70余年间,各年限土壤全钾、速效钾分别维持在23.96 g/kg、257.41 mg/kg左右。与种稻40年相比,缓效钾年均减少20.19 mg/kg。(2)不同母质土壤全钾、缓效钾、速效钾含量大小顺序为:海相沉积物、泻湖沉积物河流冲积物;土壤缓效钾/全钾和速效钾/全钾均为海相沉积物、泻湖沉积物河流冲积物,3种母质发育的土壤速效钾/缓效钾差异不显著;海相沉积物、泻湖沉积物二者之间的各形态钾含量及比值均无显著差异。(3)土壤速效钾与土壤盐分、有机质均呈显著正相关关系;土壤速效钾与有效磷无显著相关关系。主要结论:随种植年限增加,土壤全钾、速效钾无显著变化,缓效钾显著下降。海相沉积物、泻湖沉积物发育的土壤全钾、缓效钾、速效钾的含量均显著高于河流冲积物,土壤速效钾与盐分呈显著正相关关系。稻区土壤钾输入量小于水稻钾的输出量,随着种稻年限的增加,逐渐消耗土壤缓效钾。     

长期施用氮磷肥对(土娄)土钾素的影响

以长期定位施肥与小麦一玉米轮作田间试验为平台,研究了施肥对(土娄)土土壤钾素的影响以及冬小麦生育期内(土娄)土土壤速效钾、缓效钾及微生物量钾的变化.结果表明:氮磷肥不同施用量对土壤全钾基本没影响,而对速效钾、缓效钾及微生物量钾的影响较大.土壤速效钾和缓效钾均随施肥量的增加而减少,而微生物量钾随施肥量的增加而增加,且0-20 cm土层土壤速效钾、缓效钾及微生物量钾含量均高于20-40 cm土层.小麦生育期内,土壤速效钾和微生物量钾含量的变化一致,均是先上升再下降,再上升,又下降的变化.土壤中微生物量钾与有机碳、全氮均呈显著正相关关系,而与土壤速效钾和缓效钾无显著相关关系.氮磷肥在一定施用量范围内,促进了土壤无机态钾素的消耗,而提高了土壤微生物量钾的含量.土壤钾素的这种变化是作物吸收、施肥等因素共同作用的结果.     

浙江省丘陵旱地土壤供钾能力的研究

浙江省主要丘陵旱地土壤的全钾量随母岩中长石和云母的含量增加而增加,幅度为0.57—3.13%,速效钾和缓效钾的含量分别为33—216ppm和80—638ppm,与土壤中高岭石及伊利石的相对含量有关。以化学试剂连续提取、电超滤(EUF)和强度/数量关系研究结果表明:高岭石为主的土壤,其缓冲容量(PBC^k)较低,有效钾数量较少,且缓效钾释放慢,在黑麦草耗竭试验中,经1—2次收获后,产量和吸钾量明显下降。以伊利石为主的土壤,其缓冲容量(PBC^k)高,黑麦草试验可得到连续的高产和吸取较多的钾。黑麦草试验还表明土壤的供钾特性较之其有效钾储量更有实践意义。     

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。     

土壤钾素的有效性及其评定方法的研究

用生物耗竭试验法研究了在不同供钾潜力土壤上,植物对钾肥的反应,植物对土壤钾和肥料钾的利用。不同供钾潜力土壤的钾素有效性是不同的,通过植物吸收,速效钾和缓效钾均有不同程度的降低,植物吸钾量中部分来自矿物钾,但矿物钾释放量只占矿物钾总量的0.04—1.58%。矿物钾的释放很慢,不能满足植物迅速生长的需要。用阳离子树脂袋法和其它化学方法与生物法进行了比较。用树脂袋法和生物法测得的矿物钾释放量,二者接近。树脂袋法的提取量同水稻和大米草吸钾量也很接近,而且二者的相关性均达到0.916^**树脂袋法较生物法简便。     

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.     

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。     

辽宁省稻田土壤供钾状况研究

据测定,辽宁省水稻土速效钾、缓效钾的平均含量均以盘锦、营口地区的盐渍型水稻土为最高,其次是东港地区盐渍型、淹育型和潜育型水稻土以及铁岭地区淹育型水稻土,最低的是沈阳地区淹育型水稻土。各地区水稻土的供钾强度(Ⅰ)、供钾容量(Q)以及供钾缓冲力(Q/I),均按上述地区顺序依次递减。出现这些差异,是由于土壤成土母质、粘土矿物类型、钾肥用量、灌溉水水质以及土壤基本性质,诸如粘粒含量、阳离子交换量、pH值等因素不同而造成的。盘锦、营口稻区水稻土在这几方面都占优势。     

灌淤土区长期施钾对作物产量与养分及土壤钾素的长期效应研究

通过在宁夏灌淤土区长达14年的连续施钾和小麦秸秆还田试验, 研究钾素投入对作物产量、养分和土壤钾素状况的影响.结果表明:小麦秸秆还田和长期施用钾肥均可不同程度提高小麦和玉米的经济产量, 其中施钾年平均增产小麦244 kg·hm-2, 玉米397 kg·hm-2, 处理之间产量表现为氮磷钾肥配合秸秆还田>施用氮磷钾肥>氮磷肥配合秸秆还田>只施用氮磷肥.定位后8～10年施钾肥开始显著有效, 玉米显效时间早于小麦;秸秆还田和钾肥的投入均可提高籽粒和秸秆的钾素吸收量, 秸秆含钾丰富, 籽粒钾含量仅占植株钾总量的13%～17%;施用钾肥可提高作物籽粒大中微量元素含量而降低秸秆中、微量元素含量, 促进籽粒对大部分元素的吸收;长期不施钾肥处理(NP和NP+St)0～20 cm土层土壤速效钾和缓效钾含量较定位开始时下降; 所有处理土壤全钾含量均表现下降, 下降幅度为0.8～1.2 g·kg-1.     

土壤矿物钾的释放及其在植物营养中的意义

本文对土壤钾的形态、矿物钾释放的影响因素及钾的固定、土壤含钾矿物与土壤供钾能力间关系、矿物钾的植物有效性进行了综述 ,表明土壤钾素从有效性的角度进行划分时 ,不能仅把速效性钾和1mol/L热硝酸提取的缓效性钾列为作物吸钾的主要来源 ,而忽视矿物钾的作用 .     

秸秆还田方式对褐土钾素平衡与钾库容量的影响

【目的】在春玉米为主的山西省进行定位试验,探明不同秸秆还田方式对大田作物产量和耕层土壤钾素状况的影响。【方法】春玉米长期定位试验于1992~2011年在典型褐土上进行。试验设秸秆不还田(CK)、秸秆覆盖还田(SM)、秸秆粉碎后还田(SC)、过腹还田(CM)四种方式。秸秆还田量为6 t/hm2,过腹产生的湿牛粪施用量为45t/hm2。每年玉米收获期采取植物样品,用于玉米植株茎叶和籽粒钾素含量的测定;采集0—20 cm土壤样品,用于土壤各分级形态钾的测定。2011年分析测定了0—20 cm、20—40 cm、40—60 cm、60—80 cm和80—100 cm土层速效钾、缓效钾及全钾含量。【结果】1)在施用氮磷肥的基础上,不同秸秆还田方式增产显著,玉米增产幅度为11.58%~20.91%。处理之间增产幅度表现为CMSMSCCK。2)秸秆还田处理较不还田处理可不同程度提高耕层土壤水溶性钾、非特殊吸附钾、特殊吸附钾、非交换性钾、矿物钾及全钾的含量。矿物钾在全钾中的比例降低。3)与定位开始相比,连续10年秸秆还田土壤的速效钾含量明显提高,不还田对照则逐渐下降。4)不同秸秆还田方式各处理作物吸钾量明显高于施钾量,致使土壤钾素逐渐耗竭,土壤供钾能力降低;SM、SC、CM处理的钾素表观平衡系数分别为0.45、0.56、0.74。与对照相比,秸秆还田依然有利于钾素养分的收支平衡,减轻作物对土壤钾素的消耗,缓解土壤钾素肥力下降的程度。【结论】在几种秸秆还田中,以秸秆过腹还田(CM)最有利于钾素的收支平衡,减轻作物对土壤钾素的消耗,缓解土壤钾素肥力下降程度,进而维持土壤钾素肥力的稳定。