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     

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     

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。     

阳离子交换膜在土壤钾释放及小麦对钾素的反应研究中的应用

A pot experiment was conducted in the growth chamber on Saskatchewan soils with different texture to determine the K release status and wheat K demand.The relationship between K uptake and soil available K extracted by cation exchange membrane(CEM-K) and the effcet of K fertilizer on wheat growth and soil available K was also evaluated.Treatments of 0,60 and 120mg K/kg were applied to sandy,low and high K loamy and clay soils,The highest yields were acieved with the application of 120mg K/kg in sandy soil and 60 mg K/kg in other soils.On the whole,the clay soil contributed K more than other soils from slowly available fraction.Regression revealed a linear relationship between the soil available K extracted by NH4OAc(Ka) and CEM-K in suspensions(r=0.93).Results also showed that CEM-K in burial and in suspensions were different not only in the amount but also in correlation with Ka or K uptake.     

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。     

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 .     

温室土壤硅素释放动力学特征的研究

施硅可以促进园艺作物生长、提高其抗逆性和改善果实品质,但关于温室土壤硅素供应特征及其影响因素、合理调控土壤硅素肥力的研究却鲜有报道。采用淹水培养试验与化验分析结合的方法,研究温室土壤的硅素释放特征及其影响因素。结果表明,幂函数方程y=kxm能很好地描述土壤硅素的累积释放特征,方程参数k(硅素初始释放量)、m(硅素释放速率系数)、km(初始释放速率)受土壤pH和有机质的显著影响,均与土壤pH、有机质含量呈极显著的直线正相关关系;此外,参数k和km还分别与土壤游离氧化铁含量呈显著的指数和幂函数正相关关系。应用释放动力学方程求得的100天硅素累积释放量与土壤pH、有机质含量分别呈极显著的指数和直线正相关关系,但多元逐步回归分析结果表明硅素累积释放量与土壤有机质含量关系更为密切。应用释放动力学方程及其参数评价温室土壤的供硅能力具有可行性,值得进一步深入研究。     

长期定位试验土壤钾素肥力变化及其对不同测钾方法的响应

土壤K素肥力因长期施肥管理可能会发生变化.本文以土壤K素肥力相对较高的河南封丘 16 年长期定位试验土壤为研究对象,分析比较了不同施肥处理对土壤K素肥力的影响,以及常规速效K、缓效K、全K和两种四苯硼钠法等土壤测K方法对土壤K素变化的响应能力.16 年K肥施用量和作物吸K量的差值表明,不施K土壤K素发生耗竭,任何肥料都不施的CK处理K耗竭较少,为 K 28.5 kg/(hm2·a),而不施K的NP处理中K的耗竭速率较高,为 CK 处理的 5.2 倍, 所有施K土壤中由于作物吸K量小于K肥施用量,表现为土壤K素盈余,其中不施P或N的NK和PK处理K素盈余最高,分别达 K 207 和 190.5 kg/(hm2·a),平衡施用化肥或有机肥土壤K的盈余较少,为K 31.5 ～ 63.0 kg/(hm2·a).不同土壤测K方法反映的 16 年前后土壤K素变化与以上理论值均有差异,醋酸铵法、沸硝酸法、两种四苯硼钠法和碱熔法反映的 7 个不同施肥处理K素变化的回收率(测定值与理论值的比率)平均值分别为 39% 、51%、66%、71% 和176%,7 个施肥处理回收率的变异系数5种方法分别为103%、74%、36%、30% 和141%.回收率偏离估计值较大并且不稳定,说明土壤常规测K方法(速效K、缓效K和全K)不能够准确地反映土壤K素肥力的变化,而四苯硼钠法较常规方法可以较准确地反映土壤K素变化.     

草酸对土壤和矿物中钾素的释放规律研究

Oxalic acid plays an important role in improving the bioavailability of soil nutrients. Batch experiments were employed to examine the influences of oxalic acid on extraction and release kinetics of potassium （K） from soils and minerals along with the adsorption and desorption of soil K^＋. The soils and minerals used were three typical Chinese soils, black soil （Mollisol）, red soil （Ultisol）, and calcareous alluvial soil （Entisol）, and four K-bearing minerals, biotite, phlogopite, muscovite, and microcline. The results showed that soil K extracted using 0.2 mol L^-1 oxalic acid was similar to that using 1 mol L^-1 boiling HNO3. The relation between K release （y） and concentrations of oxalic acid （c） could be best described logarithmically as y = a ＋ blogc, while the best-fit kinetic equation of K release was y = a ＋ b√t, where a and b are the constants and t is the elapsed time. The K release for minerals was ranked as biotite 〉 phlogopite 〉〉 muscovite 〉 microcline and for soils it was in the order： black soil 〉 calcareous alluvial soil 〉 red soil. An oxalic acid solution with low pH was able to release more K from weathered minerals and alkaline soils. Oxalic acid decreased the soil K^＋ adsorption and increased the soil K^＋ desorption, the effect of which tended to be greater at lower solution pH, especially in the red soil.     

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。     

包膜控释肥料在土壤中养分释放特性的测试方法与评价

在土壤培养基础上,着重研究了包膜控释肥料养分释放率的三种测定方法以及在土壤中测得的包膜控释肥料养分释放率与在水中测得的养分释放率间的相关性。结果表明,在土壤培养中,采用肥料养分化学测定法、肥料养分称量法和土壤无机氮增量法都能直接或间接表征包膜控释肥料在土壤中的养分释放率及其相关性状。包膜控释肥料在土壤与水两种体系中所测得的养分释放率之间相关性显著,其相关关系符合一元一次线型回归方程,相关系数(r)大于0.920。     

土壤磷形态组分分级及31P-NMR 技术应用研究进展

农田生态系统中土壤磷形态转化,影响土壤磷对作物的有效供应。土壤磷分为无机磷和有机磷两大部分。化学连续提取法 (chemical sequential fractionation,CSF) 研究土壤磷形态分级,采用不同的化学提取剂,分级提取土壤中组成或分解能力接近的有机无机含磷化合物,是目前表征土壤磷素形态的重要方法。但该方法虽历经改进,仍难以确切反映土壤磷的实际组成,提取的不同磷形态间存在重叠,有机磷和无机磷组分分级存在一定的误差;不同分级磷组分对作物的有效性,需谨慎评估。核磁共振波谱技术 (nuclear magnetic resonance,NMR) 根据核磁共振波谱图上共振峰的位置、强度和精细结构来研究土壤中含磷化合物的分子结构。液相31P-NMR 可以同吋检测出土壤中多种磷组分,如正磷酸盐、磷酸单酯、磷酸二酯、膦酸脂、焦磷酸盐和多聚磷酸盐,识别土壤提取物磷形态,可将有机磷与无机磷分开。本文综述了应用31P-NMR 技术研究土壤磷形态组分的一些进展,总结了样品制备过程、NMR 测试参数及在土壤磷形态转化研究中的应用。二维31P-NMR 技术发展为鉴定分析土壤中更多种类的含磷化合物提供了契机。     

综合化学法和生物标记物法评价土壤中豆磺隆的生物有效性

Bioavailability is a critical factor for assessing the environmental risk of organic pollutants in soil. In this study, extractions with 3 different solvents, including 2 aqueous solutions, calcium chloride (CaCl₂) and a phosphate buffer solution (PBS), and a mixture of aqueous solution and organic solvent, a PBS-methanol (8:2, volume/volume) mixture (PBS-M), were performed to assess the bioavailability of chlorimuron-ethyl in soil in comparison to a battery of toxicity tests in wheat seedlings. The results indicated that the peroxidase (POD) activity in wheat leaves after 7 d of exposure was one of the sensitive biomarkers of chlorimuron-ethyl in soil. The extractability of chlorimuron-ethyl by all the 3 solvents decreased with exposure time, and the rate of decrease of the PBS-M extraction between 1 and 7 d of exposure was substantially higher than those of the aqueous solution extractions. Chlorimuron-ethyl gradually changed from a water-soluble form into a soil organic matter (SOM)-bound form in the soil. The PBS extraction correlated best with the POD activity in the leaves after 7 d of exposure.     

煤矸石充填复垦地理化特性与重金属分布特征

为研究煤矸石充填复垦地农作物产量达到最佳时的覆土厚度及煤矸石充填复垦地重金属分布状况,该文以新庄孜矿煤矸石充填复垦地作为研究对象,采取室外田间小区试验和室内试验分析方法,选取不同覆土厚度50~60,60~70,70~80,80~90 cm的4类试验地块及对照地块对其土壤理化性质及农作物根系分布、长势产量、重金属元素含量进行调查分析,发现复垦地块各项指标与对照地块差异显著,劣于对照地块;煤矸石充填基质土壤理化性质较差;70~80 cm的厚度是煤矸石充填复垦造地较经济合理的覆土厚度。煤矸石复垦地重金属元素有向上迁移的趋势;复垦土壤及煤矸石基质中Pb、Zn、Cr元素含量处于安全水平;大部分监测的Cu、Ni、Cd元素含量高于淮南土壤背景值,低于中国土壤环境质量标准二级标准,对复垦土壤已构成潜在的威胁性,应予以重视;覆土厚度50~60 cm地块的煤矸石基质中Cu、Ni元素含量处于安全水平,煤矸石基质中Cd元素含量高于淮南土壤土壤背景值,低于中国土壤环境质量标准二级标准,应予以重视。结果表明70~80 cm的厚度是煤矸石充填复垦造地最佳覆土厚度;新庄孜煤矸石充填复垦地重金属有向上迁移的趋势,复垦土壤中重金属含量符合国家二级标准,未出现重金属污染情况,但部分重金属元素含量高于淮南市土壤背景值,应予以重视。     

不同覆盖绿肥养分特性及其对橡胶园土壤理化性质的影响

为明确不同覆盖绿肥的养分特性,阐明其对云南开割橡胶园土壤理化性状的影响,采用田间试验结合室内分析,研究了10种豆科绿肥的养分特性与积累量,探讨了不同豆科绿肥覆盖对橡胶园土壤理化性质的影响作用。结果表明,10种供试豆科绿肥均富含氮,N含量范围为19.68～32.42g/kg,平均25.38 g/kg。灌木、亚灌木绿肥的干物质积累量高于草本和藤本绿肥,草本和藤本绿肥的氮、磷、钾含量则高于灌木、亚灌木绿肥。为取得最佳的覆盖效果,筛选绿肥时应考虑灌木、亚灌木与草本、藤本相结合。绿肥覆盖后胶园土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾较对照均有不同程度的提高,分别提高了0.71～2.99g/kg、0.01～0.16 g/kg、7.13～29.95mg/kg、14.81～38.82mg/kg;而土壤碱解氮含量和pH值变化不明显。绿肥覆盖对胶园土壤物理性状有一定的改善,但效果不明显。综合比较10种绿肥的养分特性和对土壤理化性状的影响,结合田间观测结果,初步筛选出距瓣豆、卵叶山蚂蝗、白花灰叶豆3种绿肥对云南山地胶园土壤肥力有一定的提升和维持作用,为云南开割胶园覆盖绿肥的筛选提供了理论依据。     

Correlating phosphorus extracted by simple soil extraction methods with foliar phosphorus concentrations of Picea abies (L.) H. Karst. and Fagus sylvatica (L.)

Phosphorus (P) concentrations in needles and leaves of forest trees are declining in the last years in Europe. For a sustainable forest management the knowledge of site specific P nutrition/availability in forest soils is vital, but we are lacking verified simple methods for the estimation of plant available P. Within this study, four soil P extraction methods [water ( ), double‐lactate (P_lac), citric acid (P_cit), and sodium bicarbonate ( )], as well as total P content of the soil (P_tot) were tested to investigate which method is best correlated with foliar P concentrations of spruce [Picea abies (L.) H. Karst.] and beech [Fagus sylvatica (L.)]. Mineral soil samples from 5 depth levels of 48 forest sites of the Bavarian sample set of the second National Forest Soil Inventory (BZE II) were stratified according to tree species (spruce and beech) and soil pH (pH < 6.2 and > 6.2), covering the whole range of P nutrition. The extractable amount of P per mass unit of soil increased in the order << P_lac < < P_cit, decreased with soil depth, and was higher in soils with pH < 6.2. Citric acid extracted up to 10% of P_tot in acidic soils. Whereas P_cit delivers adequate regression models for P nutrition in the case of spruce (R² up to 0.53) and beech (R² up to 0.58) for acidic soils, shows good results for spruce growing on acidic soils (R² up to 0.66) and for beech on soils with pH > 6.2 (R² up to 0.57). P_lac produces adequate models only for beech on high pH soils (R² up to 0.64), while did not produce acceptable regression models. P_tot seems suitable to explain the P nutrition status of beech on acidic (R² up to 0.62) and alkaline soils (R² up to 0.61). Highest R²s are obtained mostly in soil depths down to 40 cm. As and P_cit showed good results for both investigated tree species, they should be considered preferentially in future studies.     

有机无机肥配施对红壤旱地花生生理特性、产量及品质的影响

采用大田试验,研究了有机肥和化肥配合施用对红壤区花生产量、品质及生理特性的影响。结果表明:(1)有机无机肥配施显著影响了花生生理特性,随着有机肥比例的增加,叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、叶绿素含量Chl(a+b)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)等先增加后减少,配施35%和50%有机肥处理显著高于其他处理(p0.05)。(2)有机无机肥配施显著影响花生植株营养生长和产量,有机肥比例越高,植株性状越优良,有机肥比例为65%时,花生在成熟期主茎高、侧枝长较常规施肥分别提高8.01 cm和11.20 cm;而有机肥比例为35%时,荚果产量、籽仁产量、单株结果数及百粒重效果增加最明显,分别较常规施肥提高20.14%、26.92%、27.87%和7.08%。(3)有机无机肥配施对提升花生品质作用明显,配施35%处理的花生籽仁脂肪、蛋白质、可溶性糖含量分别较常规施肥提高3.58%、5.03%及12.16%。总之,在等量N、P、K养分条件下,配施35%~50%猪粪N更有利于红壤地区花生产量、品质及生理特性的改善。