吉林省黑土鉀素釋放、固定動力學研究.pdf

1、本研究從吉林省黑土中選取10個有代表性的耕層土壤，進行了土壤的非交換性鉀釋放動力學研究、鉀的吸附動力學研究、鉀的解吸動力學研究、土壤對外源鉀的固定量和釋放量研究，以及生物耗竭試驗。從土壤供鉀強度、供鉀容量和供鉀速率三方面來全面評價黑土的供鉀特性，為科學施入鉀肥，提高鉀肥的利用效率提供科學依據(jù)。 在對土壤的非交換性鉀進行研究時，采取了傳統(tǒng)的平衡振蕩法。利用Elovich方程、零級方程、一級方程和拋物線擴散方程對土壤的累積釋放量進行

2、模擬，研究探討了描述土壤非交換性鉀釋放及其速率較為理想的動力學模型。研究結(jié)果表明，25℃恒溫培養(yǎng)和凍融交替處理下，拋物線方程是描述黑土鉀素釋放的最優(yōu)動力學模型，擬合方程的相關系數(shù)最大，分別為r=0.8629-0.9918和r=0.9272-0.9972，實測值和擬合值之間的標準差最小，分別為s=0.3-2.46和s=0.69-13.11。供試的10種土壤中1、2號土壤的釋放量最大，釋放的速率也最大；3、4號土壤居中，其它土壤次之。供試土

3、壤的非交換性鉀釋放速率均隨著提取時間的延長而逐漸降低。凍融交替條件下的非交換性鉀釋放速率高于25℃條件下恒溫培養(yǎng)的釋放速率，兩種處理之間的差值隨著時間的推移而表現(xiàn)出遞減的趨勢?？傮w來說，凍融交替處理可以加速土壤中的非交換性鉀素的釋放，無論是在釋放量上，還是在釋放速度上，都明顯高于25℃恒溫培養(yǎng)的處理，并且其釋放時間持續(xù)長。 采用連續(xù)流動交換法研究了供試土壤鉀素吸附和解吸的動力學特征。不同土壤鉀的吸附和解吸特征存在著很大的差別，主

4、要表現(xiàn)在持續(xù)吸附和解吸時間、最大解吸或吸附量、平均解吸或吸附速率以及最大解吸或吸附速率上。供試土壤鉀的解吸過程和吸附過程都可以用雙常數(shù)方程進行描述。就土壤對鉀素的吸附來說，具有較高平衡吸附量的土壤，其相應的平衡時間就較長，吸附量小的土壤達到平衡時所需的時間就短。將兩種不同鉀離子濃度的淋洗液進行比較可以得到：淋洗液中k+濃度越大，表觀平衡吸附量就越大，吸附過程越快，達到平衡時間就越短。 為了進一步探討土壤對外源鉀的吸附固定情況，以

5、及其對所吸附、固定的外源鉀的釋放，采用了恒濕法來研究土壤對外源鉀的固定與釋放。結(jié)果表明，在施鉀量為200-3200mg/kg土時土壤的固鉀量與施鉀量之間存在著直線遞增的關系。相關分析表明，土壤的固鉀量與原始土壤的非交換性鉀含量呈顯著負相關。與培養(yǎng)5天相比，土壤的第15天固鉀量有小幅度的增加，但是到第25天時有所下降，并且低于第5天的固定量。在對吸附固定后的土壤用CaCl2溶液淋洗后再用醋酸銨浸提、測定其釋放量時也存在著同樣的趨勢。這可能

6、是因為加入大量外源鉀時，土壤的釋鉀強度在短時間內(nèi)迅速增加，隨著培養(yǎng)時間的推移，土壤內(nèi)鉀素平衡發(fā)生移動而趨于固定，致使釋放量逐步降低。也可能是由于土壤經(jīng)一定的時間培養(yǎng)后，鉀素在表面吸附達到飽和，開始出現(xiàn)層間吸附，從而使釋放量下降。 土壤的耗竭試驗表明：隨著種植茬數(shù)的增加，土壤中的速效鉀、緩效鉀含量逐漸耗損，當降低到某一水平時，就不再連續(xù)下降或下降的程度明顯緩和，出現(xiàn)了一個穩(wěn)定值或“最低點”。在鉀素釋放研究中，總釋鉀量高、釋放速率快

7、、持續(xù)時間短的土壤，其速效鉀的“最低值”較低，“最低值”出現(xiàn)的時間也較早，這類土壤的短期供鉀能力強，相應的第一茬黑麥草吸鉀總量也高。植物吸鉀總量和首茬吸鉀量高的土壤，其對外源鉀的固定量一般較低。植株的吸鉀量與原始土壤速效鉀含量、緩效鉀含量呈極顯著和顯著正相關(r=0.8976**、r=0.7125*)。在不施鉀肥的條件下，植株吸收的鉀全部來自土壤自身的轉(zhuǎn)化，因而植株吸鉀量與土壤速效鉀、緩效鉀的下降值有較好的相關性(r=0.9430**、