吉林省黑土鉀素釋放、固定動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、本研究從吉林省黑土中選取10個(gè)有代表性的耕層土壤，進(jìn)行了土壤的非交換性鉀釋放動(dòng)力學(xué)研究、鉀的吸附動(dòng)力學(xué)研究、鉀的解吸動(dòng)力學(xué)研究、土壤對(duì)外源鉀的固定量和釋放量研究，以及生物耗竭試驗(yàn)。從土壤供鉀強(qiáng)度、供鉀容量和供鉀速率三方面來(lái)全面評(píng)價(jià)黑土的供鉀特性，為科學(xué)施入鉀肥，提高鉀肥的利用效率提供科學(xué)依據(jù)。 在對(duì)土壤的非交換性鉀進(jìn)行研究時(shí)，采取了傳統(tǒng)的平衡振蕩法。利用Elovich方程、零級(jí)方程、一級(jí)方程和拋物線擴(kuò)散方程對(duì)土壤的累積釋放量進(jìn)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(dòng)力學(xué)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(dòng)力學(xué)模型，擬合方程的相關(guān)系數(shù)最大，分別為r=0.8629-0.9918和r=0.9272-0.9972，實(shí)測(cè)值和擬合值之間的標(biāo)準(zhǔn)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(hào)土壤的釋放量最大，釋放的速率也最大；3、4號(hào)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(shí)間的延長(zhǎng)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(shí)間的推移而表現(xiàn)出遞減的趨勢(shì)?？傮w來(lái)說(shuō)，凍融交替處理可以加速土壤中的非交換性鉀素的釋放，無(wú)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(shí)間持續(xù)長(zhǎng)。 采用連續(xù)流動(dòng)交換法研究了供試土壤鉀素吸附和解吸的動(dòng)力學(xué)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(shí)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(jìn)行描述。就土壤對(duì)鉀素的吸附來(lái)說(shuō)，具有較高平衡吸附量的土壤，其相應(yīng)的平衡時(shí)間就較長(zhǎng)，吸附量小的土壤達(dá)到平衡時(shí)所需的時(shí)間就短。將兩種不同鉀離子濃度的淋洗液進(jìn)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(dá)到平衡時(shí)間就越短。 為了進(jìn)一步探討土壤對(duì)外源鉀的吸附固定情況，以

5、及其對(duì)所吸附、固定的外源鉀的釋放，采用了恒濕法來(lái)研究土壤對(duì)外源鉀的固定與釋放。結(jié)果表明，在施鉀量為200-3200mg/kg土?xí)r土壤的固鉀量與施鉀量之間存在著直線遞增的關(guān)系。相關(guān)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(fù)相關(guān)。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(shí)有所下降，并且低于第5天的固定量。在對(duì)吸附固定后的土壤用CaCl2溶液淋洗后再用醋酸銨浸提、測(cè)定其釋放量時(shí)也存在著同樣的趨勢(shì)。這可能

6、是因?yàn)榧尤氪罅客庠粹洉r(shí)，土壤的釋鉀強(qiáng)度在短時(shí)間內(nèi)迅速增加，隨著培養(yǎng)時(shí)間的推移，土壤內(nèi)鉀素平衡發(fā)生移動(dòng)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(shí)間培養(yǎng)后，鉀素在表面吸附達(dá)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(yàn)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(dāng)降低到某一水平時(shí)，就不再連續(xù)下降或下降的程度明顯緩和，出現(xiàn)了一個(gè)穩(wěn)定值或“最低點(diǎn)”。在鉀素釋放研究中，總釋鉀量高、釋放速率快

7、、持續(xù)時(shí)間短的土壤，其速效鉀的“最低值”較低，“最低值”出現(xiàn)的時(shí)間也較早，這類土壤的短期供鉀能力強(qiáng)，相應(yīng)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(duì)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(guān)(r=0.8976**、r=0.7125*)。在不施鉀肥的條件下，植株吸收的鉀全部來(lái)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(guān)性(r=0.9430**、