水分状况及低分子量有机酸对红壤和黄褐土钾素形态转化的影响

论文摘要

本研究选取我国南方地区两种典型水稻土壤红壤和黄褐土,通过室内模拟培养试验和动力学试验,研究不同水分含量以及低分子量有机酸影响下,钾的吸附、释放动力学,土壤对外源钾的固定以及各形态K的转化;进而研究水分和低分子量有机酸与土壤K素转化的关系,为科学施钾肥,提高钾肥利用率提供科学依据。主要研究结果如下:1.红壤恒湿处理的速效K高于对照,并且随着培养时间的延长有增加的趋势;黄褐土与红壤相反,恒湿处理的速效K低于对照。同一土壤不同含水量处理的速效K含量未见明显差别,表明土粒表面水膜的厚薄不能成为影响土壤K有效性的控制因素。2.干湿交替条件下,红壤速效K没有变化,黄褐土速效K逐渐增加。随着干湿交替次数的增加,红壤固K能力有增加的趋势,黄褐土的固钾能力逐渐下降。干燥过程可促进黄褐土层间K+的释放,这同粘粒组分有关。3.有机酸培养试验研究结果表明,红壤和黄褐土两种供试土壤不论是否加入外源钾,有机酸的存在均加快了交换性K向水溶性K的转化。4.红壤速效K的变化趋势随有机酸种类的不同而差异明显,黄褐土各处理的速效K含量随有机酸浓度的提高而增加,说明有机酸主要通过增加可变电荷土壤表面的净负电荷来增加土壤对K+的吸附量。5.低浓度（25 mmol/kg）有机酸作用下,红壤酸溶性K含量表现为:柠檬酸、苹果酸＞草酸,黄褐土酸溶性K变化趋势不明显;高浓度（400 mmol/kg）有机酸作用下,两种土壤酸溶性K的含量均表现为草酸＞对照＞柠檬酸、苹果酸。因此对于有机酸如何影响土壤酸溶性K还有待于进一步的研究。6.动力学试验研究结果表明,有机酸能够明显的促进两种土壤钾的释放,并且释钾量随着时间的增加而呈现累积趋势。用Elovich、指数、双常数3种动力学方程拟合的结果相关系数都达到了极显著水平,双常数方程的吻合性最好。7.与对照相比,当K+浓度较低时（0.1 mmol/L）时,有机酸抑制了土壤对K的吸附,草酸1.0mmol/L的红壤处理表现出负吸附,即释放钾素的现象。有机酸对两种土壤吸附能力的影响均表现为草酸＞柠檬酸＞苹果酸。1.0mmol/L K+浓度下,有机酸对土壤吸附K+的影响因土壤类型的不同而差异显著,表现为有机酸作用下红壤吸附的K+量低于对照,黄褐土则高于对照。将两种K+浓度处理进行比较可得到:淋洗液中K+的浓度越大,吸附过程越快,吸附量越大。8.K+吸附反应速度与时间的自然对数lnt间存在良好的线性关系,达到显著或极显著水平。采用三种动力学方程用于描述K+吸附的动力学,其中双常数方程的相关系数高于Elovich方程和指数数方程,表明双常数方程是描述红壤和黄褐土在有机酸作用下K+吸附动力学的最优模型。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 1 文献综述
• 1.1 中国钾肥效果的演变及目前钾肥效果现状
• 1.2 土壤钾转化的影响因素研究进展
• 1.2.1 土壤粘土矿物类型、含量及电荷密度
• 1.2.2 土壤水分
• 1.2.3 温度
• 1.2.4 土壤pH
• 1.2.5 肥料的施用
• 1.2.6 陪伴离子
• 1.2.7 其他
• 1.3 土壤K素动力学研究进展
• 1.3.1 土壤K转化动力学的研究方法
• 1.3.2 动力学模型
• 1.4 根系分泌物在养分有效性方面研究进展及对生产的意义
• 2 研究背景、内容、技术路线
• 2.1 研究背景
• 2.2 研究目的
• 2.3 研究内容及方法
• 2.4 技术路线
• 3 不同水分状况对红壤、黄褐土K形态转化的影响
• 3.1 前言
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 供试土壤
• 3.2.2 试验方法
• 3.2.3 测定项目与测定方法
• 3.3 结果分析
• 3.3.1 不同水分条件（恒湿）处理对土壤速效K含量的影响
• 3.3.2 干湿交替对土壤速效K的影响
• 3.3.3 不同水分状况对土壤固K量的影响
• 3.4 讨论
• 3.4.1 土壤粘土矿物类型对土壤固定K的影响
• 3.4.2 土壤水分对土壤固定K的影响
• 3.4.3 外源钾对土壤固定K的影响
• 3.5 结论
• 4 低分子量有机酸对红壤、黄褐土各形态K的影响
• 4.1 前言
• 4.2 材料和方法
• 4.2.1 供试土壤
• 4.2.2 供试有机酸
• 4.2.3 试验方法
• 4.2.4 测定项目与测定方法
• 4.3 结果分析
• 4.3.1 不同浓度的有机酸对土壤水溶性钾的影响
• 4.3.2 不同浓度的有机酸对土壤速效钾的影响
• 4.3.3 有机酸对土壤交换性钾向水溶性钾转化速率的影响
• 4.3.4 有机酸对土壤酸溶性钾的影响
• 4.3.5 有机酸影响下土壤水溶性钾的含量变化
• 4.4 讨论
• 4.4.1 土壤类型与有机酸对土壤水溶性钾影响的关系
• 4.4.2 外源钾与有机酸对速效钾影响的关系
• 4.4.3 有机酸浓度对土壤酸溶性钾的影响机理
• 4.5 结论
• +吸附、释放动力学的研究'>5 低分子量有机酸影响下红壤、黄褐土K⁺吸附、释放动力学的研究
• 5.1 前言
• 5.2 材料与方法
• 5.2.1 供试土壤
• 5.2.2 供试有机酸
• 5.2.3 试验方法及动力学实验装置
• 5.2.4 数据处理及数学模拟
• 5.3 结果分析
• 5.3.1 土壤钾素的释放动力学研究
• 5.3.2 土壤对外源钾的吸附动力学研究
• 5.4 讨论
• 5.4.1 有机酸对土壤钾素释放影响的机理
• 5.4.2 有机酸对土壤钾素吸附影响的机理
• 5.5 结论
• 6 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 问题与展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢