论文题目: 紫色母岩和土壤中的钛
论文类型: 博士论文
论文专业: 土壤学
作者: 杨剑虹
导师: 谢德体,魏朝富
关键词: 紫色母岩,紫色土,钛值
文献来源: 西南农业大学
发表年度: 2005
论文摘要: 钛是地球上藏量占第九位最丰的元素（克拉克值0.57%）,是地壳中占第七位的成矿元素,在地壳中的平均丰度是0.63%。就全世界土壤而言,全钛含量约为3.0～6.0g（TiO2）·kg-1,平均为4.6g（TiO2）·kg-1,其元素含量属中量元素水平。从现有的资料统计,我国土壤中全钛含量在2.0～39.0g（TiO2）·kg-1之间。在紫色母岩和土壤中,钛的含量为2.5～20g（TiO2）·kg-1,平均值为6.7g（TiO2）·kg（-1）,总体位于中～高含量水平。 作为最主要的造岩元素之一,钛以各种含钛矿物的形式存在于所有类型的岩石中。钛的原生和次生矿物主要有:钛铁矿、板钛矿、金红石、榍石,无定型的白钛石矿、锐钛矿等。此外,钛在火成岩、沉积岩和变质岩中,还往往与硅、铁和铝的原生矿物伴生在一起,或以类质同晶体存在于原生和次生铝硅酸盐粘土矿物晶格中,也可以浸入各类长石或以金红石侵入体的形态存在于石英当中。一般认为,钛在火成岩中的含量高于沉积岩;其中,基性火成岩高于酸性火成岩,河湖相沉积岩或浅海相沉积岩高于海相沉积岩。 目前认为:在地球化学的表生——迁移——沉积旋回中,钛属于弱活性元素,化学迁移强度极弱。因此,土壤中钛含量的高低与土壤母质含钛水平关系最为密切;同时,由于不易迁移,导致随土壤风化发育程度的加深,钛可能在土壤中相对富集;因而,在深度发育的土壤中,钛往往较为丰富。土壤中含钛矿物的种类较多,目前,在土壤中已发现的钛的独立矿物数目,就可达60种以上。而在土壤钛的各种伴生矿物中,钛以不同的比例形成各种铝硅酸盐粘土矿物和复合的、无定型的氧化物、水合物、羟基化物等。和硅酸盐粘土矿物中的“Si—O”键一样,“Ti—O”也具有相当的稳定性,据认为,其化学键的强度仅次于“Al—O”健,可达5908～7216kJ·mol-1。因此,由钛取代Si或Al所形成的粘土矿物,应具有一定的稳定性。 除矿物形态或无定型态以外,土壤中也许还存在钛的有机配位反应,这种反应如果确实存在的话,土壤中就应该存在有机钛络合或有机钛缔合钛,同时,也应该有一定数量的钛的离子态化合物存在。但这些配位态或离子态化合物的形式、化学性质、可溶性状、与土壤胶体之间的化学过程目前不清楚。而这些形式的钛,应该是土壤中最容易被提取剂所提取,或者说也是与植物的有效性最密切相关的钛的组成部分。 从生物学的角度,目前并无确切的依据证明钛是植物生长所必须的营养元素,但大量的实验表明了钛对植物某些生理功能具有明显的促进作用。不同种类植物体中钛的含量差异极大,低的只有不足1g（Ti）·kg-1,高时则可达100g（TiO2）·kg-1。但对于各种植物的实际最佳需要
论文目录:
摘要
Abstract
第1章 文献综述
1.1 钛的基本化学性质
1.2 钛的地球化学特征
1.3 土壤中的钛
1.3.1 土壤中钛的含量水平
1.3.2 土壤中钛的存在形态
1.3.3 土壤中钛的剖面分布
1.3.4 土壤中钛的溶解与沉淀
1.3.5 钛与土壤理化性质
1.4 土壤中钛的测定方法
1.4.1 全钛含量的测定
1.4.2 可溶性钛的测定
1.5 动植物中的钛
1.5.1 一般植物中钛的含量和分布
1.5.2 动物体中的钛
1.6 钛的生理功能和对作物产量的影响
1.7 钛肥的研制和应用
1.8 小结
第2章 立题依据和研究方案
2.1 立题依据
2.2 研究方案
2.2.1 研究目标
2.2.2 研究内容
2.2.3 研究方法
2.2.4 技术路线
第3章 实验材料与方法
3.1 样品采集制备
3.1.1 母岩样品的采集
3.1.2 土壤样品的采集
3.1.3 土壤胶体样品的制备
3.2 样品测定
3.2.1 母岩及土壤中全钛含量测定方法的比较
3.2.2 土壤和母岩中无定型TiO_2含量测定
3.2.3 土壤可溶性钛含量测定方法比较
3.2.4 岩石和土壤中全量Fe、Ca、Mg、Mn测定
3.2.5 常规项目测定
3.3 土壤对钛吸附、固定
3.3.1 土壤对Ti~(2+)的吸附固定
3.3.2 土壤对Ti~(3+)的吸附固定
3.4 母岩、土壤颜色比较标准
第4章 研究结果与分析
4.1 母岩和土壤中全钛、无定型TiO_2测定方法比较
4.1.1 全钛的测定
4.1.2 无定型TiO_2的测定
4.1.3 小结
4.2 紫色土壤中可溶性钛提取方法比较
4.2.1 提取方法及提取条件
4.2.2 提取结果比较
4.2.3 小结
4.3 不同紫色母质中钛含量
4.3.1 各地质时期紫色母质中全钛含量
4.3.2 紫色母岩中钛含量与岩性的关系
4.3.3 紫色母岩中钛与母岩原始风化度
4.3.4 紫色母岩颜色与钛含量的关系
4.3.5 小结
4.4 各地质时期紫色母岩发育的土壤中全钛和无定型TiO_2含量
4.4.1 各紫色母岩发育土壤中全钛含量
4.4.2 各紫色母质发育土壤中无定型TiO_2含量和土壤“钛值”水平
4.4.3 小结
4.5 紫色土壤中钛与土壤发育程度的关系
4.5.1 紫色土壤总钛水平与土壤发育程度
4.5.2 紫色土壤中无定型TiO_2与土壤发育程度
4.5.3 土壤钛值与紫色土壤的发育程度
4.5.4 钛在紫色土剖面中的分布
4.5.5 小结
4.6 紫色土中钛的形态及溶解特性
4.6.1 不同提取剂对紫色土壤中钛的提取量
4.6.2 钛的溶解性与土壤条件
4.6.3 土壤有机质与可溶性钛
4.6.4 紫色土壤中钛的形态划分
4.6.5 小结
4.7 紫色土壤对钛的阳离子吸附和固定
4.7.1 Ti~(2+)等温吸附的Langmuir方程拟合
4.7.2 Ti~(3+)等温吸附
第5章 结论与建议
5.1 结论
5.2 创新点
5.2.1 方法创新
5.2.2 理论创新
5.3 建议
主要参考文献
致谢
在校期间参加课题与发表论文
发布时间: 2005-07-19
参考文献
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