论文部分内容阅读
土壤中的钾绝大部分以矿物态存在,矿物钾的活化对提高土壤钾的植物有效性具有重要的意义。然而,关于植物影响下土壤矿物钾的释放规律的认识却非常有限。本文以不同含钾矿物为材料,采用连续振荡浸提、静置培养、连续流动等方法研究了低分子量有机酸、阳离子、H+溶液等作用下不同含钾矿物的释钾规律,探索利用化学和生物学方法调控土壤钾素转化的途径,为土壤钾的高效利用提供理论依据。主要研究结果如下：1、低分子量有机酸、阳离子和无机酸对含钾矿物释钾量的影响不同低分子量有机酸(酒石酸、柠檬酸、草酸)、阳离子(NH4+、Ca2+、Na+)及无机酸(HCl溶液)均可显著提高黑云母、白云母、正长石中钾的释放量,其中黑云母提取的钾量与对照处理(去离子水)相比,分别提高149.6%、151.6%、188.2%、24.6%、32.6%、3.5%和169.8%；白云母分别提高99.4%、202.8%、211.0%、81.6%、38.3%、21.7%和169.1%；正长石分别提高216.0%、206.6%、219.0%、144.1%、27.5%、60.4%和210.9%。各种浸提剂提取的钾量表现为白云母>黑云母>正长石。含钾矿物释钾量随着低分子量有机酸、阳离子和H+溶液浓度的升高而增加。2、连续振荡条件下低分子量有机酸和无机酸对含钾矿物中钾释放的影响连续振荡20次条件下,酒石酸、草酸和硝酸均能显著提高含钾矿物的释钾量,与对照处理(去离子水)相比,黑云母提取的钾量分别显著增加了176.5%、213.9%、1850.8%；白云母分别显著增加了72.3%、100.1%、170.6%；正长石分别显著增加50.8%、84.8%、117.9%；微斜长石分别显著增加59.8%、78.1%、120.5%,而且累积释钾量随着浸提剂浓度的升高而增加。含钾矿物不同,钾的累积释放量差异显著,表现为黑云母>白云母>微斜长石≈正长石。分别用一级动力学模型、双常数模型、扩散模型、Elovich模型对不同含钾矿物的累积释钾量进行拟合,除白云母,正长石(低浓度浸提)的最优模型为Elovich模型外,其他的最优模型均为双常数模型。3、低分子量有机酸对不同粒径的含钾矿物中钾释放的影响连续振荡条件下,含钾矿物的累积释钾量均随着矿物粒径变细而增加(酒石酸和草酸浸提黑云母除外)。分别用一级动力学模型、双常数模型、扩散模型Elovich模型对不同粒径的含钾矿物的累积释钾量进行拟合,不同粒径的黑云母的最优动力学模型为双常数模型；不同粒径的白云母的最优动力学模型为Elovich模型；正长石粒径为20-60目、60-100目的最优动力学模型为双常数模型,100-200目和>200目的为Elovich模型。4、静置培养条件下低分子量有机酸和无机酸对含钾矿物中钾释放的影响静置培养2251h条件下,与连续振荡相比,释钾过程明显分为两个阶段：快速释钾阶段和缓慢释钾阶段。酒石酸、草酸和硝酸均能显著提高含钾矿物的释钾量,而且累积释钾量随着浸提剂浓度的升高而增加。含钾矿物不同,钾的累积释放量差异显著,表现为黑云母>白云母>微斜长石≈正长石。分别用一级动力学模型、双常数模型、扩散模型、Elovich模型对不同含钾矿物的累积释钾量进行拟合,除白云母(低浓度浸提)的最优动力学模型为Elovich模型外,其余均为双常数模型。与振荡条件下相比,释钾速率显著降低。5、连续流动条件下低分子量有机酸对含钾矿物中钾释放的影响连续流动条件下,有机酸对含钾矿物中钾的释放过程包括快速释钾阶段和平稳释钾阶段两个阶段。酒石酸和草酸均能显著提高含钾矿物的释钾量,其中黑云母提取的钾量与对照处理(去离子水)相比,分别增加116.2%和169.1%；白云母增加232.7%和347.4%；正长石分别增加156.7%和1703.5%；微斜长石增加32.9%和641.5%。含钾矿物不同,释钾规律不同,表现为：黑云母>白云母>微斜长石>正长石。