论文部分内容阅读
镁是植物生长所必须的中量元素,它不仅以叶绿素的组成成分对光合作用有重要影响,又是植物体内多种酶的活化剂。当作物缺镁时,叶绿素不能合成,光合作用受到抑制,植物体内的碳代谢、氮代谢受到影响,作物不能正常生长发育,致使作物的产量和品质严重降低。镁在土壤中的化学行为非常复杂,其在土壤中的吸附解吸以及固定和淋溶等都会影响其有效性,从而影响土壤对植物吸收镁的供应强度。由于土壤中镁的物理化学行为对镁的有效性有很大的影响,国内外学者对其进行了许多的研究,它被许多欧美学者列为氮磷钾之外的第四大营养元素。研究土壤中镁的吸附与解吸特性,为更好的发挥土壤中镁的生物有效性提供理论基础。本试验选取重庆地区比较具有代表性的黄壤、紫色土和石灰性土,采用一次平衡吸附方法,研究土壤对镁的吸附解吸特性,用Langmuir方程对土壤镁的吸附解吸进行模拟,并做等温吸附和解吸曲线,探讨土壤有机质含量、pH值和土壤电荷对镁吸附和解吸的影响及其影响机理,为进一步研究说明重庆地区土壤对镁的保蓄、供应能力及其有效性,为合理施用镁肥提供科学依据。主要试验结果如下:1.土壤对镁的吸附解吸特征三种土壤对镁的吸附规律大致相同,随着平衡液浓度的增加,土壤对镁的吸附量随之增加,但其吸附率都逐渐下降,其吸附特征都可以用Langmuir方程很好的拟合,相关系数均达到显著水平。土壤对镁的吸附解吸试验结果为黄壤对镁的吸附能力最强,石灰性土最弱,其吸附能力强弱顺序为黄壤>紫色土>石灰性土;黄壤和紫色土对镁的吸附能力较石灰性土强,其中黄壤的最大吸附量Xm为2010.97mg·kg-1,紫色土为1895.27mg·kg-1,都明显高于石灰性土中镁的最大吸附量981.91 mg·kg-1;从K值也可以看出,黄壤和紫色土对镁的吸附平衡常数相差不大,分别为0.0777和0.0743,其吸附能力相差无几,而石灰性土对镁的吸附能力明显弱于前两种土壤,其吸附平衡常数为0.0409。三种土壤对镁的解吸量黄壤>紫色土>石灰性土,在黄壤中,解吸量和解吸率随吸附量的增加而增加的趋势非常明显,但在石灰性土中这种趋势较小,其最解吸率最低(吸附量为250mol·k-1时)为9.62%,最高(吸附量为864mol·k-1时)为17.59%。三种土壤中吸附量最大的黄壤的解吸量和解吸率也最大,而吸附量和吸附率最小的石灰性土其解吸量也是最小。2.土壤有机质含量对镁离子吸附的影响三种土壤去除有机质后,对镁的吸附解吸能力的影响有较大差异,黄壤的电荷变化和土壤对镁吸附能力的下降幅度最大,CECv降低6.25cmol·kg-1,最大吸附量从2010.97mol·kg-1下降到1647.66mol·kg-1;而紫色土电荷的变化较黄壤小,CECv降低2.26cmol·kg-1,其对镁的最大吸附量变化幅度也小于黄壤,从1895.27mol·kg-1下降到1746.55mol·kg-1;石灰性上的电荷变化和土壤对镁吸附能力的下降幅度最小,其CECv降低2.29cmol·kg-1,Xm从981.91mol·kg-1下降到861.91mol·kg-1。土壤对镁的吸附量变化与土壤电荷数量的变化呈现良好的一致性,土壤有机质含量对土壤镁吸附的影响主要是影响土壤中的电荷数量而影响其吸附能力。3.土壤pH对镁离子吸附的影响pH对黄壤吸附镁的影响最为明显,其吸附能力的变化也与电荷的变化趋势相近似,pH升高使其电荷随之增加,吸附能力也随之加强。当pH从3.5升高至7.5时,黄壤的CEC8.2和CECv分别从11.12cmol·kg-1和7.47cmol·kg-1增加到了25.33cmol·kg-1和17.79cmol·kg-1,最大吸附量Xm从1336.25mg·kg-1增加到了2054.77mg·kg-1,吸附反应平衡常数K值也从0.0506增加到了0.0749:而石灰性土虽然电荷随pH的变化而改变的趋势比较明显,但其的吸附能力的变化趋势不明显,主要是因为其粘土矿物中的主要成分对镁的亲和能力较差,只有在pH5.5~pH7.5的区间时,其对镁的吸附能力才有比较明显的增加;紫色土做为恒电荷土壤,只带有小部分可变电荷,其电荷随pH的变化较小,变化幅度远不如可变电荷土壤,吸附能力的改变也不大,只是在pH较高时才对镁的吸附能力有很大的增强,当pH从3.5升高至7.5时,其CEC8.2和CECv分别从23.32cmol·kg-1。和2.21cmol·kg-1增加到了27.01cmol·kg-1和5.11cmol·kg-1,最大吸附量Xm从1468.68mg·kg-1增加到了2025.38mg·kg-1,吸附反应平衡常数K值也从0.0536增加到了0.0686。