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本研究从吉林省黑土中选取10个有代表性的耕层土壤,进行了土壤的非交换性钾释放动力学研究、钾的吸附动力学研究、钾的解吸动力学研究、土壤对外源钾的固定量和释放量研究,以及生物耗竭试验。从土壤供钾强度、供钾容量和供钾速率三方面来全面评价黑土的供钾特性,为科学施入钾肥,提高钾肥的利用效率提供科学依据。 在对土壤的非交换性钾进行研究时,采取了传统的平衡振荡法。利用Elovich方程、零级方程、一级方程和抛物线扩散方程对土壤的累积释放量进行模拟,研究探讨了描述土壤非交换性钾释放及其速率较为理想的动力学模型。研究结果表明,25℃恒温培养和冻融交替处理下,抛物线方程是描述黑土钾素释放的最优动力学模型,拟合方程的相关系数最大,分别为r=0.8629-0.9918和r=0.9272-0.9972,实测值和拟合值之间的标准差最小,分别为s=0.3-2.46和s=0.69-13.11。供试的10种土壤中1、2号土壤的释放量最大,释放的速率也最大;3、4号土壤居中,其它土壤次之。供试土壤的非交换性钾释放速率均随着提取时间的延长而逐渐降低。冻融交替条件下的非交换性钾释放速率高于25℃条件下恒温培养的释放速率,两种处理之间的差值随着时间的推移而表现出递减的趋势。总体来说,冻融交替处理可以加速土壤中的非交换性钾素的释放,无论是在释放量上,还是在释放速度上,都明显高于25℃恒温培养的处理,并且其释放时间持续长。 采用连续流动交换法研究了供试土壤钾素吸附和解吸的动力学特征。不同土壤钾的吸附和解吸特征存在着很大的差别,主要表现在持续吸附和解吸时间、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。供试土壤钾的解吸过程和吸附过程都可以用双常数方程进行描述。就土壤对钾素的吸附来说,具有较高平衡吸附量的土壤,其相应的平衡时间就较长,吸附量小的土壤达到平衡时所需的时间就短。将两种不同钾离子浓度的淋洗液进行比较可以得到:淋洗液中k~+浓度越大,表观平衡吸附量就越大,吸附过程越快,达到平衡时问就越短。 为了进一步探讨土壤对外源钾的吸附固定情况,以及其对所吸附、固定的外源钾的释放,采用了恒湿法来研究土壤对外源钾的固定与释放。结果表明,在施钾量为200-3200mg/kg土时,土壤的固钾量与施钾量之间存在着直线递增的关系。相关分析表明,土壤的固钾量与原始土壤的非交换性钾含量呈显著负相关。与培养5天相比,土