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本研究之主要目的在于寻求不同粘粒矿物所吸附的代換性陽离子对植物生長及其矿質营养成分的影响。通过这一試驗,希望了解影响代换性陽离子的若干重要因子,从而提供关于施肥原則及技术的若干理論。试验分温室栽培及植株化学分析兩部份。栽培所用植物包括燕麦、黑麦、小米、大豆、番茄、桃树等数种,培养基根据所合粘番矿物不同,分微晶高陵土系,高陵土系及水化云母系三大类。培养基的鹽基代換率、鹽基飽和度,以及各代换性鹽基間的互相比例,均加以控制。另以砂培处理为对照,試驗的主要結果可以綜結如下: 1.在微晶高陵土系的栽培試驗里,植物的生長概和鹽基飽和度成直线相关,但高陵土系及水化云母系的栽培試驗結果并不完全如此。在这些培养基理,植物的生長,虽然也因鹽基飽和度的增加而改善,但其改善的趋势停止于一定的鹽基飽和度水平上。例如,在本試驗里,对黑麦和燕麦言,当高陵土系培养基的鹽基飽和度达到40％时,或对番茄言, 当水化云母系培养基的鹽基飽和度达到75％时,植物的生長都不再因鹽基飽和度的增加而改善了,这說明就植物的矿質营养言,鹽基飽和度具有特殊重要的意义。一般說来,鹽基飽和度愈大,代换性鹽基的有效度也愈大。 2.作为影响植物矿質营养的土埌肥力因素,鹽基飽和度的重要性一般超过鹽基代換率。試驗的結果表明:鹽基代換率不等,而鹽基飽和度相等的同一發生学来源的土埌,其植物生長狀况一般相等或相差不远。这說明代換性鹽基的絕对数量不足以指示作物生長的优劣。不仅如此,試驗的結果也啟示出含代換性陽离子絕对数量相等的兩种同源土埌,就对植物的矿質营养言,并不意味着具有相等的供应該有效性陽离子的能力。由于它們間質地上的可能差異,——質地輕者鹽基代换率小,質地粘重者,鹽基代換率大,——因之其鹽基飽和度就不相等。飽和度大者,鹽基的有效度就高。 3.栽培試驗及室內化学分析的結果都表明在总鹽基飽和度为60％以下的土埌中(Ca:Mg:K=15:3:2),高陵土类粘粒矿物上的代换性Ca~(++)及Mg~(++)的有效度均高于微晶高陵土,而K~+則相反。 4.植物矿質成分的化学分析結果表明:各营养离子的鹽基飽和度在一定范圍内的变化,可以显著地影响它进入植物体內的量。例如,当微晶高陵土系培养基的鈣离子飽和度在30％以下的范圍內作增减的变动时,都能明显地反映在其所生長的植物体內的含鈣量上。植物体內的鉀离子,則能反映飽和度自4％至6％的范圍內的变化。鎂的情况大体近似于鉀,只是其变化范圍更小一些。这說明同一种植物为了滿足其自身的营养需要,对于同一种粘粒矿物上所吸附的不同离子,有不同的飽和度的要求。鈣最大,(对黑麦,燕麦而言約30％以上),鎂次之(約9％),鉀最小(約6％)。这些标准也是施肥的最低要求。 5.栽培試驗及化学分析都証明同一种离子吸附在不同的粘粒矿物上,縱然离子飽和度相等,其对植物生長和矿質养分的影响也不相等。研究結果显示出在同一离子飽和度下,不同粘粒矿物上的离子有效度大体依下列次序变化:高陵土>微晶高陵土>水化云母。在农業实踐中,不同类型的土埌所要求的施肥标准不等,在这里也得到了一些理論根据。試驗結果对于实际施肥,应有一定的指导价值。除以上主要結果外,本文还对有关代換性离子有效度的理論問題进行了討論和分析,并提出了作者自己的初步意見。