[硕士论文] 青岛市棕壤茶园土K+吸附、解吸动力学研究 [复制链接]

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硕士论文-青岛市棕壤茶园土K+吸附、解吸动力学研究，共70页，44651字

摘 要

本研究从青岛市选取 15 个有代表性的棕壤茶园土壤。采用连续液流法研究了钙饱

和及水处理下土壤 K+吸附动力学特征，钾饱和下 K+解吸动力学特征；采用平衡震荡法

研究了不同温度下非交换性钾（NEK）释放动力学特征；采用连续浸提法研究了不同粒

径土壤钾素释放过程。以期为茶园科学施用钾肥，提高钾肥的利用效率提供理论依据。

主要结果如下：

钙饱和土对 K+的吸附反应在 12-36min 达到平衡，平衡吸附量为 2.29-8.73cmol/kg。

土壤阳离子交换量（CEC）、NEK 含量和粘粒含量是影响解吸平衡时间、解吸平衡量的

重要因素，CEC 和 NEK 含量与吸附平衡时间及平衡吸附量极显著相关（r=0.826**，

0.830**和 0.700**，0.774**），粘粒含量则与两者显著相关（r＝0.610*，0.582*）。反应

速度与反应时间的自然对数 lnt 极显著负相关（r=-0.967**~0.997**），反应速度方程

（ V =A+Blnt）中初始反应速度 A、的斜率 B 均与 CEC（r=0.837**，-0.754**）及粘粒

含量（r=0.640*，-0.638*）密切相关。K+吸附率与 lnt 极显著相关（r= 0.987**~0.999** )，

土壤主要理化性质和 K+吸附率线性方程（P=A+Blnt）截距 A 的相关性均未达到显著水

平，但斜率 B 与 CEC 和粘粒含量密切相关（r= -0.646**，-0.541*）。水处理下棕壤对 K+

吸附较慢，200min 仍有样品未达到吸附平衡。水处理土壤 200min 内的 K+吸附量与粘粒

及 NEK 的含量的相关系数均为 0.897**，与 CEC 的相关系数为 0.640*。

钾饱和土 K+解吸反应在 40-120min 达到平衡，平衡解吸量为 3.31-15.0cmol/kg。CEC

和粘粒含量分别与解吸平衡时间和平衡解吸量极显著相关（ r=0.722**， 0.907**和

0.845**，0.845**）。K+解吸反应速度与时间的自然对数 lnt 极显著相关（r=-0.728**~

-0.920**）。反应速度方程（ V =A+Blnt）中 A 和 B 分别与 CEC 和粘粒含量极显著相关

(r=0.846**，0.838**和-0.838**，-0.836**)。钾饱和土 4min 内 K+的解吸率为 29.11~60.03%，

20~60min 解 吸 率 达 到 90% 以 上 。 K+ 解 吸 率 与 反 应 时 间 lnt 极 显 著 相 关

（r=0.946**~0.999**)。

25℃恒温培养条件下的土壤非交换性钾累积释放量最高，其次为 15℃条件下，35℃

条件下的 NEK 累积释放量最低。除 15℃条件下 NEK 34 天累积释放量与粘粒含量显著

相关外（r=0.541*），三种温度条件下 NEK 34 天累积释放量与粘粒含量、CEC、土壤

交换性钾(EK)含量以及 NEK 含量极显著相关。15℃、25℃和 35℃下 NEK 释放速度均

与 lnt 极显著相关（r=-0.835**~-0.981**、-0.878**~ -0.960**和-0.844**~ -0.990**）。温

度对动力学方程的适宜性没有明显影响，温度的增加对土壤 NEK 释放的影响只表现在

释放量的改变上，而其释放过程随时间变化的规律没有发生改变。

用 2mol/L HNO3 连续浸提 24 天研究土壤钾素的释放，结果表明：三种粒径

（<1mm,<0.25mm 和<0.001mm）土壤颗粒各时段的释钾速度最大的为<0.001mm 的粘粒，

其次为<0.25mm 的土粒，<1mm 土粒的速度最低；<0.001mm 粘粒各时段的释钾速度明

显高于其它两种粒级，24 天内钾的累积释放量差别很大，粒径越小，释放量则越大。说

明土壤中粘粒含量越高，非交换性钾的释放速度越快，速度降低得越慢，释放量越大。

棕壤茶园土钙饱和及水处理下 K+的吸附过程，钾饱和土 K+的解吸和不同温度条件

下水处理土壤非交换性钾的释放过程都可以用一级动力学方程描述，并且该方程拟合性

最好，表明棕壤茶园土对 K+的吸附、解吸过程是个简单的过程。

关键词：棕壤；茶园；钾吸附；钾解吸

目录

摘 要...... 1

Abstract. 3

1 前 言... 5

2 材料与方法........ 16

2.1 供试材料......... 16

2.2 试验设计......... 17

2.3 测定方法......... 19

3 结果与分析........ 20

3.1 不同形态钾素之间及与土壤理化性质的相关性............. 20

3.2 钙饱和土壤 K+吸附动力学研究 ..... 21

3.2.1 钙饱和土壤 K+吸附动力学模型的适用性比较 ............ 21

3.2.2 钙饱和土壤 K+平衡吸附时间与吸附量 ....... 24

3.2.3 钙饱和土壤 K+吸附速度与时间的关系 ....... 25

3.2.4 钙饱和土壤 K+吸附率与时间的关系 ........... 27

3.3 水处理土壤 K+吸附动力学研究 ..... 29

3.3.1 水处理土壤 K+吸附动力学模型的适用性比较 ............ 29

3.3.2 水处理土壤 K+平衡吸附时间与吸附量 ....... 31

3.4 钾饱和土壤 K+解吸动力学研究 ..... 33

3.4.1 钾饱和土壤 K+平衡解吸时间与解吸量 ....... 33

3.4.2 钾饱和土壤 K+解吸速度与时间的关系 ....... 34

3.4.3 钾饱和土壤 K+解吸率与时间的关系 ........... 35

3.4.4 钾饱和土壤 K+解吸动力学模型的适用性比较 ............ 37

3.5 不同温度条件下土壤非交换性钾的释放动力学研究..... 39

3.5.1 不同温度条件下非交换性钾释放量的比较. 39

3.5.2 不同温度条件下非交换性钾释放速度的比较.............. 42

3.5.3 不同温度条件下非交换性钾的释放速度与 lnt 的回归参数的比较 ............. 43

3.5.4 不同温度条件下非交换性钾动力学方程适用性的比较............... 46

3.6 不同粒径土壤钾素释放的研究....... 50

3.6.1 不同粒径土壤释钾量随时间的变化............. 50

3.6.2 不同粒径土壤 K+释放速度随时间的变化 ... 50

4 讨 论. 52

结 论.... 56

参考文献............... 57

致谢.......62

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