摘要
吉林省中部玉米带是世界三大玉米带之一，玉米种植已成为吉林省农民收入的主要来源。玉米带的主要土壤类型黑土是大自然赋予人类最宝贵的财富，然而，由于各种自然因素的影响和人类的不合理利用，黑土肥力已开始出现退化，尤其是土壤中钾素出现不同程度的降低。为此，本文以吉林省玉米带黑土为研究对象，通过野外调查和室内分析对黑土钾的吸附、释放过程进行研究，同时对含钾的几种矿物在有机酸作用下钾释放过程作一探讨，揭示了黑土钾吸附、释放动力学过程机理及主要含钾矿物释钾特点。 主要得出以下结论： （1）黑土吸附平衡时间较长，平衡吸附量差异较大，CEC、粘量含量是影响平衡吸附量的主要因素。吸附速率差异较大，初期主要受粘粒含量与CEC影响，后期主要受粘粒含量的影响；吸附率变化与CEC及粘粒含量密切相关。 （2）k+吸附过程可以用一级动力学方程较好的描述，其次为Elovich方程和指数方程，而抛物线方程则不适合描述此过程，黑土k+吸附过程是一个较简单的过程。 （3）在连续振荡提取的条件下，黑土交换性钾、层间钾释放平衡时间的变幅分别为60～90min，270～300min；平衡释放量差异较大，变幅分别为136．0～476．2mg/kg，527～1330．5mg/kg；交换性钾连续提取量比一次提取量大，层间钾连续提取量比缓效钾量小；土壤速效钾，缓效钾含量是影响交换性钾、层间钾累计释放总量和增加量的重要因素。 （4） Elovich方程和抛物线方程分别是描述黑土交换性钾释放过程的最优和最差模型，表明黑土交换性钾释放过程是一个较复杂的过程；抛物线方程和Elovich方程是描述黑土层间钾释放过程的最优和最差模型，表明黑土层间钾释放过程是受扩散控制的过程。 （5）三种有机酸活化黑云母的顺序为：草酸>柠檬酸>酒石酸，活化白云母和钾长石的顺序为：草酸>酒石酸>柠檬酸，其中草酸活化三种矿物中钾的能力最强。三种矿物在有机酸作用下均是黑云母中钾最容易被活化；草酸和酒石酸作用下，白云母中钾比钾长石中钾易活化，柠檬酸作用下，则相反。 （6）随着草酸、柠檬酸和酒石酸浓度的提高，黑云母钾的释放量在增大，但增加的幅度越来越小，且不同有机酸同种浓度下钾释放量及增加同样的浓度钾释放量增加幅度均表现为：草酸最大，酒石酸最小，柠檬酸介于两者之间。与此相反，随着有机酸浓度的提高，白云母、钾长石钾释放量虽有波动，但总体趋势呈现随有机酸浓度增大，白云母和钾长石钾释放量逐渐减小，尤其是用草酸作浸提剂时，这种趋势尤为明显。白云母钾释放量受草酸浓度影响较小，受柠檬酸和酒石酸浓度影响较大；钾长石受草酸浓度的影响比白云母大，受柠檬酸和酒石酸浓度的影响比白云母小。 （7）指数方程是描述不同浓度有机酸作用下黑云母钾释放过程的最优模型；Elovich方程是描述不同浓度草酸作用下白云母钾释放过程的最优模型，双曲线方程是描述不同浓度柠檬酸和酒石酸作用下白云母钾释放过程的最优模型；Elovich方程是描述不同浓度有机酸作用下钾长石钾释放动力学过程的最优模型。一级扩散方程是描述不同浓度有机酸作用下黑云母、白云母和钾长石钾释放过程的最差模型。
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