外部硅源在不同pH值條件下對土壤鉀素的影響

邵志亮++熊蕓羚++梁玉祥

摘要 采用黃壤土，以室內(nèi)土柱為研究對象，分別探究6種不同pH值條件和3種不同含量的硅酸鈉對土壤中鉀素的影響。將試驗樣品通過紫外分光光度計進行結(jié)果分析和數(shù)據(jù)處理。結(jié)果表明，酸性越小，或堿性越大，速效鉀含量就越大。而且硅酸鈉濃度越大，5 cm截面和15 cm截面的速效鉀含量均越高。土壤5 cm深度的速效鉀含量是15 cm深度的1～2倍，這是鉀受到土壤系統(tǒng)中陽離子靜電吸附、陽離子交換吸附對鉀固定共同的作用，在向土壤下層遷移過程中被土壤吸附和固定，所以試驗中5 cm截面的速效鉀含量大于15 cm截面的速效鉀含量。

關鍵詞 pH值；鉀遷移；硅酸鈉

中圖分類號 S153.6+1 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）08-0195-01

Effects of External Silicon Sources on Soil Potassium Under Different pH Conditions

SHAO Zhi-liang XIONG Yun-ling LIANG Yu-xiang *

（College of Chemical Engineering，Sichuan University，Chengdu Sichuan 610065）

Abstract In this paper，the effects of six kinds of different pH value and three kinds of different sodium silicate contents on soil potassium were studied by taking indoor soil column as the research subject and using yellow soil as meterial. The experimental samples were analyzed by UV spectrophotometer. The results showed that smaller the acidity was，or the greater the alkaline was，the greater available potassium content was.Moreover，the higher the sodium silicate concentration was，the higher available potassium contents in 5 cm section and 15 cm section were.Available potassium content in the depth of 5 cm soil was 1-2 times higher than that of the depth of 15 cm soil.Cation electrostatic adsorption，cation exchange adsorption in soil system played a common role in potassium fixation，potassium was absorbed and fixed in the process of migrating to the lower soil layer，so the available potassium content of 5 cm section was greater than that of 15 cm section.

Key words pH value；potassium migration；sodium silicate

鉀在地殼內(nèi)的平均含量為2.6%，其豐度在地殼所含的所有營養(yǎng)元素中居第4位[1]。礦質(zhì)土壤全鉀（K）含量一般在0.04%～3.00%之間，通常 鉀是土壤中含量最高的大量營養(yǎng)元素[2]。同時，農(nóng)作物對鉀元素的需求量也非常巨大[3]。

前人經(jīng)過大量的試驗證明，土壤的團粒結(jié)構(gòu)差、易板結(jié)是鉀肥利用率低的根本原因。本試驗通過改變硅酸鈉的含量和灌溉水的酸堿度來尋找提高土壤速效鉀含量的方法，填補了國內(nèi)這一研究的空白。本試驗的研究表明，在土壤中加入適量的硅元素對土壤鉀元素的保持具有明顯的良性作用。研究硅元素對土壤鉀元素遷移規(guī)律的影響，不僅從機理上說明了鉀元素在土壤中的傳遞規(guī)律，也考察了硅元素的實用性。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗用黃壤土取自四川省彭州市基本農(nóng)田土壤，采用標準法隨機采取土樣，取樣深度0～20 cm。土壤經(jīng)風干、磨碎、過20目篩后，備用。土壤pH值為6.32，含有機質(zhì)25.7 g/kg、速效鉀9.24 mg/kg、速效磷31.64 mg/kg、水解氮153.11 mg/kg。

1.2 研究方法

本試驗采用室內(nèi)土柱模擬試驗，探究不同pH值條件下硅對土壤中鉀元素遷移規(guī)律的影響[4]。

試驗選取18根柱子，pH值設定3、4、5、7、9、11共6個梯度，硅含量設定0、0.01、0.10 g共3個梯度。其中，設計2組對照組，一組為無硅條件，另一組為pH=7[5]。

1.3 測定方法

土壤含水率采用烘干稱重法；土壤速效鉀含量的測定采用四苯硼鈉比濁法；土壤pH值采用《土壤pH的測定》（NY/T 1377—2007）所示方法測量[6]。

2 結(jié)果與分析

2.1 5 cm處土壤速效鉀含量變化

從圖1可以看出，整體趨勢上，5 cm處的含鉀量先快速上升后稍有下降，之后在10 d后趨于平緩，隨后在20 d之后慢慢下降。其中，在0.01 g硅酸鈉條件下，澆灌pH=3的蒸餾水處理的土壤中速效鉀含量在5 d處明顯少于澆灌其他

pH值溶液的土壤，并且在硅含量為0.10、0.01 g的條件下，土壤速效鉀含量在第20～25天減小的趨勢明顯比無硅條件下小。

2.2 15 cm處土壤速效鉀含量變化

從圖2可以看出，施肥后，土壤中15 cm處的鉀素含量呈先上升后下降，之后在120～160 mg/kg之間波動。隨著硅酸鈉含量的增加，波動幅度減小，并且速效鉀含量也普遍升高。同時，硅含量越高，達到峰值的時間越晚。

3 結(jié)論與討論

（1）一定量硅在5 cm處和15 cm處pH值對鉀的影響。在含硅量相同的條件下，同一pH值的土壤鉀含量在5 cm處明顯高于15 cm處。在5 cm處含鉀量最高的都是pH=9和空白（pH=7），最終含鉀量基本相近。在15 cm處，含硅量越高越趨于平緩，越與5 cm時相似?？傮w上，經(jīng)過施加硅酸鈉和澆灌不同pH值溶液，在15 cm處速效鉀的含量都低于對照組的含量。

（2）不同pH值對土壤速效鉀含量的影響。隨著土壤中酸性越小或堿性越大，其速效鉀含量也越高。例如在15 cm無硅條件下，pH值分別為7、9、11時，第10天的速效鉀含量分別為134.309、143.927、146.367 mg/kg。由試驗數(shù)據(jù)可以看出，pH值越大，相對應的速效鉀含量就越高。這是因為隨著酸性越小或堿性越大，培養(yǎng)液中OH-增多，進入土壤的負電荷也就隨之增多，土壤膠體表面附著的負電荷也就越多，由于陽離子的靜電吸附作用，吸附的正電荷陽離子數(shù)量就越多。因此，吸附的K+就越多，導致土壤中速效鉀含量越高。

（3）相同土壤pH值條件下，硅含量在0～0.1 g范圍內(nèi)，土壤速效鉀含量隨著添加的硅含量的增加而增加。說明硅元素能夠增加土壤対鉀離子的吸附性，可以提高土壤中速效鉀含量。

4 參考文獻

[1] SCHROEDER D.Structure and weathering of potassium containing minerals[J].Congress of International Potash Instute，1978，11：43-63.

[2] DEIST J，TALIBUDEEN O.Ion exchange in soils from the ion pairs K-Ca，K-Rb and K-Na[J].J European Journal of Soil Science，2006，18（1）：125-137.

[3] 農(nóng)業(yè)部科技司.中國南方農(nóng)業(yè)中的鉀[M].北京：農(nóng)業(yè)出版社，1991.

[4] 殷振江，張俊鵬.集約化生產(chǎn)下土壤鉀元素供肥參數(shù)的變化研究[J].陜西農(nóng)業(yè)科學，2016（5）：59-61.

[5] 張俊寧，方憲法，張小超，等.基于激光誘導擊穿光譜的土壤鉀素檢測[J].農(nóng)業(yè)機械學報，2014（10）：294-299.

[6] 劉西軍，徐小牛，陳學玲，等.不同類型森林土壤4種金屬元素含量的研究[J].水土保持學報，2009（1）：127-131.