国家自然科学基金(41001178)
- 作品数：10 被引量：149H指数：7
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- 柠檬酸盐对黑云母表面溶解及微结构变化的影响被引量：2
- 2015年
- 采用离位培养法，结合原子力显微镜的接触成像和相位成像模式研究层状硅酸盐含钾矿物黑云母在根际环境条件下的表面溶解现象和矿物微结构转化过程。结果表明，在 pH 4.0 的弱酸水溶液中反应 24 h 时，黑云母（001）面上有微型蚀坑出现，其深度介于 0.1～0.9 nm 之间，表面变得比较粗糙；反应 96 h 时，黑云母（001）面上蚀坑较为明显，但仅占总表面的 4.8%，蚀坑的深度平均为 0.957 nm；反应 140 h 时，黑云母（001）面上有不稳定的覆盖物沉积，阻碍表层溶解过程的持续进行。在 pH 4.0 的柠檬酸溶液中，经过 24 h 培养，（001）面上有大量的蚀坑出现，单层溶解现象明显；48 h 时，表面台阶溶解速率显著提高，溶解面积可达总表面的 48.7%；140 h 时，（001）面上有圆形状胀裂发生，表层（高度，1～2 nm）发生破裂、产生较多的黑云母碎片，溶解速率进一步提高。随着柠檬酸溶液中 Na＋浓度的增加，表层溶解速率增强，（001）面上也有次生覆盖物沉积。同时，界面上 Na^＋-K^＋交换作用加剧，表层结构（高度，2～10 nm）胀裂现象更加明显。随着反应时间的延长，140 h 时，黑云母（001）面的深层结构（深度，～20 nm）亦逐渐隆起并引起周边区域产生裂缝（深度，0.1～1.9 nm），最终导致表层微结构区域水化，形成水化云母（伊利石）。
- 李继福张文君鲁剑巍李秀丽李小坤
- 关键词：柠檬酸盐黑云母原子力显微镜微结构
- 不同酸提取条件下几种含钾矿物中钾释放动力学研究被引量：11
- 2012年
- 【目的】研究不同含钾矿物中钾的释放及动力学,为土壤钾素肥力的合理评价及土壤钾的高效利用提供理论依据。【方法】以常见含钾矿物(黑云母、白云母、正长石、微斜长石)为材料,采用低分子量有机酸(草酸、酒石酸)和无机酸(硝酸)连续浸提的方法,研究钾素释放规律及动力学。【结果】与水(对照)相比,酒石酸、草酸和硝酸累积提取黑云母钾量显著增加了2.7倍、4.1倍、22.3倍;提取白云母的钾量显著增加了61.2%、106.5%和226.8%;提取正长石的钾量显著增加了39.0%、87.6%和154.6%;提取微斜长石的钾量显著增加了44.5%、88.9%和158.7%。分别用一级动力学模型、双常数模型、扩散模型、Elovich模型对不同含钾矿物的累积释钾量进行拟合,动力学方程的相关系数为0.708—1.000(r0.01=0.549),均显著相关。【结论】各浸提剂均能显著提高钾的释放量;含钾矿物不同,钾的累积释放量差异显著,表现为黑云母>白云母>微斜长石≈正长石。黑云母、正长石、微斜长石的最优模型是双常数模型,白云母的最优模型是Elovich模型。
- 王瑾李小坤鲁剑巍王筝占丽平
- 关键词：低分子量有机酸含钾矿物动力学
- 不同提取方法测定的土壤钾的有效性比较研究被引量：13
- 2014年
- 以122个油菜钾肥田间试验的籽粒产量和植株吸钾量为标准，分别采用1 mol L-1“中性醋酸铵、1mol L-1。沸硝酸和0．2mol L-1。四苯硼钠3种浸提剂测定试验基础土壤的钾素含量，并按浸提剂种类和速效钾、缓效钾将其分类，通过相关性分析探索土壤有效钾的准确测定方法，行建立与之对应的土壤钾素丰缺指标。研究结果表明，不同方法的提取能力有所不同，沸硝酸钾含量〉四苯硼钠钾含量〉醋酸铵钾含量。用醋酸铵法和四苯硼钠法测得的土壤钾素的生物有效性均较好，其中又以四苯硼钠法更好。氏江流域冬油菜区醋酸铵法浸提的土壤钾素“低”、“中”、“高”和“极高”指标分别为〈45mgkg、45-115mgkg-1、115～190mgkg-1。和〉190mgkg；四苯硼钠法浸提的土壤钾素“低”、“中”、“高”和“极高”指标分别为〈125mgkg、125～415mgkg、415～755mgkg。和〉755mgkg。综合结果表明四苯硼钠法和醋酸铵法测得的土壤钾索含量与油菜相对产量和相对吸钾量间呈极显著相关关系。据此建立的土壤钾素丰缺指标可以用来指导长江流域油菜的测土配方施肥，另外此区域应该重视并合理的施用钾肥。
- 张洋洋鲁剑巍王筝邹娟王寅任涛丛日环李小坤
- 关键词：土壤有效钾浸提剂四苯硼钠法
- 土壤钾素运移的影响因素研究进展被引量：64
- 2012年
- 钾是植物必需的营养元素,土壤中钾素是作物所需钾素的主要来源。土壤中钾素通过质流、扩散和根系截获的方式到达根表被植物吸收。这些运移方式受一定因素的影响。本文简要综述了土壤钾素运移的影响因素,包括物理因素、化学因素和生物因素,归纳了土壤水分、质地、体积质量、温度、pH值、陪伴离子、钾离子的浓度和植物特性等因素对土壤钾素运移的影响,并展望了未来土壤钾素运移的重点研究方向。
- 占丽平李小坤鲁剑巍王瑾廖志文
- 关键词：扩散化学因素生物因素
- 水旱轮作条件下不同类型土壤供钾能力及钾素动态变化研究被引量：18
- 2013年
- 采用盆栽试验,研究了黑麦草-水稻轮作条件下不同类型土壤供钾能力及钾素动态变化,以期为土壤供钾机制研究及合理的钾素调控提供依据。结果表明:不施钾条件下(NP处理),潮土上种植作物的生物量和吸钾量最高,黄褐土次之,红壤最低;施钾条件下(NPK处理),3种土壤上种植作物的生物量无显著差异,作物吸钾量为黄褐土>潮土>红壤。整个轮作期,红壤、黄褐土和潮土NPK处理的作物生物量较NP处理分别增加55.6%、45.2%和23.2%,作物吸钾量分别增加368.8%、166.8%和74.5%。轮作前季(黑麦草季),NP处理的3种土壤水溶性钾含量和交换性钾含量均降低,潮土非交换性钾含量明显降低,红壤和黄褐土非交换性钾含量在前期变化不大,中期有升高的趋势,后期显著降低;NPK处理的土壤钾含量均高于NP处理,且各种形态钾含量的变化趋势与NP处理基本相同。轮作后季(水稻季),NP处理的3种土壤水溶性钾含量变化不大,交换性钾含量呈先降低后升高的趋势,非交换性钾含量呈先升高后降低的趋势;NPK处理的土壤交换性钾含量在水稻生长前期明显升高,中期下降,后期有略微上升,水溶性钾和非交换性钾含量有先升高后降低的变化趋势。综上所述,在不施钾条件下,轮作期内各土壤钾素消耗量较大,水溶性钾和交换性钾含量降低,并促进了非交换性钾的释放;施钾能提高土壤水溶性钾和交换性钾含量,并向非交换性钾方向转化,施钾对黑麦草和水稻有显著增产效果,可以有效地提高土壤供钾水平。
- 占丽平李小坤鲁剑巍丛日环王瑾王筝廖志文
- 关键词：土壤供钾能力黄褐土潮土黑麦草
- 鄂东地区油菜施钾效果及其适宜用量!被引量：8
- 2011年
- 2008-2009年度在湖北省武穴市以华双4号为试验对象,开展油菜不同钾肥用量大田试验,探讨钾肥施用对鄂东地区油菜生长发育、籽粒产量及其构成因素、养分吸收与累积和钾肥利用效率的影响,并建立肥效模型确定油菜的钾肥适宜施用量。结果表明:适量施钾有效促进油菜苗期的生长发育,利于安全越冬,并显著提高成熟期植株有效分枝数和单株角果数。钾肥施用量为180kg/hm2时,油菜的地上部干物质量、籽粒产量和钾素累积量均达到最大值,分别为10 410kg/hm2、2 791kg/hm2和235.7kg/hm2,施钾纯收益为1 967元/hm2。结合肥效模型及油菜施钾效果,确定在该试验条件下油菜钾肥推荐施用量为160kg/hm2。
- 李继福王寅李小坤鲁剑巍刘光文翟中兵
- 关键词：油菜钾肥推荐施肥量肥效模型
- 低分子量有机酸对红壤和黄褐土K^+吸附动力学的影响被引量：7
- 2012年
- 采用连续流动法研究了低分子量有机酸影响下供试土壤的钾素吸附动力学特征,探讨了描述土壤K+吸附动力学的最优模型。结果发现,有机酸(苹果酸、柠檬酸)作用下,红壤吸附的K+量均低于对照(不加有机酸)处理,0.1 mmol L-1草酸处理除外。黄褐土对K+的吸附因K+浓度的不同而差异明显。当K+浓度为0.1 mmol L-1时,有机酸作用下黄褐土吸附的K+量低于对照,而当K+浓度为1.0 mmol L-1时,有机酸作用下的黄褐土K+吸附量高于对照。K+吸附反应速度与时间的自然对数lnt间存在良好的线性关系(r0.05=0.754,r0.01=0.874)。1.0 mmol L-1KCl处理的初始吸附速率较高,反应速度降低的较快。对红壤、黄褐土吸附K+的数据进行拟合,双常数方程、指数方程和Elovich方程拟合效果较好,都达到了极显著水平,一级动力学方程拟合效果不好。双常数方程的相关系数(r)高于Elovich方程和指数方程,双常数方程是描述红壤和黄褐土在有机酸作用下K+吸附动力学的最优模型。结果表明,有机酸对两种土壤吸附能力的影响均表现为草酸>柠檬酸>苹果酸。有机酸作用下红壤和黄褐土的K+吸附过程主要受土壤电荷的影响。
- 占丽平丛日环李小坤鲁剑巍王瑾王筝廖志文
- 关键词：红壤黄褐土低分子量有机酸钾吸附动力学
- 小分子有机酸和阳离子对含钾矿物钾素释放的影响被引量：5
- 2013年
- 采用振荡提取的方法,研究不同浓度的小分子有机酸和阳离子对含钾矿物(黑云母、白云母和正长石)中钾素释放的影响。结果表明:不同小分子有机酸和阳离子均可显著提高黑云母、白云母、正长石中钾素的释放量。与对照处理(去离子水)相比,草酸、柠檬酸、酒石酸和NH4Ac溶液、CaCl2溶液、NaCl溶液、HCl溶液从黑云母中提取的K+量分别增加188.2%、151.6%、149.6%和24.6%、32.6%、3.5%、169.8%;不同溶液从白云母中提取的K+量与对照相比,分别增加211.0%、202.8%、199.4%和81.6%、38.3%、21.7%、169.1%;不同溶液从正长石中提取的K+量与对照相比,分别增加219.0%、206.6%、216.0%和144.1%、27.5%、60.4%、210.9%。同种浸提剂,不同矿物的释钾素量显著不同,表现为白云母>黑云母>正长石,含钾矿物释钾素量随着溶液浓度升高而增加。
- 王瑾李小坤鲁剑巍占丽平王筝
- 关键词：阳离子含钾矿物钾素释放
- 原位直接成像法在研究黑云母溶解过程中的应用被引量：1
- 2014年
- 采用原位直接成像法（In situ atomic force microscopy）研究层状硅酸盐含钾矿物黑云母与低分子量有机酸的界面反应。结果表明,在近分子尺度下,黑云母具有典型的层状结构单元,高度约1 nm。天然黑云母片（001）面并非完全解理,其上既有台阶也有残片、碎片和蚀坑。在pH 6.0的柠檬酸盐溶液作用下,0-45 min内,黑云母（001）面上的台阶以0.01μm2min-1的恒定速率溶解,之后溶解速率降低;表面原有蚀坑边缘变模糊,但面积没有明显变化,同时（001）面上也没有新的蚀坑形成。通入pH 4.0柠檬酸盐溶液,经过89 min的反应,大量无规则形状的蚀坑产生并散乱分布于（001）面上,深度以0.7-1.1 nm为主;另外表面上还有诸多微型蚀坑正在形成并逐渐扩展为较大的蚀坑。结合水-矿物界面反应理论可知,弱酸环境条件下,黑云母溶解从表面的缺陷/扭折位点开始,以单层（TOT）溶解为主,沿着[hk0]方向发展并伴随着层间K和晶格中Si、Al、Mg和Fe的释放。本研究结果表明原位直接成像技术能够弥补常温常压条件下宏观研究技术的不足、通过可视化来实时表征层状硅酸盐矿物-水溶液的界面反应过程。另外,原子力显微镜技术对其他领域的界面研究同样具有较高的借鉴意义。
- 李继福张文君鲁剑巍李秀丽李小坤
- 关键词：原子力显微镜原位柠檬酸黑云母
- 田间土壤钾素有效性影响因素及其评估被引量：36
- 2012年
- 在全球性人口和资源的双重压力下,充分利用土壤有效钾素和科学地施用钾肥,对提高作物产量和保障农业生产可持续发展的意义重大。本文参考已有研究成果并结合自己最近的研究结果,综述了影响农田土壤钾素有效性及其正确评估的若干因素。在影响土壤钾素有效化的众多因素中,土壤黏土矿物类型、黏粒含量及气候水热条件是影响土壤钾素有效性评估的主要因素;耕作措施改变了自然条件下土壤钾库有效钾的数量和土壤钾素的有效转化;土壤有效钾的测定也是客观评价土壤供钾能力的重要环节,进而影响着农田钾素养分管理策略,这一因素在实践中常被忽视。文章最后还提出了今后该领域研究需要开展的主要内容和一些重要方向。
- 王筝鲁剑巍张文君李小坤
- 关键词：土壤有效钾自然因素耕作方式采样时间
