外部硅源在不同pH值条件下对土壤钾素的影响

邵志亮++熊芸羚++梁玉祥

摘要 采用黄壤土，以室内土柱为研究对象，分别探究6种不同pH值条件和3种不同含量的硅酸钠对土壤中钾素的影响。将试验样品通过紫外分光光度计进行结果分析和数据处理。结果表明，酸性越小，或碱性越大，速效钾含量就越大。而且硅酸钠浓度越大，5 cm截面和15 cm截面的速效钾含量均越高。土壤5 cm深度的速效钾含量是15 cm深度的1～2倍，这是钾受到土壤系统中阳离子静电吸附、阳离子交换吸附对钾固定共同的作用，在向土壤下层迁移过程中被土壤吸附和固定，所以试验中5 cm截面的速效钾含量大于15 cm截面的速效钾含量。

关键词 pH值；钾迁移；硅酸钠

中图分类号 S153.6+1 文献标识码 A 文章编号 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

钾在地壳内的平均含量为2.6%，其丰度在地壳所含的所有营养元素中居第4位[1]。矿质土壤全钾（K）含量一般在0.04%～3.00%之间，通常 钾是土壤中含量最高的大量营养元素[2]。同时，农作物对钾元素的需求量也非常巨大[3]。

前人经过大量的试验证明，土壤的团粒结构差、易板结是钾肥利用率低的根本原因。本試验通过改变硅酸钠的含量和灌溉水的酸碱度来寻找提高土壤速效钾含量的方法，填补了国内这一研究的空白。本试验的研究表明，在土壤中加入适量的硅元素对土壤钾元素的保持具有明显的良性作用。研究硅元素对土壤钾元素迁移规律的影响，不仅从机理上说明了钾元素在土壤中的传递规律，也考察了硅元素的实用性。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验用黄壤土取自四川省彭州市基本农田土壤，采用标准法随机采取土样，取样深度0～20 cm。土壤经风干、磨碎、过20目筛后，备用。土壤pH值为6.32，含有机质25.7 g/kg、速效钾9.24 mg/kg、速效磷31.64 mg/kg、水解氮153.11 mg/kg。

1.2 研究方法

本试验采用室内土柱模拟试验，探究不同pH值条件下硅对土壤中钾元素迁移规律的影响[4]。

试验选取18根柱子，pH值设定3、4、5、7、9、11共6个梯度，硅含量设定0、0.01、0.10 g共3个梯度。其中，设计2组对照组，一组为无硅条件，另一组为pH=7[5]。

1.3 测定方法

土壤含水率采用烘干称重法；土壤速效钾含量的测定采用四苯硼钠比浊法；土壤pH值采用《土壤pH的测定》（NY/T 1377—2007）所示方法测量[6]。

2 结果与分析

2.1 5 cm处土壤速效钾含量变化

从图1可以看出，整体趋势上，5 cm处的含钾量先快速上升后稍有下降，之后在10 d后趋于平缓，随后在20 d之后慢慢下降。其中，在0.01 g硅酸钠条件下，浇灌pH=3的蒸馏水处理的土壤中速效钾含量在5 d处明显少于浇灌其他

pH值溶液的土壤，并且在硅含量为0.10、0.01 g的条件下，土壤速效钾含量在第20～25天减小的趋势明显比无硅条件下小。

2.2 15 cm處土壤速效钾含量变化

从图2可以看出，施肥后，土壤中15 cm处的钾素含量呈先上升后下降，之后在120～160 mg/kg之间波动。随着硅酸钠含量的增加，波动幅度减小，并且速效钾含量也普遍升高。同时，硅含量越高，达到峰值的时间越晚。

3 结论与讨论

（1）一定量硅在5 cm处和15 cm处pH值对钾的影响。在含硅量相同的条件下，同一pH值的土壤钾含量在5 cm处明显高于15 cm处。在5 cm处含钾量最高的都是pH=9和空白（pH=7），最终含钾量基本相近。在15 cm处，含硅量越高越趋于平缓，越与5 cm时相似。总体上，经过施加硅酸钠和浇灌不同pH值溶液，在15 cm处速效钾的含量都低于对照组的含量。

（2）不同pH值对土壤速效钾含量的影响。随着土壤中酸性越小或碱性越大，其速效钾含量也越高。例如在15 cm无硅条件下，pH值分别为7、9、11时，第10天的速效钾含量分别为134.309、143.927、146.367 mg/kg。由试验数据可以看出，pH值越大，相对应的速效钾含量就越高。这是因为随着酸性越小或碱性越大，培养液中OH-增多，进入土壤的负电荷也就随之增多，土壤胶体表面附着的负电荷也就越多，由于阳离子的静电吸附作用，吸附的正电荷阳离子数量就越多。因此，吸附的K+就越多，导致土壤中速效钾含量越高。

（3）相同土壤pH值条件下，硅含量在0～0.1 g范围内，土壤速效钾含量随着添加的硅含量的增加而增加。说明硅元素能够增加土壤対钾离子的吸附性，可以提高土壤中速效钾含量。

4 参考文献

[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] 农业部科技司.中国南方农业中的钾[M].北京：农业出版社，1991.

[4] 殷振江，张俊鹏.集约化生产下土壤钾元素供肥参数的变化研究[J].陕西农业科学，2016（5）：59-61.

[5] 张俊宁，方宪法，张小超，等.基于激光诱导击穿光谱的土壤钾素检测[J].农业机械学报，2014（10）：294-299.

[6] 刘西军，徐小牛，陈学玲，等.不同类型森林土壤4种金属元素含量的研究[J].水土保持学报，2009（1）：127-131.