黄土区土壤钾素径流流失机理研究进展

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1、.....黄土区土壤钾素径流流失机理研究进展彭浩，邵明安，张兴昌中国科学院水利部水土保持研究所，陕西杨凌712100摘要：根据有关文献资料，从形态、有效性、与侵蚀的关系、影响因素和流失模型等方面，对黄土区土壤钾素径流流失机理的研究作一综述。文章指出进一步深入研究黄土区土壤钾素径流流失机理十分必要。关键词：土壤钾素；流失中图分类号：S157文献标识码：A文章编号：1008-181X（2002）02-0172-06..........黄土高原水土流失十分严重，侵蚀模数在5000~15000t/(km2×a)

2、以上，其中一半多来自坡耕地。黄土高原现有耕地1.91×107hm2，73.6%属坡耕地，粮食产量不超过2250kg/hm2，长期处于低下水平[1]。土壤侵蚀引起土壤养分流失，导致土壤生产力降低这一问题已引起众多科研工作者的关注，但研究有关土壤钾素径流流失方面的报道不多。有必要在原有的基础上，进一步深入研究坡度、雨强、植被等因素对土壤钾素流失的影响，尤其是揭示土壤钾在水蚀条件下的主要流失途径和泥沙钾素富集与泥沙颗粒组成的关系。1土壤钾素的形态钾是土壤中含量最高的营养元素，其含量在地壳所有矿质元素和营养元素

3、中分别居第7和第4位。土壤钾素形态分级的研究，可追溯到本世纪50年代，Wicklander、Attoe、Truog和李庆逵等人均作出了较大贡献。Wicklander在1954年首次把土壤中的钾划分为溶液中的钾、交换性钾和固定态钾；Attoe和Truog则将溶液中的钾和交换性钾称为速效性钾；我国的李庆逵于1961年提出测定速效钾和有效性钾的方法为NH4OAc浸提法和HNO3法减去NH4OAc浸提法；现在国内应用较为普遍的是谢建昌1981年归纳的划分法，根据化学形态把土壤钾素划分为水溶性钾、交换性钾、非交换

4、性钾和固定钾，根据对植物的有效性把土壤钾素划分为速效钾、缓效钾和矿物钾，他同时还指出了各种形态钾的存在处、保持力、平衡关系、扩散系数、常用测定方法和相对含量。1.1土壤溶液钾存在于土壤水（溶液）中的钾离子，是土壤中活性最高的钾，它占全钾量的比例最低。一般，土壤的水溶性钾在0.2~10mmol/L范围内，这些钾仅够生长旺盛的作物用1~2d。由于在任何时候，土壤溶液中钾的浓度都是很低的，所以从其它形态向土壤溶液补充钾，是决定土壤钾素肥力状况极其重要的因素。土壤向土壤溶液中补充钾的能力决定于各种形态钾之间的转

5、化和它们各自与土壤溶液平衡的特性。土壤溶液钾的各种不同去向包括被吸附于交换相上，被水化云母（或伊力石）、蛭石和高电荷的蒙皂土所固定，被植物吸收，以及因淋溶、径流和侵蚀而损失[2]。土壤溶液钾通常用去离子水浸提，或用负压抽取饱和水溶液进行测定[3]。但因难于测定，很少单独进行，测定的交换钾也包含了溶液钾在内[2]。1.2土壤交换性钾（速效钾）土壤胶体表面负电荷所吸附的钾，能用醋酸铵、氯化镁、氯化钠或氯化钙之类的盐溶液提取，并在相当短的时间内从交换点上被交换下来。但交换作用进行的强弱则受交换性钾的吸附位置、

6、粘粒矿物种类、陪补离子及钾饱和度等影响[2]。土壤交换性钾占土壤全钾量的0.1%~2%，是土壤中速效钾的主体，常用的提取剂是1mol/LNH4AC。1.3土壤非交换性钾也称缓效钾，是存在于层状硅酸盐矿物层间和颗粒边缘上的钾。一般用1mol/LHNO3消煮10min所得的钾量减去速效钾量代表缓效钾。缓效钾是速效性钾的储备库，其含量和释放速率因土壤而异[4]。在一生长季节，一些原为非交换态的钾可能转化为水溶态或交换态钾，从而变为对植物有效；原为可溶态（如肥料钾）或交换态的钾，可能陷入蛭石和风化的云母等矿物结

7、晶的晶格中，从而变成非交换性钾[2]。1.4结构钾（矿物钾）..........结构钾存在于原生矿物或次生矿物结晶构造中。矿物钾只有经过风化作用才能变为速效性钾，这个过程是相当缓慢的，它对速效性钾的贡献是微不足道的。因此，有的土壤的速效钾和缓效性钾均很低，尽管还含有相当多的矿物钾，作物仍会严重缺钾[2]。严格地说，以上四种形态土壤钾难以明确区分，其含量之和称为全钾。全钾含量约为全氮、全磷的10倍。若全钾含量为20g/kg时，就相当于每公顷耕层含有约45t钾，供作物用上百年。但全钾仅反映了土壤钾贮量，其中

8、90%~98%在相当长时间内是无效的，因此土壤全钾含量高低不能用以指导施肥[2]。2土壤钾素对作物的有效性土壤各形态钾的含量及其相对的活性决定了土壤钾对作物的有效性。评价钾素有效性的方法多种多样，一般分为：生物方法、化学方法、物理化学方法[5]。生物方法是最为可靠的，因为作物在不同土壤上吸钾量的大小是反映土壤钾有效性的一个尺度，但受季节性等因素的限制。化学方法是目前用得最为广泛，也是最易为人们所接受的，特别是醋酸铵法（交换性钾）、硝酸法（非