
【化】 fixation of potassium(in soil)
鉀素固定作用(Potassium Fixation)是指土壤中的水溶性鉀離子(K⁺)轉化為非交換性或難溶性形态,從而暫時或長期無法被植物直接吸收利用的過程。這一現象在農業土壤學中至關重要,直接影響鉀肥利用效率和作物産量。
鉀素固定主要發生在2:1型黏土礦物(如伊利石、蛭石、蒙脫石)層間。當土壤幹燥時,礦物層間收縮,鉀離子被嵌入晶格六角形空穴中形成專性吸附;重新濕潤時,層間膨脹受限導緻鉀離子難以釋放。固定強度受土壤pH值(中性至堿性環境加劇固定)、黏土礦物類型及幹濕交替頻率影響。
中文術語 | 英文術語 |
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鉀素固定作用 | Potassium Fixation |
交換性鉀 | Exchangeable Potassium |
非交換性鉀 | Nonexchangeable Potassium |
2:1型黏土礦物 | 2:1 Type Clay Minerals |
知識拓展:土壤中鉀的形态動态平衡可表示為:
$$ text{速效鉀} rightleftharpoons text{緩效鉀} rightleftharpoons text{礦物鉀} $$ 固定作用使鉀向緩效态轉化,而生物活化與化學風化促進逆向釋放。
權威來源:
鉀素固定作用是土壤中可溶性鉀或交換性鉀被粘土礦物吸附并轉化為植物難以直接利用形态的過程。這一現象直接影響土壤肥力和作物對鉀的吸收效率,以下是其詳細解釋:
鉀素固定主要指土壤中的溶液鉀(水溶性)和交換性鉀被粘土礦物(如蛭石、伊利石等)的同晶置換作用産生的晶格負電荷吸附,隨後隨礦物層間縫隙收縮進入晶格網眼,轉化為緩效鉀或無效鉀。該過程降低了鉀的生物有效性,導緻即使土壤總鉀含量高,作物仍可能缺鉀。
粘土礦物類型
不同礦物固鉀能力差異顯著:蛭石最強,拜來石和伊利石次之,蒙脫石和高嶺石最弱。這與礦物晶格結構、負電荷密度及電荷位置有關。
土壤pH值
農業管理措施
長期施鉀可降低土壤固鉀能力,例如延緩水雲母向雲母-蒙脫石混層礦物轉化,并提高緩效鉀含量及K⁺飽和度。
其他因素
鉀素固定導緻有效鉀不足,需通過合理施肥(如分次施鉀、選擇不易被固定的鉀肥)和調節土壤pH(如酸性土施石灰)來緩解。長期施鉀還可改善土壤礦物組成,降低固鉀能力。
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