Page 43 - 《华中农业大学学报（自然科学版）》2023年第6期

第42卷 第6期 华 中 农 业 大 学 学 报 Vol.42 No.6
2023年 11月 Journal of Huazhong Agricultural University Nov. 2023，35~42

王火焰，周健民.土壤钾素形态转化机制与测定方法优化的研究进展［J］.华中农业大学学报，2023，42（6）：35⁃42.
DOI：10.13300/j.cnki.hnlkxb.2023.06.006

土壤钾素形态转化机制与测定方法优化的研究进展

王火焰 ，周健民 1
1，2

1.中国科学院南京土壤研究所/土壤与农业可持续发展国家重点实验室，南京210008；
2.中国科学院大学现代农业科学学院，北京 100049

摘要 土壤钾素形态转化在土壤钾肥力提升与评价、钾肥高效施用技术和植物钾素营养调控等方面发挥着
重要作用。近些年中国科学院南京土壤研究所土壤钾素研究团队在土壤不同钾素形态的区分方法及其含量范
围、植物高效利用土壤钾的机制、土壤非交换态钾的释放机制及其影响因素，尤其是土壤非交换态钾的生物有效
性评价方法等方面进行了一系列研究。基于强的四苯硼钠法，土壤非交换态钾含量在不同种类的土壤中存在最
大值，通过交换和扩散提取的土壤非交换态钾可占土壤全钾的 20%~60%。矿物非交换态钾释放主要取决于其
他离子含量和环境钾浓度，植物高效吸收非交换态钾也主要取决于根系吸收低浓度钾的能力。证实土壤非交换
态钾的形成和释放对土壤保钾能力及土壤钾的生物有效性起重要作用，建立了土壤非交换态钾总量的测定方
法、土壤钾素变化测定方法以及土壤有效钾分级测定的方法体系。这些研究结果可为土壤钾素肥力的准确评
价、预测和土壤钾素相关研究提供有力的方法手段，并将推动土壤钾素研究由定性、半定量向定量研究方向
发展。
关键词 非交换态钾； 土壤钾素变化； 生物有效性分级； 四苯硼钠； 测定方法
中图分类号 S153.1 文献标识码 A 文章编号 1000-2421（2023）06-0035-08

钾不仅是农作物生长必需的大量元素之一，也 1 土壤非交换态钾与矿物钾的区分
是土壤中含量最高的大量营养元素。多数土壤全钾 及其含量范围
含量处于 1%~2%，其中大部分钾不能被作物吸收
利用，仅有小部分能够被当季作物吸收利用，施用钾 土壤钾的形态依据钾在土壤矿物中存在位点和
肥已成为当前可持续农业的重要措施。我国地域广 交换特性可分为水溶态钾、交换态钾、非交换态钾和
阔，从南到北、从东到西各种类型土壤钾素肥力状况 矿物钾。其中水溶态钾和交换态钾的定义与测定方
差异很大，不仅是土壤钾形态和含量相差较大，外源 法相对成熟简单，其含量范围也较明确，而相对较为
钾肥施入不同类型土壤后的转化过程和向其他形态 复杂的土壤非交换态钾仍有许多方面不够明确。土
钾的转化比例也不同，这些都直接影响当季钾肥的 壤非交换态钾通常是指存在于层状硅酸盐矿物层间
施用效果和作物钾营养供给。了解不同类型土壤钾 的钾，即那些处在强的吸附点上、不能通过一些盐溶
［1］
的形态转化、释放规律及其影响因素，建立不同类型 液在短时间内浸提出来的钾 。也有将非交换态钾
土壤供钾能力评估和测定方法对指导农田钾素肥力 定义为易风化含钾矿物晶格内含有的钾和土壤内固
［2］
培育，提高钾肥施用效果和保障农作物优质高产稳 钾矿物所固定的钾 。不同的研究中，非交换态钾也
产具有重要的意义。本文就近年来中国科学院南京 被称作非代换性钾、难交换性固定钾、缓效钾、迟效
土壤研究所土壤钾素研究团队（以下简称团队）在土 钾、有效性钾、层间钾等。目前土壤非交换态钾的含
壤钾素形态区分方法及其含量范围、植物钾高效吸 量是用 1 mol/L 硝酸煮沸 10 min 提取的土壤缓效钾
收利用土壤钾的机制、土壤非交换态钾释放机制及 减去 1 mol/L 醋酸铵法提取的速效钾来计算，并认
其影响因素，尤其是土壤非交换态钾生物有效性测 为其含量占土壤全钾的 2%~8%。同时，将土壤中
定方法等方面取得的研究进展进行总结。 1 mol/L 沸硝酸法不能提取的钾归为土壤矿物钾，并

收稿日期： 2023 ⁃ 11 ⁃ 02
基金项目：国家重点研发计划项目（2022YFD1500202）；国家自然科学基金项目（40201027；40971176）；公益性行业项目（201203013）
王火焰，E-mail： hywang@issas.ac.cn