離子交換樹(shù)脂膜在土壤養(yǎng)分測(cè)定中的應(yīng)用

《離子交換樹(shù)脂膜在土壤養(yǎng)分測(cè)定中的應(yīng)用》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。

1、離子交換樹(shù)脂膜在土壤養(yǎng)分測(cè)定中的應(yīng)用摘要：傳統(tǒng)的土壤養(yǎng)分提取方法是化學(xué)提取法，它與植物根系吸收土壤養(yǎng)分的機(jī)制相差甚遠(yuǎn)。面離子交換樹(shù)脂可以較好地模擬植物根系對(duì)土壤養(yǎng)分的吸收機(jī)制,且提取方法簡(jiǎn)便易行，適用的土壤類(lèi)型多，近年來(lái)國(guó)際上對(duì)這一新型的土壤養(yǎng)分測(cè)試技術(shù)研宂較多，且有許多研宄肯定了這項(xiàng)技術(shù)。而國(guó)內(nèi)對(duì)這一新型的土壤養(yǎng)分測(cè)試技術(shù)研究很少，且很不系統(tǒng)，對(duì)其應(yīng)用前景仍不明確。本文介紹了離子交換樹(shù)脂膜的工作原理及其發(fā)展變遷的三個(gè)階段；闡述了90年代以來(lái)國(guó)內(nèi)外應(yīng)用離子交換樹(shù)脂(膜)在土壤、植物營(yíng)養(yǎng)科學(xué)領(lǐng)域中的研究和應(yīng)用進(jìn)展：最后對(duì)該技術(shù)的應(yīng)用前景及其進(jìn)一步發(fā)展存在的問(wèn)題進(jìn)行了簡(jiǎn)述。關(guān)鍵詞：

2、土壤養(yǎng)分；植物根系；離子交換樹(shù)脂膜1引言為了解土壤中養(yǎng)分對(duì)植物的有效供應(yīng)量，目前的化學(xué)提取法所提出的養(yǎng)分含量尚不能真正表征其對(duì)植物的有效供應(yīng)量，如無(wú)法反映出磷、鉀在土壤中的釋放與轉(zhuǎn)移，也可能過(guò)高估計(jì)了養(yǎng)分的有效性［1］。隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，迫切需要快速、真實(shí)地了解田間條件下，土壤一植物體系屮元素的有效供給量等。而常規(guī)分析卻需要將采集好的土樣運(yùn)到室內(nèi)，風(fēng)干，經(jīng)過(guò)各種物理、化學(xué)方法進(jìn)行樣木制備，再測(cè)定，這樣延誤時(shí)間較長(zhǎng)。而大自然是千變?nèi)f化的，所以常規(guī)分析的數(shù)字已不能反應(yīng)當(dāng)時(shí)田間土壤狀況，且在樣本制備過(guò)程中，己破壞了原狀土的自然狀態(tài)，降低了與田間土壤-植物“活”體系中土壤植物狀態(tài)的真

3、實(shí)性及符合程度。離子交換樹(shù)脂膜(IonExchangeResinMembrane)是離子交換樹(shù)脂經(jīng)與粘合劑(如聚乙烯)、潤(rùn)滑劑(如硬脂酸鈣)反復(fù)混煉均勻，進(jìn)行鋪壓拉片而成的一種膜。若加入陽(yáng)離子樹(shù)脂粉即為陽(yáng)離子交換膜(CationExchangeMembrane,簡(jiǎn)稱(chēng)CEM),若加入陰離子樹(shù)脂粉即為陰離子交換膜(AnionExchangeMembrane,簡(jiǎn)稱(chēng)AEM)［2］。離子交換樹(shù)脂在農(nóng)業(yè)上的研宄始于上世紀(jì)50年代，最早是用來(lái)測(cè)定土壤中植物營(yíng)養(yǎng)元素的有效性。離子交換樹(shù)脂膜，作為土壤養(yǎng)分的提取劑，具有一般化學(xué)提取劑不具備的優(yōu)點(diǎn)，它能通過(guò)離子交換反應(yīng)將土壤溶液及土壤表面的養(yǎng)分離子

4、吸附于蘇表面，這-過(guò)程與植物根對(duì)養(yǎng)分的吸收有著某種程度的相似之處［3］。2離子交換樹(shù)脂模工作原理用離子交換樹(shù)脂制作成的離子交換樹(shù)脂膜，含有可以代換陰陽(yáng)離子的基閉，使用時(shí)可將其貼在土壤上或植物表層，或插入到它們的懸浮液中。對(duì)陽(yáng)離子而言，土壤中的配位體及其陰離子對(duì)其產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)，競(jìng)爭(zhēng)結(jié)果取決于陽(yáng)離子代換穩(wěn)定常數(shù)。當(dāng)膜上的配位體與陽(yáng)離子形成的配合物的穩(wěn)定性大于土壤溶液中該陽(yáng)離子形成的配合物的穩(wěn)定常數(shù)，則陽(yáng)離子被膜代換吸附。進(jìn)而言之，若陽(yáng)離子與膜上配位體形成的絡(luò)合物的穩(wěn)定性還大于土壤膠體吸附陽(yáng)離子的穩(wěn)定性，則土壤固相上代換態(tài)陽(yáng)離子也會(huì)被膜吸附。這種通過(guò)離子交換反應(yīng)聚集土壤中的養(yǎng)分離子的過(guò)程

5、，與作物根系活動(dòng)非常像［4］。3離子交換樹(shù)脂模發(fā)展歷史離子交換樹(shù)脂的應(yīng)用主要經(jīng)歷了三種形式。最早就是把分散的樹(shù)脂顆粒(Beadform)與土壤混在一起，加蒸餾水制成懸浮液，振蕩，然后把樹(shù)脂過(guò)濾出來(lái)，用置換劑把樹(shù)脂顆粒吸附的離子置換下來(lái)，測(cè)定置換液中離子的含量［5］。該法存在的主要問(wèn)題是很難把樹(shù)脂顆粒從土壤懸浮液屮分離出來(lái)。第二種形式就是用篩網(wǎng)把離子交換樹(shù)脂顆粒包起來(lái)，做成離子交換樹(shù)脂袋'從而解決了上述難以分離的問(wèn)題。浸提時(shí)把離子交換樹(shù)脂袋埋在土樣中，或和土樣一起震蕩，然后取出樹(shù)脂袋，把吸附在樹(shù)脂袋中的養(yǎng)分離子交換下來(lái)即可測(cè)定。但存在的主要問(wèn)題是養(yǎng)分吸附過(guò)程較慢，給實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用帶來(lái)

6、不便；樹(shù)脂袋表而常粘附一些根毛，影響測(cè)定結(jié)果的精確程度。為此,Skogley教授經(jīng)過(guò)多年研究，將陰、陽(yáng)離子交換樹(shù)脂按一定比例混合在具有一定剛性的多孔聚酯網(wǎng)中制成網(wǎng)球(Capsule),使離子交換樹(shù)脂在實(shí)際應(yīng)用中奮一種定型產(chǎn)品可供使用，這一定型產(chǎn)品稱(chēng)為“通用佳”(UNIBEST)。同時(shí)稱(chēng)該方法為“土壤養(yǎng)分植物有效性測(cè)定”(PhytoavailabilitySoilTest,簡(jiǎn)寫(xiě)為PST)［7］。隨著樹(shù)脂工業(yè)的不斷發(fā)展，離子交換樹(shù)脂被擠壓成不同種類(lèi)的膜產(chǎn)品不斷問(wèn)世。膜型樹(shù)脂與顆粒型樹(shù)脂的化學(xué)結(jié)構(gòu)十分相似，只是當(dāng)交換樹(shù)脂被擠壓成膜時(shí)，須添加一些強(qiáng)化劑。這樣,可使膜具奮一定穩(wěn)定的形狀及

7、足夠的機(jī)械強(qiáng)度。膜產(chǎn)品奮陽(yáng)離子膜(CEM)和陰離子膜(AEM)，也有陰-陽(yáng)離子混合型膜，稱(chēng)之為雙極膜(Bi-polarMembrane)。采用離子交換樹(shù)脂膜來(lái)測(cè)定土壤中養(yǎng)分的最初設(shè)想在于克服樹(shù)脂顆粒從土壤懸浮液中分離的麻煩。Saunder?在1964年首先采用樹(shù)脂膜來(lái)評(píng)估土壤中的有效磷，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其效果與樹(shù)脂顆粒相當(dāng)，而且省時(shí)省工［81。在早期研宄屮用的是振蕩法，而在近期研宄屮則多用埋置法。用膜型樹(shù)脂來(lái)提取土壤養(yǎng)分相當(dāng)方便，因?yàn)闆_洗膜表面的土粒遠(yuǎn)比將小顆粒從土壤懸浮液中分離出來(lái)方便。但是，由于