土壤肥料学国家精品课件

第十一章 土壤 植物钾素营养与化学钾肥 K K 钾 本章要解决的四个问题 土壤中钾素形态及其转化 植物钾素生理功能 植物钾素营养失调症状 化学钾肥的性质以及合理施用 Mind 第一节土壤钾素营养 AnswertoQ1 Q1土壤中存在哪些钾素形态 如何转化 地壳中钾的含量 平均 约为2 3 大部分土壤含钾量为0 5 2 5 平均为1 2 红壤 砖红壤等风化强烈 是含钾量最低的土壤种类 我国地域性分布规律 由北向南 由西向东渐减 东南地区土壤多缺钾 一 土壤中的钾素含量和形态 一 含量 分为矿物态钾 缓效态钾以及速效态钾 水溶性钾和交换性钾 1 矿物态钾占全钾量的90 98 存在于微斜长石 正斜长石和白云母中 以原生矿物形态分布在土壤粗粒部分 二 形态 2 缓效态钾约占全钾量的2 最高可达6 主要为晶层固定态钾和存在于次生矿物如水云母和以及部分黑云母中 3 速效性钾占全钾的l 2 其中交换性钾约占90 水溶性钾约占l0 速效性钾是植物可以利用的形态 二 土壤中钾素的转化 矿物态钾缓效态钾交换性钾水溶性钾 风化 风化 解吸 晶格固定 吸附 第二节植物钾素营养 AnswertoQ2andQ3 Q2植物体内钾的生理功能是什么 Q3当植物钾素营养失调时 表现出什么症状 一 植物体内钾的含量 形态与分布1 含量植物体内含钾 K2O 为植株干重的0 3 5 钾是植物体中含量最多的金属元素钾在细胞质中的浓度相对稳定 为100 200mmol L 1 比硝酸根和磷酸根离子高几十倍至百余倍 比外界有效钾高几倍至几十倍 过多的钾几乎全部转移到液泡中 钾含量因作物种类和器官而异 淀粉作物 糖料作物 烟草 香蕉等含钾较多 禾谷类作物相对较低谷类 茎秆 种子 薯类 块根 块茎较高 2 形态离子态为主并不是以有机化合物的形态存在 以水溶性无机盐存在细胞中以钾离子态吸附在原生质膜表面 3 分布钾在植物体内具有较大的移动性 随植物生长中心转移而转移 即再利用率高 主要分布在代谢最活跃的器官和组织中 如幼芽 幼叶 根尖等 二 钾的营养功能 一 促进酶的活化在生物体内 钾作为60多种酶 包括合成酶类 氧化还原酶类 转移酶类 的活化剂 能促进多种代谢反应 二 增强光合作用 钾能促进叶绿素的合成2 钾能促进叶片对CO2的同化钾能改善叶绿素结构 促进ATP的形成 钾对叶绿体中ATP合成的影响 作物蚕豆菠菜向日葵 干物质中K2O K3 70 K1 00 K5 53 K1 14 K4 70 K1 60 ATP的数量 mol h g叶绿素 21614329518510268 钾能改善叶绿素结构 促进ATP的形成 三 促进糖代谢 1 促进碳水化合物的合成钾不足时 植株内糖 淀粉水解为单糖 钾充足时 活化了淀粉合成酶 单糖向合成蔗糖 淀粉方向进行 钾能促使糖类向聚合方向进行 对纤维的合成有利 所以钾肥对棉 麻等纤维类作物有重要的作用 2 促进光合产物的运输钾能促进光合产物向贮藏器官的运输 使各组织生长发育良好 四 促进氮素吸收和蛋白质的合成 1 提高作物对氮的吸收和利用表现 促进NO3 的还原和运输供钾充足 能促进硝酸还原酶的诱导合成 并能增强其活性 有利于硝酸盐的还原 钾能加快NO3 由木质部向叶片的运输 减少NO3 在根系中还原的比例 2 促进蛋白质和核蛋白的形成蛋白质和核蛋白的合成需要Mg2 K 作为活化剂 3 促进豆科根瘤菌的固氮作用 供钾对大豆生长 根瘤和固氮活性的影响 处理地上部重量单株根瘤数单株根瘤重固氮酶活性 g 株 g g K9 0554 73 086 9 K12 5060 83 9109 9 单位为 molC2H2 g根瘤 h Gomes 1986 五 增强作物的抗逆性 钾有多方面的抗逆功能 它能增强作物的抗旱 抗高温 抗寒 抗病 抗盐 抗倒伏等的能力 这对作物稳产 高产有明显作用 K K 六 钾对植物产量与质量的影响 钾充足 不但能使作物产量增加 而且可以改善作物品质 钾对作物品质影响的例子 1 油料作物的含油量增加2 纤维作物的纤维长度和强度改善3 淀粉作物的淀粉含量增加4 糖料作物的含糖量增加5 果树的含糖量 维C和糖酸比提高 果实风味增加6 橡胶单株干胶产量增加 乳胶早凝率降低钾通常被称为 品质元素 植物缺钾的常见症状 老叶叶尖和叶缘发黄 出现黄色或褐色的斑点或条纹 并逐渐向脉间组织蔓延 而后发展为坏死组织 根系生长停滞 活力差 易发生根腐病种子或果实小 产量低 产品的品质差 三 作物的钾素营养失调症状 水培小白菜 叶片缺钾的症状 禾谷类作物缺钾时 先在下部叶片上出现褐色斑点 严重缺钾时新叶也会出现这样的症状 然后枯黄 症状由下至上发展 水稻缺钾易出现胡麻叶斑病的症状 发病植株新叶抽出困难 抽穗不齐 根量少 呈黑褐色 玉米缺钾时 所形成的果穗尖端呈空粒 如能够形成籽粒也不充实 淀粉含量低 第三节常用化学钾肥的种类 性质与施用 AnswertoQ4 Q4常用化学钾肥的性质 以及如何做到合理施用钾肥 成分和性质成分 KCl 含K2O50 60 含K52 Cl47 6 性质 白色 淡黄色或紫红色结晶易溶于水 呈化学中性有吸湿性 久存会结块生理酸性肥料 一 常用钾肥的性质和施用 一 氯化钾 potassiumchloride 氯化钾 2 在土壤中的转化 1 阳离子交换反应 在土壤溶液中 KClK Cl K 与土壤胶体上的离子发生离子交换 2 土壤对钾的固定晶格固定 在土壤干湿交替影响下 速效性钾进入2 1型粘土矿物晶片层间而被固定的现象 3 钾的释放和淋失 在中性与石灰性土上 K 与胶体上的Ca2 产生代换作用 形成CaCl2反应式 结果 多雨地区或季节 钙易淋失措施 中性土 土壤脱钙板结 配施石灰肥料缓冲性小的土壤 逐渐酸化石灰性土 生理酸性可被中和 土壤不会酸化 且会释放有效钙 利于植物吸收 1 阳离子交换反应 酸性土壤 K 与胶体上的H Al3 Ca2 产生离子交换反应式 结果 使土壤pH值迅速下降 土壤活性酸增加 且肥料为生理酸性盐 易对植物产生铝毒 大量Al3 存在 使钙淋失 K 与Ca2 代换产生CaCl2 措施 应配施石灰和有机肥料 2 土壤对钾的固定晶格固定 在土壤干湿交替影响下 速效性钾进入2 1型粘土矿物晶片层间而被固定的现象 K 在粘土矿物上的不同位点 影响因素 粘土矿物种类 2 1型粘土矿物引起 田间水分状况 干 湿交替 促进固定 土壤反应 pH下降 固定减少 铵离子 先存在先被固定 土壤质地 越粘重 固钾能力越强 钾的用量 增加 固定量也增加结果 使速效性钾转化为缓效性钾 降低了钾的有效性 3 钾的释放和淋失 钾的释放 过程 非交换性钾有效性钾影响因素 粘土矿物种类 固钾强的 释放钾慢 田间水分状况 持续淹水 土壤溶液中有效钾增加 暴晒和冻融 可以促进土壤含钾矿物的风化 特别是对被晶格固定的钾的释放有好处 因此土壤速效钾含量增加 钾的淋失 影响因素 气候条件 土壤性质等旱地淋失量一般占吸收量的20 多雨地区和代换量低的砂土淋失量较多 所以钾肥一次用量不宜过多 养分在土壤中的移动性 NO3 K P 3 施用 1 方法 可作基肥 追肥施用 不宜作种肥 2 土壤 在酸性和中性土壤作基肥时 应与磷矿粉 有机肥 石灰等配合施用 一方面防止酸化 另一方面促进磷矿粉中磷的有效化 3 作物 适宜一般作物 含有47 6 C1 特别适于棉花 麻类等纤维作物 因为C1 对提高纤维含量和质量有良好的作用 不宜忌氯作物 如马铃薯 甘薯 甜菜 柑桔 烟草 茶树等 4 用量 K2O60 90kg hm2 二 硫酸钾 potassiumsulphate 1 成分与性质成分 K2SO4 含K2O50 54 含K43 8 S17 6 性质 白色或淡黄色结晶 溶于水 呈化学中性 吸湿性小 生理酸性肥料 硫酸钾 2 在土壤中的转化 与KCl相似 交换作用反应式 结果 中性和石灰性土壤上生成CaSO4 其溶解度比CaCl2小 使土壤脱钙程度较小 酸化速度比氯化钾缓慢 酸性土壤上生成H2SO4 使土壤pH值迅速下降 易对植物产生铝毒 使土壤板结 措施 配施石灰和有机肥 3 施用适合各种作物和土壤 可作基肥 追肥 种肥及根外追肥 在酸性土壤上应与有机肥 石灰等配合施用 在通气不良的土壤中尽量少用 穴施 注意 硫酸钾的价格比氯化钾昂贵 因此通常情况下应尽量选用氯化钾 减少施肥的投资 增加经济效益 三 草木灰 plantash 1 烧制 草木灰是植物熏烧后的残灰熏烧 见烟不见火 其中90 的钾为K2CO3若高温燃烧 则以K2SiO3为主 K2CO3 SiO2K2SiO3 CO2 2 成分和性质 1 成分 含有灰分元素 如Ca Mg P Fe和其它微量元素等 其中Ca K较多 P次之 草木灰 影响草木灰成分的因素 作物类型 木灰含Ca K P较多草灰含硅较多 K P Ca较少稻壳灰养分含量最少 植物部位 幼嫩组织 K P较多衰老组织 Ca Si较多 土壤 施肥 气候等 2 性质 深灰色粉末 其中钾的形态以碳酸钾为主 其次是硫酸钾和氯化钾 都是水溶性钾 可被植物直接吸收利用 其中的磷是枸溶性磷 对作物是有效的 呈化学碱性 在酸性土壤上使用不仅能供钾 而且可以降低酸度 并可补充Ca Mg等元素 草木灰 3 施用适用于各种土壤 大多数作物可作基肥 追肥和根外追肥 也可作盖种肥作追肥时可进行叶面撒施 这样不仅能供应养分 而且能防止和减轻病虫害的发生和危害 作盖种肥可以保持土壤表面湿度 吸热增温 改善苗期营养 促苗早发 并可防止小鸟啄食种子 注意 草木灰是碱性肥料 不能与铵态氮肥 腐熟的有机肥料混合施用 以免造成氨的挥发损失 二 钾肥的合理分配和施用 一 土壤供钾能力与钾肥的分配土壤供钾水平是指土壤中速效性钾的含量和缓效性钾的贮藏量及其释放速度 在供钾水平较低时 钾肥的肥效才明显表现 土壤速效钾水平与当季作物钾肥肥效的关系 二 作物需钾特性与钾肥肥效 作物对钾的要求 同一作物 不同品种需钾不同 如水稻 矮秆高产良种 高秆品种 粳稻 籼稻杂交稻 常规稻 晚稻 早稻 作物不同生育期对钾的需要一般作物钾的临界期在苗期 因此钾肥一般用作基肥 特别是生育期短的作物 如果基肥 追肥分开施 追肥应在最大需钾期前尽早施入 作物根系特性与钾肥施用1 须根作物从土壤中吸取的钾比直根作物的多因为钾在土壤中移动性较小 钾离子的扩散也很慢 所以根系吸钾的多少 首先取决于根量及其与土壤的接触面积 2 CEC小的根 吸收一价阳离子较多 CEC大的根吸取二价阳离子较多例如 禾谷类作物根的CEC只有双子叶植物的1 3 1 5 但吸钾能力较双子叶植物的强 双子叶作物中 大豆根系的CEC较大 其吸钾能力较弱 因此 施用钾肥的效果良好 三 钾肥种类的合理分配 钾肥品种的合理使用 四 肥料配合与钾肥肥效 钾与氮 磷配合 利于肥效的充分发