第四章 植物的钾素营养与施肥

第四章植物的钾营养与钾肥,第一节植物的钾素营养第二节钾肥的种类、性质和施用第三节钾肥的有效施用,钾是作物营养的三要素之一,钾素有“品质元素”之称。随着产量水平和种植指数的增高，土壤施钾成为提高作物产量和农产品品质的重要措施之一。,第一节植物的钾素营养,一、钾的含量、形态和分布含量:15（K2O）(含量最高的金属元素）,*形态：离子态（细胞汁液、原生质膜）未发现有机态钾,分布：代谢旺盛部位含K高（钾移动性强）禾谷类：茎叶籽粒，,*二、钾的生理功能,（一）K是许多酶的活化剂（六十多种）,糖、蛋白质、核酸代谢,合成酶、转移酶、氧化还原酶,（二）促进光合作用,1、钾促进叶绿素形成和稳定；,2、促进ATP合成，为CO2固定提供能量,3、促进CO2同化。,（三）促进光合产物的运输,1、增加储存器官的库容量，促进蔗糖在韧皮部的运输。2、活化筛管上的ATP酶，存进蔗糖的运输,（四）促进氮素代谢,1、为氮素代谢提供原料或碳骨架(促进光合作用）,2、促进NO3-还原(活化酶）、氨基酸及多肽形成，减少游离态氮。促进蛋白质合成,缺钾会导致蛋白质合成减少，可溶性的游离氨基酸增加，原有蛋白质分解导致胺中毒。,（五）参与渗透调节作用,维持细胞渗透势，保持细胞水势（细胞生长的驱动力），维持幼嫩组织的膨压（维持水势梯度）,*（六）增强作物抗性,1、抗旱调节气孔开闭，减少蒸腾；提高渗透压（原生质持水度及吸水能力）增加根冠比,2、抗寒阳离子，糖，可溶性蛋白质，淀粉等含量上升形成粗壮根系和木质部导管,3、抗病,缺钾：可溶性糖含量、无机氮化合物增加，（N/K与真菌细菌病害）钾促进可溶性糖转化为多糖及糖的聚合，增强细胞表皮厚度，促进细胞木质化有利于酚类化合物累积,钾素抗下列作物的病害：,水稻：胡麻叶斑病、稻瘟病小麦：赤霉病、锈病棉花：红叶茎枯病烟草：花叶病,4、抗高温,促进光合，加强蛋白质和淀粉合成，补偿高温下有机物消耗调节气孔运动及渗透性，高温下保持较高水势膨压,5、抗盐缺钾导致质膜选择性降低，通透性增加：质膜蛋白质变性（巯基易被氧化为双硫基）；部分不饱和脂肪酸因脱水而易被氧化,6、抗倒伏,促进茎杆维管束发育（茎壁增厚，髓腔变小，机械组织内细胞排列整齐，抗倒伏）7、抗早衰降低小麦籽粒脱落酸含量，使其含量高峰期时间后移，延长了冬小麦灌浆天数、增加千粒重，防止小麦的早衰。,三、钾与作物品质,适量供钾：提高产品的营养成分，促进糖分累积，延长产品的储存期，果品色泽鲜艳，改善汁液含糖量和酸度过量供钾：奢侈吸收，耐储性下降，果品木质化纤维化严重，品质下降,一般发生在植物生长中后期，老叶首先尖端和边缘发黄，进而变为褐色、枯萎叶脉两侧和中部仍为绿色,出现褐色斑点或斑块，严重时呈火烧焦状。,*四、缺钾症状,K,K,K,五、钾高效基因型的特点,根系：良好的根系形态和根系分布；高根/冠比；根系纵向、侧向分布广，根多且细；理想的根系吸收动力学参数；K向地上部的运转速率快，再利用效率高；细胞质功能对K+的要求低较高的Na/K替代比,第二节钾肥的种类、性质和施用,钾矿资源：天然钾盐矿、含钾工业废弃物,钾肥原料,直接做肥料,钾矿的形成：古代海湾海水蒸发形成；内陆盐湖蒸发,我国钾矿资源严重缺乏，钾肥进口依赖度为70%。钾矿资源储量最大的是俄罗斯和加拿大，其次是德国,钾矿资源,K2O：5052;化学中性、生理酸性;,*一、硫酸钾K2SO4,白色或淡黄色晶体（外观粉末或者颗小粒），物理性状良好(吸湿性小）,1、性质：,易溶、速效；,2、在土壤中转化：,中性、石灰土壤：CaKS+K2SO4SK+CaSO4酸性土：HKSH+K2SO4SK+H2SO4,3、施用：,（1）可作基肥、追肥及种肥；基肥施于根系密集层（2）适于各种作物和土壤；（3）喜硫作物优选。（4）酸性土壤配施石灰,二、氯化钾,主要由光卤石（KClMgCl2H2O）、钾石矿、盐卤(NaClKCl)加工而制成。,1、性质：含K2O：5060;易溶、速效；化学中性，生理酸性;小结晶或粉末；有一定的吸湿性。,2、在土壤中转化,中性、石灰性土壤：CaKS2KClSK+CaCl2酸性土：HKSH+2KClSK2HCl,3、施用：,（1）可作基肥、追肥，不作种肥；植物对盐的忍受能力：KH2PO4K2SO4KNO3KCl（2）盐碱地慎用；（3）忌氯作物慎用；（4）酸性土配施石灰。,三、草木灰,1、成分：,植物残体燃烧后的残留物,K2O：5%10%；钙磷硅及微量元素,木灰：钙、磷、钾高草灰：硅高,2、性质：,化学碱性（氧化钙和碳酸钾）。,白色灰：燃烧温度高，K2SiO3溶解度低，肥效差。黑色灰：燃烧温度低，K2CO3溶解度高，肥效好。,90钾水溶（碳酸钾、硫酸钾、氯化钾）,3、施用：,（1）可作基肥、追肥；（2）作水稻、蔬菜、育秧时盖种肥，能供肥，提高土温；（3）叶面撒施，供钾防病；（4）滤液可作叶面肥。,四、窑灰钾肥水泥工业的副产品1、成分和性质K2O:820，CaO:3540Mg、Si、S及多种微量元素。（KCl、K2SO4形态:90铝酸钾和硅酸钾:15，矿物态钾:约5，有效性较差。）灰褐色粉末，强碱性反应，pH911。吸湿性强，易结块，注意干燥贮存。,试验证明，窑灰钾肥只要施用得当，肥效和等钾量的K2SO4相近。推广和施用窑灰钾肥不仅能缓和钾肥资源不足的矛盾，也有利于空气净化。,2、施用、基肥、追肥，不宜作种肥（施前最好先与湿土拌匀，以免粉末飞扬）。适宜酸性土壤。、水稻基肥效果较好（含硅）。、旱作种肥宜耕前撒施，穴施、沟施须先与土壤混匀（防止与种子或幼苗接触），用量4060kg/亩、不与NH4+、水溶性磷肥和腐熟的有机肥混施（氨挥发和养分退化）。,*第三节钾肥的有效施用,钾肥利用率为50（高于氮肥和磷肥）,有效施用需根据土壤供钾状况、作物种类和肥料性质合理分配和施用钾肥,*一、土壤供钾与施钾肥效,（一）土壤中的钾1、规律：北方南方。富钾土壤：冲积平原土壤、东北黑土，粘重土壤缺钾土壤：砖红赤红壤、砂土、白垩土、泥炭土,2、土壤中钾的类型,水溶性钾：0.050.15交换性钾：0.150.5（粘粒和有机质吸附）缓效钾：90(矿物结构钾),速效钾：水溶性钾和交换性钾土壤全钾：土壤供钾潜力的重要指标。,我国土壤全钾：约2,矿物态钾缓效钾速效钾90952812,作物直接吸收？,土壤含量（mg/Kg）供钾水平钾肥肥效100高不明显,速效钾(NH4Ac浸提)分级标准：,*有限的钾肥优先施于缺钾土壤,3、土壤中钾的转化：,*钾的固定：水溶性钾或交换性钾进入粘土矿物晶层间转化为非交换钾的过程。,影响固钾因素：A、粘土矿物种类2:1型粘土矿物1:1型粘土矿物；蛭石高岭石粘土砂土,干湿交替有利于钾的固定，钾肥施到湿土层,B、土壤水分：,C、土壤酸碱度：酸性降低钾固定(H+、Al3+降低K+结合能)碱性增加钾固定(Na+陪补),D、铵离子：降低钾固定（竞争同一固定位置）,优施砂质土（少量多次）、低产田和缺钾土壤,砂质土,粘质土,壤质土,缺钾？,低产田高产田,二、作物特性与施钾肥效,豆科作物和油料对钾最敏感；,糖类作物（甜菜、果品、瓜类）经济作物（棉花、麻类、烟草）,禾本科作物肥效差（吸收矿物层间钾的能力强）,*优施喜钾作物,三、钾肥的种类与施用,氯化钾：盐碱地或忌氯作物不宜；不做种肥,硫酸钾：优