土壤―植物系统中的钾素平衡和钾肥的合理施用

1、土壤植物系统中的钾素平衡和钾肥的合理施用钾是植物需要的一种大量元素， 也是肥料三要素之一。 钾与 氮、磷不同，它不是植物体结构的组分元素，不以有机化合物的 形态存在， 主要呈离子状态存在于植物枝、 叶等组织器官中或吸 附在原生质胶粒的表面。 钾是一种酶的活化剂， 对维持植物生命 过程必不可少。钾在植物体内的含量为0.3%5.0%，因植物种类和器官的不同而有很大差异。 研究表明， 农作物在中等产量水 平时，吸收的钾中 40%60%来自于土壤，其他的需要靠施肥等 途径进行补充 1 。因钾在植物体内主要分布于植株的茎叶部分， 所以秸秆还田和施用草木灰是补充土壤钾素的有效途径。 我国土 壤的含钾量属于

2、中等水平， 多数土壤的缺钾现象不如缺氮、 缺磷 那么严重， 但长期以来， 随着农业生产中氮肥、 磷肥的大量施用， 作物产量水平的提高，土壤钾素随农产品收获携出土壤的量加 大，农田土壤，特别是高产农田土壤缺钾现象日趋严重 2 。因 此，了解土壤钾素的平衡机制，合理施用钾肥，对维持土壤 - 植 物系统中钾素营养的平衡、 促进作物优质高产、 提高施肥效益具 有重要意义。1 土壤钾素的来源途径 土壤中的钾素主要来源于土壤含钾矿物的风化、缓效态钾 （非交换性钾） 的释放、 植物残茬归还和含钾肥料的施用 4个方 面。1.1 土壤含钾矿物的风化释放 土壤中的含钾矿物主要是原生铝硅酸盐类矿物， 如云母类矿 物

3、（黑云母、白云母等）、长石类矿物（正长石、斜长石等）。 这些含钾矿物在各种物理、 化学和生物因素的综合作用下， 经过 漫长的风化作用可逐步分解释放出钾。其中云母类矿物较易风 化，钾的释放速度较快；长石类矿物较难风化，钾的释放速度较 慢。含钾矿物的风化释放是土壤有效钾最基本的来源 3 。1.2 土壤缓效态钾（非交换性钾）的释放 土壤中的缓效态钾主要是指被层状黏土矿物层间晶格所固 定的钾离子， 这部分钾多存在于黏土矿物的层间， 不易与溶液中 的阳离子发生交换，所以是非交换性的。但是，当溶液中的钾和 交换性钾被作物吸收而数量减少时， 缓效态钾可逐步向溶液中释 放钾离子供作物吸收。1.3 植物残茬归还

4、植物体内的含钾量（K2O占干重的0.3%5.0%,植物吸收 的钾主要分布在植株的茎、叶部分。因此，将植物残茬以堆肥、 粪肥、秸秆直接还田及草木灰的形式归还到农田中是补充土壤钾 素,维持土壤 - 植物系统中钾素平衡的重要途径。1.4 含钾肥料的施用 含钾肥料如各种有机肥、化学钾肥（氯化钾、硫酸钾等）的 施用,是补充耕作土壤钾素的主要来源。2 土壤钾素的消耗途径土壤中的有效钾或施入土壤的钾肥中所含的有效钾可以通 过作物吸收、固定失效、径流损失、生物固定等方式被消耗。其 中固定失效和径流损失是导致土壤有效钾含量下降和钾肥肥效 降低的主要原因，为不良消耗途径。2.1 作物吸收作物吸收是土壤 ?素消耗的

5、主要途径。作物在生育过程中需 要从土壤中吸收大量的钾元素以维持其生命活动的正常进行， 作 物吸收的这部分钾会随着农产品的收获而携出土壤，属有效消 耗。作物吸收的钾素越多，表明钾肥的利用率越高。研究表明， 在我国目前的生产力水平下，钾肥的当季利用率为40%- 60%2.2 固定失效 土壤中钾的固定失效是指土壤有效钾转变为缓效钾， 甚至矿 物态钾的过程。 土壤钾的固定主要是晶格固定。 钾离子的大小与 2：1型黏土矿物晶层上孔穴的大小相近，当 2 ：1型黏土矿物吸 水膨胀时，钾离子进入晶层间，当干燥收缩时，钾离子被嵌入晶 层内的孔穴中而成为缓效钾。影响钾固定的因素主要有： 黏土矿物的类型， 钾的固定

6、主 要发生在2：1型黏土矿物中，其固钾能力为蛭石 伊利石蒙脱 石；土壤质地，质地越黏重，固钾能力越强；土壤水分，土 壤干湿交替有利于钾的固定。2.3 径流损失 径流损失是土壤，特别是坡地土壤钾素消耗的又一重要途径。研究表明，每年通过径流损失而造成的土壤耕层钾素损失：全钾为 616.25 1 561.55 kg/hm2，缓效钾为 5.05 11.94 kg/hm2，有效钾为4.649.35 kg/hm2。农田土壤钾素径流损失 的结果一方面造成土壤钾素含量下降、 钾肥利用率降低、 生产成 本上升，另一方面使钾素进入水体，引起水体富营养化。2.4 生物固定微生物分解有机质时， 会吸收利用土壤中的有效

7、钾以组成其 躯体，使钾被固定在微生物体内。但钾的生物固定只是暂时的， 当微生物死亡被分解后，所吸收的钾可被释放出来供作物利用。3 常用钾肥的种类和性质生产上常用的钾肥品种不多， 化学钾肥主要有氯化钾和硫酸 钾，其次还有被称之为农家钾肥的草木灰。3.1 氯化钾氯化钾是当前农业生产上用量较多、 价格相对较便宜的化学 钾肥品种，在全部钾肥消费量中占90%以上。氯化钾成品为白色或粉红色结晶，有效钾的含量为 50% 60%，易溶于水，为化学 中性、生理酸性肥料， 适用于大多数作物和土壤， 宜作基肥深施， 作追肥则要早施。因其含氯离子，所以不宜作种肥施用，也不宜 对忌氯作物如马铃薯、茶叶、烟草等作物施用。在酸性土壤上长 期施用时应注意配施石灰等碱性肥料，以防止土壤酸化。3.2 硫酸钾硫酸钾为白色或淡黄色结晶，含有效钾