植物营养与肥料4

1、植物的钾素营养与钾肥植物的钾素营养与钾肥 第四章第四章 我国长期以来施用有机肥料和草木灰，由此我国长期以来施用有机肥料和草木灰，由此每年土壤中钾素部分得到补充，加之土壤钾含量每年土壤中钾素部分得到补充，加之土壤钾含量较氮、磷丰富，故在以往施用钾肥较少。近年来，较氮、磷丰富，故在以往施用钾肥较少。近年来，由于作物单位面积产量不断提高，高产品种的引由于作物单位面积产量不断提高，高产品种的引入和推广，氮磷用量的增加，以及有机肥用量的入和推广，氮磷用量的增加，以及有机肥用量的减少，不少地区出现了缺钾症状。减少，不少地区出现了缺钾症状。 我国开始大面积施用化学钾肥是在我国开始大面积施用化学钾肥是在80年

2、代以年代以后，后，80年代以前对化学钾肥只有小范围的田间试年代以前对化学钾肥只有小范围的田间试验，尚无大面积应用，我国严重缺钾土壤（速效验，尚无大面积应用，我国严重缺钾土壤（速效钾为钾为籽粒。在体内有籽粒。在体内有较大的移动性，随作物生长，较大的移动性，随作物生长，不断由老组织向新生幼嫩部不断由老组织向新生幼嫩部位转移，再利用率高，缺乏位转移，再利用率高，缺乏症也从老叶开始发生。症也从老叶开始发生。 二、钾的营养功能二、钾的营养功能 （一）（一） 促进酶的活化促进酶的活化 生物体中约有生物体中约有6060多种酶需要钾多种酶需要钾离子作为活化剂。钾所能活化的酶离子作为活化剂。钾所能活化的酶分别属

3、于合成酶类，氧化还原酶类分别属于合成酶类，氧化还原酶类和转移酶类，参与糖代谢，蛋白质和转移酶类，参与糖代谢，蛋白质代谢与核酸代谢等生物化学过程。代谢与核酸代谢等生物化学过程。 钾离子能促进酶促反应的可能原因是：钾离子能促进酶促反应的可能原因是：1 1、由于钾的存在，有利于酶蛋白与辅酶结、由于钾的存在，有利于酶蛋白与辅酶结 合形成全酶，使酶处于正常的活化状态；合形成全酶，使酶处于正常的活化状态；2 2、钾离子水合度小，其水合离子的直径比、钾离子水合度小，其水合离子的直径比 水合度大水合度大 的的Li Li+ + Na Na+ +要小的多，容易进要小的多，容易进 入酶的活化部位。入酶的活化部位。

4、（二）（二） 促进光能的利用促进光能的利用, ,增强光合作用增强光合作用 K K+ +能保持叶绿体内类囊体膜的正能保持叶绿体内类囊体膜的正常结构，常结构，K K+ +又能促进类囊体膜上质子又能促进类囊体膜上质子梯度的形成和光化磷酸化作用。梯度的形成和光化磷酸化作用。ATPATP的形成还能使氧化态辅酶的形成还能使氧化态辅酶（NADPNADP+ +）转变为还原态辅酶转变为还原态辅酶(NADPH)(NADPH)，促进，促进COCO2 2的同化。钾还能通过影响气孔的的同化。钾还能通过影响气孔的开闭，调节开闭，调节COCO2 2透入叶片和水分蒸腾透入叶片和水分蒸腾的速率。的速率。 （三）（三） 有利于植

5、物正常呼吸作用有利于植物正常呼吸作用, , 改善能量代谢改善能量代谢 糖酵解过程中，磷酸果糖激糖酵解过程中，磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶均需酶和丙酮酸激酶均需K K+ +和和MgMg2+2+离离子作活化剂。植物正常呼吸作用，子作活化剂。植物正常呼吸作用，其末端氧化酶为细胞色素氧化酶。其末端氧化酶为细胞色素氧化酶。 （四）（四） 增强植物体内物质合成和转运增强植物体内物质合成和转运 1 1、碳水化合物的合成和运转、碳水化合物的合成和运转 钾能使体内糖类向聚合方向转变，钾能使体内糖类向聚合方向转变，对棉麻等纤维类作物有其特殊意义，对棉麻等纤维类作物有其特殊意义，钾充足时，光合产物转运加快。钾充足时，光

6、合产物转运加快。 2、增强蛋白质与核蛋白的合成、增强蛋白质与核蛋白的合成 钾能提高作物对氮的吸收和利钾能提高作物对氮的吸收和利用。蛋白质和核蛋白的合成均需要用。蛋白质和核蛋白的合成均需要钾作活化剂，钾能促进豆科植物根钾作活化剂，钾能促进豆科植物根瘤菌的固氮作用。瘤菌的固氮作用。 （五）（五） 增强植物抗性增强植物抗性 1、增强抗冻、抗旱抗盐的能力、增强抗冻、抗旱抗盐的能力 防止脱水，使生物膜处于正常的液防止脱水，使生物膜处于正常的液晶态结构，维持稳定渗透性和生理活性，晶态结构，维持稳定渗透性和生理活性，因为，当钾供应充足时，膜内含有较高因为，当钾供应充足时，膜内含有较高的糖类和钾、铜等离子的浓

7、度，增加对的糖类和钾、铜等离子的浓度，增加对水的束缚力，减少水分蒸腾，细胞就不水的束缚力，减少水分蒸腾，细胞就不易脱水受冻、受旱。易脱水受冻、受旱。 2、增加植物对病虫害的抗性、增加植物对病虫害的抗性 钾增强植物抗病性的原因可以从植物组织特钾增强植物抗病性的原因可以从植物组织特征和生物化学特性来解释，钾能提高光合磷酸化征和生物化学特性来解释，钾能提高光合磷酸化的效率，形成更多的的效率，形成更多的ATP,为生命活动的正常进行为生命活动的正常进行提供能源和促进物质代谢。这对厚壁细胞木质化，提供能源和促进物质代谢。这对厚壁细胞木质化，厚角组织细胞加厚，角质层发育以及纤维素含量厚角组织细胞加厚，角质层

8、发育以及纤维素含量增加有帮助，会使植物茎杆粗壮，强度增大，机增加有帮助，会使植物茎杆粗壮，强度增大，机械性能改善，有效的阻碍病菌入侵和虫害侵蚀，械性能改善，有效的阻碍病菌入侵和虫害侵蚀，同时又提高了抗倒伏的性能。同时又提高了抗倒伏的性能。 同时，缺钾或有效氮多，体内酚类化合物合同时，缺钾或有效氮多，体内酚类化合物合成减弱，而植物抗病能力则与体内酚类化合物含成减弱，而植物抗病能力则与体内酚类化合物含量呈正相关。量呈正相关。 3、减轻水稻受还原性物质的危害、减轻水稻受还原性物质的危害 淹水条件下增施钾肥，可改善水稻根部淹水条件下增施钾肥，可改善水稻根部“ 乙醇酸代谢途径乙醇酸代谢途径”提高根系氧化

9、力。使提高根系氧化力。使水稻根际土壤的氧化还原电位升高，还原性水稻根际土壤的氧化还原电位升高，还原性物质总量和活性还原性物质量明显降低，防物质总量和活性还原性物质量明显降低，防止了土壤中止了土壤中H2S，有机酸及，有机酸及Fe2+的危害。的危害。 三、植物对钾的吸收利用三、植物对钾的吸收利用 土壤钾离子主要通过扩土壤钾离子主要通过扩散途径迁移达到植物根表，散途径迁移达到植物根表，然后又主要通过主动吸收进然后又主要通过主动吸收进入根内。植物对钾的吸收还入根内。植物对钾的吸收还决定于植物种类，其大致顺决定于植物种类，其大致顺序是：向日葵、荞麦、甜菜、序是：向日葵、荞麦、甜菜、马铃薯、玉米马铃薯、玉

10、米油菜、豆科作油菜、豆科作物物禾谷类作物，介质中离子禾谷类作物，介质中离子组成亦影响植物对钾离子的组成亦影响植物对钾离子的吸收。吸收。Ca2+促进、促进、Rb+则降低，则降低，高浓度下高浓度下SO4=降低，降低，Cl-则没则没影响。影响。 四四. . 钾对作物产量与品质的影响钾对作物产量与品质的影响 钾与脂肪代谢有关，油料作物施用钾肥，产钾与脂肪代谢有关，油料作物施用钾肥，产量与品质都能提高，纤维类作物、淀粉类作物等量与品质都能提高，纤维类作物、淀粉类作物等需要较多的钾。需要较多的钾。 果树上，能提高果实中全糖量，还原型果树上，能提高果实中全糖量，还原型Vc和和改善糖酸比。然而植物对钾的吸收具

11、有奢侈吸收改善糖酸比。然而植物对钾的吸收具有奢侈吸收的特性，过量钾的供应，虽不易直接表现出中毒的特性，过量钾的供应，虽不易直接表现出中毒症状，但可能影响各种离子间的平衡，抑制作物症状，但可能影响各种离子间的平衡，抑制作物对钙、镁的吸收，也浪费化肥用量。对钙、镁的吸收，也浪费化肥用量。 几种大田作物钾的营养诊断指标几种大田作物钾的营养诊断指标作作 物物指指标标缺缺低低中中高高小小麦麦玉玉米米3.20第二叶柄第二叶柄几种蔬菜作物钾的营养诊断指标几种蔬菜作物钾的营养诊断指标作作 物物指指标标缺缺低低中中高高测定部位及时期测定部位及时期黄黄 瓜瓜番番 茄茄甘甘 蓝蓝马铃薯马铃薯5.0-2.502.50

12、-4.95.01.8-2.52.7-3.03.5-4.04.02.52.7-3.34.0-5.05.0上部叶花期保护地上部叶花期保护地上部分枝叶结果期上部分枝叶结果期第第3、4叶片结球期叶片结球期上部第上部第4、5叶片孕蕾期叶片孕蕾期五五. .作物的钾素营养失调的症状作物的钾素营养失调的症状 缺钾的主要特征：老叶和叶缘先发黄，缺钾的主要特征：老叶和叶缘先发黄，进而变褐，焦枯似烁烧状，叶片上出现褐进而变褐，焦枯似烁烧状，叶片上出现褐色斑点或斑块，但叶中部、叶脉处仍保持色斑点或斑块，但叶中部、叶脉处仍保持绿色，随着缺钾程度的加剧，整个叶片变绿色，随着缺钾程度的加剧，整个叶片变为红棕色或干枯状，坏死

13、脱落。为红棕色或干枯状，坏死脱落。 但不同作物上缺钾症状也有特殊性。但不同作物上缺钾症状也有特殊性。第二节第二节 土壤中的钾素土壤中的钾素 一、土壤中钾素含量一、土壤中钾素含量 较较N、P高的多高的多,一般为一般为0.52.5(N0.050.3；P2O5 0.28)而能被利用的只而能被利用的只占全量的占全量的12。 土壤中钾素按照其在土壤中存在的形土壤中钾素按照其在土壤中存在的形态和作物的有效性可分为态和作物的有效性可分为: 矿物态钾矿物态钾: 主要存在于微斜长石主要存在于微斜长石.正长石正长石.白云母中白云母中,占全占全钾量的钾量的90-98% 非代换性钾非代换性钾: 固定在粘粒矿物层状结构

14、中的钾及部分含固定在粘粒矿物层状结构中的钾及部分含于易风化矿物中的钾于易风化矿物中的钾:黑云母、白云母这类钾不黑云母、白云母这类钾不能被植物直接利用能被植物直接利用,是土壤速效钾的直接后备是土壤速效钾的直接后备,一一般占全钾量的般占全钾量的2%以下以下,最高可达最高可达6%. 代换性钾代换性钾: 它是受土壤胶粒负电荷的作用被吸附在它是受土壤胶粒负电荷的作用被吸附在胶粒表面胶粒表面,当土壤溶液钾被吸收后当土壤溶液钾被吸收后,可以迅速进可以迅速进入溶液进行补充入溶液进行补充,占速效钾总量的占速效钾总量的90% 水溶性钾水溶性钾: 是作物直接的钾素来源是作物直接的钾素来源,占速效钾的占速效钾的10%

15、,代换性钾与水溶性钾是速效性钾代换性钾与水溶性钾是速效性钾,占全钾占全钾量的量的1-2%. 土壤速效钾诊断标准土壤速效钾诊断标准: 30ppm极低极低 30-60ppm 中等中等 100-160高高 160 极高极高 二、土壤中钾的转化二、土壤中钾的转化 土壤中钾有下列平衡土壤中钾有下列平衡: (溶液中溶液中K+) 有机体钾有机体钾 矿物态钾矿物态钾 缓效性钾缓效性钾 交换性钾交换性钾水溶性钾水溶性钾 (原生矿物钾原生矿物钾) (层间层间K+)(胶体胶体K+)(一一) 矿物态钾的释放矿物态钾的释放 氧化还原反应和螯合作用、环境因素、氧化还原反应和螯合作用、环境因素、温度、温度、pH、螯合物等。

16、、螯合物等。 (二二) 土壤中钾的固定土壤中钾的固定 1. 钾的晶格固定钾的晶格固定: 是指溶液中的钾或吸附在土壤是指溶液中的钾或吸附在土壤胶体表面的交换性钾进入胶体表面的交换性钾进入2:1型粘矿物如蛭石、型粘矿物如蛭石、伊利石、蒙脱石的晶片层间转化为非交换性钾伊利石、蒙脱石的晶片层间转化为非交换性钾,从而降低钾的有效性的现象从而降低钾的有效性的现象 。2. 生物固定生物固定: 指微生物吸收指微生物吸收.这种固定是暂这种固定是暂时性的。时性的。 (三三) 土壤中钾的吸附土壤中钾的吸附: 粘土矿物、有机质。粘土矿物、有机质。 (四四) 钾的释放和淋失钾的释放和淋失: 钾的释放即钾的有效化钾的释放

17、即钾的有效化过程，淹水、冻垡、晒土、过程，淹水、冻垡、晒土、熏土等。钾的淋溶现象与气熏土等。钾的淋溶现象与气候条件、土壤性质等因素有候条件、土壤性质等因素有关。关。 二二. 土壤钾素平衡土壤钾素平衡 固定固定作物残茬、厩肥作物残茬、厩肥化学肥料化学肥料缓效性钾的矿物缓效性钾的矿物土壤中有效钾土壤中有效钾作物吸收作物吸收 淋洗损失淋洗损失径流损失径流损失(侵蚀损失侵蚀损失)第三节第三节 钾肥的种类、性质和施用钾肥的种类、性质和施用 钾盐沉积矿床是钾肥最主要的资源钾盐沉积矿床是钾肥最主要的资源,估计世界总储量超过估计世界总储量超过1400亿吨亿吨K2O、其中、其中2/3在加拿大的在加拿大的Sask

18、atchewman(萨斯喀彻萨斯喀彻温省温省)。 我国青海柴大木盆地察尔湖是目前我国发现我国青海柴大木盆地察尔湖是目前我国发现的最大氯化物液体钾矿资源的最大氯化物液体钾矿资源,总储氯化钾量为总储氯化钾量为1.45亿吨以上亿吨以上,但因交通运输条件差但因交通运输条件差,限制了利用限制了利用.从总从总的来说的来说,我国钾肥资源的开发利用我国钾肥资源的开发利用,远不能满足农远不能满足农业生产发展的需要。预计一、二十年内要解决或业生产发展的需要。预计一、二十年内要解决或缓和我国钾肥供应不足的矛盾缓和我国钾肥供应不足的矛盾,一方面应充分利用一方面应充分利用有机肥、灰肥等农家肥料有机肥、灰肥等农家肥料,以

19、便通过生物循环来减以便通过生物循环来减轻对钾肥的需求轻对钾肥的需求;另一方面要依靠进口钾肥另一方面要依靠进口钾肥,并把并把国产和进口的有限钾肥用在缺钾最严重、需钾量国产和进口的有限钾肥用在缺钾最严重、需钾量最迫切的地区和作物上。最迫切的地区和作物上。 氯化钾氯化钾: KCl 含含K2O 60%左右呈白色或灰左右呈白色或灰黄色或紫红色结晶黄色或紫红色结晶(Fe.)易溶于易溶于水水,肥效迅速肥效迅速,有吸湿性有吸湿性,久贮后会久贮后会结块结块,属化学中性属化学中性,生理酸性肥料生理酸性肥料,施入土壤后施入土壤后,能同土壤胶体上的阳能同土壤胶体上的阳离子起交换作用离子起交换作用。土壤胶体土壤胶体Ca

20、2+Mg2+4KCl 土壤胶体土壤胶体K+CaCl2+MgCl2 钾肥品种比较简单钾肥品种比较简单,约约95%是氯化钾是氯化钾,其它还其它还有硫酸钾、钾镁肥及草木灰和窑灰钾肥。有硫酸钾、钾镁肥及草木灰和窑灰钾肥。 由于由于CaCl2易流失，造成土壤板易流失，造成土壤板结。结。 施用：能作基肥和追肥，由于施用：能作基肥和追肥，由于含有含有Cl-对忌氯作物如甘薯、马铃薯、对忌氯作物如甘薯、马铃薯、甘蔗、甜菜、柑桔、烟草、茶树、甘蔗、甜菜、柑桔、烟草、茶树、葡萄不易施用，适宜作物有：大麦、葡萄不易施用，适宜作物有：大麦、花生、玉米、水稻、高粱、小麦、花生、玉米、水稻、高粱、小麦、大豆、胡萝卜、芹菜、

21、萝卜、菠菜、大豆、胡萝卜、芹菜、萝卜、菠菜、棉花、黄麻等。棉花、黄麻等。 硫酸钾硫酸钾 K2SO4 含含K2O 50-52易溶于水，吸湿性小，易溶于水，吸湿性小，久贮不易结块，属化久贮不易结块，属化学中性，生理酸性肥学中性，生理酸性肥料，白色或黄色结晶，料，白色或黄色结晶，长期施用易变酸和土长期施用易变酸和土壤板结，也应配施石壤板结，也应配施石灰（特别是酸性土壤）灰（特别是酸性土壤）和有机肥料。和有机肥料。 宜作基肥和追肥，还可作种肥和根外宜作基肥和追肥，还可作种肥和根外追肥，适用范围较追肥，适用范围较KClKCl广泛，但数量少，价广泛，但数量少，价格高，应首先用于对氯敏感及喜硫作物上，格高，

22、应首先用于对氯敏感及喜硫作物上，适宜作物为：菜豆、白菜、黄瓜、茄子、适宜作物为：菜豆、白菜、黄瓜、茄子、辣椒、莴苣、洋葱、马铃薯、番茄、西瓜、辣椒、莴苣、洋葱、马铃薯、番茄、西瓜、苹果、柑桔、葡萄、桃树、烟草、茶树等。苹果、柑桔、葡萄、桃树、烟草、茶树等。 草木灰草木灰 草木灰是植物燃烧后的残灰草木灰是植物燃烧后的残灰,其中含钙、钾较多其中含钙、钾较多,磷次之磷次之.还有还有Mg、Fe及少量微量元素及少量微量元素. 草木灰成分还与燃烧温度有关草木灰成分还与燃烧温度有关,过高形成硅酸钾过高形成硅酸钾,呈灰白色，肥效较差；温度低时呈灰白色，肥效较差；温度低时,成黑色成黑色,肥效较高肥效较高. 草木

23、灰钾的形态是草木灰钾的形态是K2CO3其次是其次是K2SO4和和KCl,均为均为水溶性钾水溶性钾,草木灰中还含有草木灰中还含有CaO呈碱性呈碱性,不能与铵态氮肥不能与铵态氮肥及腐熟有机肥混合施用及腐熟有机肥混合施用.可作基肥、追肥和种肥可作基肥、追肥和种肥.还可用还可用1%草木灰浸出液根外追肥草木灰浸出液根外追肥,适于各种土壤适于各种土壤,但盐碱地生但盐碱地生长的植物残灰长的植物残灰,不宜再施于盐碱土壤中。不宜再施于盐碱土壤中。 窑灰钾肥窑灰钾肥 是水泥工业的副产品是水泥工业的副产品,含含K2O 8-10%。高达。高达20%以上以上,还含有还含有CaO 35-40%及镁、硅、硫和多种及镁、硅、

24、硫和多种微量元素微量元素,呈灰褐色粉末，强碱性反应呈灰褐色粉末，强碱性反应,吸湿性强吸湿性强,易结块。其中易结块。其中90%以上的钾素是以以上的钾素是以K2SO4与与KCl形态存在形态存在,1-5%以硫酸钾和硅酸钾形态存在以硫酸钾和硅酸钾形态存在.,5的为矿物态钾。的为矿物态钾。 可作基肥和追肥可作基肥和追肥,但不宜作种肥但不宜作种肥,施用期间最施用期间最好与湿土拌混好与湿土拌混,防粉末飞扬防粉末飞扬,不能与铵态氮肥和腐不能与铵态氮肥和腐熟有机肥以及水溶性磷肥混合使用。熟有机肥以及水溶性磷肥混合使用。 钾镁肥、钾钙肥钾镁肥、钾钙肥 1. 钾镁肥钾镁肥:又称卤渣，是制盐工业的副产品又称卤渣，是制

25、盐工业的副产品,含含K2O 33%；MgO 38溶解度好溶解度好, 作追肥、基肥、忌作追肥、基肥、忌氯作物不宜施用氯作物不宜施用 2. 钾钙肥：钾长石、石灰石、石膏、无烟煤为钾钙肥：钾长石、石灰石、石膏、无烟煤为原料制成原料制成,含含K2O 4.1% CaO 4.16% MgO 4.28%,也有也有Si S等元素等元素 第四节第四节 钾肥的合理分配和使用钾肥的合理分配和使用 一、土壤供钾能力与钾肥肥效一、土壤供钾能力与钾肥肥效 土壤供钾水平是指土壤中速效性钾的含量和缓效性钾的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贮藏量及其释放速度,只有土壤钾的供应水平低于某一界限只

26、有土壤钾的供应水平低于某一界限时时,钾肥才能发挥肥效。钾肥才能发挥肥效。 土壤质地是影响土壤供钾能力的另一因素土壤质地是影响土壤供钾能力的另一因素 同等速效钾量：砂土同等速效钾量：砂土粘土粘土,但不少土不能持久但不少土不能持久,其缺钾其缺钾临界指标也不一样临界指标也不一样, 砂土沙壤土砂土沙壤土 85ppm； 砂壤土壤土砂壤土壤土为为100ppm；粉砂土；粉砂土- 粘土粘土 125ppm。 二、作物种类与钾肥效应二、作物种类与钾肥效应 油料作物、薯类与糖用作物、棉麻作物、油料作物、薯类与糖用作物、棉麻作物、豆科作物、烟草、茶、桑、需钾量较多豆科作物、烟草、茶、桑、需钾量较多,果树果树需钾量也多，禾谷类作物或禾本科牧草一般需钾量也多，禾谷类作物或禾本科牧草一般需钾量较少需钾量较少 作物不同生育期的差异作