第十三章钾素营养与化学钾肥

第十三章钾素营养与化学钾肥演示文稿第一页，共50页。优选第十三章钾素营养与化学钾肥第二页，共50页。

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。第三页，共50页。第一节土壤钾素营养一、土壤中钾素含量钾在地壳中的丰度位居第七位，其含量以元素钾计为0.06~6%，平均为2.57%。大多数矿质土壤含钾量在0.5~2.5%之间，平均1.16%。土壤中钾的绝大多数（95%~99%）都存在于土壤矿物的晶格中或晶层间，所以土壤含钾量与成土的岩石矿物类型、风化成土条件及土壤本身特性有密切关系。高温高湿地区：高度风化，盐基淋溶强烈，钾量<1.2%，甚至于<0.1%。干旱地区：降雨少，淋溶弱，矿物风化释放钾一般不能淋出土壤，因此土壤中钾丰富。第四页，共50页。二、土壤中钾的分布华南砖红壤：全钾量仅0.3%，缓效钾和速效钾也低；华中低丘红壤：含有较多的云母、伊利石，其含钾量可达0.86~1.15%，特别是高丘地的红壤，粘粒中含水云母可达25%~35%；长江以南的石灰土及紫色土：全钾含稍高；华北、西北的黄潮土、褐土、黑垆土：含较多钾素，且缓效钾和速效钾也高；东北的黑土、黑钙土：全钾、缓效钾和速效钾都高。总体上，南方热带、亚热带，土壤风化、淋溶强烈，土壤含钾量低，而北方土壤因气候干燥，矿物风化、淋溶弱，因此含钾较多。第五页，共50页。三、土壤中钾的形态与有效性

土壤中的钾依其存在的化学状态及对植物的有效性，常可划分为矿物态、非交换态钾、交换钾及水溶态钾等4种形态。

1、矿物态钾（mineralpotassium）：指主要以原生或次生的结晶硅酸盐状态存在于土壤中的钾，一般含量为0.5%~2.5%，占全钾量的90~98%。钾离子的释放缓慢，植物对其难以吸收利用，有效性很小。第六页，共50页。2、非交换态钾（non-exchangeablepotassium）：又称缓效钾，主要指被2:1型层状粘土矿物所固定的钾离子及黑云母和部分水云母中的钾，这是反映土壤钾潜力的主要指标。在土壤中的含量通常为50~750mgkg-1，占全钾的2~8%。缓效钾是土壤速效钾的直接给源和后备，把这两种钾综合考虑才能客观衡量土壤的供钾水平。第七页，共50页。3、交换态钾（exchangeablepotassium）：指土壤胶体负电荷位点上吸附的钾离子及位于云母类矿物风化边缘楔形带内可以被氢离子和铵离子交换但不能被钙、镁水化半径大的离子所交换的特殊吸附的钾，一般含量9~90mgkg-1，约占全钾量的0.9~1.8%。易被代换到土壤溶液中，供作物吸收利用，是土壤中可供植物吸收钾的主要部分，因此交换态钾常被认为是土壤供钾能力的容量因素。交换态钾在土壤钾体上有3种吸附位置第八页，共50页。p位：位于矿物表面，易代换

i位：不易被交换，是缓效钾部分e位：交换性钾，易被代换第九页，共50页。4、水溶态钾（solublepotassium）：指以离子形态存在于土壤溶液中的钾，通常含量为1~10mgkg-1，约占土壤全钾的0.1~0.2%。可直接被植物吸收利用，认为是土壤供钾的强度指标。第十页，共50页。四、土壤钾的形态转化施入的K+植物吸收水溶态K淋溶非交换态K+交换态K+矿物态K+释放固定第十一页，共50页。二、钾的生理功能（一）是许多酶的活化剂有六十多种酶需K+作活化剂。如：

ADPG+(葡萄糖基)n

ADP+(葡萄糖基)n＋1腺苷二磷酸葡萄糖所以，含糖含淀粉多的作物施钾肥产量高、品质好。K＋淀粉合成酶第十二页，共50页。（二）促进光合作用1、钾促进叶绿素的形成和稳定；2、促进ATP的合成，为二氧化碳固定提供能量；3、促进碳水化合物的及时转运。第十三页，共50页。（三）促进氮素代谢1、钾通过促进光合作用为氮素代谢提供了原料或碳骨架；2、钾通过酶活化促进硝酸根的还原及形成氨基酸及多肽，使游离态氮减少。第十四页，共50页。（四）增强作物抗性1、抗旱

♣钾有调节气孔开闭的作用，减少蒸腾；

♣细胞汁液含钾高，渗透压升高，提高原生质的持水度及吸水能力。2、抗寒钾及可溶性糖类物质含量上升，冰点下降。第十五页，共50页。第二节作物的钾素营养一、钾的含量、形态和分布钾是高等植物体内含量最高的金属元素，一般1％-5％（K2O）。以离子态存在于细胞汁液中或吸附在原生质上，未发现有机态钾。钾是移动性强的元素，代谢旺盛部位含钾高，茎叶含量高于籽粒（禾谷类）。

马铃薯、糖用甜菜、烟草等喜钾作物含钾量较高。钾在作物体内移动性大。第十六页，共50页。二、钾的营养功能（一）钾能激活多种酶的活性

钾是植物体内60多种酶的最有效的活化剂。包括合成酶、氧化还原酶、转移酶三大类，它们参与糖代谢、蛋白质代谢、核酸代谢等主要的生化过程。钾提高酶促作用机理：水合半径；酶蛋白与辅酶结合。（二）钾能促进光合作用，提高CO2的同化率（增加“源”）

1、钾能促进叶绿素的合成，并能改善叶绿体的结构。缺钾时叶绿体的结构易出现片层松驰，而影响电子传递和CO2的同化。电子传递率提高后，ATP的合成数量也明显增加。试验证明，植物体内含钾量高时，单位时间内合成的ATP比含钾量低的约多50％。第十七页，共50页。2、钾能促进叶片对CO2的同化，一方面由于K提高了ATP数量，另方面K通过影响气孔开闭，调节CO2透入叶片和水分蒸腾的速率。气孔保卫细胞K＋增多使其水势降低，引起保卫细胞吸水，膨压增高，促进气孔张开，有利于CO2进入叶绿体，提高光合作用效率。3、钾能提高光合作用中许多酶的活性。4、钾离子对光合产物的运转也起重要作用。第十八页，共50页。（三）钾可促进作物体内物质的合成与运转1、促进碳水化合物的合成与运转（1）合成钾充足时，活化了淀粉合成酶等，单糖向合成蔗糖、淀粉方向进行，可增加贮藏器官中含量。这种钾能使体内糖类向聚合方向转变对纤维素的合成有利。所以钾对麻、棉纤维类作物有其特殊意义。钾不足时多糖水解成单糖。（2）运输钾能促进光合产物向贮藏器官运输，增加“库”的贮藏。供钾时叶片中光合产物能迅速从叶片中转移出去。光合产物从地上部到根部的转移也不能缺少钾。对于地下块根块茎的生长，钾起着重要作用。（增加“库”的贮藏）。薯类、纤维类、糖用作物施用钾肥有很好的效果。第十九页，共50页。2、促进蛋白质合成

钾能提高作物对氮的吸收利用，促进和增强硝酸还原酶的诱导合成的活性，显著加快NO3-由木质部向叶片运输。钾是氨基酸t-RNA合成酶和多肽合成酶的活化剂。供钾不足时，蛋白质合成减少，有时原有蛋白质也会分解，在局部组织中出现大量异常的含氮化合物，如腐胺、鲱精胺，导致胺中毒。当达到一定浓度，细胞即中毒而死。钾能促进豆科固氮作用。第二十页，共50页。（四）钾能维持细胞膨压，促进植物生长植物各种正常代谢都需要细胞维持正常的结构和形态。这种维持需要一定的渗透压，K＋和Cl-是维持植物细胞渗透的主要离子。（五）钾能增强植物的抗逆性钾能增强作物抗寒、抗旱、抗高温、抗病、抗盐、抗倒伏等能力。1）钾对作物抗寒性的改善与根的形态和植物体内的代谢产物有关。钾及可溶性糖类物质含量上升，冰点下降。2）抗旱♣钾有调节气孔开闭的作用，减少蒸腾；♣细胞汁液含钾高，渗透压升高，提高原生质的持水度及吸水能力。第二十一页，共50页。3）、抗病、抗倒伏钾使茎叶中纤维素含量高，厚角组织发达；表皮细胞硅质化程度高，促进酚类化合物形成；游离态养分下降，因而抗病、抗倒伏。4）抗高温供钾充分能使高温条件下植物保持较高的水势和膨压以保证正常代谢。加速物质合成以补偿高温下有机物的过度消耗。钾还通过气孔运动和渗透调节来提高对高温的忍耐。第二十二页，共50页。5）钾可增加植物抗盐能力。供钾不足使质膜上蛋白质变性或类脂中的不饱和脂肪酸氧化，质膜可能失去原有的选择透性而受盐害。6）钾素促进植株生长健壮，增强抗病能力。充足的钾有助于植物厚壁细胞木质化、厚角组织细胞加厚、角质发育及纤维素含量增加。表现为茎杆粗壮、强度增大，阻碍病菌入侵。缺钾时氨基酸等可溶性氮化合物及单糖含量较高，为病菌繁育提供了营养条件。第二十三页，共50页。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：花叶病第二十四页，共50页。三、缺钾症状1、时间：缺钾症状出现在中后期（N、P缺乏症状在苗期可发现）2、部位：下部叶片早于上部叶片第二十五页，共50页。3、典型症状外部症状老叶尖端和边缘发黄，进而变褐色，进而变褐，焦枯似灼烧状，叶片上出现褐色斑点或斑块，渐次枯萎，但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。随缺钾程度加深，整个叶片变为红棕色或干枯状。缺钾使根系受损最为明显，短而少，易早衰，严重时腐烂。不同作物缺钾也有特殊表现。次生代谢缺钾时腐胺大量累积，生物碱和酚类化合物增多。这些次生代谢是对钾营养逆境的适应性反应。但大量腐胺会使叶片中毒坏死。当作物外形上已有可见缺钾症状时，作物产量至少减产10％以上。第二十六页，共50页。水稻缺钾，老叶叶尖和叶缘黄化，叶面上有不规则褐斑第二十七页，共50页。大麦缺钾，植株矮小，下部叶黄化，叶尖焦枯第二十八页，共50页。玉米缺钾叶片，叶尖和边缘黄化焦枯，叶片皱缩或卷曲第二十九页，共50页。玉米缺钾，叶片自下而上黄化，叶面黄化呈“V”型第三十页，共50页。燕麦施钾与缺钾比较第三十一页，共50页。油菜缺钾，下部老叶黄化焦枯，叶片常卷曲第三十二页，共50页。“鸡爪型”棉花缺钾叶第三十三页，共50页。花生缺钾，下部叶片脉尖黄化，易发生褐斑第三十四页，共50页。烟叶缺钾叶尖叶缘黄化，严重时焦枯第三十五页，共50页。缺钾烟叶常黄化反卷第三十六页，共50页。茶树缺钾叶缘或脉间褐枯第三十七页，共50页。高K低K小麦水培第三十八页，共50页。K第三十九页，共50页。K第四十页，共50页。K第四十一页，共50页。K第四十二页，共50页。K第四十三页，共50页。K第四十四页，共50页。K第四十五页，共50页。K第四十六页，共50页。K第四十七页，共50页。K第四十八页，共50页。第三节钾肥的种类、性质及其施用（一）硫酸钾（K2SO4）制取方法有多种。还原热解法：以明矾石为原料，与氯化物高温燃烧，通水蒸气分解制取。K2SO4.Al2(SO4)3.4Al(OH)3+6NaCl-------