04 植物的钾素营养与钾肥

1. 土壤中含钾矿物的风化
(2) 云母类矿物钾的释放
层间钾的置换作用 质子和水合阳离子对晶 层间钾离子的置换作用，促使钾释放，含 钾的云母变为可膨胀的2 ∶1型硅酸盐矿物。 在云母转化为膨胀性2 ∶1硅酸盐的过程中， 钾的释放有两种方式
边缘风化
风化过程中，膨胀的层间是不连续的，只 是在矿物的边缘形成了楔形区。随着边缘 钾的释放，水分子、水合氢离子和铵离子 进入层间并与钾离子进一步进行交换。开 始，楔形区的层间对离子有选择性，可让 NH4+或H3O+离子等进入，而不允许 Ca2+和Mg2+进入。随着层间的进一步打 开，其他水合离子逐渐进入，楔形区增大 直到整个层间膨胀开来。
土壤有机质

土壤有机质 土壤有机质本身不固定钾， 既使是在晶层内，也不影响钾进入晶层内 部，但是如果土壤有机质和土壤粘粒形成 了稳定性的团粒结构，钾的固定量增加。
3）土壤中交换性钾的吸附与释放

钾的交换吸附 钾在土壤中一般不发生配 位吸附，主要发生物理化学吸附。土壤粘 土矿物、金属氧化物、有机质等土壤胶体 均能够以离子交换吸附的形式吸附钾。土 壤胶体对钾的交换吸附有选择性，即不同 土壤胶体对K的吸附能力不同，这种不同 可以用选择系数(Ks)来描述。
钾的营养功能
细胞的含钾量可决定酶的活化量，进而决 定化学反应的速度，因此，钾进入细胞的 速度可控制某一反应进行的速度。 钾对酶的活化作用或许是钾在植物生长过 程中最重要的功能之一。

2、派生功能

促进光合作用：ATP合成 利用太阳能将二氧 化碳和水分化合成糖分这一过程最初形成的高能 物质三磷酸腺苷（ATP），ATP 继而作为能源用 于其他化学反应。钾离子可以使ATP生成位置的 电荷保持平衡状态。当植株缺钾时，光合作用和 ATP 生成速度均减慢，因而所有依靠ATP的过程 都受到抑制。 钾在光合作用时的作用较为复杂，但在调节光合 作用方面，钾对酶的活化和ATP制造过程的作用存在着动态的平衡，在矿物内外表 面吸附阳离子之间、交换态阳离子和溶液中阳离子之间不 断地进行交换。当钾进入2:l型粘土矿物的晶层之间后，由 于K+、NH4+、Rb+和Cs+的离子半径与晶层之间网格的 大小相匹配，更重要的是这些离子的水化半径小，内表层 的负电荷与这些离子之间的静电引力超过了由离子水化引 起的膨胀力，导致晶层之间不可逆收缩并将这些离子闭蓄 在晶格内。由于晶层间距离很小，其他离子难以与其进行 交换。粘土矿物在固定钾之后，其矿物学性质也发生了变 化，用X射线衍射发现，在土壤中加入钾之后，白云母的 衍射峰比对照要强的多，表明某些矿物，特别水化云母由 于在晶层间有钾后晶层收缩，矿物学性质已有了改变。固 定钾的矿物主要是2:1型膨胀性粘土矿物，如蛭石、蒙脱 石，以及水化云母等，其中二八面体的蛭石固定能力最强， 水化云母对钾的固定不一定要有干燥过程，而蒙脱石通常 只有在干燥过程中才有钾的固定。

544
240
以色列
1200
108
美国
290
83
▼ 我国钾矿资源极贫乏，全国总储量约为2亿多吨 (折K2O约1亿多吨)
二、常用钾肥的性质和施用
（一）氯化钾 (potassium chloride)
1. 成分和性质
成分： KCl，含K2O 50%~ 60% (含K 52%，Cl 47.6%)
2.
性质：白色、淡黄色或紫红色
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”
施钾对大麦品质的影响
──────────────────── 处理 胱氨
★ 植物体内可溶性氨基酸和单糖积累少，减少了病原 菌的营养来源；
★ 使细胞壁增厚，表皮细胞硅质化程度增加，因而抗 病菌侵入的能力也相应增强；
★ 钾充足使体内酚类的合成增加，抗病力提高
4. 抗倒伏
促进作物茎秆维管束的发育，使茎壁增厚，髓腔变 小，机械组织内细胞排列整齐。
施钾对玉米产量及茎腐病发病率影响
(g/株)
(g)
(g)
───────────────────────
－K 9.05
54.7
3.0
＋K 12.50
60.8
3.9
86.9 109.9
───────────────────────
*单位为μmolC2H2/g根瘤/h
(Gomes, 1986)
(六) 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

钾素营养与 钾肥 施用
Potassium Fertilizer
钾不仅是植物生长发育所必需的营养元素，而 且是肥料三要素之一。许多植物需钾量都很大，就 矿质营养元素而言,它在植物体内的含量仅次于氮。 农业生产实践证明，施用钾肥对提高作物产量 和改进品质均有明显的作用。 近二十年来，在中国的南北方，都有缺钾现象 出现。因此，钾营养也引起了人们的重视。
K
K
K
K
钾利于果实着色
K
K
K
缺钾易发生筋腐病，着色差
K
图为缺钾的大豆叶片，其症状是叶缘和叶 脉间黄化，叶脉仍保持绿色
缺钾的大豆籽粒
二、土壤中的钾素含量和形态
（一）含量

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。
(二)促进光合作用，提高CO2的同化率
其原因如下：
⑴钾能促进叶绿素的合成； ⑵钾能改善叶绿体的结构； ⑶钾能提高植物光合磷酸化 作用，使单位重量叶绿体产 生的ATP增加。从而为CO2 的同化提供能量。钾能促进 叶片对CO2的同化。
(三)钾能促进碳水化合物合成和运转
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。 钾还能促进光合产物向贮藏器官的运输，这不仅能消除 光合产物在叶部累积而抑制光合作用的继续进行，还能 使各组织生长发育良好。比如说，马铃薯是需磷和钾较 多的作物，特别是在块茎膨大后，需钾量猛增，这时如 果在马铃薯生育中期根外喷施磷酸二氢钾液，可以满足 马铃薯生育中后期对磷、钾肥的需要，促进碳水化合物 的形成和运送，有利于糖分转化和运输，使块茎膨大快， 抗病，抗涝，高产。 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。

**优施喜钾作物
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）
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： 优施喜钾忌氯或喜钾喜硫作物
**四、施用技术与钾肥肥效
1、钾肥宜深施、早施和相对集中施用
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
** 一、硫酸钾 K2SO4
1、性质：
K2O：50％－52％; 化学中性、生理酸性; 易溶、速效； 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）
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

3、施用：

（1）可作基肥、追肥，不作种肥； 植物对盐的忍受能力： KH2PO4 > K2SO4 > KNO3 > KCl

（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