第三节 土壤钾素与钾肥

作物吸收 淋洗损失
迳流损失
固定
钾肥的当季利用率约为40%~70％
第三节 钾肥的种类、性质及施用
最原始的施钾方法是使用草木灰；自 1860年 起，德国开采钾盐矿制得氯化钾和硫酸钾， 开始了钾肥的工业化生产。 目前，世界各国生产的钾95％用作肥料。 钾肥品种中，氯化钾约占95％， 硫酸钾约占5％； 硝酸钾、碳酸钾少量
我国的钾肥生产与氮、磷、钾比例 我国的钾肥生产与氮、磷、钾比例
年份 1958 1970
1980 1990 1995 2001 2005
产量(×104t，K2O) 0.1 0.5
2.0 4.6 12.2 86.0 ～120
N:P2O5:K2O 1:0.28:0.007 1:0.60:0.003
1:0.23:0.002 1:0.28:0.003 1:0.25:0.007 1:0.30:0.02 1:0.37:0.03
占全钾的l%~2%
其中 交换性钾约占90%
水溶性钾约占l0%
☻ 速效性钾是植物可以利用的形态
(三)土壤中钾素的转化
矿物态钾
风化
缓效态钾
晶格固定 风化
交换性钾
吸附固定 解吸
生物固定 分解 有机体中的钾 生物固定
水溶性钾
土壤中有效钾增加和减少的途径：
作物残茬、厩肥 化学钾肥 缓效性钾矿物
土壤中有效钾
1. 施用前先加少量湿土拌和，以减少飞扬损失。
2. 可把少量窑灰钾肥拌入有机肥料堆中以促进有机肥料的分
解。 3. 作追肥时必须防止肥料沾在叶片上，早晨有露水时不能施
用。
4. 窑灰钾肥是强碱性肥料，因此不可与铵态氮肥混合施用， 以免引起氮素的挥发损失。
5. 不可与过磷酸钙混合，否则会降低磷肥的肥效。
6. 窑灰钾肥最适于在酸性土壤上施用，或施在需钙较多的作 物上。 7. 可作基肥或追肥，但不可作种肥、不适合用来沾秧根。
反应式：
[土壤胶粒]
H+
H+
+2KCl
[土壤胶粒]
K+ K+
+ HCl
结果： ①使土壤pH值迅速下降 (土壤活性酸增
加、且肥料为生理酸性盐)； ②易对植物产生铝毒 (大量Al3+存在)； ③使钙淋失 (K+与Ca2+代换产生CaCl)
措施：应配施石灰和有机肥料
影响因素：
① 粘土矿物种类：2:1型粘土矿物引起
② 植物部位：幼嫩组织， K、P较多
衰老组织， Ca、Si较多
③ 土壤、施肥、气候等
(2) 性质：
① 深灰色粉末； ② 其中钾的形态 以碳酸钾为主， 其次是硫酸钾和氯化钾， 都是水溶性钾，可被植 物直接吸收利用；
草木灰
③ 其中的磷是枸溶性磷，对作物是有效的； ④ 呈化学碱性 (在酸性土壤上使用不仅能供钾，而 且可以降低酸度，并可补充Ca、Mg等元素)
一般作物 不宜忌氯作物 对于纤维作物效 果较好 各种作物，尤其 是喜硫植物
土壤
施用方法
氯化钾
不宜用于盐 (碱 ) 土
基肥、追肥
硫酸钾
不宜用于还原 基肥、追肥、种 性强的土壤 肥、根外追肥
草木灰
大多数作物
宜各种土壤
基肥、追肥、根 外追肥、盖种肥
四、肥料配合与钾肥肥效
(1) 钾与氮、磷配合，利于肥效的充分发挥 一定P水平下，N、K配施时，植株体内
（二）硫酸钾 (potassium sulphate)
1. 成分与性质
成分：K2SO4，含K2O 50%~54% (含K43.8%, S17.6%) 性质：白色或淡黄色结晶；
溶于水，呈化学酸性； 吸湿性小； 生理酸性肥料
硫酸钾
2. 在土壤中的转化 (与KCl相似)
交换作用反应式：
[土壤胶粒] Ca2+ +K2SO4 H+ H+ [土壤胶粒] K+ K+ K+ +K2SO4 [土壤胶粒] K+ + CaSO4
一般作物钾的临界期在苗期，因此钾肥 一般用作基肥，特别是生育期短的作物。 如果基肥、追肥分开施，追肥应在最大 需钾期前尽早施入。
（三）作物根系特性与钾肥施用
1. 须根作物从土壤中吸取的钾比直根作物的多
因为钾在土壤中移动性较小，钾离子的扩散也很慢， 所以根系吸钾的多少，首先取决于根量及其与土壤的接触 面积。
物 理 性 状：
1. 灰黄色或灰褐色粉末 2. 所含的钾中： 90％是作物能直接吸收利用 窑灰钾肥
的水溶性钾，主要是硫酸钾、碳酸钾等；
1%~5％是能溶于2％柠檬酸的钾，主要是铝酸 钾和硅铝酸钾； 少量未分解的钾长石、黑云母等含钾矿物 3. 吸水后会发热，同时又是强碱性肥料，很容易烧
坏种子。
使用注意事项：
草木灰
熏烧 ——见烟不见火，其中90％的钾为K2CO3 若高温燃烧，则以K2SiO3为主
( K2CO3 + SiO2 K2SiO3 + CO2 )
2. 成分和性质 (1) 成分：含有灰分元素，如Ca、Mg、P、 Fe和其它微量元素等。 其中Ca、K较多，P次之。
影响草木灰成分的因素：
① 作物类型： 木灰含Ca、K、P较多 草灰含硅较多，K、P、Ca较少 稻壳灰养分含量最少
钾。
渐减
(二) 形态
分为矿物态钾、缓效态钾以及速效态钾 (水溶性钾和交换性钾)。
1. 矿物态钾
占全钾量的 90%~98%，存在于微斜长石、 正斜长石和白云母中，以原生矿物形态分布 在土壤粗粒部分。
2. 缓效态钾
约占全钾量的2%，最高可达6%。主要 为晶层固定态钾和存在于次生矿物如水云母 和以及部分黑云母中。
② 田间水分状况：干、湿交替，促进固氮
③ 土壤反应：pH下降，固定减少
④ 铵离子：先存在先被固定
⑤ 土壤质地：越粘重，固钾能力越强
⑥ 钾的用量：增加，固定量也增加
结果：使速效性钾转化为缓效性钾， 降低了钾的有效性
3. 施用
(1) 方法：可作基肥、追肥施用，不宜作种肥。 ? (2) 土壤：在酸性和中性土壤作基肥时，应与磷矿
在土壤溶液中，KCl K+＋Cl-
K+与土壤胶体上的离子发生离子交换
(2) 土壤对钾的固定
晶格固定：在土壤干湿交替影响下，速效性钾进
入2:1型粘土矿物晶片层间而被固定的现象。
(3) 钾的释放和淋失
(1) 阳离子交换反应
★ 在中性与石灰性土上：
K+与胶体上的 Ca2+产生代换作用，形成CaCl2
反应式：
（四）窑灰钾肥：水泥工业的副产品
制造原料和原理：
制造水泥时，原料中的铝硅酸钾矿物经高温(1100℃)煅烧, 产生氧化钾气体进入烟道后，和煤燃烧时产生的二氧化碳或 二氧化硫发生反应生成硫酸钾和碳酸钾。 K2O＋SO2＋1/2O2 K2O＋CO2 K2SO4 K2CO3
如在配料中掺入氯化物（如CaCl2），则可生成氯化钾。 所生成的硫酸钾或碳酸钾，在随气流从高温区向低温区 移动中，因温度降低而凝结成极细的晶体颗粒并吸附在粉尘 上。粉尘回收后，再经风选就可获得窑灰钾肥。
穴施
注意：
硫酸钾的价格比氯化钾昂贵，因此通常情况 下应尽量选用氯化钾，减少施肥的投资，增加经 济效益。 但对于缺硫或硫含量不很丰富的土壤、 需硫较多的作物、对 氯敏感的作物、需优 缺硫的水稻土
先保证品质的作物等
均应优先选用硫酸钾。
(三) 草木灰 (plant ash)
1. 烧制：草木灰是植物熏烧后的残灰
慢
在生产上，应将 钾肥优先分配在缺钾 的砂质土壤上。
容量
缓效性钾 很慢 矿物态钾和 有机残留物
二、作物需钾特性与钾肥肥效
（一）作物种类对钾的要求
作物对钾的要求
作物种类 喜钾作物：薯类作物 纤维 作物、糖料作物 油料作物：芝麻、油菜等 豆科作物：大豆、花生等 叶用作物：烟草、茶、桑等 果树：香蕉、葡萄等 禾谷类作物、禾谷类牧草 需钾情况 原因 钾与碳水化合物代谢 关系密切
2. CEC小的根，吸收一价阳离子较多， CEC大的 根吸取二价阳离子较多
例如，禾谷类作物根的CEC只有双子叶植物的 1/3～ 1/5，但吸钾能力较双子叶植物的强； 双子叶作物中，大豆根系的 CEC较大，其吸钾能力较 弱，因此，施用钾肥的效果良好。
三、钾肥种类的合理分配 钾肥品种的合理使用
钾肥品种 作物
三、常用钾肥的性质和施用
（一）氯化钾
1. 成分和性质
成分： KCl，含K2O 50%~ 60% (含K 52%，Cl 47.6%)
性质：白色、淡黄色或紫红色结晶 易溶于水，呈化学中性 有吸湿性，久存会结块 生理酸性肥料
加拿大 红色钾肥
青海盐湖钾肥 股份有限公司
——“盐桥”牌氯化 钾
氯 化 钾
2. 在土壤中的转化 (1) 阳离子交换反应
[土壤胶粒]
+ H2SO4
结 果：
★ 中性和石灰性土壤上生成 CaSO4 ，其溶解度比 CaCl2 小， 使 土壤脱钙程度较小，酸化速度比氯化钾缓慢；
★ 酸性土壤上生成H2SO4，①使土壤pH值迅速下降；②易对 植物产生铝毒；③使土壤板结。
措 施：配施石灰和有机肥
3. 施用
适合各种作物和土壤，可作基肥、追肥、种肥及根外追肥。 在酸性土壤上应与有机肥、石灰等配合施用；在通气不良 的土壤中尽量少用。
K2O/N 比值增高，而可溶性非蛋白质氮占全氮的
比例降低，说明NK配合施用可以促进水稻对N、
K 的吸收及其在体内保持一定的平衡，也促进了
N在体内的转化和蛋白质合成。
(2) 含有效钾素较多的有机肥料用量高时，可少施或
不施化学钾肥。
五、钾肥的施用技术与钾肥肥效