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大量元素钾对作物的作用和含钾化肥

2015-06-18  逍遥书屋1...
 钾的元素符号是K。虽然钾不是植物结构组分元素,但却是植物生理活动中最重要的元素之一。  

(图:大豆容易缺钾,5~6片即出现症状。中下位叶缘失绿变黄呈金镶边状。老叶脉间组织突出皱缩边缘反卷,叶柄变棕褐色。结荚稀瘪荚瘪粒多。)


一、植物对钾的吸收和转运  

植物根系以钾离子(K+)的形式吸收钾。根吸收钾的方式有主动吸收和被动吸收两种。主动吸收要消耗能量,通过膜结合的H+ATP酶提供;被动吸收可沿电化学势梯度进行,在土壤溶液K+浓度高时发生。两种方式中常以主动吸收占主导地位。在ATP酶的作用下消耗ATP,分解水分子形成H+OH-H+进入细胞壁,同时K+交换进入细胞质。  

钾从木质部薄壁细胞进入木质部导管是逆电化学势梯度进行,受代谢的控制。进入导管后靠根压和蒸腾拉力向地上部运输。地上部组织从木质部导管液中吸取钾可以通过木质部薄壁细胞质膜内的钾离子选择通道,也可通过H+ATP酶所启动的钾/氢共运输进入地上部组织。  

K+
是韧皮部筛管液中浓度最高的阳离子。韧皮部筛管液中高浓度的钾随糖分运输流大量流动。筛管细胞质膜中的H+ATP酶泵出氢离子,启动氢离子-蔗糖共运输,在氢离子外流的同时钾离子被吸收到筛管。钾离子有促进韧皮部运输的功能。因此促进同化物从源到库的运输;此外钾沿着韧皮部运输途径调节膨压,也促进溶质在筛管中的运输。  

二、钾的重要生理功能  

1.
钾在植物体内的功能主要是激活酶。有60多种酶需要钾来激活。当激活作用发生在一个或几个钾离子连接的酶分子表面时,钾可以改变酶分子的形状并暴露出酶的活性位点。这些酶在细胞分裂得特别快、生成初生组织的上下两个生长点的植物分生组织中显得特别丰富。  

2.
钾参与光合作用。钾对光合作用的各个环节都有促进作用,包括希尔反应、光合电子传递、光合磷酸化作用、二氧化碳的固定和同化以及光合产物的运输等方面。  

3.
钾对植物水分平衡的调节作用。钾是一价阳离子,在植株中比其它阳离子对渗透压的调节有优势。钾提供很强的渗透势将水分子拉入植物根系。其次,钾同有机酸阴离子(如苹果酸)作为主要溶质,使细胞膨压增高,促进细胞伸长。钾还通过调节生长素(吲哚乙酸)和赤霉素来影响细胞伸长。第三,钾调节气孔保卫细胞的膨压控制气孔开闭来控制蒸腾失水。光通过结合在保卫细胞质膜内的氢离子泵ATP酶使ATP水解,从保卫细胞内泵出氢离子,同时让保卫细胞外的钾离子进入。  

4.
钾调节阴阳离子平衡和pH值。钾平衡细胞结构内大分子的阴离子电荷或是在液泡、木质部及韧皮部内可转移的阴离子电荷,同时保持这些部位pH值。钾促进根系对硝酸根的吸收及其在植物体内的运输。  

5.
钾从三个方面促进蛋白质代谢。第一、钾促进根对硝酸盐的吸收和转运,在硝酸根通过木质部导管向枝叶运输过程和枝叶中形成的苹果酸阴离子,通过韧皮部运到根系脱羧生成碳酸根释放到土壤中与硝酸根交换的两个过程中,钾都作为这些阴离子的反离子;第二、钾促进氨基酸向蛋白质合成的部位运输;第三、钾促进蛋白质合成。  

6.
钾可平衡酸性氨基酸中的负电荷,使蛋白质结构稳定。  

三、植物缺钾症状  

农作物缺钾时纤维素等细胞壁组成物质减少,厚壁细胞木质化程度也较低,因而影响茎的强度,易倒伏。蛋白质合成受阻。氮代谢的正常进行被破坏,常引起腐胺积累,使叶片出现坏死斑点。因为钾在植株体中容易被再利用,所以新叶上症状后出现,症状首先从较老叶片上出现,一般表现为最初老叶叶尖及叶缘发黄,以后黄化部逐步向内伸展同时叶缘变褐、焦枯、似灼烧,叶片出现褐斑,病变部与正常部界限比较清楚,尤其是供氮丰富时,健康部分绿色深浓,病部赤褐焦枯,反差明显。严重时叶肉坏死、脱落。根系少而短,活力低,早衰。  

(图:小萝卜缺钾外部叶片叶缘开始失绿边缘呈烧焦状)


  

(图:油菜缺钾最初叶片呈暗绿色,叶缘开始卷曲,缺钾严重时叶部外缘出现带白色的黄斑,老叶在成熟前干枯,荚果瘦小,产量损失严重。)


  

双子叶植物叶片脉间缺绿,且沿叶缘逐渐出现坏死组织,渐呈烧焦状。单子叶植物叶片叶尖先萎蔫,渐呈坏死烧焦状。叶片因各部位生长不均匀而出现皱缩。植物生长受到抑制。  

(图:水稻缺钾叶片[四川水稻缺钾多发生在沙田和黄泥上。一般出现在分蘖期,主要特征是老叶叶面出现褐色斑块,叶尖和叶缘干枯(缺锰是白色条纹直至干枯])


  

  

(图:番茄施钾提高甜度,减轻病虫害的入侵,延长果实保鲜期)


  

(图:芹菜叶片严重缺钾症状)


  

(图:花椰菜易缺钾,老叶边缘焦枯卷曲,严重时叶片出现白斑,萎蔫枯死。)


  

玉米发芽后几个星期即可出现症状,下位叶尖和叶缘黄化,不久变褐,老叶逐渐枯萎,再累及中上部叶,节间缩短,常出现因叶片长宽度变化不大而节间缩短所致比例失调的异常植株。生育延迟,果穗变小,穗顶变细不着粒或籽粒不饱满,淀粉含量降低,穗端易感染病菌。  

(图:玉米缺钾下位叶尖和叶缘黄化,老叶渐枯萎)


大豆容易缺钾,5~6片真叶时即可出现症状。中下位叶缘失绿变黄,呈金镶边状。老叶脉间组织突出、皱缩不平,边缘反卷,有时叶柄变棕褐色。荚稀不饱满,瘪荚瘪粒多。蚕豆叶色蓝绿,叶尖及叶缘棕色,叶片卷曲下垂,与茎成钝角,最后焦枯、坏死,根系早衰。  

(图:大豆缺钾)


  

油菜缺钾苗期叶缘出现灰白或白色小斑。开春后生长加速,叶缘及叶脉间开始失绿并有褐色斑块或白色干枯组织,严重时叶缘焦枯、凋萎,叶肉呈烧灼状,有的茎杆出现褐色条纹,杆壁变薄且脆、遇风雨植株常折断,着生荚果稀少,角果发育不良。  

(图:油菜缺钾叶缘及叶脉间失绿有褐色斑块或白色干枯组织,严重时叶缘焦枯、凋萎,叶肉呈烧灼状。)


  

(图:油菜缺钾叶片)


  

(图:油菜缺钾叶片,开始叶色变深,逐渐卷曲呈瓢状,最后叶的边缘失绿干枯。干枯部份的叶缘多数外翻,如遇低温就出现像沸水烫过的急性干枯,叶片变脆。)


  

烟草缺钾症状大约在生长中后期发生,老叶叶尖变黄及向叶缘发展,叶片向下弯曲,严重时变成褐色,干枯坏死脱落。抗病力降低。成熟时落黄不一致。马铃薯缺钾生长缓慢,节间短,叶面粗糙、皱缩,向下卷曲,小叶排列紧密,与叶柄形成夹角小,叶尖及叶缘开始呈暗绿色,随后变为黄棕色,并渐向全叶扩展。老叶青铜色,干枯脱落,切开块茎时内部常有灰蓝色晕圈。  

(图:烟草植株缺钾症状:叶尖和叶缘失绿,组织坏死形成褐斑,叶片下卷)


蔬菜作物一般在生育后期表现为老叶边缘失绿,出现黄、白色斑,变褐、焦枯,并逐渐向上位叶扩展,老叶依次脱落。  

(图:茄子缺钾老叶边缘失绿、叶脉间斑点状失绿。)


  

(图:黄瓜缺钾下位叶叶尖及叶缘发黄,渐向脉间叶肉扩展,果实常呈头大蒂细的棒槌形 。)


  

甘蓝、白菜、花椰菜易出现症状,老叶边缘焦枯卷曲,严重时叶片出现白斑,萎蔫枯死。缺钾症状尤以结球期明显。甘蓝叶球不充实,球小而松。花椰菜花球发育不良,品质差。  

(图:洋白菜易出现缺钾症状,老叶边缘焦枯卷曲,严重时叶片出现白斑,萎蔫枯死 。)


  

(图:花椰菜易缺钾,老叶边缘焦枯卷曲,严重时叶片出现白斑,萎蔫枯死。)


  

(图:芹菜叶片严重缺钾症状)


  

黄瓜、番茄缺钾症状表现为下位叶叶尖及叶缘发黄,渐向脉间叶肉扩展,易萎蔫,提早脱落,黄瓜果实发育不良,常呈头大蒂细的棒槌形。  

(图:黄瓜缺氮缺钾对比:左为正常叶片和瓜。中为缺钾叶片和瓜,叶缘淡褐色坏死;瓜条大头细尾。右为缺氮叶片和瓜,缺氮黄瓜植株矮小,叶脉淡绿,叶片淡黄或淡褐色;瓜条顶端尖细,淡黄或淡褐色。)


番茄果实成熟不良,落果,果皮破裂,着色不匀,杂色班驳、肩部常绿色不褪,果肉萎缩,少汁,称绿背病。  

(图:番茄缺钾带绿背”)


  

(图:番茄施钾提高甜度,减轻病虫害的入侵,延长果实保鲜期)


  

果树中,柑橘轻度缺钾仅表现果形稍小,其它症状不明显,对品质影响不大。严重时叶片皱缩,蓝绿色,边缘发黄;新生枝伸长不良,全株生长衰弱。  

{
图像(苹果缺钾叶缘焦灼状)}   

(图:苹果因钾+镁与钙比例失调所致果肉苦痘病)


  

香蕉缺钾叶片变小,从老叶叶尖和边缘开始迅速变黄,向内卷曲,最后死叶在叶片基部附近折断。植株早衰,蕉把数减少,蕉指扭曲畸形,商品性差。  

(图:香蕉缺钾叶片变小,从叶尖开始迅速变黄,向内卷曲。)


  

(图:储存19天的香蕉。左边缺钾香蕉已腐烂发霉。中国)


  

马铃薯、甜菜、玉米、大豆、烟草、桃、甘蓝和花椰菜对缺钾反应敏感。  

四、市场上主要的含钾化肥  

有机肥料中钾含量相对较高的是草木灰、作物秸杆堆肥和食草动物粪便。  

钾矿以地下的固体盐矿床和死湖、死海中的卤水形式存在,有氯化物、硫酸盐和硝酸盐等形态。  

氯化钾肥直接从盐矿和卤水中提炼,成本低,加拿大和俄罗斯产量大。氯化钾肥会在土壤中残留氯离子,忌氯作物不宜使用。长期使用氯化钾肥容易造成土壤盐指数升高,引起土壤缺钙、板结、变酸,应配合施用石灰和钙肥。大多数其它钾肥的生产都与氯化钾有关。  

硫酸钾肥会在土壤中残留硫酸根离子,长期使用容易造成土壤盐指数升高、板结、变酸,应配合施用石灰和钙镁磷肥。水田不宜施用硫酸钾,因为淹水状态下的氧化还原电位低,硫酸根离子易还原为硫化物,致使植物根系中毒发黑。硝酸钾肥是所有钾肥中最适合植物吸收利用的钾肥。其盐指数很低,不产酸,无残留离子。它的氮钾元素重量比为1:3,恰好是各种作物氮钾养分吸收的配比。硝酸钾溶解性好,不但可以灌溉追施,也可以叶面喷施。配制营养液一般离不开硝酸钾。  

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