第十一章植物的钾素营养与钾肥

第十一章植物的钾素营养与钾肥主要农作物不同部位中钾的含量(%)钾含量因施肥水平、土壤肥力好气候
条件不同而异2.K+易进入酶的活化部位 钾缺乏钾缺乏钾缺乏禾谷类作物缺钾时，先在下部叶片上出现褐色斑点，严重缺钾时新
叶也会出现这样的症状，然后枯黄，症状由下至上发展。水稻缺钾易出现胡麻叶斑病的症状，发病植株新叶抽出困难，抽穗不齐。根量少，呈黑褐色
。2、钾素过剩症钾肥用量过多，会造成离子不平衡，影响阳离子特别是镁、钙的吸收，引起作物的钙、镁缺乏的综合症。3、常见
作物营养诊断指标P235-236相关表第二节土壤中钾的形态和转化我国农业土壤含钾量在1.5%~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。? 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。3.速效性钾 占全钾的0.l%~2% 其中交换性钾约占90% ,水溶性钾约占l0%二、土壤
中钾素的转化与平衡（一）土壤中钾素的转化1、矿物态钾和非交换性钾的释放2、土壤中钾的固定（二）土壤中钾素平衡3.施用
(1)方法：可作基肥、追肥施用，不宜作种肥。第四节钾肥的合理分配和施用一、土壤供钾能力与钾肥的分配 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。 在供钾水平较低时，钾肥的肥效才明显表现。缓效钾<200mg.kg
-1低二、作物需钾特性与钾肥肥效四、肥料配合与钾肥肥效钾与氮、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。土壤速效钾水平与当季作物钾肥肥效的关系（通用指标）不需要施用钾肥>170极高施用钾肥一般无效125~
170高一定条件下钾肥有效67~125中一般有增产效果33~67低增产效果极显著<33极低钾肥施用效果速
效钾/mg·kg-1等级影响土壤供钾能力的因素:1.土壤速效钾含量2.土壤缓效钾贮量及其释放速率3.土壤质地：
施肥后，砂质土肥效较快，但不持久 在生产上，应将钾肥优先分配在缺钾的砂质土壤上。 水溶性钾交换性钾
缓效性钾矿物态钾和有机残留物强度容量快慢很慢（一）作物种类对钾的要求作物对钾的要求钾与碳水化合物代谢关系密切
果树：香蕉、葡萄等吸钾能力较强较少禾谷类作物、禾谷类牧草钾均有多方面的功能较多叶用作物：烟草、茶、桑等钾能促进
根瘤菌的固氮作用豆科作物：大豆、花生等油脂是由碳水化合物转变而来的油料作物：芝麻、油菜等钾与碳水化合物代谢关系密切喜钾作
物：薯类作物纤维作物、糖料作物原因需钾情况作物种类同一作物，不同品种需钾不同，如水稻：矮秆高产良种>高秆品
种 粳稻>籼稻杂交稻>常规稻； 晚稻>早稻（二）作物不同生育期对钾的需要 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。玉米生长期间对钾素的吸收比例（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。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。基肥、追肥、根外追肥、盖种肥宜各种土壤大多数
作物草木灰基肥、追肥、种肥、根外追肥不宜用于还原性强的土壤各种作物，尤其是喜硫植物硫酸钾基肥、追肥不宜用于盐(碱)土
一般作物不宜忌氯作物对于纤维作物效果较好氯化钾施用方法土壤作物钾肥品种三、钾肥种类的合理分配钾肥品种的合理使用
玉米缺钾时，所形成的果穗尖端呈空粒，如能够形成籽粒也不充实，淀粉含量低。胡椒一、土壤中的钾素含量和形态(一)含量我国地
域性分布规律：由北向南、由西向东渐减，西北南东渐减渐增东南地区土壤多缺钾。(二)形态土壤钾素
形态1~2%1~10%90~98%相对含量呈离子态静电引力层间吸附，配位作用配位作用保持力土壤溶液中颗
粒外表面蒙脱石等晶层内黑云母和部分水云母结构内长石、云母结构内存在处速效性钾缓效性钾1~10%矿物钾90~98%对植
物有效性分水溶性钾交换性钾非交换性钾结构钾据化学形态分钾的晶格固定作用：有些次生粘土矿物晶层(主要为2:1型粘土
矿物)吸水膨胀，使半径与晶格孔隙半径相当的K+进入晶格的孔穴中，而当失水以后晶层收缩，落入孔穴中的K+较难回复到自由状态，这种现象
称为钾的晶格固定作用。它难以与其它离子产生离子交换，所以是非交换性钾。速效性钾是植物可以利用的形态固定风化交换性钾缓效
钾矿物钾释放水溶性钾固定释放解吸吸附风化植物吸收淋溶土壤中各种形态钾之间转化的动态平衡施肥、降水生物残体
第三节钾肥的种类、性质及施用一、钾盐矿资源与钾肥制造原理(一)钾盐矿资源简介钾盐矿种类 钾矿床：明矾石、钾
长石和光卤石 内陆盐湖钾盐矿：如察尔汗盐湖 沿海盐场的盐卤：我国沿海地区的盐场世界钾矿储量（×106tK2O）83
290美国1081200以色列240544白俄罗斯480830德国14001400加拿大30006
800俄罗斯579326124.7世界易利用储量潜在储量国家2.钾盐矿储量 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)钾肥制造简介1.历史与现状历史：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(1)氯化钾光卤石(KC
l·MgCl2·6H2O) KCl钾石盐(KCl·NaCl) KCl(2)硫酸钾明矾石、钾镁盐
K2SO4 氯化钾 K2SO4溶解结晶法浮选法煅烧制造方法:加工成分和性质
成分：KCl，含K2O50%~60% (含K52%，Cl47.6%) 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 三、常用钾肥的性质和
施用（一）氯化钾(potassiumchloride)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、KCl施入土中的转化（1）阳离子交换反应中性及石灰性土壤土壤胶体Ca+2
K++Cl-土壤胶体KK+CaCl2↓酸性土壤土壤胶体H+K++Cl-土壤胶体K+HClKClK++Cl-(
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。K+在粘土矿物上的不同
位点影响因素： ①粘土矿物种类：2:1型粘土矿物引起 ②田间水分状
况：干、湿交替，促进固定 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)钾的释放和淋失★钾的释放：过程：非交换性钾 有效性钾影响因素：
①粘土矿物种类：固钾强的，释放钾慢 ②田间水分状况：持续淹水，土壤溶液中有效 钾增加；暴晒和冻融，可以促
进土壤含钾 矿物的风化，特别是对被晶格固定的钾的 释放有好处，因此土壤速效钾含量增加结果：土壤中有效钾增加★钾的淋失：
影响因素：气候条件、土壤性质等 旱地淋失量一般占吸收量的20％； 多雨地区和代换量低的砂土淋失量较多。所以钾肥一次
用量不宜过多。 (养分在土壤中的移动性：NO3->K>P) (2)土壤：在酸性和中性土壤作基肥时，应与磷矿粉、有
机肥、石灰等配合施用，一方面防止酸化，另一方面促进磷矿粉中磷的有效化。(3)作物：适宜一般作物； 含有47.6
%C1-，特别适于棉花、麻类等纤维作物，因为C1-对提高纤维含量和质量有良好的作用；不宜忌氯作物，如马铃薯、甘薯、甜菜、柑桔、烟草
、茶树等。(4)用量：K2O60～90kg/hm2（二）硫酸钾(potassiumsulphate)1.成分与性
质成分：K2SO4，含K2O50%~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： 结果：★中性和石灰性土壤上生成CaSO4，其溶解度比CaCl
2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[土壤胶粒]Ca2++K2SO4[土壤胶粒]K+K++CaSO4K+K+
H+H+[土壤胶粒][土壤胶粒]+K2SO4+H2SO43.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。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、需优先保证品质的作物等均应优先选用硫酸钾。缺硫的水稻土(三)草木灰(planta
sh)1.烧制：草木灰是植物熏烧后的残灰 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。草木灰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；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)草木灰3.施用
适用于各种土壤，大多数作物可作基肥、追肥和根外追肥，也可作盖种肥 作追肥时可进行叶面撒施，这样不仅能供应养分，而且能防止
和减轻病虫害的发生和危害。 作盖种肥可以保持土壤表面湿度，吸热增温，改善苗期营养，促苗早发，并可防止小鸟啄食种子 注意：草木
灰是碱性肥料，不能与铵态氮肥、腐熟的有机肥料混合施用，以免造成氨的挥发损失。缓效钾200～500mg.kg-1
中缓效钾>500mg.kg-1高第一节植物的钾素营养一、植物体内
钾的含量、形态与分布1.含量植物体内含钾(K2O)： 为植株干重的1%~5%钾含量因作物种类和器官而异： 淀粉
作物、糖料作物、烟草、香蕉等含钾较多；禾谷类作物相对较低 谷类：茎秆>种子； 薯类：块根、块茎较高作物部位含K2O
作物部位含K2O小麦籽粒0.61水稻籽粒0.30茎秆0.73茎秆0.90棉花籽粒0.90马
铃薯叶片1.81茎秆1.10块根2.28玉米籽粒0.40糖用甜菜根2.13茎秆1.60块茎5.
01谷子籽粒0.20烟草茎2.80茎秆1.30叶片4.102.形态离子态为主以水溶性无机盐存在细胞中
以钾离子态吸附在原生质膜表面3.分布钾在植物体内具有较大的移动性，主要分布在代谢最活跃的器官和组织中，如幼芽
、幼叶、根尖等。二、钾的营养功能(一)促进酶的活化 在生物体内，钾作为60多种酶（包括合成酶类、氧化还原酶类、转移酶类）的
活化剂，能促进多种代谢反应。 原因：1.全酶 酶蛋白＋辅酶－K+＋K+活化离子与非活化离子对酶变构作用的影响(
二)促进光能的利用，增强光合作用保持叶绿体内类囊体膜的正常结构促进类囊体膜上质子梯度的形成和光合磷酸化作用使NADP+
NADPH， 促进CO2同化影响气孔开闭，调节 CO2透入叶片和水分 蒸腾的速率叶绿
体在光下形成H+梯度和阳离子流钾对叶绿体中ATP合成的影响作物蚕豆菠菜向日葵干物质中K2O(%)
＋K3.70－K1.00＋K5.53-K
1.14＋K4.70－K1.60ATP的数量(μmol/h/g叶绿素)216
14329518510268(三)改善能量代谢(四)促进糖代谢1.促进碳水化合物的合成钾
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。2.促进光合产物的运输钾能促进光合产物向
贮藏器官的运输，使各组织生长发育良好。(五)促进氮素吸收和蛋白质的合成1.提高作物对氮的吸收和利用表现：促进NO3
-的还原和运输供钾充足，能促进硝酸还原酶的诱导合成，并能增强其活性，有利于硝酸盐的还原；2.
促进蛋白质和核蛋白的形成蛋白质和核蛋白的合成需要Mg2+、K+作为活化剂。核酸的形成首先是核苷
酸的合成，它是由5－磷酸核糖合成腺苷一磷酸(AMP)和鸟苷一磷酸(GMP)，这个过程的有关酶需要钾离子激活；氨基
酸活化后，由转移核糖核酸(tRNA)将活化的氨基酸带到核糖体的信使核糖核酸(mRNA)，然后合成多肽，这一过程需要Mg2+、K+
。供钾对大豆生长、根瘤和固氮活性的影响───────────────────────处理地上部重量单
株根瘤数单株根瘤重固氮酶活性(g/株)(g)
(g)───────────────────────－K9.05
54.73.086.9＋K12.50
60.83.9109.9────────────────
───────单位为μmolC2H2/g根瘤/h (Gomes,1986)3.促进豆科根
瘤菌的固氮作用(六)增强作物的抗逆性钾有多方面的抗逆功能，它能增强作物的抗旱、抗寒、抗病、抗盐、抗倒伏等的能力，从而
提高其抵御外界恶劣环境的忍耐能力。这对作物稳产、高产有明显作用。－K＋K1.抗
旱性增加钾离子的浓度，提高细胞的渗透势提高胶体对水的束缚能力,使细胞膜保持稳定的透性气孔的开闭随植物的生理需要而调节自如
促进根系生长，提高根冠比，增强作物吸水能力2.抗寒性 钾能促进植物形成强健的根
系和粗壮的木质部导管提高细胞和组织中淀粉、糖分、可溶性蛋白和各种阳离子的含量。因此能提高细胞的渗透势，增强抗寒能力，并能使冰点下
降，减少霜冻危害，提高抗寒性 充足的钾还有利于降低呼吸速率和水分损失，保护细胞膜的水化层，增强植物对低温的抗性。
3.抗病虫害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──────────────────────施K2O量
籽粒产量茎腐病发病率 (kg/hm2)(t/hm2)
(%)────────────────────── 04.48
35 3006.91
19 6008.73
8──────────────────────三、植物对钾(K＋)的吸收(一)吸收1.主动吸收 占主导地
位,具有自动调节功能2.被动吸收 外界K＋浓度过高时，吸收曲线呈“二重图型”K+浓度钾的吸收速率主动吸收被动吸
收0.100.2010.020.0大麦在不同浓度的KCl溶液中吸收K+的速率四、钾对作物
产量和品质的影响钾充足，不但能使作物产量增加，而且可以改善作物品质。钾对作物品质影响的例子：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────
────────────────处理胱氨酸蛋氨酸酪氨酸色氨酸淀粉
可溶性糖 (％)(％)(％)(％)(％)(％)────────────────────NP0.180.140.360.1244.99.36NPK0.200.200.420.1446.510.40────────────────────1、植物缺钾的常见症状：通常茎叶柔软，叶片细长、下披；老叶叶尖和叶缘发黄， 进而变褐，逐渐枯萎；在叶片上往往出现褐色斑点， 甚至成为斑块，严重缺钾时 幼叶也会出现同样的症状；根系生长停滞，活力差，易发生根腐病五、作物的钾素营养失调症状－SOP＋SOP钾素对薯类作物的影响施用硫酸钾对油炸薯片色泽的影响+K-K菠萝缺钾症状：菠萝缺钾后颜色灰白，叶片缩短，果实小而无味。缺钾果实出现典型的枯萎症状。茶芒果钾症：首先发生在老叶或下部叶，表现为老叶的叶尖和叶缘失绿，然后失绿部分逐渐坏死。木瓜缺钾症：木瓜缺钾叶尖叶缘黄化，有时伴有叶肉块状黄化的缺镁症。