第四章 植物的钾素营养与钾肥-乌2008

植物的钾素营养与钾肥

第四章

我国长期以来施用有机肥料和草木灰，由此每年土壤中钾素部分得到补充，加之土壤钾含量较氮、磷丰富，故在以往施用钾肥较少。近年来，由于作物单位面积产量不断提高，高产品种的引入和推广，氮磷用量的增加，以及有机肥用量的减少，不少地区出现了缺钾症状。我国开始大面积施用化学钾肥是在80年代以后，80年代以前对化学钾肥只有小范围的田间试验，尚无大面积应用，我国严重缺钾土壤（速效钾为<50ppm）和一般缺钾土壤（速效钾50-70ppm）总计已达3.4亿亩。

第一节钾的营养作用一、植物体内钾的含量及其形态与分布钾在作物体内含量较高，一般都超过磷，例如每生产500Kg稻谷需N8.0-12.5Kg、磷(P2O5)3.0-5Kg、钾(K2O)7.0-15.5Kg。高产作物总钾的含量非但超过磷，甚至超过氮。

与氮，磷不同，钾不是以有机化合物形态存在，而是以离子态、水溶性盐类或吸附在原生质表面上等方式存在。钾主要分布在代谢活跃的器官和组织中，禾谷类作物中茎叶>籽粒。在体内有较大的移动性，随作物生长，不断由老组织向新生幼嫩部位转移，再利用率高，缺乏症也从老叶开始发生。

二、钾的营养功能

（一）促进酶的活化

生物体中约有60多种酶需要钾离子作为活化剂。钾所能活化的酶分别属于合成酶类，氧化还原酶类和转移酶类，参与糖代谢，蛋白质代谢与核酸代谢等生物化学过程。钾离子能促进酶促反应的可能原因是：

1、由于钾的存在，有利于酶蛋白与辅酶结

合形成全酶，使酶处于正常的活化状态；2、钾离子水合度小，其水合离子的直径比水合度大的Li+Na+要小的多，容易进入酶的活化部位。（二）促进光能的利用,增强光合作用

K+能保持叶绿体内类囊体膜的正常结构，K+又能促进类囊体膜上质子梯度的形成和光化磷酸化作用。ATP的形成还能使氧化态辅酶Ⅱ（NADP+）转变为还原态辅酶Ⅱ(NADPH)，促进CO2的同化。钾还能通过影响气孔的开闭，调节CO2透入叶片和水分蒸腾的速率。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（%）3.701.005.531.144.701.60ATP的数量（µmol/h/g.叶绿素）21614329518510268（三）有利于植物正常呼吸作用,

改善能量代谢糖酵解过程中，磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶均需K+和Mg2+离子作活化剂。植物正常呼吸作用，其末端氧化酶为细胞色素氧化酶。（四）增强植物体内物质合成和转运

1、碳水化合物的合成和运转

钾能使体内糖类向聚合方向转变，对棉麻等纤维类作物有其特殊意义，钾充足时，光合产物转运加快。2、增强蛋白质与核蛋白的合成钾能提高作物对氮的吸收和利用。蛋白质和核蛋白的合成均需要钾作活化剂，钾能促进豆科植物根瘤菌的固氮作用。（五）增强植物抗性-抗逆元素

1、增强抗冻、抗旱抗盐的能力

防止脱水，使生物膜处于正常的液晶态结构，维持稳定渗透性和生理活性，因为，当钾供应充足时，膜内含有较高的糖类和钾、铜等离子的浓度，增加对水的束缚力，减少水分蒸腾，细胞就不易脱水受冻、受旱。2、增加植物对病虫害的抗性

钾增强植物抗病性的原因可以从植物组织特征和生物化学特性来解释，钾能提高光合磷酸化的效率，形成更多的ATP,为生命活动的正常进行提供能源和促进物质代谢。这对厚壁细胞木质化，厚角组织细胞加厚，角质层发育以及纤维素含量增加有帮助，会使植物茎杆粗壮，强度增大，机械性能改善，有效的阻碍病菌入侵和虫害侵蚀，同时又提高了抗倒伏的性能。

同时，缺钾或有效氮多，体内酚类化合物合成减弱，而植物抗病能力则与体内酚类化合物含量呈正相关。

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/ha)(t/ha)(％)──────────────────────04.48353006.91196008.738──────────────────────在1203例由真菌、细菌、病毒、线虫等引起的植物病害中，施钾有降低效果的达65%。钾提高植物抗病性的机理：主要是通过影响寄主的某些代谢功能，改变寄主和寄生菌之间的亲和关系实现的。主要表现为：1、缺钾可导致蛋白质合成受阻，寄主体内无机氮相对增加，为病菌提供较多的氮素营养，有助于病菌的繁殖、活动。如玉米细菌性萎蔫病、茎腐病，小麦全蚀病、条锈病等。2、缺钾可抑制寄主体内可溶性糖转化为纤维素、木质素等多糖（纤维素、木质素的正常合成，细胞、植物体结实，有益健康，而可溶性糖是病菌的营养物质，有利于的繁殖、活动）。3、钾有利于有杀菌作用的酚类的累积。4、养分失去平衡，如N/K和K/Ca大的植物易感病。3、减轻水稻受还原性物质的危害

淹水条件下增施钾肥，可改善水稻根部“乙醇酸代谢途径”提高根系氧化力。使水稻根际土壤的氧化还原电位升高，还原性物质总量和活性还原性物质量明显降低，防止了土壤中H2S，有机酸及Fe2+的危害。三、植物对钾的吸收利用

土壤钾离子主要通过扩散途径迁移达到植物根表，然后又主要通过主动吸收进入根内。植物对钾的吸收还决定于植物种类，其大致顺序是：向日葵、荞麦、甜菜、马铃薯、玉米>油菜、豆科作物>禾谷类作物，介质中离子组成亦影响植物对钾离子的吸收。Ca2+促进、Rb+则降低，高浓度下SO4=降低，Cl-则没影响。四.钾对作物产量与品质的影响-品质元素

钾与脂肪代谢有关，油料作物施用钾肥，产量与品质都能提高，纤维类作物、淀粉类作物等需要较多的钾。果树上，能提高果实中全糖量，还原型Vc和改善糖酸比。然而植物对钾的吸收具有奢侈吸收的特性，过量钾的供应，虽不易直接表现出中毒症状，但可能影响各种离子间的平衡，抑制作物对钙、镁的吸收，也浪费化肥用量。

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

(％)(％)(％)(％)(％)(％)-─────────────────────NP0.180.140.360.12144.99.36NPK0.200.200.420.13546.510.40──────────────────────几种大田作物钾的营养诊断指标（干物质%）作

物指标缺低中高小麦玉米<1.01.1-1.51.51-3.03.0-5.50.39-1.30-0.29-0.44-1.11-4.45-刚抽穗前的上部叶片叶片,抽雄期最下穗轴下第一叶叶片,无叶柄,苗龄45天测定部位及时期棉花大豆---1.46-5.803.07>3.20第二叶柄几种蔬菜作物钾的营养诊断指标（干物质%）作

物指标缺低中高测定部位及时期黄瓜番茄甘蓝马铃薯<3.03.74.4-4.9>5.0-2.502.5-4.95.01.8-2.52.7-3.03.5-4.0>4.02.52.7-3.34.0-5.0>5.0上部叶花期保护地上部分枝叶结果期第3、4叶片结球期上部第4、5叶片孕蕾期五.作物的钾素营养失调的症状

钾在作物体内流动性很强，缺钾症状通常在作物生长发育的中后期才表现出来；

缺钾的主要特征：老叶和叶缘先发黄，进而变褐，焦枯似烁烧状，叶片上出现褐色斑点或斑块，但叶中部、叶脉处仍保持绿色，随着缺钾程度的加剧，整个叶片变为红棕色或干枯状，坏死脱落。

但不同作物上缺钾症状也有特殊性。KSOP(Potassium

Sulfate(Sulphate),硫酸钾)K钾利于果实着色只有供钾充分的番茄才有诱人的色泽缺钾KKK缺钾易形成破碎的小叶，烟草质量下降第二节土壤中的钾素一、土壤中钾素含量与形态

较N、P高的多,一般为0.5－2.5％(N0.05－0.3％；P2O50.28％)而能被利用的只占全量的1－2％。

土壤中钾素按照其在土壤中存在的形态和作物的有效性可分为:矿物态钾:

主要存在于微斜长石.正长石.白云母中,占全钾量的90--98%非代换性钾:固定在粘粒矿物层状结构中的钾及部分含于易风化矿物中的钾:黑云母、白云母这类钾不能被植物直接利用,是土壤速效钾的直接后备,一般占全钾量的2%以下,最高可达6%.代换性钾:

它是受土壤胶粒负电荷的作用被吸附在胶粒表面,当土壤溶液钾被吸收后,可以迅速进入溶液进行补充,占速效钾总量的90%。水溶性钾:

是作物直接的钾素来源,占速效钾的10%,代换性钾与水溶性钾是速效性钾,占全钾量的1-2%。土壤速效钾诊断标准:＜30ppm极低30-60ppm中等100-160高＞160极高

二、土壤中钾的转化土壤中钾有下列平衡:(溶液中K+)有机体钾矿物态钾缓效性钾交换性钾水溶性钾(原生矿物钾)(层间K+)(胶体K+)(一)矿物态钾的释放氧化还原反应和螯合作用、环境因素、温度、pH、螯合物等。

(二)土壤中钾的固定1.钾的晶格固定:是指溶液中的钾或吸附在土壤胶体表面的交换性钾进入2:1型粘矿物如蛭石、伊利石、蒙脱石的晶片层间转化为非交换性钾,从而降低钾的有效性的现象。2.生物固定:指微生物吸收.这种固定是暂时性的。(三)土壤中钾的吸附:

粘土矿物、有机质