第十三章钾素营养与化学钾肥

第十三章钾素营养与化学钾肥

钾就是作物营养得三要素之一,

钾素有品质元素之称。随着产量水平与种植指数得增高,土壤施钾成为提高作物产量与农产品品质得重要措施之一。第一节土壤钾素营养一、土壤中钾素含量钾在地壳中得丰度位居第七位,其含量以元素钾计为0、06~6%,平均为2、57%。大多数矿质土壤含钾量在0、5~2、5%之间,平均1、16%。土壤中钾得绝大多数(95%~99%)都存在于土壤矿物得晶格中或晶层间,所以土壤含钾量与成土得岩石矿物类型、风化成土条件及土壤本身特性有密切关系。高温高湿地区:高度风化,盐基淋溶强烈,钾量<1、2%,甚至于<0、1%。干旱地区:降雨少,淋溶弱,矿物风化释放钾一般不能淋出土壤,因此土壤中钾丰富。二、土壤中钾得分布华南砖红壤:全钾量仅0、3%,缓效钾与速效钾也低;华中低丘红壤:含有较多得云母、伊利石,其含钾量可达0、86~1、15%,特别就是高丘地得红壤,粘粒中含水云母可达25%~35%;长江以南得石灰土及紫色土:全钾含稍高;华北、西北得黄潮土、褐土、黑垆土:含较多钾素,且缓效钾与速效钾也高;东北得黑土、黑钙土:全钾、缓效钾与速效钾都高。总体上,南方热带、亚热带,土壤风化、淋溶强烈,土壤含钾量低,而北方土壤因气候干燥,矿物风化、淋溶弱,因此含钾较多。三、土壤中钾得形态与有效性

土壤中得钾依其存在得化学状态及对植物得有效性,常可划分为矿物态、非交换态钾、交换钾及水溶态钾等4种形态。

1、矿物态钾(mineralpotassium):指主要以原生或次生得结晶硅酸盐状态存在于土壤中得钾,一般含量为0、5%~2、5%,占全钾量得90~98%。钾离子得释放缓慢,植物对其难以吸收利用,有效性很小。2、非交换态钾(non-exchangeablepotassium):又称缓效钾,主要指被2:1型层状粘土矿物所固定得钾离子及黑云母与部分水云母中得钾,这就是反映土壤钾潜力得主要指标。在土壤中得含量通常为50~750mgkg-1,占全钾得2~8%。缓效钾就是土壤速效钾得直接给源与后备,把这两种钾综合考虑才能客观衡量土壤得供钾水平。3、交换态钾(exchangeablepotassium):指土壤胶体负电荷位点上吸附得钾离子及位于云母类矿物风化边缘楔形带内可以被氢离子与铵离子交换但不能被钙、镁水化半径大得离子所交换得特殊吸附得钾,一般含量9~90mgkg-1,约占全钾量得0、9~1、8%。易被代换到土壤溶液中,供作物吸收利用,就是土壤中可供植物吸收钾得主要部分,因此交换态钾常被认为就是土壤供钾能力得容量因素。交换态钾在土壤钾体上有3种吸附位置p位:位于矿物表面,易代换

i位:不易被交换,就是缓效钾部分e位:交换性钾,易被代换4、水溶态钾(solublepotassium):指以离子形态存在于土壤溶液中得钾,通常含量为1~10mgkg-1,约占土壤全钾得0、1~0、2%。可直接被植物吸收利用,认为就是土壤供钾得强度指标。四、土壤钾得形态转化施入的K+植物吸收水溶态K淋溶非交换态K+交换态K+矿物态K+释放固定二、钾得生理功能(一)就是许多酶得活化剂有六十多种酶需K+作活化剂。如:

ADPG+(葡萄糖基)n

ADP+(葡萄糖基)n＋1腺苷二磷酸葡萄糖所以,含糖含淀粉多得作物施钾肥产量高、品质好。K＋淀粉合成酶大家学习辛苦了，还是要坚持继续保持安静(二)促进光合作用1、钾促进叶绿素得形成与稳定;2、促进ATP得合成,为二氧化碳固定提供能量;3、促进碳水化合物得及时转运。(三)促进氮素代谢1、钾通过促进光合作用为氮素代谢提供了原料或碳骨架;2、钾通过酶活化促进硝酸根得还原及形成氨基酸及多肽,使游离态氮减少。(四)增强作物抗性1、抗旱

♣钾有调节气孔开闭得作用,减少蒸腾;

♣细胞汁液含钾高,渗透压升高,提高原生质得持水度及吸水能力。2、抗寒钾及可溶性糖类物质含量上升,冰点下降。第二节作物得钾素营养一、钾得含量、形态与分布钾就是高等植物体内含量最高得金属元素,一般1％-5％(K2O)。以离子态存在于细胞汁液中或吸附在原生质上,未发现有机态钾。钾就是移动性强得元素,代谢旺盛部位含钾高,茎叶含量高于籽粒(禾谷类)。马铃薯、糖用甜菜、烟草等喜钾作物含钾量较高。钾在作物体内移动性大。二、钾得营养功能(一)钾能激活多种酶得活性钾就是植物体内60多种酶得最有效得活化剂。包括合成酶、氧化还原酶、转移酶三大类,它们参与糖代谢、蛋白质代谢、核酸代谢等主要得生化过程。钾提高酶促作用机理:水合半径;酶蛋白与辅酶结合。(二)钾能促进光合作用,提高CO2得同化率(增加“源”)

1、钾能促进叶绿素得合成,并能改善叶绿体得结构。缺钾时叶绿体得结构易出现片层松驰,而影响电子传递与CO2得同化。电子传递率提高后,ATP得合成数量也明显增加。试验证明,植物体内含钾量高时,单位时间内合成得ATP比含钾量低得约多50％。2、钾能促进叶片对CO2得同化,一方面由于K提高了ATP数量,另方面K通过影响气孔开闭,调节CO2透入叶片与水分蒸腾得速率。气孔保卫细胞K＋增多使其水势降低,引起保卫细胞吸水,膨压增高,促进气孔张开,有利于CO2进入叶绿体,提高光合作用效率。3、钾能提高光合作用中许多酶得活性。4、钾离子对光合产物得运转也起重要作用。(三)钾可促进作物体内物质得合成与运转1、促进碳水化合物得合成与运转(1)合成钾充足时,活化了淀粉合成酶等,单糖向合成蔗糖、淀粉方向进行,可增加贮藏器官中含量。这种钾能使体内糖类向聚合方向转变对纤维素得合成有利。所以钾对麻、棉纤维类作物有其特殊意义。钾不足时多糖水解成单糖。(2)运输钾能促进光合产物向贮藏器官运输,增加“库”得贮藏。供钾时叶片中光合产物能迅速从叶片中转移出去。光合产物从地上部到根部得转移也不能缺少钾。对于地下块根块茎得生长,钾起着重要作用。(增加“库”得贮藏)。薯类、纤维类、糖用作物施用钾肥有很好得效果。2、促进蛋白质合成钾能提高作物对氮得吸收利用,促进与增强硝酸还原酶得诱导合成得活性,显著加快NO3-由木质部向叶片运输。钾就是氨基酸t-RNA合成酶与多肽合成酶得活化剂。供钾不足时,蛋白质合成减少,有时原有蛋白质也会分解,在局部组织中出现大量异常得含氮化合物,如腐胺、鲱精胺,导致胺中毒。当达到一定浓度,细胞即中毒而死。钾能促进豆科固氮作用。(四)钾能维持细胞膨压,促进植物生长植物各种正常代谢都需要细胞维持正常得结构与形态。这种维持需要一定得渗透压,K＋与Cl-就是维持植物细胞渗透得主要离子。(五)钾能增强植物得抗逆性钾能增强作物抗寒、抗旱、抗高温、抗病、抗盐、抗倒伏等能力。1)钾对作物抗寒性得改善与根得形态与植物体内得代谢产物有关。钾及可溶性糖类物质含量上升,冰点下降。2)抗旱♣钾有调节气孔开闭得作用,减少蒸腾;♣细胞汁液含钾高,渗透压升高,提高原生质得持水度及吸水能力。3)、抗病、抗倒伏钾使茎叶中纤维素含量高,厚角组织发达;表皮细胞硅质化程度高,促进酚类化合物形成;游离态养分下降,因而抗病、抗倒伏。4)抗高温供钾充分能使高温条件下植物保持较高得水势与膨压以保证正常代谢。加速物质合成以补偿高温下有机物得过度消耗。钾还通过气孔运动与渗透调节来提高对高温得忍耐。5)钾可增加植物抗盐能力。供钾不足使质膜上蛋白质变性或类脂中得不饱与脂肪酸氧化,质膜可能失去原有得选择透性而受盐害。6)钾素促进植株生长健壮,增强抗病能力。充足得钾有助于植物厚壁细胞木质化、厚角组织细胞加厚、角质发育及纤维素含量增加。表现为茎杆粗壮、强度增大,阻碍病菌入侵。缺钾时氨基酸等可溶性氮化合物及单糖含量较高,为病菌繁育提供了营养条件。钾素抗下列作物得病害: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:花叶病三、缺钾症状1、时间:缺钾症状出现在中后期(N、P缺乏症状在苗期可发现)2、部位:下部叶片早于上部叶片3、典型症状外部症状老叶尖端与边缘发黄,进而变褐色,进而变褐,焦枯似灼烧状,叶片上出现褐色斑点或斑块,渐次枯萎,但叶脉两侧与中部仍为绿色。出现褐色斑点或斑块,严重时呈火烧焦状。随缺钾程度加深,整个叶片变为红棕色或干枯状。缺钾使根系受损最为明显,短而少,易早衰,严重时腐烂。不同作物缺钾也有特殊表现。次生代谢缺钾时腐胺大量累积,生物碱与酚类化合物增多。这些次生代谢就是对钾营养逆境得适应性反应。但大量腐胺会使叶片中毒坏死。当作物外形上已有可见缺钾症状时,作物产量至少减产10％以上。水稻缺钾,老叶叶尖与叶缘黄化,叶面上有不规则褐斑大麦缺钾,植株矮小,下部叶黄化,叶尖焦枯玉米缺钾叶片,叶尖与边缘黄化焦枯,叶片皱缩或卷曲玉米缺钾,叶片自下而上黄化,叶面黄化呈“V”型燕麦施钾与缺钾比较油菜缺钾,下部老叶黄化焦枯,叶片常卷曲“鸡爪型”棉花缺钾叶花生缺钾,下部叶片脉尖黄化,易发生褐斑烟叶缺钾叶尖叶缘黄化,严重时焦枯缺钾烟叶常黄化反卷茶树缺钾叶缘或脉间褐枯高K低K小麦水培KKKKKKKKKK第三节钾肥得种类、性质及其施用(一)硫酸钾(K2SO4)制取方法有多种。还原热解法:以明矾石为原料,与氯化物高温燃烧,通水蒸气分解制取。K2SO4、Al2(SO4)3、4Al(OH)3+6NaCl-------

K2SO4+3Na2SO4+3Al2O3+6HCl+3H2O其它制法:2KCl+(NH4)2SO4--->K2SO4+2NH4Cl(复分解)2KCl+H2SO4-K2SO4+2HCl(转化)6KCl+4Na2SO4(芒硝)-3K2SO4、Na2SO4+6NaCl(转化)3