植物钾素营养及钾肥课件

植物钾素营养及钾肥KK钾第一节植物的钾素营养－1一、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0.3%~5%钾是植物体中含量最多的金属元素 钾在细胞质中的浓度相对稳定，为100~200mmol·L-1

(比硝酸根和磷酸根离子高几十倍至百余倍，比外界有效钾高几倍至几十倍)。过多的钾几乎全部转移到液泡中。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－K＋K主要农作物不同部位中钾的含量(%)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.形态离子态为主并不是以有机化合物的形态存在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，随植物生长中心转移而转移，即再利用率高。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。

为什么钾能提高酶的活性呢？2.

K+易进入酶的活化部位活化离子与非活化离子对酶变构作用的影响1.

全酶 酶蛋白＋辅酶－K+＋K+机理：(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＋K1.14＋K4.70－K1.60ATP的数量(µmol/h/g叶绿素)21614329518510268(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。3.协调“源”与“库”的相互关系(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；钾能加快NO3-由木质部向叶片的运输，减少NO3-在根系中还原的比例。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

3.促进豆科根瘤菌的固氮作用

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)───────────────────────

－K9.0554.73.086.9

＋K12.5060.83.9109.9───────────────────────*单位为μmolC2H2/g根瘤/h

(Gomes,1986)(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、抗高温、抗寒、抗病、抗盐、抗倒伏等的能力，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促进根系生长，提高根冠比，增强作物吸水能力2.抗高温保持较高的水势和膨压，保证植物的正常代谢促进植物的光合作用，加速蛋白质和淀粉的合成调节气孔和渗透，提高作物对高温的忍耐能力3.抗寒性 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，增强抗旱能力，并能使冰点下降，减少霜冻危害，提高抗旱性

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。4.抗盐害钾能稳定质膜中蛋白质分子上的-SH基，避免蛋白质变性；防止类脂中的不饱和脂肪酸被氧化。5.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6.抗倒伏 促进作物茎秆维管束的发育，使茎壁增厚，髓腔变小，机械组崐织内细胞排列整齐。7.抗早衰

延长籽粒灌浆时间，增加千粒重；三、植物对钾(K＋)的吸收和运输(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(二)影响植物吸收钾的因素1.土壤供钾状况矿物态钾缓效性钾交换性钾水溶性钾2.植物种类

需钾循序：向日葵、荞麦、甜菜、玉米>

油菜、豆科作物>

禾谷类作物、禾本科牧草3.介质的离子组成

如：钙促进钾的吸收 铵抑制钾的吸收4.土壤水气条件

如果水分不足会使K+的活度下降，降低了K+的扩散；水分过多使通气不良，作物吸钾能力受到抑制(速效性钾)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────────────────────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────────────────────

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水培小白菜－K1/2K1K生菜缺钾叶片缺钾的症状禾谷类作物缺钾时，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。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。六、植物钾素营养的诊断指标：因土壤和作物而异玉米生长期间对钾素的吸收比例

第二节土壤中钾的形态和转化地壳中钾的含量(平均)约为2.3%，大部分土壤含钾量为0.5%~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。

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。

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。(二)形态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。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。3.速效性钾

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二、土壤中钾素的转化矿物态钾 缓效态钾

交换性钾

有机体中的钾

水溶性钾

风化风化分解生物固定生物固定解吸晶格固定吸附固定第三节钾肥的种类、性质及施用一、钾矿资源和钾肥简介钾盐矿种类

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

原生钾盐在自然状态下呈各种颜色。这是由于钾盐中含有不同铁氧化物或粘土等，但它们并不影响提炼的钾肥的效果。钾盐矿钾矿床钾矿石钾盐矿世界钾矿储量（×106tK2O）

国家潜在储量易利用储量世界26124.75793俄罗斯68003000加拿大14001400德国830480白俄罗斯544240以色列1200108美国290832.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)3、钾肥制造的历史和现状历史：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

我国钾盐资源不仅储量少，且分布不均匀，多集中在西北(占全国总储量的９６.９％)和西南(占全国总储量的２.６％)地区，经济比较发达的东部地区基本无钾盐资源分布。全国只有青海省拥有适宜工业开采的２亿多吨钾矿储量。目前我国每年需钾肥５００万吨，而产量仅为２０多万吨，市场供给率只有４％左右，每年需耗费几亿美元进口钾肥。本世纪初，我国钾肥年需求预计将增至６００多万吨，即使青海的１００万吨合资钾肥项目全面投产，国产钾肥供给量也不足２００万吨，仍然存在近７０％的市场缺口。由于钾矿资源的制约，依靠国内生产显然无法满足生产市场需要。

新华社新闻信息中心2001.08.09未来几年我国钾肥市场严重供不足需

青海盐湖钾肥股份有限公司拥有盐田120km2，设备1822台（套）以及具有世界先进水平的水采船3艘。2004年生产能力为60万吨。历年来产销率均为100％。公司主导品牌“盐桥”钾肥是中国国内重要的支农产品,在化肥行业中的钾肥排名全国第一位，占我国钾肥生产量和国产钾肥销售额的96%。

新疆罗布泊目前已探明钾盐储量2.99亿吨，是中国已发现储量最大的钾盐矿。现正进行着紧张的矿产开发建设，新疆罗布泊将成为全世界规模最大的硫酸钾生产基地。缓和钾肥供需矛盾的措施(2)充分利用农家肥 如有机肥、灰肥－－生物循环(1)依靠进口钾肥(3)合理分配和施用有限的钾肥 五看：天、地、植物、肥料、措施成分和性质

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

二、常用钾肥的性质和施用（一）氯化钾(potassiumchloride)氯化钾2.在土壤中的转化(1)阳离子交换反应

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★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：结果：

多雨地区或季节，钙易淋失 措施：

中性土

——土壤脱钙板结

配施石

缓冲性小的土壤，逐渐酸化

灰肥料石灰性土：生理酸性可被中和，土壤不会酸化， 且会释放有效钙，利于植物吸收[土壤胶粒]Ca2++2KCl[土壤胶粒]K+K++CaCl2(1)阳离子交换反应★酸性土壤：

K+与胶体上的H+、Al3+、Ca2+产生离子交换反应式：

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CaCl2)措施：应配施石灰和有机肥料

[土壤胶粒]+2KCl[土壤胶粒]K+K+H+H++HCl(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)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)

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[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(plantash)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。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 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。窑灰钾肥（四）窑灰钾肥：水泥工业的副产品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。使用注意事项：常用的含钾肥料窑灰钾肥氯化钾硫酸钾草木灰磷酸二氢钾硝酸钾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。

土壤速效钾水平与当季 作物钾肥肥效的关系等级速效钾/mg·kg

-1钾肥施用效果极低<33增产效果极显著低33~67一般有增产效果中67~125一定条件下钾肥有效高125~170施用钾肥一般无效极高>170不需要施用钾肥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二、作物需钾特性与钾肥