植物的鉀素營養(yǎng)與鉀肥

作物生產(chǎn)技術專業(yè)/教學資源庫作物生長與環(huán)境制作人|新疆農(nóng)業(yè)職業(yè)技術學院饒曉娟作物生產(chǎn)技術專業(yè)/教學資源庫《作物生長與環(huán)境》作物生產(chǎn)技術專業(yè)/教學資源庫《作物生長與環(huán)境》植物的鉀素營養(yǎng)與鉀肥

我國長期以來施用有機肥料和草木灰，由此每年土壤中鉀素部分得到補充，加之土壤鉀含量較氮、磷豐富，故在以往施用鉀肥較少。近年來，由于作物單位面積產(chǎn)量不斷提高，高產(chǎn)品種的引入和推廣，氮磷用量的增加，以及有機肥用量的減少，不少地區(qū)出現(xiàn)了缺鉀癥狀。

我國開始大面積施用化學鉀肥是在80年代以后，80年代以前對化學鉀肥只有小范圍的田間試驗，尚無大面積應用，我國嚴重缺鉀土壤（速效鉀為<50ppm）和一般缺鉀土壤（速效鉀50-70ppm）總計已達3.4億畝。

第一節(jié)鉀的營養(yǎng)作用

一、植物體內(nèi)鉀的含量及其形態(tài)與分布

鉀在作物體內(nèi)含量較高，一般都超過磷，例如每生產(chǎn)500Kg稻谷需N8.0-12.5Kg、磷(P2O5)3.0-5Kg、鉀(K2O)7.0-15.5Kg。高產(chǎn)作物總鉀的含量非但超過磷，甚至超過氮。

與氮，磷不同，鉀不是以有機化合物形態(tài)存在，而是以離子態(tài)、水溶性鹽類或吸附在原生質(zhì)表面上等方式存在。

鉀主要分布在代謝活躍的器官和組織中，禾谷類作物中莖葉>籽粒。在體內(nèi)有較大的移動性，隨作物生長，不斷由老組織向新生幼嫩部位轉(zhuǎn)移，再利用率高，缺乏癥也從老葉開始發(fā)生。

二、鉀的營養(yǎng)功能

（一）促進酶的活化

生物體中約有60多種酶需要鉀離子作為活化劑。鉀所能活化的酶分別屬于合成酶類，氧化還原酶類和轉(zhuǎn)移酶類，參與糖代謝，蛋白質(zhì)代謝與核酸代謝等生物化學過程。鉀離子能促進酶促反應的可能原因是：1、由于鉀的存在，有利于酶蛋白與輔酶結(jié)2、鉀離子水合度小，其水合離子的直徑比水合度大的Li+Na+要小的多，容易進入酶的活化部位。

合形成全酶，使酶處于正常的活化狀態(tài)；（二）促進光能的利用,增強光合作用

K+能保持葉綠體內(nèi)類囊體膜的正常結(jié)構(gòu)，K+又能促進類囊體膜上質(zhì)子梯度的形成和光化磷酸化作用。ATP的形成還能使氧化態(tài)輔酶Ⅱ（NADP+）轉(zhuǎn)變?yōu)檫€原態(tài)輔酶Ⅱ(NADPH)，促進CO2的同化。鉀還能通過影響氣孔的開閉，調(diào)節(jié)CO2透入葉片和水分蒸騰的速率。

糖酵解過程中，磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶均需K+和Mg2+離子作活化劑。植物正常呼吸作用，其末端氧化酶為細胞色素氧化酶。（三）有利于植物正常呼吸作用,

改善能量代謝1、碳水化合物的合成和運轉(zhuǎn)

鉀能使體內(nèi)糖類向聚合方向轉(zhuǎn)變，對棉麻等纖維類作物有其特殊意義，鉀充足時，光合產(chǎn)物轉(zhuǎn)運加快。

（四）增強植物體內(nèi)物質(zhì)合成和轉(zhuǎn)運

2、增強蛋白質(zhì)與核蛋白的合成

鉀能提高作物對氮的吸收和利用。蛋白質(zhì)和核蛋白的合成均需要鉀作活化劑，鉀能促進豆科植物根瘤菌的固氮作用。

1、增強抗凍、抗旱抗鹽的能力

防止脫水，使生物膜處于正常的液晶態(tài)結(jié)構(gòu)，維持穩(wěn)定滲透性和生理活性，因為，當鉀供應充足時，膜內(nèi)含有較高的糖類和鉀、銅等離子的濃度，增加對水的束縛力，減少水分蒸騰，細胞就不易脫水受凍、受旱。

（五）增強植物抗性2、增加植物對病蟲害的抗性

鉀增強植物抗病性的原因可以從植物組織特征和生物化學特性來解釋，鉀能提高光合磷酸化的效率，形成更多的ATP,為生命活動的正常進行提供能源和促進物質(zhì)代謝。這對厚壁細胞木質(zhì)化，厚角組織細胞加厚，角質(zhì)層發(fā)育以及纖維素含量增加有幫助，會使植物莖桿粗壯，強度增大，機械性能改善，有效的阻礙病菌入侵和蟲害侵蝕，同時又提高了抗倒伏的性能。

同時，缺鉀或有效氮多，體內(nèi)酚類化合物合成減弱，而植物抗病能力則與體內(nèi)酚類化合物含量呈正相關。

3、減輕水稻受還原性物質(zhì)的危害

淹水條件下增施鉀肥，可改善水稻根部“乙醇酸代謝途徑”提高根系氧化力。使水稻根際土壤的氧化還原電位升高，還原性物質(zhì)總量和活性還原性物質(zhì)量明顯降低，防止了土壤中H2S，有機酸及Fe2+的危害。

土壤鉀離子主要通過擴散途徑遷移達到植物根表，然后又主要通過主動吸收進入根內(nèi)。植物對鉀的吸收還決定于植物種類，其大致順序是：向日葵、蕎麥、甜菜、馬鈴薯、玉米>油菜、豆科作物>禾谷類作物，介質(zhì)中離子組成亦影響植物對鉀離子的吸收。Ca2+促進、Rb+則降低，高濃度下SO4=降低，Cl-則沒影響。

三、植物對鉀的吸收利用

鉀與脂肪代謝有關，油料作物施用鉀肥，產(chǎn)量與品質(zhì)都能提高，纖維類作物、淀粉類作物等需要較多的鉀。

果樹上，能提高果實中全糖量，還原型Vc和改善糖酸比。然而植物對鉀的吸收具有奢侈吸收的特性，過量鉀的供應，雖不易直接表現(xiàn)出中毒癥狀，但可能影響各種離子間的平衡，抑制作物對鈣、鎂的吸收，也浪費化肥用量。

四.鉀對作物產(chǎn)量與品質(zhì)的影響幾種大田作物鉀的營養(yǎng)診斷指標作

物指標缺低中高小麥玉米<1.01.1-1.51.51-3.03.0-5.50.39-1.30-0.29-0.44-1.11-4.45-剛抽穗前的上部葉片葉片,抽雄期最下穗軸下第一葉葉片,無葉柄,苗齡45天測定部位及時期棉花大豆---1.46-5.803.07>3.20第二葉柄幾種蔬菜作物鉀的營養(yǎng)診斷指標作

物指標缺低中高測定部位及時期黃瓜番茄甘藍馬鈴薯<3.03.74.4-4.9>5.0-2.502.50-4.95.01.8-2.52.7-3.03.5-4.0>4.02.52.7-3.34.0-5.0>5.0上部葉花期保護地上部分枝葉結(jié)果期第3、4葉片結(jié)球期上部第4、5葉片孕蕾期

缺鉀的主要特征：老葉和葉緣先發(fā)黃，進而變褐，焦枯似爍燒狀，葉片上出現(xiàn)褐色斑點或斑塊，但葉中部、葉脈處仍保持綠色，隨著缺鉀程度的加劇，整個葉片變?yōu)榧t棕色或干枯狀，壞死脫落。

但不同作物上缺鉀癥狀也有特殊性。五.作物的鉀素營養(yǎng)失調(diào)的癥狀

較N、P高的多,一般為0.5－2.5％(N0.05－0.3％；P2O50.28％),平均含量1.36%.我國耕地耕層含量為2%.相對較豐富.影響因素:成土母質(zhì)土壤質(zhì)地土壤有機質(zhì)而能被利用的只占全量的1－2％。

第二節(jié)土壤中的鉀素

一、土壤中鉀素含量

土壤中鉀素按照其在土壤中存在的形態(tài)和作物的有效性可分為:

礦物態(tài)鉀:

主要存在于微斜長石.正長石.白云母中,占全鉀量的90--98%,經(jīng)風化后釋放出有效鉀才能被利用非代換性鉀:

固定在粘粒礦物層狀結(jié)構(gòu)中的鉀及部分含于易風化礦物中的鉀:黑云母、白云母這類鉀不能被植物直接利用,是土壤速效鉀的直接后備,一般占全鉀量的2%以下,最高可達6%.

代換性鉀:

它是受土壤膠粒負電荷的作用被吸附在膠粒表面,當土壤溶液鉀被吸收后,可以迅速進入溶液進行補充,占速效鉀總量的90%

水溶性鉀:

是作物直接的鉀素來源,占速效鉀的10%,代換性鉀與水溶性鉀是速效性鉀,占全鉀量的1--2%.土壤速效鉀診斷標準:

＜30ppm極低30-60ppm中等100-160高＞160極高

土壤中鉀有下列平衡:

(溶液中K+)

有機體鉀

礦物態(tài)鉀緩效性鉀交換性鉀水溶性鉀(無效鉀)(層間K+)(膠體K+)二、土壤中鉀的轉(zhuǎn)化土壤中鉀素的轉(zhuǎn)化礦物鉀風化釋放非交換性鉀交換性鉀土壤溶解性鉀土隨水流失吸附固定解吸植物吸收(一)礦物態(tài)鉀的釋放

氧化還原反應和螯合作用、環(huán)境因素、溫度、pH、螯合物等。

(二)土壤中鉀的固定1.鉀的晶格固定:

是指溶液中的鉀或吸附在土壤膠體表面的交換性鉀進入2:1型粘礦物如蛭石、伊利石、蒙脫石的晶片層間轉(zhuǎn)化為非交換性鉀,從而降低鉀的有效性的現(xiàn)象。2.生物固定:

指微生物吸收.這種固定是暫時性的。(三)土壤中鉀的吸附:

粘土礦物、有機質(zhì)。

(四)鉀的釋放和淋失:

鉀的釋放即鉀的有效化過程，淹水、凍垡、曬土、熏土等。鉀的淋溶現(xiàn)象與氣候條件、土壤性質(zhì)等因素有關。固定作物殘茬、廄肥化學肥料緩效性鉀的礦物土壤中有效鉀作物吸收淋洗損失徑流損失(侵蝕損失)三、土壤鉀素平衡

鉀鹽沉積礦床是鉀肥最主要的資源,估計世界總儲量超過1400億噸K2O、其中2/3在加拿大的Saskatchewman(薩斯喀徹溫省)。

第三節(jié)鉀肥的種類、性質(zhì)和施用

我國青海柴大木盆地察爾湖是目前我國發(fā)現(xiàn)的最大氯化物液體鉀礦資源,總儲氯化鉀量為1.45億噸以上,但因交通運輸條件差,限制了利用.從總的來說,我國鉀肥資源的開發(fā)利用,遠不能滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需要。預計一、二十年內(nèi)要解決或緩和我國鉀肥供應不足的矛盾,一方面應充分利用有機肥、灰肥等農(nóng)家肥料,以便通過生物循環(huán)來減輕對鉀肥的需求;另一方面要依靠進口鉀肥,并把國產(chǎn)和進口的有限鉀肥用在缺鉀最嚴重、需鉀量最迫切的地區(qū)和作物上。

氯化鉀:KCl

含K2O60%左右呈白色或灰黃色或紫紅色結(jié)晶(Fe...)易溶于水,肥效迅速,有吸濕性,久貯后會結(jié)塊,屬化學中性,生理酸性肥料,施入土壤后,能同土壤膠體上的陽離子起交換作用。[土壤膠體]Ca2+Mg2++4KCl

[土壤膠體]K++CaCl2+MgCl2

鉀肥品種比較簡單,約95%是氯化鉀,其它還有硫酸鉀、鉀鎂肥及草木灰和窯灰鉀肥。

由鉀石鹽或光鹵石為原料來制造成分:含K2O50-60%

含Cl47%

少量的NaCl、K2SO4

、MgSO4

性質(zhì):白色淺黃色或紫紅色的細粒結(jié)晶,物理性質(zhì)良好,不易吸濕,吸濕性稍大于硫酸鉀,所以可能結(jié)塊.溶解度大一、氯化鉀KCL在土壤中的轉(zhuǎn)化:在酸性土壤中,造成土壤酸化(生理酸性肥)在中酸土壤中,由于CaCl2易流失，造成土壤板結(jié)。不宜施用的作物:忌氯作物如甘薯、馬鈴薯、甘蔗、甜菜、柑桔、煙草、茶樹、葡萄適宜施用作物有：大麥、花生、玉米、水稻、高粱、小麥、大豆、胡蘿卜、芹菜、蘿卜、菠菜、棉花、黃麻等。

施用：作基肥和追肥,一般不做種肥.Cl-抑制種子發(fā)芽不宜施用的土壤:干旱地區(qū)的鹽堿土排水不良的地區(qū)我國主要是用明礬為原料的煉Al工業(yè)的副產(chǎn)品

含K2O50-52％易溶于水，吸濕性小，久貯不易結(jié)塊，屬化學中性，生理酸性肥料，白色或黃色結(jié)晶二、硫酸鉀K2SO4在土壤中的轉(zhuǎn)化在酸性土壤長期大量施用:

SO42-+H+→

H2SO4使土壤變酸（生理酸性肥料）在中性土壤長期大量施用:

SO42-+Ca2+

→

CaSO4使土壤板結(jié)長期施用易變酸和土壤板結(jié)，也應配施石灰（特別是酸性土壤）和有機肥料。

宜作基肥和追肥，還可作種肥和根外追肥，適用范圍較KCl廣泛，但數(shù)量少，價格高，應首先用于對氯敏感及喜硫作物上，適宜作物為：菜豆、白菜、黃瓜、茄子、辣椒、萵苣、洋蔥、馬鈴薯、番茄、西瓜、蘋果、柑桔、葡萄、桃樹、煙草、茶樹等。

草木灰是植物燃燒后的殘灰,其中含鈣、鉀較多,磷次之.還有Mg、Fe及少量微量元素.

草木灰成分還與燃燒溫度有關,過高形成硅酸鉀,呈灰白色，肥效較差；溫度低時,成黑色,肥效較高.

草木灰鉀的形態(tài)是K2CO3其次是K2SO4和KCl,均為水溶性鉀,草木灰中還含有CaO呈堿性不能與銨態(tài)氮肥及腐熟有機肥混合施用.可作基肥、追肥和種肥.還可用1%草木灰浸出液根外追肥,適于各種土壤,但鹽堿地生長的植物殘灰,不宜再施于鹽堿土壤中。

三、草木灰

是水泥工業(yè)的副產(chǎn)品含K2O8-10%。高達20%以上還含有CaO35-40%及鎂、硅、硫和多種微量元素,呈灰褐色粉末，強堿性反應,吸濕性強,易結(jié)塊其中90%以上的鉀素是以K2SO4與KCl形態(tài)存在,1-5%以硫酸鉀和硅酸鉀形態(tài)存在,5％的為礦物態(tài)鉀。

可作基肥和追肥,但不宜作種肥,施用期間最好與濕土拌混,防粉末飛揚,不能與銨態(tài)氮肥和腐熟有機肥以及水溶性磷肥混合使用。

四、窯灰鉀肥1.鉀鎂肥:又稱鹵渣，是制鹽工業(yè)的副產(chǎn)品,含K2O33%；MgO38％溶解度好,作追肥、基肥、忌氯作物不宜施用

2.鉀鈣肥：鉀長石、石灰石、石膏、無煙煤為原料制成,含K2O4.1%CaO4.16%MgO4.28%,也有SiS等元素

五、鉀鎂肥、鉀鈣肥

土壤供鉀水平是指土壤中速效性鉀的含量和緩效性鉀的貯藏量及其釋放速度,只有土壤鉀的供應水平低于某一界限時