植物的鉀素營養與鉀肥施用第1頁/共58頁

主要內容要求植物的鉀素營養 了解

(掌握鉀素的失調癥狀及其原因)

土壤中的鉀素及其轉化了解鉀肥的種類、性質及其施用掌握鉀肥的合理施用掌握第2頁/共58頁第一節植物的鉀素營養一、植物體內鉀的含量、形態與分布1.含量

植物體內鉀含量(K2O)一般為植株干重的l％~5％，是植物體中含量最多的金屬元素鉀在體內的濃度比NO3--N、磷酸離子高幾十倍至百余倍，比外界鉀離子高幾倍至幾十倍

第3頁/共58頁2.形態

鉀在植物體內以離子形態、水溶性鹽類或吸附在原生質表面等方式存在，而不是以有機化合物的形態存在。3.分布

鉀在植物體內具有較大的移動性，主要分布在代謝最活躍的器官和組織中。第4頁/共58頁二、鉀的營養功能(一)作為許多酶的活化劑

生物體內鉀能作為60多種酶的活化劑，所以鉀能促進多種代謝反應。活化離子與非活化離子對酶變構作用的影響第5頁/共58頁(二)促進光合作用鉀能提高植物光合磷酸化作用，使單位重量葉綠體產生的ATP增加。葉綠體在光下形成H+梯度和陽離子流第6頁/共58頁(三)促進糖代謝鉀不足時，植株內糖、淀粉水解為單糖；鉀充足時，活化了淀粉合成酶，單糖向合成蔗糖、淀粉方向進行。鉀能促使糖類向聚合方向進行，對纖維的合成有利。所以鉀肥對棉、麻等纖維類作物有重要的作用。鉀還能促進光合產物向貯藏器官的運輸，這不僅能消除光合產物在葉部累積而抑制光合作用的繼續進行，還能使各組織生長發育良好。第7頁/共58頁(四)促進氮素吸收和蛋白質的合成

促進氮素吸收鉀能大大提高作物對氮的吸收利用，并很快變為蛋白質。鉀充足，進入體內的氮較多，形成的蛋白質較多；如果鉀不足，體內蛋白質合成受到影響，而且原來的蛋白質產生分解，使非蛋白質氮相對增多，同時影響對氨的利用，造成氨的累積，易產生氨毒。第8頁/共58頁

促進蛋白質和核蛋白的形成

蛋白質和核蛋白的合成需要Mg2+、K+作為活化劑。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)和鳥苷一磷酸(GMP)，這個過程的有關酶需要鉀離子激活。氨基酸活化后，由轉移核糖核酸(tRNA)將活化的氨基酸帶到核糖體的信使核糖核酸(mRNA)，然后合成多肽，這一過程需要Mg2+

、K+。鉀還能促進豆科根瘤菌的固氮作用(見表11-5)。第9頁/共58頁(五)鉀能促進植物經濟用水

促進根系對水分的吸收鉀離子以高濃度累積在細胞中，因此，細胞壁滲透壓增大，水分便從低濃度的土壤溶液中向高濃度的根細胞中移動，直至滲透壓和膨壓達到平衡為止。 膨壓是細胞擴張的動力，它從細胞內為細胞壁的延伸或細胞分裂提供必需的壓力。第10頁/共58頁

低量K+處理的作物生長速度、細胞大小和組織的含水量都有所減少。幼嫩組織的膨壓是反映K+營養狀況最敏感的參數。所以鉀充足時，作物能更有效地利用土壤水分，并有較大的能力使水分保持在體內，減少水分的蒸騰。第11頁/共58頁

鉀通過影響氣孔的開閉來調節水分蒸騰和二氧化碳進入葉片的過程在白天，通過光合磷酸化在保衛細胞中產生ATP，K+活化ATPase，促使能量釋放，促進包括K+在內的養分的吸收，鉀會在保衛細胞中以較高濃度積累起來，平衡積累K+的主要陰離子電荷是蘋果酸。由于滲透壓增高，促使保衛細胞從周圍吸收更多的水分，隨之膨壓增加，使氣孔開放，從而有利于二氧化碳的進入，提高光合作用的效率。第12頁/共58頁(六)增強作物的抗逆性增強抗旱、抗寒的能力

K+能增強細胞生物膜的持水能力，維持穩定滲透性，從而提高作物對干旱、霜凍、鹽害等外界不良環境的抗逆性。第13頁/共58頁

原因：當鉀供應充足，膜內含有較高濃度的糖類和包括鉀在內的各種離子，增加對水的束縛力，減少水分蒸騰，不易受凍、受旱，質膜能保持正常狀態；但鉀不足，膜內糖類和離子濃度降低，易因霜凍、干旱而脫水，失去具有保護作用的水合層，質膜的蛋白質分子上的－SH基比較敏感，易于氧化，轉變成雙硫基(－S－S－)，使蛋白質變性。類脂中非飽和脂肪酸亦因脫水而易氧化，形成過氧化態，使質膜變為極易透性，而失去選擇性。第14頁/共58頁

鉀還能增強作物的抗鹽性

鉀還能減輕過量Fe2+、Mn2+和硫化氫等還原物質的危害。鉀能增強作物的抗病能力

原因有：1、供鉀充足時，植物內可溶性氨基酸和單糖在體內積累得很少，減少了病原菌的營養來源；2、鉀供應充足時，可使細胞壁增厚，表皮細胞硅質化程度增加，因而抗病菌侵入的能力也相應增強；3、鉀水平高時體內酚類的合成增加，因為植物抗病能力與體內酚化合物的生物合成量成正相關，所以鉀充足可以提高抗病力。第15頁/共58頁三、植物對鉀(K＋)的吸收（一）主動吸收

占主導地位,具有自動調節功能（二）被動吸收外界K＋濃度過高時，

吸收曲線呈“二重圖型”.鉀離子濃度鉀的吸收速率主動吸收被動吸收第16頁/共58頁四、鉀對作物產量和品質的影響

鉀充足，不但能使作物產量增加，而且可以改善作物品質，如：1.油料作物的含油量增加2.纖維作物的纖維長度和強度改善3.淀粉作物的淀粉含量增加4.糖料作物的含糖量增加5.果樹的含糖量、維C和糖酸比提高，果實風味增加6.橡膠單株干膠產量增加，乳膠早凝率降低

鉀通常被稱為“品質元素”第17頁/共58頁

缺鉀時，通常老葉葉尖和葉緣發黃，進而變褐，逐漸枯萎。在葉片上往往出現褐色斑點，甚至成為斑塊，但葉中部靠近葉脈附近仍保持原來的綠色。嚴重缺鉀時幼葉也會出現同樣的癥狀。

禾谷類作物缺鉀時，先在下部葉片上出現褐色斑點，嚴重缺鉀時新葉也會出現這樣的癥狀，然后枯黃，癥狀由下至上發展。水稻缺鉀易出現胡麻葉斑病的癥狀，發病植株新葉抽出困難，抽穗不齊。五、鉀營養失調的癥狀第18頁/共58頁

棉花缺鉀苗期和蕾期主莖中部葉片首先出現葉肉缺綠，進而轉為淡黃色，葉表皮組織失水皺縮，葉面拱起，葉緣下卷(稱為“蟹殼黃”)。花鈴期在主莖中上部葉的葉肉呈黃色或黃白色花紋，繼而呈紅色，有人稱之為黃葉莖枯病或紅葉莖枯病。嚴重時葉片焦枯脫落。

玉米缺鉀所形成的果穗尖端呈空粒，如能夠形成籽粒也不充實，淀粉含量低。六、植物鉀素營養的豐缺指標第19頁/共58頁水稻缺鉀第20頁/共58頁水稻缺鉀第21頁/共58頁玉米缺鉀第22頁/共58頁第23頁/共58頁SugarcaneplantsofK-deficiencyOldleavesturnsbrown(‘fired’leaves)第24頁/共58頁CottonplantsofK-deficiency,interveinalnecrosislesionswithwell-definedborders,alsoleafbronzingsymptoms第25頁/共58頁CottonplantsofK-deficiency第26頁/共58頁GrapeplantsofK-deficiency.Marginalandinterveinalnecrosiswithdownwardrollingofleafmargins第27頁/共58頁大豆缺鉀第28頁/共58頁煙草第29頁/共58頁番茄第30頁/共58頁第31頁/共58頁亞麻莖表皮橫切面第32頁/共58頁SorghumplantsofN-toxicity,ammoniatoxicity第33頁/共58頁Cornplantsofpotassiumtoxicity:redspeckles第34頁/共58頁

第二節土壤中鉀的形態和轉化

地殼中鉀的含量(平均)約為2.3%，大部分土壤含鉀量為0.5～2.5%，平均為1.2%。紅壤、磚紅壤等風化強烈，是含鉀量最低的土壤種類。

我國地域性分布規律：由北向南，由西向東漸減，東南地區土壤多缺鉀。一、土壤中鉀素含量和形態（一）含量第35頁/共58頁

分為礦物態鉀、緩效態鉀以及速效性鉀(水溶性鉀和交換性鉀)。

1.礦物態鉀 占全鉀量的90—98%，存在于微斜長石、正斜長石和白云母中，以原生礦物形態分布在土壤粗粒部分。（二）形態第36頁/共58頁2.緩效態鉀占全鉀量的2%～8%。主要存在與晶層固定態鉀和次生礦物如水云母等以及部分黑云母中的鉀。有些次生粘土礦物晶層(主要為2:1型粘土礦物)吸水膨脹，使半徑與晶格孔隙半徑相當的K+進入晶格的孔中，而當失水以后晶層收縮，落入孔穴中的K+較難回復到自由狀態，這種現象稱為鉀的晶格固定作用。它難以與其它離子產生離子交換，所以是非交換性鉀。第37頁/共58頁3.速效性鉀（植物可利用的鉀）

占全鉀的0.l%～2%，其中交換性鉀占90%，水溶性鉀占l0%左右。二、土壤中鉀素的轉化礦物態鉀緩效態鉀交換性鉀水溶性鉀有機體中的鉀風化風化解吸晶格固定吸附固定分解生物固定分解流失第38頁/共58頁第三節鉀肥的種類、性質及施用一、氯化鉀(KCl)(一)成分和性質：含K2O60%左右，呈白色或淡黃色或紫紅色結晶，是溶于水的速效性鉀肥，是一種生理酸性肥料。

(二)在土壤中的轉化

在土壤溶液中鉀呈離子狀態，與土壤膠體產生離子交換：第39頁/共58頁

生理酸性鹽:植物吸收陽離子多于鹽的其他組分而使介質變酸的化合物,如(NH4)2SO4,NH4Cl,K2SO4等。

生理堿性鹽:植物吸收陰離子多于鹽的其他組分而使介質變堿的化合物,如NaNO3,Ca(NO3)2等。

生理中性鹽:植物吸收陽離子和陰離子的量比較接近,從而不影響介質酸堿度的化合物,如NH4NO3等。第40頁/共58頁中性土壤中，K+與膠體上的Ca2＋產生代換作用，形成CaCl2，因為CaCl2溶解度大，易引起Ca的淋失，如長期使用，會使土壤板結。由于KCl的生理酸性，會使土壤變酸，所以要配施石灰，防止酸化。石灰性土壤有大量CaCO3，可以中和酸性，不致變酸。土壤膠體Ca+2KCl土壤膠體K+CaCl2

酸性土壤中，K+與膠體上的H+、Al3+產生離子交換，使H+濃度升高，再加上生理酸性的影響，使pH值迅速下降，而且大量Al3+存在易產生鋁毒，所以應配施石灰和有機肥。土壤膠體+4KCl土壤膠體4K+AlCl3+HClAlH+第41頁/共58頁(三)施用

可作基肥、追肥施用，不宜作種肥。作基肥時在酸性和中性土壤上應與磷礦粉、有機肥、石灰等配合施用，一方面防止酸化，另一方面促進磷礦粉中磷的有效化。

KCl含有C1-，對馬鈴薯、甘薯、甜菜、柑桔、煙草、茶樹等的產量和品質有不良影響，不宜多用。氯化鉀特別適于棉花、麻類等纖維作物，因為C1-對提高纖維含量和質量有良好的作用。第42頁/共58頁二、硫酸鉀(K2SO4)(一)成分與性質

含K2O50%～52%左右，為白色結晶，溶于水，是生理酸性肥料。(二)在土壤中的轉化

與KCl相似。但在中性土壤中的Ca2+形成的產物為CaSO4，溶解度比CaCl2小，對土壤脫鈣程度也較小，酸化速度比氯化鉀緩慢。第43頁/共58頁（三）施用

適合各種作物和土壤，可作基肥、追肥、種肥及根外追肥。

在酸性土壤上應與有機肥、石灰等配合施用；在通氣不良的土壤中盡量少用。三、鉀鎂肥四、硫鉀鎂肥第44頁/共58頁五、草木灰(一)成分和性質草木灰是植物熏燒后的殘灰氮和有機物大多燒失，僅含有灰分元素，如Ca、Mg、P2O32-、Fe和其它微量元素等。其中Ca、K較多，P次之。不同植物的灰分含量

一般木灰含Ca、K、P較多，草灰含硅較多，K、P、Ca較少，稻殼灰和煤灰養分最少。第45頁/共58頁草木灰中鉀的主要形態

以碳酸鉀為主，其次是硫酸鉀和氯化鉀，都是水溶性鉀，可為作物直接吸收利用。草木灰中的磷是枸溶性磷，對作物是有效的。草木灰呈堿性反應

在酸性土壤上使用不僅能供鉀，而且可以降低酸度，并可補充Ca、Mg等元素。第46頁/共58頁(二)施用

可作基肥、追肥，也可作蓋種肥。追肥時可進行葉面撒施，這樣不僅能供應養分，而且能防止和減輕病蟲害的發生和危害。作蓋種肥可以保持土壤表面濕度，促苗早發。

注意：草木灰是堿性肥料，不能與銨態氮肥、腐熟的有機肥料混合施用，以免造成氨的揮發損失。第47頁/共58頁

小結：土壤中鉀素增加和減少的途徑

作物殘茬、廄肥化學鉀肥緩效性鉀礦物

作物吸收淋洗損失逕流損失固定鉀肥的當季利用率約為40～70％。

土壤中有效鉀第48頁/共58頁第四節鉀肥的合理施用一、土壤供鉀能力與鉀肥肥效

土壤供鉀水平是指土壤中速效性鉀的含量和緩效性的貯藏量及其釋放速度。在供鉀水平較低時，鉀肥的肥效才能表現出來。速效鉀(K2O)在83.3mg/kg以下，作物表現出缺鉀，鉀肥效果明顯；150mg/kg以上，一般不表現缺鉀，鉀肥的效果不明顯。第49頁/共58頁二、作物需鉀特性與鉀肥肥效

由于鉀與碳水化合物代謝關系密切，所以薯類作物、纖維作物、糖料作物需鉀較多。由于油脂是由碳水化合物轉變而來的，所以油料作物對鉀的需要也較多。（一）作物種類對鉀的要求第50頁/共58頁(二)作物不同生育期對鉀的需要一般作物鉀的臨界期在苗期，因此鉀肥一般用于基肥，特別是生育期短的作物。如果基肥、追肥分開施，追肥應在最大需鉀期前盡早施入。第51頁/共58頁(三)作物根系特性與鉀肥施用

因為鉀在土壤中移動性較小，鉀離子的擴散也很慢，所以根系吸鉀的多少，首先取決于根量及其與土壤的接觸面積。因此須根作物從土壤中吸取的鉀比直根作物的多。第52頁/共58頁

一般地，陽離子交換量(CEC)大的根吸取二價離子較多，而交換量小的根，吸收一價離子較多。例如，禾谷類作物根的CEC只