植物的钾素营养与钾肥施用

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第十一章 植物的钾素营养与钾肥,主要内容 要求,植物的钾素营养 了解,(,掌握钾素的失调症状及其原因),土壤中的钾素及其转化 了解,钾肥的种类、性质及其施用,掌握,钾肥的合理施用,掌握,第一节 植物的钾素营养,一、植物体内钾的含量、形态与分布,1.含量,植物体内钾含量 (K,2,O)一般为植株干重的,l5,，是植物体中含量最多的金属元素,钾在体内的浓度比 NO,3,-,-N、磷酸离子高几十倍至百余倍，比外界钾离子高几倍至几十倍,2.形态,钾在植物体内以,离子形态,、,水溶性盐类,或,吸附在原生质表面,等方式存在，而不是以有机化合物的形态存在。,3.分布,钾在植物体内具有较大的移动性，主要分布在代谢最活跃的器官和组织中。,二、钾的营养功能,(一)作为许多酶的活化剂,生物体内钾能作为60多种酶的活化剂，所以钾能促进多种代谢反应。,活化离子与非活化离子对酶变构作用的影响,(二)促进光合作用,钾能提高植物光合磷酸化作用，使单位重量叶绿体产生的ATP增加。,叶绿体在光下形成H,+,梯度,和阳离子流,(三)促进糖代谢,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。,钾还能促进光合产物向贮藏器官的运输，这不仅能消除光合产物在叶部累积而抑制光合作用的继续进行，还能使各组织生长发育良好。,(四)促进氮素吸收和蛋白质的合成,促进氮素吸收,钾能大大提高作物对氮的吸收利用，并很快变为蛋白质。,钾充足,，进入体内的氮较多，形成的蛋白质较多；如果,钾不足,，体内蛋白质合成受到影响，而且原来的蛋白质产生分解，使非蛋白质氮相对增多，同时影响对氨的利用，造成氨的累积，易产生氨毒。,促进蛋白质和核蛋白的形成,蛋白质和核蛋白的合成需要,Mg,2+,、,K,+,作为活化剂。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),和鸟苷一磷酸,(GMP),，,这个过程的有关,酶需要钾离子激活,。氨基酸活化后，由转移核糖核酸,(,tRNA,),将活化的氨基酸带到核糖体的信使核糖核酸,(mRNA),，,然后合成多肽，这一过程需要,Mg,2+,、,K,+,。,钾还能促进豆科根瘤菌的固氮作用,(,见表,11-5),。,(五)钾能促进植物经济用水,促进根系对水分的吸收,钾离子以高浓度累积在细胞中，因此，细胞壁渗透压增大，水分便从低浓度的土壤溶液中向高浓度的根细胞中移动，直至渗透压和膨压达到平衡为止。,膨压是细胞扩张的动力，它从细胞内为细胞壁的延伸或细胞分裂提供必需的压力。,低量K,+,处理的作物生长速度、细胞大小和组织的含水量都有所减少。幼嫩组织的膨压是反映K,+,营养状况最敏感的参数。所以钾充足时，作物能更有效地利用土壤水分，并有较大的能力使水分保持在体内，减少水分的蒸腾。,钾通过影响气孔的开闭来调节水分蒸腾和二氧化碳进入叶片的过程,在白天，通过光合磷酸化在保卫细胞中产生ATP，K,+,活化ATPase，促使能量释放，促进包括K,+,在内的养分的吸收，钾会在保卫细胞中以较高浓度积累起来，平衡积累K,+,的主要阴离子电荷是苹果酸。由于渗透压增高，促使保卫细胞从周围吸收更多的水分，随之膨压增加，使气孔开放，从而有利于二氧化碳的进入，提高光合作用的效率。,(六)增强作物的抗逆性,增强抗旱、抗寒的能力,K,+,能增强细胞生物膜的持水能力，维持稳定渗透性，从而提高作物对,干旱、霜冻、盐害,等外界不良环境的抗逆性。,原因：,当,钾供应充足,，膜内含有较高浓度的糖类和包括钾在内的各种离子，增加对水的束缚力，减少水分蒸腾，不易受冻、受旱，质膜能保持正常状态；,但,钾不足,，膜内糖类和离子浓度降低，易因霜冻、干旱而脱水，失去具有保护作用的水合层，质膜的蛋白质分子上的 SH 基比较敏感，易于氧化，转变成双硫基(SS)，使蛋白质变性。类脂中非饱和脂肪酸亦因脱水而易氧化，形成过氧化态，使质膜变为极易透性，而失去选择性。,钾还能增强作物的抗盐性,钾还能减轻过量Fe,2+,、Mn,2+,和硫化氢等还原物质的危害。,钾能增强作物的抗病能力,原因有：,1、,供钾充足时，植物内可溶性氨基酸和单糖在体内积累得很少，减少了病原菌的营养来源；,2、,钾供应充足时，可使细胞壁增厚，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；,3、,钾水平高时体内酚类的合成增加，因为植物抗病能力与体内酚化合物的生物合成量成正相关，所以钾充足可以提高抗病力。,三、植物对钾(K,)的吸收,（一）主动吸收,占主导地位,具有自动调节功能,（二）被动吸收,外界 K,浓度过高时，吸收曲线呈,“二重图型”.,钾离子浓度,钾的吸收速率,主动吸收,被动吸收,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,，如：,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”,缺钾时,，通常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，但叶中部靠近叶脉附近仍保持原来的绿色。严重缺钾时幼叶也会出现同样的症状。,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。,五、钾营养失调的症状,棉花缺钾,苗期和蕾期主茎中部叶片首先出现叶肉缺绿，进而转为淡黄色，叶表皮组织失水皱缩，叶面拱起，叶缘下卷(称为,“,蟹壳黄,”,)。花铃期在主茎中上部叶的叶肉呈黄色或黄白色花纹，继而呈红色，有人称之为黄叶茎枯病或红叶茎枯病。严重时叶片焦枯脱落。,玉米缺钾,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、植物钾素营养的丰缺指标,水稻缺钾,水稻缺钾,玉 米 缺 钾,Sugarcane plants of K-deficiency,Old leaves turns brown(fired leaves),Cotton plants of K-deficiency,interveinal necrosis lesions with well-defined borders,also leaf bronzing symptoms,Cotton plants of K-deficiency,Grape plants of K-deficiency.Marginal and interveinal necrosis with downward rolling of leaf margins,大 豆 缺 钾,烟 草,番 茄,亚麻茎表皮横切面,Sorghum plants of N-toxicity,ammonia toxicity,Corn plants of potassium toxicity:red speckles,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0.52.5%，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。,我国地域性分布规律：由北向南，由西向东渐减，,东南地区土壤多缺钾,。,一、土壤中钾素含量和形态,（一）含量,分为矿物态钾、缓效态钾以及速效性钾(水溶性钾和交换性钾)。,1.矿物态钾,占全钾量的9098%，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,占全钾量的2%8%。主要存在与晶层固定态钾和次生矿物如水云母等以及部分黑云母中的钾。,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,（植物可利用的钾）,占全钾的,0.l,%,2,%,，其中交换性钾占90%，水溶性钾占l0%左右,。,二、土壤中钾素的转化,矿物态钾 缓效态钾 交换性钾 水溶性钾,有机体中的钾,风化 风化 解吸,晶格固定 吸附固定,分解 生物固定 分解,流失,第三节 钾肥的种类、性质及施用,一、氯化钾(KCl),(一)成分和性质：,含K,2,O 60%左右，呈白色或淡黄色或紫红色结晶，是溶于水的速效性钾肥，是一种,生理酸性肥料,。,(二)在土壤中的转化,在土壤溶液中钾呈离子状态，与土壤胶体产生离子交换：,生理酸性盐:,植物吸收阳离子多于盐的其他组分而使介质变酸的化合物,如(NH,4,),2,SO,4,NH,4,Cl,K,2,SO,4,等。,生理碱性盐:,植物吸收阴离子多于盐的其他组分而使介质变碱的化合物,如NaNO,3,Ca(NO,3,),2,等。,生理中性盐:,植物吸收阳离子和阴离子的量比较接近,从而不影响介质酸碱度的化合物,如NH,4,NO,3,等。,中性土壤,中，K,+,与胶体上的Ca,2,产生代换作用，形成CaCl,2,，因为CaCl,2,溶解度大，易引起,Ca的淋失,，如长期使用，会使,土壤板结,。由于KCl的生理酸性，会使,土壤变酸,，所以要配施石灰，防止酸化。,石灰性土壤,有大量CaCO,3,，可以中和酸性，不致变酸。,土壤胶体Ca+2KCl 土壤胶体K+CaCl,2,酸性土壤,中，K,+,与胶体上的H,+,、Al,3+,产生离子交换，使H,+,浓度升高，再加上生理酸性的影响，使,pH值迅速下降,，而且大量Al,3+,存在,易产生铝毒,，所以应配施石灰和有机肥。,土壤胶体 +4KCl 土壤胶体4K+AlCl,3,+HCl,Al,H,+,(三)施用,可作,基肥,、,追肥,施用，不宜作种肥。作基肥时在酸性和中性土壤上应与磷矿粉、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。,KCl含有,C1,-,，对马铃薯、甘薯、甜菜、柑桔、烟草、茶树等的产量和品质有不良影响，不宜多用。氯化钾,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。,二、硫酸钾(K,2,SO,4,),(一)成分与性质,含K,2,O 50%52%左右，为白色结晶，溶于水，是,生理酸性肥料,。,(二)在土壤中的转化,与KCl相似。但在中性土壤中的Ca,2+,形成的产物为CaSO,4,，溶解度比CaCl,2,小，对土壤脱钙程度也较小，酸化速度比氯化钾缓慢。,（三）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。,三、钾镁肥,四、硫钾镁肥,五、草木灰,(一)成分和性质,草木灰是植物,熏烧,后的残灰,氮和有机物大多烧失，仅含有灰分元素，如Ca、Mg、P,2,O,3,2-、Fe和其它微量元素等。其中Ca、K较多，P次之。,不同植物的灰分含量,一般木灰含Ca、K、P较多，草灰含硅较多，K、P、Ca较少，稻壳灰和煤灰养分最少。,草木灰中钾的主要形态,以,碳酸钾,为主，其次是硫酸钾和氯化钾，都是水溶性钾，可为作物直接吸收利用。草木灰中的磷是枸溶性磷，对作物是有效的。,草木灰呈碱性反应,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。,(二)施用,可作基肥、追肥，也可作,盖种肥,。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，促苗早发。,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。,小结：土壤中钾素增加和减少的途径,作