植物的钾素营养与钾肥

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,*,第八章植物的钾素营养与钾肥,K,K,主要内容 要求,植物的钾素营养,掌握,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,钾肥的合理分配和施用,掌握,1,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,植物体内含钾,(K,2,O),：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,100200 mmol,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。,植物组织含钾量变化对细胞质,和液泡中钾浓度影响,干物质含钾量（%）,细胞质,液泡,0,1,2,3,4,5,K,+,浓,度,(mmol/L),300,200,100,0,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,K,2,O,作物,部位,含,K,2,O,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,4.10,2. 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。,原因：,1,.,全酶 酶蛋白辅酶,K,+,K,+,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,20,阳离子浓度 (mM),0.2,K,+,40,50,30,10,0,0.4,0.6,0.8,1.0,1.2,1.4,1.6,0,Na,+,Li,+,Rb,+,Cs,+,NH,+,4,酶活性(mol ADP mg 蛋白,-1,h,-1,),1.8,一价阳离子对玉米中淀粉合成酶的影响,(,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,CO,2,同化,影响气孔开闭，调节,CO,2,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K,2,O(%),K 3.70,K 1.00,K 5.53,K 1.14,K 4.70,K 1.60,ATP的数量(mol/h/g叶绿素),216,143,295,185,102,68,(,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,钾对甘蔗中,14,C光合产物运输的影响,标记叶的,叶片,54.3 95.4,标记叶的叶鞘,14.3 3.9,标记叶的节,9.7 0.6,标记叶上部的叶和节,1.9 0.1,标记叶节以下的,茎,20.1 0.04,14,C涂抹部位 占总标记物的,有钾 无钾,(Hartt, 1970),*总标记物为100,钾对,14,C的同化以及对同化产物,在番茄各器官中分配率的影响,-,低钾 高钾,2.2 4.1,每株每分钟脉冲数(cpm) 12.310,-7,11.110,-7,每克鲜重每分钟脉冲数(cpm) 1.110,-5,1.210,-5,标记同化物,叶片 52.7 49.6,在器官中的,果实 6.0 15.2,分配率,茎 37.7 32.6,（） 根 3.7 2.6,叶片干物质中含钾量,(Mengel & Vine, 1977),(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NO,3,-,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NO,3,-,由木质部向叶片的,运输,，减少NO,3,-,在根系中还原的比例。,钾离子穿梭,运输硝酸根离子,和苹果酸根离子的模式图,地上部,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,+,。,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),K 9.05 54.7 3.0 86.9,K,12.50 60.8 3.9 109.9,*单位为,molC,2,H,2,/g根瘤/h,(Gomes, 1986),3. 促进豆科根瘤菌的固氮作用,(六),促进植物经济用水,1. 参与细胞渗透调节作用，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。,资料：,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。,气孔张、闭时，蚕豆叶片表皮,组织保卫细胞内各种离子的浓度,张开,424,22,35,12,关闭 20 0 19 2,气孔状态,K,+,Cl,-,渗透压 气孔孔径,(10,-14,mol) (bar) (m),2. 调控气孔运动,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,(七) 促进有机酸的代谢,钾参与植物体内氮的代谢，木质部运输中,钾离子是硝酸根离子的主要陪伴离子,。当硝酸根离子被还原为氨后，,钾与苹果酸根结合为苹果酸钾,，并可重新转移到根部。,钾离子穿梭,运输,硝酸根离子和,苹果酸根离子,的模式图,地上部,(八),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，从而提高其抵御外界恶劣环境的忍耐能力。这对作物稳产、高产有明显作用。,K,K,1. 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,气孔,的开闭随植物的生理需要而调节自如,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,钾能促进植物形成强健的,根系,和粗壮的,木质部,导管,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；,本章复习题：,1.,钾素通常被称为作物的( )(A.有益元素；B.品质元素； C.生命元素)。它在植物体内的形态与氮和磷( )(A.一样；B.相似；C.不同)，主要以( )(A.有机态；B.离子态；C.螯合态)为主。,2.,钾对植物具有多方面的营养作用，如能,、,、,、,，并能增强植物抵抗,、,、,、,、,等功能。,3.,缺钾时，水稻根系呈现,颜色。因此，在淹水条件下增施钾肥，可提高水稻根系的,，防止还原性物质的危害。,4.,土壤中钾的形态，以其对作物有效性来分，可以分为,，,、,和,。,施钾对玉米产量及茎腐病发病率影响,施K,2,O量 籽粒产量 茎腐病发病率,(kg/hm,2,) (t/hm,2,) (%),0 4.48 35,300 6.91 19,600 8.73 8,钾对,冬小麦,产量构成因素的影响,从开花到成熟的天数,每盆穗数,每穗粒数,千粒重（g）,每盆产量（g）,施钾量（mg K/Kg）,项 目,0 60,120,46 68,75,58.8 65.2 61.3,36.3 37.6 42.6,17.4 33.0 34.4,37.2 81.0,89.9,8. 减轻水稻受还原性物质的危害,钾能改善水稻“乙醇酸代谢途径”，提高,根系氧化力,，使根际Eh升高，防止H,2,S、过量Fe,2+,、Mn,2+,和有机酸等物质的危害。,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,0.10 0.20 10.0 20.0,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),PEP,K,+,苹果酸,丙酮酸,K,+,NO,NO,K,HCO,CO,2,3,3,3,+,3,K,+,NH,3,地,上,部,根,部,苹果酸,钾,韧皮部,苹果酸,钾,木质部,K,NO,3,NO,植物体内,钾,的循环模式,通过木质部和韧皮部,向上,运输，也可由韧皮部,向下,运至根部。,(三) 运输,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,() () () () () (),NP 0.18 0.14 0.36 0.12 44.9 9.36,NP,K,0.20 0.20 0.42 0.14 46.5 10.40,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,K,1/2K,1K,小白菜水培试验,K,K,生菜缺钾,叶片缺钾的症状,SOP,SOP,钾素对薯类作物的影响,番 茄,葡 萄,钾素对植物果实的影响,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(略),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、钾盐矿资源与钾肥制造原理,(一) 钾,盐矿资源简介,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（10,6,t K,2,O）,国家,潜在储量,易利用储量,世界,26124.7,5793,俄罗斯,6800,3000,加拿大,1400,1400,德国,830,480,白俄罗斯,544,240,以色列,1200,108,美国,290,83,2. 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,K,2,O,约,1,亿多吨,),(二) 钾肥制造简介,1. 历史与现状,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,生产钾肥用的含钾矿物,矿物名称 化 学 式,K,2,O (%),含钾氯化物,钾 盐,KC1,63.1,钾 石 盐,KCl,+NaCl 6 38,光 卤 石,KC1,MgCl,2,6H,2,O 17.0,钾盐镁矾,KCl,MgSO,4,3H,2,O 18.9,碳酸芒硝,KCl,9Na,2,SO,4,2Na,2,CO,3,3.0,含钾硝酸盐,硝 酸 钾,KNO,3,46.5,2. 制造方法,生产钾肥用的含钾矿物（续）,矿物名称 化 学 式,K,2,O (%),杂 卤 石,K,2,SO,4,MgSO,4,2CaSO,4,2H,2,O 15.5,无水钾镁矾,K,2,SO,4,2MgSO,4,22.6,钾 镁 矾,K,2,SO,4,MgSO,4,4H,2,O 25.5,软钾镁矾,K,2,SO,4,MgSO,4,6H,2,O 23.3,镁钾钙矾,K,2,SO,4,MgSO,4,4CaSO,4,2H,2,O 10.7,钾 芒 硝,3,K,2,SO,4,Na,2,SO,4,42.6,钾 石 膏,K,2,SO,4,CaSO,4,H,2,O 28.8,纤钾明矾,K,2,SO,4,Al,2,(SO,4,),3,24H,2,O 9.9,明 矾 石,K,2,Al,6,(OH),12,(,SO,4,),4,11.4,含钾硫酸盐,盐卤,含钾矿物,可溶性钾矿,难溶性钾矿,分离,提纯,分解,提纯,钾肥产品,KCl,K,2,SO,4,含钾矿物生产钾肥的示意图,(1) 氯化钾,光卤石,(KCl,MgCl,2,6H,2,O),KCl,钾石盐 (KCl,NaCl)KCl,(2) 硫酸钾,明矾石、钾镁盐K,2,SO,4,氯化钾K,2,SO,4,溶解结晶法,浮选法,煅 烧,制造方法:,加 工,二、钾肥的生产和消费情况,1. 世界钾肥生产的主要国家,2. 我国的钾肥生产与氮、磷、钾比例,3. 世界各地钾肥消费情况,4. 我国钾肥的消费情况,5.,缓和钾肥供需矛盾的措施,6. 常用钾肥的价格,世界钾肥生产的主要国,(1998),国家,产量,(10,4,t，K,2,O),位次,占世界产量,比重（）,世界,2037.85,100.0,加拿大,714.1,1,35.0,德国,286.0,2,14.0,俄罗斯,259.7,3,12.7,以色列,134.2,4,6.6,1. 世界钾肥生产的主要国家,我国的钾肥生产与氮、磷、钾比例,年 份,产量,(10,4,t，K,2,O),N:P,2,O,5,:,K,2,O,1958,0.1,1:0.28:,0.007,1970,0.5,1:0.60:,0.003,1980,2.0,1:0.23:,0.002,1990,4.6,1:0.28:,0.003,1995,12.2,1:0.25:,0.007,2001,86.0,1:0.30:,0.02,2005,120,1:0.37:0.03,2. 我国的钾肥生产与氮、磷、钾比例,3. 世界各地钾肥消费情况,1,2,3,世界各地钾肥,生产消费,对比图,我国化肥的消费情况（万吨）,年份,总量,N,P,2,O,5,K,2,O,复合肥,1975,489.0,330.9,146.3,11.8,32.6,1980,1269.4,934.2,273.3,34.6,27.3,1985,1775.8,1204.3,310.9,80.4,179.6,1990,2590.3,1637.7,462.4,147.9,341.6,1993,3150.1,1834.3,574.7,212.3,528.8,1994,3318.97,1881.8,600.55,234.73,600.85,2001,418,(产量为,86,万吨),2005,700,(产量为,120,万吨),4. 我国钾肥的消费情况,：,消费量,生产量,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.)和西南(占全国总储量的.)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,亿多吨钾矿储量,。目前我国每年,需钾肥万吨,，而,产量仅为多万吨,，市场供给率只有左右，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,多万吨,，即使青海的万吨合资钾肥项目全面投产，国产钾肥,供给量,也,不足万吨,，仍然存在,近的市场缺口,。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120km,2,，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,。,5. 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,年份,进口量(10,4,t),NP,2,O,5,K,2,O,占肥源总量的百分数 (),氮磷钾占进口总,量的百分数（）,N,P,2,O,5,K,2,O,1981,256.3,17.1,56.8,17.0,26.2,1985,332.0,20.1,61.9,27.1,11.0,1991,936.9,32.0,49.2,30.3,20.5,1993,845.0,31.2,42.6,29.0,28.4,2001,940.0,37.7,钾肥进口量为354万吨，占钾肥消费总量的85,我国化肥的进口情况,2003年进口钾肥的价格 (元/吨) ：,加拿大钾肥：11501185俄罗斯钾肥：10501080以色列钾肥：1160德国,硫酸钾,：1920,2004年10月,的价格(元/吨) ：氯化钾：13001450硫酸钾：2300,硝酸钾：3800磷酸二氢钾(98%)：6500,6. 常用钾肥的价格,加拿大,红色钾肥,成分和性质,成分：,KCl,，,含,K,2,O,50%,60%,(,含,K 52%,，,Cl 47.6%),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,三、常用钾肥的性质和施用,（一）氯化钾 (potassium chloride),青海盐湖钾肥 股份有限公司,“盐桥”牌,氯化钾,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,Ca,2+,产生代换作用，形成,CaCl,2,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,Ca,2+,+2KCl,土壤胶粒,K,+,K,+,+,CaCl,2,(1) 阳离子交换反应,酸性土壤：,K,+,与胶体上的,H,+,、Al,3+,、Ca,2+,产生离子交换,反应式：,结果：,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)；,易对植物产生铝毒,(大量Al,3+,存在)；,使钙淋失,(K,+,与,Ca,2+,代换产生CaCl),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：, 粘土矿物种类：,2:1型粘土矿物引起, 田间水分状况：,干、湿交替，促进固氮, 土壤反应：,pH,下降，固定减少, 铵离子：,先存在先被固定, 土壤质地：,越粘重，固钾能力越强, 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：, 粘土矿物种类：,固钾强的，释放钾慢, 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,：NO,3,-, 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：,K,2,O 6090kg/hm,2,（二）硫酸钾 (potassium sulphate),1. 成分与性质,成分：,K,2,SO,4,，含,K,2,O,50%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,CaSO,4,，,其溶解度比CaCl,2,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,H,2,SO,4,，,使土壤,pH值迅速下降,；,易对植物产生,铝毒,；,使土壤,板结,。,措 施：,配施石灰和有机肥,土壤胶粒,Ca,2+,+K,2,SO,4,土壤胶粒,K,+,K,+,+,CaSO,4,K,+,K,+,H,+,H,+,土壤胶粒,土壤胶粒,+K,2,SO,4,+,H,2,SO,4,3. 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 (plant ash),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K,2,CO,3,若高温,燃烧,，则以K,2,SiO,3,为主,(,K,2,CO,3,+ SiO,2,K,2,SiO,3,+ CO,2,),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：, 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, 植物部位：,幼嫩组织， K、P较多 衰老组织， Ca、Si,较多, 土壤、施肥、气候等,(2) 性质：, 深灰色粉末；, 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；, 其中的,磷,是,枸溶性磷,，对作物是有效的；, 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。,制造原料和原理：,制造水泥时，原料中的,铝硅酸钾,矿物经高温(1100)煅烧,产生氧化钾气体进入烟道后，和煤燃烧时产生的二氧化碳或二氧化硫发生反应生成,硫酸钾,和,碳酸钾,。,如在配料中掺入氯化物（如CaCl,2,），则可生成,氯化钾,。,K,2,OSO,2,1/2O,2,K,2,SO,4,K,2,OCO,2,K,2,CO,3,所生成的硫酸钾或碳酸钾，在随气流从高温区向低温区移动中，因温度降低而凝结成极细的晶体颗粒并吸附在粉尘上。粉尘回收后，再经风选就可获得窑灰钾肥。,（四）窑灰钾肥：,水泥工业的副产品,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,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,讨论题：,1. 土壤有效钾,增加,和,减少,的途径有哪些？,2. 20世纪70年代,以来，,华南地区,的,耕地为什么普遍,缺钾,？,3. 如何根据,土壤,性质合理分配和施用钾肥？,4. 如何根据,作物,需钾特性合理分配和施用钾肥？,5. 如何根据,钾肥,的特点合理分配和施用？,6. 如何科学,有效地施用,钾肥？,作物残茬、厩肥 化学钾肥 缓效性钾矿物,土壤中有效钾,钾肥的当季利用率约为40%70,土壤中有效钾,增加,和,减少,的途径：,作物吸收 淋洗损失 迳流损失 固定,华南地区耕地缺钾的原因：,1. 气候条件：,高温多雨，淋溶剧烈，粘土矿物类型多为1：1型高岭土，吸持钾的能力弱，故土壤缺钾；,2. 耕作制度：,复种指数高，以及高产品种的引进和推广，在获得高产的同时，植物带走更多的养分，包括钾素；,3. 施肥习惯,：,重施氮、磷，而少施或不施钾，更加剧了土壤钾的耗竭；,4. 社会因素：,农家肥、秸秆还田少，也减少了钾素的来源。,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/mgkg,-1,钾肥施用效果,极低,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肥效,（一）作物种类对钾的要求,作物对钾的要求,作物种类,需钾情况,原因,喜钾作物：,薯类作物 纤维作物、糖料作物,较,多,钾与碳水化合物代谢关系密切,油料作物：,芝麻、油菜等,油脂是由碳水化合物转变而来的,豆科作物：,大豆、花生等,钾能促进根瘤菌的固氮作用,叶用作物：,烟草、茶、桑等,钾均有多方面的功能,果树：,香蕉、葡萄等,钾与碳水化合物代谢关系密切,禾谷类作物、禾谷类牧草,较少,吸钾能力较强,SOP,SOP,钾素对薯类作物的影响,同一作物，不同品种需钾不同,，如水稻：,矮秆高产良种,高秆品种粳稻,籼稻,杂交稻,常规稻； 晚稻,早稻,（二）作物不同生育期对钾的需要,一般作物钾的,临界期在,苗期,，因此钾肥一般,用作基肥,，特别是生育期短的作物。,如果基肥、追肥分开施，,追肥,应在最大需钾期前,尽早施入,。,玉米生长期间对钾素的吸收比例,（三）作物根系特性与钾肥施用,1.,须根作物,从土壤中吸取的钾比直根作物的多,因为钾在土壤中移动性较小，钾离子的扩散也很慢，所以根系吸钾的多少，首先取决于根量及其与土壤的,接触面积,。,2.,CEC小,的根，吸收一价阳离子较多,，,CEC,大的根吸取二价阳离子较多,例如，,禾谷类作物,根的CEC只有双子叶植物的 1/31/5，但,吸钾能力,较双子叶植物的,强,；,双子叶作物中，,大豆,根系的CEC较大，其吸钾能力,较弱,，因此，,施用钾肥的效果良好,。,钾肥品种,作物,土壤,施用方法,氯化钾,一般作物,不宜忌氯作物,对于纤维作物效果较好,不宜用于盐(碱)土,基肥,、追肥,硫酸钾,各种作物，尤其是,喜硫植物,不宜用于还原性强的土壤,基肥,、追肥、种肥、根外追肥,草木灰,大多数作物,宜各种土壤,基肥、追肥、根外追肥、,盖种肥,三、钾肥种类的合理分配,钾肥品种的合理使用,四、肥料配合与钾肥肥效,钾与,氮,、,磷,配合，利于肥效的充分发挥,一定,P,水平下，,N,、,K,配施,时，植株体内,K,2,O/N,比值增高，而可溶性非蛋白质氮占全氮的比例降低，说明,NK,配合施用可以,促进水稻对,N,、,K,的吸收,及其在体内保持一定的平衡，也,促进了,N,在体内的,转化和蛋白质合成,。,(2),含有效钾素较多的,有机肥料,用量高时，可少施或不施化学钾肥。,五、钾肥的施用技术与钾肥肥效,用量：,K,2,O 6090公斤/公顷,技术：,深施,（612cm,以下）,早施,（重施基肥，看苗早施追肥）,相对集中施,（宽行作物以,条施,、,穴施,或,沟施,效果较好，窄行作物可以,撤施,）,穴施,撒施,本章小结：,植物,的钾素营养,(,掌握,),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,),钾肥的合理分配和施用,(,掌握,),本章复习题：,1.,钾素通常被称为作物的( )(A.有益元素；B.品质元素； C.生命元素)。它在植物体内的形态与氮和磷( )(A.一样；B.相似；C.不同)，主要以( )(A.有机态；B.离子态；C.螯合态)为主。,2.,钾对植物具有多方面的营养作用，如能,、,、,、,，并能增强植物抵抗,、,、,、,、,等功能。,3.,缺钾时，水稻根系呈现,颜色。因此，在淹水条件下增施钾肥，可提高水稻根系的,，防止还原性物质的危害。,4.,土壤中钾的形态，以其对作物有效性来分，可以分为,，,、,和,。,5.,氯化钾和硫酸钾均是生理,性肥料。在酸性土壤上施用可能会导致土壤,和,，植物则可能,。因此必须配施,和,。,6.,草木灰中的钾90左右以( )(A.KCl； B.K,2,CO,3,； C.K,2,SiO,3,)为主，属( )(A.水溶性；B.弱酸溶性；C.难溶性)；其中的磷属( )(A.水溶性；B.弱酸溶性；C.难溶性)，因此对作物都是( )(A.有效的；B.迟效的；C.无效的) 。,7.,请用连线为如下植物选择一种合适的钾肥：,烟草马铃薯 黄麻,氯化钾硫酸钾 硝酸钾,8.,为什么华南地区自1970s以后施用钾肥的增产效 果特别明显？,9.,如何缓解我国钾肥的供需矛盾？,10.,土壤有效钾增加和减少的途径有哪些？,11.,如何根据土壤性质合理分配和施用钾肥？,12.,如何根据作物需钾特性合理分配和施用钾肥？,13.,如何根据钾肥的特点合理分配和施用？,14.,如何通过肥料的配合提高钾肥的肥效？,15.,如何科学有效地施用钾肥？,THANK YOU!,