植物的鉀素營(yíng)養(yǎng)與鉀肥

植物的鉀素營(yíng)養(yǎng)與鉀肥第1頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)植物的鉀營(yíng)養(yǎng)一、鉀在植物體內(nèi)的含量、形態(tài)與分布一般作物體內(nèi)的鉀含量（K2O）為0.3%～5%（干重），與氮素相當(dāng)，高于磷素的含量。鉀在作物體內(nèi)的含量應(yīng)作物和器官的不同有很大差異（表5-1）。就不同器官來(lái)看，谷類(lèi)作物種子中含量較低，而莖桿中鉀的含量則高。此外，薯類(lèi)作物的塊根、塊莖含鉀量也比較高。

鉀在作物體不構(gòu)成任何結(jié)構(gòu)物質(zhì)或化合物，而是呈游離狀態(tài)存在。它以無(wú)機(jī)鹽的形式存在于細(xì)胞質(zhì)或吸附在原生質(zhì)膠體表面。鉀在作物體內(nèi)的移動(dòng)性很強(qiáng)，隨著作物的生長(zhǎng)，鉀不斷地向代謝作用旺盛的部位轉(zhuǎn)移。因此在幼葉、幼芽和根尖中，鉀的含量極為豐富。鉀的再利用率也高。缺鉀癥首先出現(xiàn)在老葉，或中、下部葉。第2頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月表5-1主要農(nóng)作物中鉀的含量（彭克明，1987）作物部位含鉀（K2O）%作物部位含鉀（K2O）%小麥籽粒0.61水稻籽粒0.30莖稈0.73莖稈0.90棉花種子0.90馬鈴薯塊莖2.28莖稈1.10葉片1.81玉米籽粒0.40糖用甜菜跟2.13莖稈1.60葉片5.01谷子籽粒0.20煙草葉片4.10莖稈1.30莖2.80第3頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、鉀的生理功能一）維持細(xì)胞膨壓，促進(jìn)植物生長(zhǎng)

細(xì)胞的正常結(jié)構(gòu)和形態(tài)的維持需要一定的滲透壓，K+和CI-維持植物細(xì)胞滲透壓的主要離子。缺鉀時(shí)，滲透壓降低，水分減少，細(xì)胞伸展受到影響。Mengel（1982）認(rèn)為，對(duì)于細(xì)胞的正常伸展來(lái)說(shuō)，滲透壓4ⅹ105巴是不夠的。由于膨壓小，細(xì)胞不能充分伸長(zhǎng)，因而葉面積減少，節(jié)間縮短，莖變細(xì)，抗性降低。缺鉀時(shí)膨壓減小，水分不足，生物膜、細(xì)胞器等受到損害，代謝活動(dòng)不能正常開(kāi)展。第4頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第5頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二）調(diào)節(jié)氣孔的運(yùn)動(dòng)

鉀離子通過(guò)在氣孔的保衛(wèi)細(xì)胞和相鄰的葉肉細(xì)胞中的流動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)氣孔開(kāi)閉。

第6頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月表5-2氣孔張、閉時(shí)，蠶豆葉片表皮組織保衛(wèi)細(xì)胞內(nèi)各種離子的濃度氣孔狀態(tài)K+Na+CI-滲透壓（巴）氣孔孔徑（微米）10-14克當(dāng)量張開(kāi)4240223512關(guān)閉2000192第7頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三）提高酶活性

鉀是生物體中很多酶的活化劑。植物體中約有60多種酶需要在K+離子的參與下才能充分活化。這些酶包括合成酶、氧化還原酶和轉(zhuǎn)移酶類(lèi)等。其活化特點(diǎn)是需要較高的K+濃度（40～80mM），而其它離子在該濃度時(shí)對(duì)植物就會(huì)產(chǎn)生毒害。一般植物細(xì)胞的鉀濃度為150mM。1）合成酶類(lèi)：乙酰輔酶A、NAD合成酶、谷胱甘肽合成酶、淀粉合成酶、蘋(píng)果酸合成酶等2）氧化還原酶：甘油酸脫氫酶、蘋(píng)果酸脫氫酶、琥珀酸脫氫酶等3）轉(zhuǎn)移酶類(lèi)：丙酮酸激酶、6-磷酸果糖激酶其它：ATP酶等

第8頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第9頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四）、促進(jìn)光合作用和同化物的運(yùn)輸1、促進(jìn)葉綠體合成表5-3小麥灌漿期上部節(jié)間的葉綠素含量與供鉀關(guān)系（H.E.Haeder，1981）日期葉綠素含量（毫克/克鮮重）K1K2K37月20日0.72.42.57月25日1.21.31.37月27日/0.81.27月31日/0.50.68月2日/0.10.4第10頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、調(diào)節(jié)氣孔開(kāi)閉3、促進(jìn)類(lèi)囊體膜上的電子傳遞，增加ATP形成。表5-4鉀對(duì)葉綠體中ATP合成的影響作物干物質(zhì)中含K2O%葉綠體生成量ATPμmol·mg-1chlh-1蠶豆3.702161.0143菠菜3.532951.14185向日葵4.701021.6068第11頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4、增加光合作用鉀離子進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，有利于維持葉綠體膜兩邊的電勢(shì)差，從而保證光合作用順利進(jìn)行。增加光呼吸、減少暗呼吸。表5-5鉀對(duì)同化、光呼吸和暗呼吸的影響（People，1979）葉子中K含量（%干重）CO2同化率（mg·cm-2·h-1）光呼吸（dpm·cm-2·h-1）暗呼吸（mg·cm-2·h-1）1.2811.04.07.561.9821.75.873.343.8434.09.663.06第12頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5、促進(jìn)碳水化合物的運(yùn)輸

鉀能促進(jìn)光合產(chǎn)物的向貯藏器官的運(yùn)輸，增加庫(kù)的貯存。表5-6鉀對(duì)甘蔗中標(biāo)記光合產(chǎn)物輸送的影響（Haart）14C存在部位占總標(biāo)記物的%+K-K標(biāo)記葉的葉片54.395.4標(biāo)記葉的葉鞘14.33.9標(biāo)記葉的節(jié)9.70.6標(biāo)記葉上部的葉和節(jié)1.90.1標(biāo)記葉節(jié)以下的莖20.10.04第13頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月五）鉀可促進(jìn)淀粉的合成鉀可提高淀粉酶活性，促進(jìn)淀粉合成，抑制籽粒中ABA活性，延長(zhǎng)淀粉合成時(shí)間。表5-7培養(yǎng)介質(zhì)中鉀濃度對(duì)水稻和大麥種子中淀粉酶活性的影響（Heaeder，1981）作物KCI濃度（摩爾）ADP生成量（毫微摩爾）相對(duì)量（%）大麥053.41000.172.3135水稻037.51000.151.1136第14頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月表5-8鉀對(duì)小麥籽粒中ABA含量、灌漿期和粒重的影響（Haeder，1981）處理ABA（毫微克·粒-1）抽穗至完熟天數(shù)麥粒重（毫克）抽穗天數(shù)28353844缺鉀7.713.446.52.24616.0足鉀3.74.4/9.47534.4第15頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月六）促進(jìn)脂肪代謝在脂肪合成過(guò)程中有2個(gè)酶需要K+。乙酰輔酶A合成酶需要K+；乙酰輔酶A羧化酶需要K+、Mg2+、Mg-ATP等共同作用才能發(fā)揮作用。七）促進(jìn)氮代謝1、促進(jìn)硝態(tài)氮的吸收、運(yùn)輸和還原2、促進(jìn)蛋白質(zhì)合成3、促進(jìn)豆科作物固氮4、減少銨害和有害胺類(lèi)的毒害作用第16頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第17頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月八）提高作物的抗逆性1、提高作物的抗旱性

鉀充足時(shí)，吸水能力強(qiáng)，對(duì)蒸騰的調(diào)節(jié)能力強(qiáng)，保水力強(qiáng)。表5-9鉀對(duì)于亞麻蒸騰系數(shù)的影響項(xiàng)目40%田間持水量80%田間持水量-K+K-K+K干物重（克/盆）58.565.664.680.4葉片含鉀量（K%干重）0.42.60.42.9水的消耗（升/盆）34.030.140.540.5蒸騰系數(shù)581459624504第18頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、提高作物的抗凍性

細(xì)胞膜的相變溫度與其不飽和脂肪酸的含量有關(guān)，不飽和脂肪酸含量越gao，相變溫度越低。而鉀充足時(shí)，細(xì)胞膜的不飽和脂肪酸的比例較高；細(xì)胞的滲透勢(shì)低，防止脫水和結(jié)冰。提高抗凍、抗寒性。表5-10不同鉀肥用量對(duì)玉米抗霜凍的影響（Trierweiler）施鉀量（K2O公斤/畝）玉米幼苗受凍情況（%）7.455513.52024.82145.015第19頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、增強(qiáng)作物抗鹽性Schleiff和Finck試驗(yàn)：使得小麥的耐鹽能力由0.2%提高到0.5%4、增強(qiáng)作物抗倒伏能力第20頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5、增強(qiáng)作物對(duì)生理性病害的防治

在不良土壤環(huán)境中，鉀可增強(qiáng)根系氧化力，減少作物對(duì)鐵、錳等元素的吸收，從而減輕其生理病害，如青銅病。表5-11鉀對(duì)越南硫酸鹽土中水稻鐵的吸收和和青銅病的發(fā)生磷酸鉀用量（克/盆）水稻干重（克/盆）Fe含量（ppm）K+濃度（%）青銅病發(fā)生情況05.820700.25嚴(yán)重113.815150.90明顯218.114501.20明顯323.110951.30輕微第21頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6、增強(qiáng)作物對(duì)病蟲(chóng)害的抗性

施肥能減輕真菌、細(xì)菌和病毒性病害；也對(duì)蟲(chóng)害有一定的作用。適量施鉀一般可減少水稻的胡麻葉癍病、白葉枯病、稻瘟病、紋枯??；麥類(lèi)赤霉病、紋枯病、白粉病、小麥銹病；玉米黑粉病、大、小葉斑?。桓适懑忦璨?；棉花枯萎病、黃萎?。稽S麻枯萎病、根腐病；柑橘黃膿病；蘋(píng)果腐爛病；茶樹(shù)炭疽病等。原因：增強(qiáng)細(xì)胞表皮厚度，促進(jìn)細(xì)胞木質(zhì)化程度；增加植物體內(nèi)的酚類(lèi)含量減少可溶性含氮化合物及可溶性糖類(lèi)，減少病原微生物的營(yíng)養(yǎng)防止-SH氧化，增加膜的穩(wěn)定性第22頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月表5-12鉀對(duì)于抑制病蟲(chóng)害發(fā)生的作用（引自Perrenoud）病原總數(shù)發(fā)病率減少（%）未變（%）發(fā)病率增加（%）真菌病害740711118昆蟲(chóng)與螨230591625線蟲(chóng)5442454病毒116411445細(xì)菌68751213總數(shù)1209651223第23頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月表5-13水稻細(xì)胞木質(zhì)化程度與施鉀是關(guān)系處理NPNPK1NPK2木質(zhì)素含量（%干物質(zhì)）26.927.529.3第24頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、作物的缺鉀癥狀一般作物缺鉀首先表現(xiàn)為：生長(zhǎng)停滯，葉色變暗；抗旱力下降；從老葉的葉尖和葉緣開(kāi)始出現(xiàn)帶白色的、黃色的或橙色的褪綠斑點(diǎn)或條帶。有些品種可以出現(xiàn)分布不規(guī)則的褪綠斑點(diǎn)。但所有情況下，癥狀都是從葉梢開(kāi)始，而基部常常仍然保持綠色。褪綠區(qū)壞死，組織死亡，葉片干枯早落病癥蔓延到幼嫩葉片，最后真?zhèn)€植株可能死亡罹病植株根系發(fā)育不良，常常腐爛易感染病害作物的產(chǎn)量、品質(zhì)下降。第25頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第26頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月柑橘缺鉀：老葉脫落，幼葉沿葉尖、葉緣干枯第27頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月缺鉀植株的的老葉燒焦?fàn)铧S化，變干成紙狀；癥狀開(kāi)始在葉尖和葉緣，逐漸擴(kuò)展到葉脈間的葉肉。黃瓜的莖端（stemend）不能膨大。

第28頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

Bluishgreen,withslightmarginalandintervenalchlorosis,followedbymarginalscorching,eitherbrownorgrayishbrowncolor.

藍(lán)綠色的葉片，葉緣和葉脈間失綠黃化，接著葉緣呈現(xiàn)燒焦?fàn)??；蛘呷~片為褐色或灰褐色。第29頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

大麥：生長(zhǎng)矮小，抽穗少而不正常；葉片藍(lán)綠色，老葉從葉尖到葉緣開(kāi)始干枯，葉片上出現(xiàn)條帶。在缺鉀嚴(yán)重時(shí)，出現(xiàn)白斑狀損傷。第30頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

玉米缺鉀：節(jié)間短，葉片相對(duì)長(zhǎng)，葉緣和葉尖變褐，失綠黃化。根系差，不耐旱。第31頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第32頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

燕麥缺鉀：葉片和莖呈藍(lán)綠色；老葉從葉尖開(kāi)始?jí)乃?，枯萎、凋謝。第33頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

馬鈴薯缺鉀：生長(zhǎng)較矮，灌簇狀；葉片藍(lán)綠色、葉脈間輕微的黃化，邊沿?zé)範(fàn)?，葉面上有褐斑。第34頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月小麥缺鉀第35頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

梨樹(shù)缺鉀：葉片深褐色，葉緣燒焦?fàn)?。?6頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)土壤中的鉀及其有效性一、土壤中鉀的含量和形態(tài)二、土壤中鉀的轉(zhuǎn)化三、土壤中鉀的有效性及其影響因素第37頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、土壤中的鉀含量地殼平均含鉀量越為2.6%，大部分束縛在原生礦物或次生礦物中。土壤含鉀量取決于母質(zhì)和分化程度。粘質(zhì)土壤含鉀量高，而砂質(zhì)土壤含鉀量低。我國(guó)土壤含鉀量一般為0.5~2.5%，高的可達(dá)5%以上，平均為1.2%?；春右员钡耐寥来蠖嗪琄2O1.8~2.6%，淮河以南的土壤含K2O在0.6~4.0%，而廣東南部、海南島和云南等地的含鉀量為0.1~3.9%。第38頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、土壤鉀的形態(tài)1、水溶性鉀一般1~10ppm2、交換性鉀一般為40~600ppm，p位吸附的鉀與溶液中的鉀平衡性好3、非交換性（緩效性鉀）存在于2：1黏土礦物晶格固定的鉀（i位吸附的鉀），及黑云母、水化云母中的鉀。一般含量50~750ppm4、礦物鉀：一般含量為0.5%~2.5%。第39頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月表5-13一般礦物的含鉀量礦物種類(lèi)K2O含量礦物種類(lèi)K2O含量鉀長(zhǎng)石4~15伊利石4~7鈣-鈉長(zhǎng)石0~3蛭石0~2白云母7~11綠泥石0~1黑云母6~10蒙脫石0~0.5第40頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月表5-14礦物鉀對(duì)作物的有效性（J.K.Plunner，1918）鉀源燕麥吸收的鉀量（毫克/盆）2種提取劑所提取的鉀量*水含CO2水K2SO4253//黑云母2024.3743.4白云母1774.0228.1正長(zhǎng)石623.3915.6微斜長(zhǎng)石133.0010.2第41頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

二、土壤中鉀的轉(zhuǎn)化

化學(xué)形態(tài)礦物鉀非交換性鉀交換性鉀水溶性有效性難溶性鉀緩效鉀速效性鉀鉀的存在部位長(zhǎng)石、白云母等結(jié)構(gòu)內(nèi)2：1型黏土礦物晶層內(nèi)，黑云母、水化云母結(jié)構(gòu)內(nèi)顆粒表面，或P位點(diǎn)溶液中保持力配位作用層間吸附、配位作用靜電引力平衡關(guān)系風(fēng)化擴(kuò)散（緩慢）交換（迅速）擴(kuò)散系數(shù)約10-23～10-15約10-7含量0.5～2.5%70～750ppm40～600ppm1～10ppm相對(duì)含量90～98%2～8%0.1～2%測(cè)定方法全鉀-HNO3法HNO3法-NH4AC法NH4AC法第42頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、長(zhǎng)石的分化和鉀的釋放

長(zhǎng)石具有三維結(jié)構(gòu)，鉀離子位于Si、AI-O骨架的中間，為共價(jià)鍵牢牢束縛。因此，分化很慢。其分化和鉀的釋放受許多因素影響。如：內(nèi)部結(jié)構(gòu)（晶格的規(guī)則性、含鈉量、含硅量、顆粒大小等）；外部因素：溫度、水分、pH、分化產(chǎn)物的移出等。云母/伊利石長(zhǎng)石蛭石中間產(chǎn)物高嶺石第43頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、云母中鉀的釋放云母類(lèi)和2：1型次生礦物是層狀結(jié)構(gòu)，層間距離為1毫微米，鉀位于上、下兩層之間的近6角形的空間中。鉀的釋放不是礦物結(jié)構(gòu)的解體，而是由交換反應(yīng)控制的擴(kuò)散過(guò)程。Na+、Ca2+、Mg2+、NH4+均可進(jìn)行這種代換。由于云母中鉀的釋放而產(chǎn)生一系列的次生礦物：

云母（~10%）水化云母（6~8%）伊利石（4~6%）過(guò)渡性礦物（~3%）蛭石或蒙脫石（<2%）第44頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、土壤中鉀的固定1）晶格固定云母>蛭石>伊利石>蒙脫石NH4+對(duì)鉀的吸附有競(jìng)爭(zhēng)作用；H+、Ca2+、AI3+等也影響鉀的固定。2）鉀的吸附伊利石>蛭石、分化云母>蒙皂石>高嶺石4、鉀的淋失富含高嶺石的土壤和砂土地鉀的淋失比較嚴(yán)重。第45頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月土壤中鉀的循環(huán)第46頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、影響土壤中鉀的有效性因素一）土壤因素1、黏土礦物類(lèi)型2、CEC3、交換性鉀含量4、土壤pH、水分、溫度等5、其它離子，如AI3+、Ca2+、Mg2+、NH4+等二）植物因素1、根系CEC小的作物吸收鉀的能力強(qiáng)。2、根系類(lèi)型與密度：黑麥草大于三葉草；玉米大于洋蔥。第47頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)鉀肥的性質(zhì)與施用一、氯化鉀（KCI）1、成分與性質(zhì)氯化鉀含K2O60%（K50%），呈白色、淡黃色、或紫紅色結(jié)晶，易溶于水，有一定的吸濕性，吸濕會(huì)結(jié)塊?；瘜W(xué)中性，生理酸性。2、在土壤中的轉(zhuǎn)化類(lèi)似于氯化銨3、施用基肥和追肥在水稻地、砂土地施用效果很好；在棉、麻類(lèi)作物上施用也有較好的效果。不適宜于在忌氯作物和鹽堿地施用。

第48頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、硫酸鉀（K2SO4）1、成分與性質(zhì)白色或淡黃色結(jié)晶，含K2O50～52%（K%42），可溶于水，吸水性小，物理性狀良好，不宜結(jié)塊。2、在土壤中的轉(zhuǎn)化

類(lèi)似于硫酸鉀。3、施用

可做基肥、追肥和種肥。在一些經(jīng)濟(jì)價(jià)值高的忌氯作物上施用較好，如煙草、葡萄、蘋(píng)果、西瓜等作物。在洋蔥、韭菜、大蒜等作物上施用可提高其風(fēng)味。在還原性強(qiáng)的水稻地施用可能產(chǎn)生H2S的危害。

第49頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、草木灰1、成分與性質(zhì)主要成分為K2CO3，其次為K2SO4和KCI；另外還有磷、鈣、鎂和各種微量元素。水溶性鉀占90%。水溶液呈堿性。含鉀量應(yīng)植物種類(lèi)和植物的苗令而異。高的可達(dá)35.4%（向日葵），低的不到1%（盜殼灰）（表5-15）。燃燒溫度也影響鉀的有效性。2、施用可做基肥、追肥和種肥（特別是拌種）。適宜于喜鉀作物，如薯類(lèi)作物、棉麻、蔬菜、水果等。鹽堿地生長(zhǎng)的植物灰不宜做肥料；草木灰不能于銨態(tài)氮肥混合施用。第50頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月表5-15草木灰的成分（%）種類(lèi)K2OP2O5CaO一般針葉樹(shù)灰6.002.9035.0一般闊葉樹(shù)灰10.003.5030.00小灌木灰5.903.1425.09稻草灰1.790.4410.91小麥稈灰13.806.40