根际土壤钾动态
钾肥对黄瓜根际土壤酶活性的影响
关键词 : ; 钾 黄瓜 ; 土壤酶 中圈分类号 :14 2 ¥ 4.6 2 S5 . ;6 22 文献标识号 : A 文章编号:0 1 44 (0 0 0 - 0 9 0 10 — 92 2 1 ) 7 05 — 2
钾 是植物 生命 活动所 必 需 的营 养 元素 之 一 , 不仅 能促进植 物 的生 长发 育 , 强植 物 的光 合 作 增 用并加 速光合 产 物 向产 品器 官 的运 转 , 而且 还 能 提高 产 品 的 品质 l J 1 。王 凤 婷 等研 究 发 现 , 量 适 增施钾 肥可 以促 进黄 瓜果 实 的 干物 质 积 累 , 高 提
山 东 农 业 科 学 2 1 , :9— o 0 075 6
S a dn gi l rl cec s h n ogA r ut a Si e c u n
钾肥对黄瓜根际土壤酶活性的影响
李 华 , 贺洪军 , 高凤 菊, 王友平
( 德州市农业科学研究 院, 山东 德州 摘 23 1 ) 5 05
根瓜 期 和 腰 瓜期 施 用 ; 肥 作 基 肥 一 次 性 施 入 。 磷 小 区面积 84 m 。 . 随机 区组排列 , 重复 3次 。
13 测 定项 目与方法 .
降低 硝酸盐 含量 , 改善 品 质¨ .。当前 对 温室 黄 j4 j 瓜 钾肥供需 矛盾 的研 究多集 中在补钾 提高作 物的 经济产量 和营养 品 质方 面 , 而对 土 壤肥 力 的关 注 不够 , 因此 研究合 理 施用 钾 肥 以提 高温 室 土壤 肥
基金项 目: 国家科技支撑计划硬 目(0 6 A I B 6 资助。 20B D 30 ) 作者简介 : 华( 99一 , 农艺师 , 李 1 7 ) 女, 现从事瓜类方面的
云烟高端品牌植烟区根际土壤高效解钾菌的筛选
云烟高端品牌植烟区根际土壤高效解钾菌的筛选罗华元;常寿荣;王绍坤;徐洁;周晓罡;张娇【摘要】从云南石林,建水采取烟草根部土样,按10-4、10-5梯度稀释并涂布平板,在28℃培养条件下,从硅酸盐固体培养基上初步筛选得到77株解钾菌株,具有透明圈的65株.采用液体培养法(火焰分光光度计法)测定其解钾能力作进一步复筛,获得34株具有较高解钾能力的菌株,其有效钾活性为0.4~10.6 mg/L,同时采用高温筛选出一株耐70℃高温,且具有较好解钾能力的菌株K77,经初步鉴定为侧孢芽孢杆菌(Bacillus Lateraporus),该菌解钾活性达到10.6 mg/L.%The method of gradient dilution coating was adopted to isolate high effective potassium bacteria from tobacco rtiizoephere soil collected from Shilin city and Jianshui city, Yunnan Province. The results showed that 77 microbial strains was selected from the solid medium with silicate. Among them, 65 strains had transparent circle. The rescreening was conducted with atomic absorption spectrophotometer method to mensurate the ability of potassium dissolution ,34 microbial strains with effective ability of potassium-dissolving (0.4 -10.6mg/L) was selected, and finally, K77 with potassium-dissolving ability (10.6mg/L)was selected by high temperature(70 *C ) screening, which was I-dentified to be Bacillus laterosporw.【期刊名称】《西南农业学报》【年(卷),期】2011(024)005【总页数】5页(P1813-1817)【关键词】云烟高端品牌;根际土壤;解钾细菌【作者】罗华元;常寿荣;王绍坤;徐洁;周晓罡;张娇【作者单位】红云红河烟草(集团)有限责任公司,云南昆明650202;红云红河烟草(集团)有限责任公司,云南昆明650202;红云红河烟草(集团)有限责任公司,云南昆明650202;红云红河烟草(集团)有限责任公司,云南昆明650202;云南省农业科学院生物技术与种质资源研究所,云南昆明650223;云南省农业生物技术重点实验室,云南昆明650223;云南省农业科学院生物技术与种质资源研究所,云南昆明650223;云南省农业生物技术重点实验室,云南昆明650223【正文语种】中文【中图分类】S572土壤微生物是土壤生态系统的重要组成部分,土壤微生物的种类、数量及其变化是衡量土壤肥力状况的一个重要指标[1]。
土壤养分的有效性
土壤养分供应强度与容量的示意图 强度 容量
Hale Waihona Puke 土壤溶液中养分浓度 快活性养分库
慢 在生长期内 释放的养分
很慢 土壤矿物和 有机残留物
田间根系体积
表示土壤保持一定养分强度的能力。它关系着养分供应的速度,反映强度随数量变化的 关系。可以用△Q/△I 的比率来表示,比率越大,土壤养分的缓冲力就越强。
应用强度/容量关系描述土壤养分有效性,可以从养分转化的动态过程来考虑养分的有 效性。
1.生物有效养分
2.化学有效养分
1 2
土壤有效养分示意图
二、养分向根表的迁移
土壤 3
地上部 2
根
1
土壤中养分到达根表有两种机理:其一是根对土壤养分的主动截获;其二是在植物生 长与代谢活动(如蒸腾、吸收等)的影响下,土壤养分向根表的迁移。
截获是指根直接从所接触的土壤中获取养分而不经过运输。 截获所得的养分实际是根系所占据土壤容积中的养分,它主要决定于根系容积大小 和土壤中有效养分的浓度。
相对根长
(四)有机物
低浓度的富里酸可以促进发根和根的伸长,较高浓度下的酚类和短链脂肪酸类等低分子 化合物可以抑制根的生长。
淹水条件下,乙酸和其它挥发性短链脂肪酸积累到一定浓度时,对根系的生长不利。 在有机质含量高或施入大量新鲜有机物而又通气不良的土壤上,根际微生物活动可能导 致根际微区累计大量乙烯,抑制根系的扩展。
(四)根系密度与养分空间有效性 根系密度是指单位土壤体积中根的总长度,表示有多大比例的土壤体积向根供应养分。
不同根系密度情况下,土体向根 供应磷、钾养分的相对有效体积
土层深度 (cm)
0~10 >10
根系密度 (cm/cm3)
土壤速效钾缓效钾的测定
土壤速效钾缓效钾的测定土壤中的速效钾和缓效钾是土壤肥力的重要指标之一。
它们对作物的生长发育起着至关重要的作用。
因此,了解土壤中速效钾和缓效钾的含量,对于选择适当的施肥剂和调控作物生长具有重要的指导意义。
首先,我们先来了解一下速效钾和缓效钾的含义和特点。
土壤中的速效钾主要指土壤中容易被作物根系吸收利用的可溶性钾离子。
速效钾能够为作物的生长提供及时的钾营养,并对作物的生理代谢、光合作用和水分平衡等起着重要的调节作用。
而缓效钾则是指土壤中难以被作物根系直接吸收利用的固定态钾离子。
缓效钾需要通过一定的化学反应或微生物的转化才能转化为速效钾,供作物根系吸收利用。
因此,速效钾和缓效钾的含量对于作物的生长有着不同的影响。
那么,如何准确测定土壤中的速效钾和缓效钾呢?一种常用的测定方法是酸解法。
该方法是将土壤样品与酸进行混合,并在一定的温度和时间条件下使其反应,将固定态的钾离子转化为溶解态的钾离子。
然后通过离子色谱法或火焰光度法等分析手段,测定土壤样品中速效钾的含量。
而缓效钾的测定则相对复杂一些,需要借助微生物的功效,通过培养土壤中的微生物来将缓效钾转化为速效钾。
在测定过程中,还需要注意样品的采集和处理。
初步步骤是应根据土壤的性状和肥力水平,选择代表性的样品点进行采样,并确保样品采集时避免污染。
采集的土壤样品需要清除杂质,并将其晾干,然后粉碎成细小颗粒。
接下来,将样品送往实验室进行处理和测试。
最后,我们需要根据实验结果对土壤中速效钾和缓效钾的含量进行分析和解读。
速效钾的含量越高,说明土壤的肥力较高,作物生长受到较好的钾供应;缓效钾含量较高,说明土壤的肥力较低,需进行适当的施肥补充,才能提供足够的钾供作物吸收。
综上所述,了解土壤中速效钾和缓效钾的测定方法和含量对于作物的施肥和管理具有重要的指导意义。
只有根据实际情况测定土壤中的速效钾和缓效钾含量,才能制定出合理的施肥方案,提高作物的产量和品质,实现可持续农业发展的目标。
植物中的钾代谢途径分析
植物中的钾代谢途径分析钾是植物中必需的微量元素之一,对于植物的生长发育和代谢过程具有重要作用。
钾的吸收、转运和代谢是植物生长和适应环境变化的关键过程。
本文将对植物中的钾代谢途径进行分析,探讨其在植物生物学中的重要性。
一、钾的吸收和转运途径钾的吸收主要通过根系进行。
根毛是植物吸收土壤中钾的重要结构,它们通过分泌根际液和根系分泌物酸化土壤环境,促进钾的溶解和释放。
同时,钾的吸收还受植物根系的生理状态、土壤水分和温度等环境因素的影响。
钾在植物体内的转运主要通过根和茎、叶之间的导管系统完成。
根系吸收的钾经过根癌层和木质部的细胞,通过根的韧皮部分泌细胞转运到茎和叶中。
在茎和叶中,钾在韧皮部的导管中进行长距离的输送,通过植物的维管束系统分布到全株各个部位。
二、钾在植物代谢中的作用1. 钾在植物的光合作用中起着重要的调节作用。
钾可以调节光合作用中的蛋白质合成、光合色素的合成和光合细胞中酶活性的维持,从而提高光合作用效率。
2. 钾对植物的水分调节和蒸腾作用具有重要影响。
钾能够调节植物细胞内的渗透压,维持细胞内外水分平衡。
同时,钾还能够促进根系的吸水和茎叶的蒸腾作用,使植物能够有效地获取和利用土壤中的水分资源。
3. 钾对植物的生长和发育有着直接的影响。
钾可以调节植物中的激素合成和信号传导,影响植物的根系生长和分枝,促进茎叶生长和扩展,调节花器官的开花和果实的发育。
4. 钾还可以增强植物对逆境的抵抗能力。
在植物面临盐碱胁迫、干旱和低温等逆境条件时,钾可以调节植物的渗透调节和气孔调节机制,维持细胞内外的水分平衡,提高植物对逆境的耐受性。
三、钾代谢调节机制钾代谢的调节机制主要包括摄取、转运、分配和利用等方面的调控。
植物细胞膜上的钾通道和钾转运蛋白起着重要的调控作用,调节钾的摄取和释放。
植物内部的钾转运蛋白家族,如HAK家族和KT家族,参与钾的内部转运和分配过程。
同时,植物还通过调控激素的合成和信号传导来调节钾的利用效率。
丹参生育期根际土壤有机质和氮磷钾的变化规律
还 土壤有 机 物 数量 增 多 , 之高 温 高湿 腐 熟 分解 加 快( 一般需要 1 —2 d , 加 了土壤 有机 质 含量 。 5 0 )增
( 位 : / g 单 gk )
表 2 根 际 土壤 有 机 质 含 量
2 3 土 壤 氮 素 .
用 的 土 壤 速 效 氮 来 说 , 育 期 中 平 均 含 量 6 生 3 mg k , 化范 围 5 一8 mg k , 异 系数 1 %。 /g变 O 6 /g变 7
维普资讯
・
7 ・ 8
陕
西
农
业
科
学
丹 参 生 育 期 根 际土 壤 有 机 质 和氮 磷 钾 的变 化 规 律
张 红 燕 , 淑 娥 黄
( 商洛学 院 , 西 商 洛 陕
760 ) 2 0 0
提 要 : 究表 明 , 研 商洛 山 阳 高坝 丹 参 基 地 土 壤 属 于 中性 至弱 酸 性 ,H 值 7o 6 8 生 育期 中根 际 土壤 p .一 . ,
5 以 上 。 O
2 结 果
2 1 土壤 p 值 . H
从测定 结果 看 , 丹参 在全 生育 中的不 同 时期 ,
土壤 酸碱性 变化 不大 ,H值 均在 6 8 . p . —7 0之 间 , 土壤 呈 中性 至弱 酸性 ( 1 。 表 )
1 2 试验 地 的基本 情况 . 试 验 于 20 ~ 20 0 5 0 6年 在 商 洛 市 山 阳县 高坝
有 机 质含 量 中等 , 效 氮 、 效 钾 含 量 中等 偏 上 , 效 磷 缺 乏 。 速 速 速 关键 词 : 际土 壤 ; 根 有机 质 ; 氮磷 钾
丹 参 , 名 紫丹 参 、 别 红参 、 红根 、 红 袍 、 山 大 血
不同基因型作物及其根际钾素高效利用机理的研究进展
不同基因型作物及其根际钾素高效利用机理的研究进展摘要:简要综述了钾肥对作物生产的重要性、我国土壤钾素肥力及钾肥使用现状,从根际微域环境的角度对不同基因型作物钾素营养遗传学性状的差异机理、根际环境和根系分泌物对钾素有效性的影响、钾高效基因型作物种质资源的选育及存在的一些问题进行了探讨。
关键词:基因型;钾效率;根际;根际分泌物;种质选育ResearchAdvancesontheMechanismofHighKUseEfficiencyofVariedGenotypesCropsandTheirRhizospheresAbstract:TheresearchadvancesontheimportanceandthestatusofpotashinChina’sagriculturewas brieflysummarized,themechanismofthe differences of Knutritiongenetictraitsbetweentheplantswithdifferentgenotypes,theeffection ofrootexudatesandrhizosphereenvironmenton soilpotassiumavailability,plantgermplasmbreedingforhigherKuseefficiency,andwas somerelatedproblemsalsodiscussed.Keywords:genotype;potassiumefficiency;rhizosphere;rootexudates;germplasmbreeding钾是植物三要素之一,对植物的生长、发育、代谢、抗性等生理过程都有重要影响。
土壤中钾素含量一般为1%~3%,虽然显著高于氮和磷,但绝大部分不能被植物当季吸收利用,植物可吸收的有效钾含量一般不超过全钾量的2%[1]。
土壤有机质的动态平衡及影响因素
土壤有机质的动态平衡及影响因素一、土壤有机质的动态平衡土壤中有机质含量始终处于不断分解的损失量和不断形成、输入的加入量之间的动态平衡中。
一方面主要由于微生物的作用,有机质逐渐被分解;另一方面由于植物残体的输入,如自然土壤中植物凋落物、残根以及根的分泌物和脱落物等的输入,农业土壤中根茬和根分泌物以及有机肥料等的输入,土壤有机质又不断地得到补充;当土壤有机质分解量与加入量相等时,有机质含量将处于稳定状态;当加入量大于分解量时,有机质含量将逐渐提高,反之则逐渐降低。
因此,土壤有机质含量的变化,取决于有机质分解量和加入量的相对大小。
一般的趋势是对于原有机质含量高的土壤,随着耕种年数的递增,土壤有机质含量降低。
据国外报道,由于耕作的影响,土壤有机质含量可以损失20%~30%。
初期土壤有机质损失很快,大约耕作20年后土壤有机质分解速率变慢,30~40年后基本达到平衡,这时土壤有机质稳定在一个较低水平。
我国黑龙江省的土壤调查资料表明,开垦后20年土壤有机质含量减少1/4~1/3,开垦后20~40年,土壤有机质含量又在原来的基础上减少1/4~1/3,开垦60年后土壤有机质减少到原来含量的1/2以上。
二、影响土壤有机质转化的因素土壤有机质的动态平衡在一定程度上也取决于土壤有机质的矿质化过程和腐殖化过程进行的强弱程度,而具体的转化过程又受着多方面因素的影响。
土壤微生物是土壤有机质分解与转化的主要推动力,凡是影响微生物活动及生理作用的因素都会影响有机质分解转化的强度和速度。
(一)有机质本身的物质组成有机质本身的物质组成不同,转化速度也不同,一般说来,糖和蛋白质含量高的有机质(如豆科绿肥)矿化速度快,而木质素、脂、蜡等含量高的有机质(如禾本科稻草、玉米等)矿化速度慢。
有机残体的转化还受本身含氮量和含碳量比值(C/N比值)的影响,矿化速度与其含氮量成正比,与含碳量成反比。
有机质分解离不开土壤微生物,微生物在分解有机质时,需要同化一定数量的碳和氮构成身体的组成成分,同时还要分解一定数量的有机碳化合物作为能量来源。
土壤中钾的形态与有效性
土壤中钾的形态与有效性土壤中的钾根据其化学形态和对植物的有效性,分为矿物态钾、非交换态钾、交换钾和水溶态钾。
1、矿物态钾主要以原生或次生的结晶硅酸盐状态存在于土壤中的钾,一般含量为5~25g/kg,占土壤全钾量的90~98%土壤中含钾多的矿物主要有长石、云母等硅酸盐矿物。
这些矿物抗风化能力强,钾离子的释放缓慢,难以被植物吸收利用,营养意义相对较小。
2、非交换态钾又称缓效钾,主要指被2:1型层状黏土矿物固定的钾离子以及黑云母和部分水云母中的钾,是反映土壤供钾潜力的主要指标。
在土壤中的含量约为50~750mg/kg,占土壤全钾量的2~8%。
非交换态钾是土壤速效钾的直接给源和储备,速效钾和缓效钾指标相结合,能客观反映土壤的供钾能力。
土壤速效钾因植物吸收和淋失而减少,非交换态钾会逐渐释放,在大田连作地块,非交换态钾成为植物所需钾的主要来源。
3、交换态钾土壤胶体负电荷位点上吸附的钾离子和云母类矿物风化边缘楔形带内,可以被氢离子和铵离子交换,但不能被钙、镁水化半径大的离子所交换的特殊吸附的钾。
一般含量为9~90mg/kg,约占土壤全钾量的0.9~1.8%。
交换态钾易被代换到土壤溶液中,供当季作物吸收利用,是土壤中植物可吸收钾的主要部分。
交换态钾的有效性与其在土壤中含量、土壤胶体类型、土壤阳离子交换量、盐基饱和度及陪伴离子种类和数量相关。
4、水溶态钾以离子形态存在于土壤溶液中的钾。
一般含量为1~10mg/kg,约占土壤全钾量的0.1~0.2%。
水溶态钾可以被作物直接吸收,是土壤供钾能力的强度因素。
在土壤中,水溶态钾的数量不断变化,与交换态钾保持快速的动态关系,随水土比例及盐分浓度而变化,又受土壤质地、耕作施肥和灌水等影响。
以上节选自《土壤肥料学》,主编陆欣谢英荷。
耕地退化对土壤钾素含量影响及其修复技术分析
耕地退化对土壤钾素含量影响及其修复技术分析耕地退化是全球性的问题,它导致了土地质量的下降,进而影响农业生产。
耕地退化通常是由人为活动和自然因素引起的,其中一些因素包括过度耕作、土地荒漠化、长期施用过量化肥和水土流失等。
这些因素会导致土壤质量和营养元素含量的下降,影响农业产量和生态环境。
其中,在耕地退化过程中,土壤钾素含量的下降是一个重要的问题。
钾素是植物生长所必需的一个微量元素,它参与了植物的光合作用和养分吸收。
因此,土壤中的钾素含量与农作物的生产密切相关。
土壤中缺乏钾素元素直接影响农作物的生长发育和产量。
因此,解决土壤钾素含量下降的问题是非常重要的。
耕地退化导致土壤钾含量下降的主要原因是土壤中的钾素流失。
流失的方式有很多种,其中包括土壤流失,水流失以及植物吸收。
此外,钾素流失还与土壤质量和作物类型等因素有关。
因此,钾素流失的原因和机制需要进行深入的研究,以解决土壤钾素含量下降的问题。
针对这一问题,土壤修复技术是一个重要的解决方案。
它旨在恢复土壤的生态系统功能和生产力,提高土壤养分含量,以支持农业生产。
目前,针对土壤钾素含量下降的修复技术包括三种类型:物理修复、化学修复和生物修复。
物理修复技术主要是通过改善土壤结构来恢复土壤生产力和质量。
包括加入覆盖物料、添加石灰或石膏等措施,以增加土壤的保水性和质量。
此外,深翻和翻耕可以在适当的情况下,帮助改善土壤结构,增加土壤的通透性和透气性,有助于增加土壤钾含量。
化学修复技术一般涉及土壤改良剂的加入,用于增加土壤的养分含量和改善土壤条件。
这些物质通常是在土壤改良的初始阶段添加的,但在随后的生产过程中可能需要更多的补充。
在土壤中添加有机或无机肥料,是增加土壤中钾素含量的主要方法之一。
钾肥中的化学钾含量使其成为优秀的钾素来源,它可以及时满足农作物的需求。
生物修复技术旨在通过植物的生长和根系的作用来改善土壤质量和养分含量。
这些植物包括开花植物和树木等。
植物在生长过程中会吸收土壤中的养分,包括钾素和磷素等,从而促进细菌分解、有机质分解和土壤酸碱平衡等过程,有助于恢复土壤质量。
植物生产环境-钾肥的合理施用
钾肥的合理施用一、土壤钾素(一)土壤钾含量、形态和分布1.含量我国土壤全钾(KO2)含量为0.5--46.5mg/kg,一般为5--25mg/kg。
2.分布总的趋势,风化强烈的土壤含量低于风化程度弱的土壤,砂性土壤低于粘性土壤;从北到南、由西向东逐步降低,东南地区是我国缺钾土壤的集中地区。
3.形态水溶性钾占全钾0.05%--0.15%交换性钾占全钾0.15%--0.5%全钾缓效态钾占全钾的2%矿物态钾占全钾的98%--99%(二)土壤钾的转化钾在土壤中的转化包括钾的释放与钾的固定两个过程:1.钾的释放是指矿物中的钾与有机体中的钾在微生物和各种酸作用下,逐渐风化并转变为速效钾的过程。
2.钾的固定是指土壤中的速效钾转变为缓速钾的过程。
土壤干湿交替频繁,固定量越大。
二、钾素化学肥料的特点与施用(一)氯化钾氯化钾含钾(K2O)60%左右,呈红色、浅黄色或白色粒状结晶。
易溶于水,贮存时易吸湿结块。
属化学中性、生理酸性肥料,是目前世界上使用量最大的一种钾肥。
氯化钾可用于多种作物,特别适宜用在棉花、麻类等纤维作物,可提高纤维品质。
氯化钾可作基肥、追肥。
施用时可以沟施、撒施,也可对水浇施。
但不宜作种肥,也不宜在盐碱土及对氯敏感的甘薯、马铃薯、甘蔗、甜菜、烟草等忌氯作物上使用。
(二)硫酸钾是仅次于氯化钾的主要商品钾肥,含钾(K2O)48%~52%,含硫(S)18%。
呈白色、浅灰或淡黄色结晶,有辣味,易溶于水,不易结块,便于贮存、运输,施用时分散性好。
属化学中性、生理酸性肥料。
硫酸钾适宜在各种植物和土壤上施用,由于其含有硫,特别适宜用在十字花科和葱蒜类作物,以及忌氯作物。
硫酸钾可作基肥、追肥、种肥及根外追肥。
硫酸钾长期用于酸性土壤时应与有机肥、石灰等配合施用,以防止土壤酸化及板结。
在通气不良的土壤中,要尽量少用硫酸钾,以免对植物根系产生毒害。
(三)碳酸钾又称钾碱,含钾(K2O)≥50%。
纯品为白色粉末,吸湿性很强,易潮解,易吸收空气中的CO2,形成碳酸氢钾。
干旱地区水稻田土壤中钾素变化规律及其调控技术分析
干旱地区水稻田土壤中钾素变化规律及其调控技术分析干旱地区的水稻田土壤中钾素是影响水稻产量的重要因素之一。
钾是植物生长必需的一种元素,它参与植物体内的生理代谢活动,能够促进植物生长、增加植物的抗旱能力和光合作用强度。
但是,在干旱地区的水稻田中,由于环境因素复杂,土壤中钾素的含量容易受到影响和损失,从而影响水稻产量。
因此,控制干旱地区水稻田中钾素的变化规律,采用适当的调控技术,对干旱地区水稻的产量具有重要的意义。
一、干旱地区水稻田土壤中钾素变化规律1. 干旱地区水稻田土壤中钾素含量低干旱地区水稻田的气温高和降雨少,导致土壤干旱、缺水。
在这种情况下,土壤硬度增加,土壤粒子间的空隙变小,水和养分的交换流通能力降低,导致土壤中钾素含量较低。
另外,干旱地区的土壤有很强的盐碱化现象,盐对植物根系的吸收能力有所影响,增加植物对钾的需求量,同时也加剧了钾在土壤中的流失。
2. 土壤钾素含量随时间的变化土壤中钾素的含量随着生长季节的不同而产生浓度变化,通常在收获期降至最低值。
植物的吸收活动主要发生在生长的早期和中期,对土壤中的养分消耗较少,因此在生长季节的早期和中期,土壤中的钾素含量比较高。
但是一旦进入成熟期,水稻植株耗尽在土壤中的钾,并将土壤中剩余的钾素带走,导致土壤中的钾素含量下降。
3. 土壤钾素含量随大气降水量的变化干旱地区水稻田的降雨量很少,但是在一些特殊情况下,大气中的降雨量会突然增加,这种现象称为暴雨。
暴雨会导致水稻田中的钾素含量产生明显的变化。
过强的降雨会导致土壤表面的泥土流动,使土壤中的养分被冲走,对水稻的生长造成不利影响,从而影响土壤中钾素的含量。
二、干旱地区水稻田土壤中钾素调控技术1. 肥料施用技术土壤施钾是一种有效并且常用的增加土壤钾素含量的方法。
干旱地区的水稻田应该使用含钾素丰富的肥料,并且要根据土壤质量和作物需要的钾素量进行适量施用。
水稻生长过程中对钾的需求是不同的,因此,应该在植物不同生长期施用不同比例的肥料。
第7讲土壤中钾的动态
各种土壤含钾量差异很大,主要与成土母质、风 化成土条件、土壤质地、耕作和施肥措施等因素有关。
华中地区钾素养分的含量都在不同程度上受母岩的影响(表)。花岗岩发育的 土壤含钾量最高,石灰岩的最低。这是因为花岗岩中含有较多的含钾矿物(长 石、云母等),而石灰岩中较少。
K+ ion exchange & fixation
hexagonal holes T O
illite clay mineral
Ca2+
K+
K+
H+
K+
H+
K+
Ca2+
3.1.2 影响土壤钾固定的因素
(1)粘土矿物的种类和数量
土壤粘土矿物的类型和数量对交换性钾的保持力有很大 的影响,它控制了土壤溶液中钾的浓度,以及再补充钾以供 应作物的能力。
(3) 钾离子的活度
云母类矿物周围土壤溶液中K+的活度,对云母经阳 离子交换而释放K有很大的影响。
当土壤溶液K+水平低于临界值时,层间钾被溶液中其 他阳离子置换。相反,当K+水平高于临界值时,云母膨 胀性2:1型矿物从溶液中吸取钾。
钾的临界水平与矿物种类有关。其中黑云母要显著 高于白云母。
(4)植物根系和根际生物
长石类矿物组分的钾释放符合零级反应动力学方程式。
当溶液中钾离子达到一定浓度时,会抑制矿物的进一步水解。
一般认为,长石的风化次序为:
长石
云母/伊利石 蛭石
过渡矿物
高岭石
尽管许多土壤中长石含钾比云母多,但一般认为长石释放的 钾较少。除风化强烈的湿润地区外,由钾长石风化释放的钾很少, 对当季植物的钾营养意义不大。
土壤钾素运移的影响因素研究进展
土 壤(Soils), 2012, 44 (4): 548-553土壤钾素运移的影响因素研究进展①占丽平, 李小坤*, 鲁剑巍, 王 瑾, 廖志文(华中农业大学资源与环境学院,武汉 430070)摘 要:钾是植物必需的营养元素,土壤中钾素是作物所需钾素的主要来源。
土壤中钾素通过质流、扩散和根系截获的方式到达根表被植物吸收。
这些运移方式受一定因素的影响。
本文简要综述了土壤钾素运移的影响因素,包括物理因素、化学因素和生物因素,归纳了土壤水分、质地、体积质量、温度、pH值、陪伴离子、钾离子的浓度和植物特性等因素对土壤钾素运移的影响,并展望了未来土壤钾素运移的重点研究方向。
关键词:土壤钾素运移;扩散;物理因素;化学因素;生物因素中图分类号: S153.6钾是植物生长发育所必需的大量营养元素[1],在生长代谢过程中发挥着重要的作用[2],土壤钾素的缺乏会造成作物因生理失调而减产[3]。
近年来,随着吸钾量大的高产作物品种的推广、复种指数的增加和农业集约化程度的提高,作物从农田中移走的钾量逐渐增加,土壤钾素输出与投入不平衡加剧,土壤缺钾面积不断增加,土壤钾素耗竭日趋严重[4]。
施用钾肥是缓解土壤钾素亏缺的重要途径[5],目前我国已成为世界主要的钾肥消费国[6]。
但是,我国钾肥资源匮乏[7],钾肥进口量居世界第一[8]。
在钾肥资源短缺的形势下,需要高效利用钾素来充分发挥作物的产量潜力和进一步改善产品品质。
钾的丰度在地壳所有化学元素中居第七位,也是岩石圈中第四位最丰富的矿质营养元素[9]。
我国土壤中全钾含量一般在16.6 g/kg左右,高的可达33.2 g/kg,但绝大部分钾不能被植物直接吸收利用,能被植物直接吸收利用的速效性钾含量一般不超过全钾的2%[10]。
土壤中的钾能否被植物根系所吸收,不仅与钾的化学形态有关,也与其所处的空间位置有密切关系。
对于整个土体来说,植物根系平均占土壤容积的百分数约为3%,如果仅以根系与土壤直接接触的这部分钾素作为植物的有效养分,则远远不能满足植物对钾素的需求[11]。
钾在土壤中的存在状态
钾在土壤中的存在状态
1.土壤溶液中的钾
存在于土壤溶液中的钾离子是植物钾素营养的直接来源。
一般情况下,土壤溶液中的钾含量在0.2~10 mmol/L范围内,热带和亚热带地区的酸性土平均为0.7 mmol/L,这些钾仅够生长旺盛的作物用1~2天。
由于在任何时刻,土壤溶液中钾浓度都是极低的,所以从其他形态向土壤溶液补充钾,是决定土壤钾素肥力状况极其重要的因素,土壤向土壤溶液中补充钾的能力取决于各种形态钾之间的转化和它们各自与土壤溶液的平衡特性。
2.土壤交换性钾
交换性钾是被土壤胶体负电荷吸附,可以被中性盐在相当短时间内从交换点上被交换下来的钾离子。
是土壤速效钾的主要部分,占土壤全钾含量的0.1%~2.0%。
交换作用进行得强弱则受交换性钾的吸附位置、黏粒矿物种类、陪伴离子和钾饱和度等的影响。
3.土壤非交换性钾
也称缓效性钾,是存在于层状硅酸盐矿物层同和颗粒边缘上的钾,即那些处在强吸附点上、不能被中性盐溶液在短时间内提取的钾,数量约占土壤全钾的2%~8%,是速效钾的贮备库,可以缓慢地转变为速效性钾,从而对植物有效。
4.矿物钾
存在于原生矿物或次生矿物结晶构造中的钾。
矿物钾约占土壤全钾量的90%~98%,不溶于水,不易被溶液中的阳离子所代换,有效性低。
只有经过风化作用后,才能转变为速效性钾。
风化过程相当缓慢,对速效性钾的贡献微不足道。
含钾矿物风化的容易程度依次为黒云母〉白云母〉正长石〉倾斜长石。
土壤全钾含量范围
土壤全钾含量范围土壤全钾含量是指土壤中所有可交换钾和非交换钾的含量总和。
钾是植物生长发育中必需的营养元素之一,能够提高作物的产量和品质。
因此,土壤全钾含量对于作物生长非常重要。
根据不同的土壤类型和使用情况,土壤全钾含量范围也有所不同。
一般来说,土壤全钾含量的范围在0.2%~3.0%之间。
其中,0.2%以下的土壤视为缺钾土壤,0.2%~0.5%为贫钾土壤,0.5%~1.0%为中钾土壤,1.0%~3.0%为富钾土壤,3.0%以上则为过富钾土壤。
对于缺钾土壤,作物极易发生钾素缺乏症状,如叶片枯黄、叶缘干枯、叶片卷曲等。
此时应及时施用含钾肥料,如硫酸钾、钾镁肥等,以提高土壤全钾含量。
贫钾土壤虽然含钾量不及中钾土壤和富钾土壤,但作物在生长发育过程中仍需一定量的钾元素。
因此,在施肥时应适量补充含钾肥料,以提高土壤全钾含量和促进作物生长。
中钾土壤的土壤全钾含量适中,对于一些对钾元素需求较高的作物,如棉花、土豆、甜菜等,生长发育有利。
但对于一些对钾元素需求较低的作物,如小麦、玉米等,过量的钾元素会影响生长发育。
因此,在施肥时应根据作物需求和土壤条件进行合理的施肥管理。
富钾土壤的土壤全钾含量较高,可以使作物生长发育充分利用钾元素,并提高产量和品质。
但过多的钾元素会影响土壤酸碱度和微生物活性,从而影响作物的营养吸收和代谢。
因此,在施肥时应尽量避免使用高含钾肥料,以减少钾元素的积累和影响。
总之,不同的土壤类型和使用情况会影响土壤全钾含量的范围。
在施肥管理中,应根据作物需求和土壤条件进行合理的施肥措施,以提高土壤全钾含量和促进作物生长发育。
土壤速效钾增大的原因
土壤速效钾增大的原因土壤速效钾是土壤中能够被植物直接吸收利用的钾素,是植物生长发育必不可少的营养元素之一。
土壤速效钾的含量受多种因素影响,其中包括土壤类型、气候条件、施肥管理、灌溉制度等。
1. 土壤类型不同类型的土壤,其速效钾含量差异较大。
一般来说,粘土土壤的速效钾含量高于砂土土壤。
这是因为粘土土壤具有较强的吸附能力,能够将钾离子吸附在土壤颗粒表面,防止其流失。
而砂土土壤的吸附能力较弱,钾离子容易被淋洗流失。
2. 气候条件气候条件对土壤速效钾含量也有较大影响。
在温带地区,土壤速效钾含量一般高于热带地区。
这是因为在温带地区,土壤冻融交替,钾离子容易被释放出来,而热带地区土壤常年高温多雨,钾离子容易被淋洗流失。
3. 施肥管理施肥管理是影响土壤速效钾含量的重要因素。
合理施用钾肥,可以有效提高土壤速效钾含量。
钾肥的施用量应根据土壤类型、气候条件、植物种类等因素确定。
一般来说,粘土土壤施钾肥的用量较少,砂土土壤施钾肥的用量较大。
在温带地区,施钾肥的最佳时间是春季和秋季。
而在热带地区,施钾肥的最佳时间是雨季开始前。
4. 灌溉制度灌溉制度对土壤速效钾含量也有影响。
合理灌溉,可以有效提高土壤速效钾含量。
灌溉时,应注意控制灌溉水量,防止土壤水分过多,导致钾离子淋洗流失。
一般来说,灌溉水的pH值应在6.0-7.0之间,灌溉水的含盐量应低于0.5%。
除了以上因素外,土壤速效钾含量还受土壤有机质含量、微生物活动等因素的影响。
因此,在提高土壤速效钾含量时,应综合考虑多种因素,采取综合措施,才能取得良好的效果。
提高土壤速效钾含量的方法1. 合理施用钾肥。
钾肥的施用量应根据土壤类型、气候条件、植物种类等因素确定。
一般来说,粘土土壤施钾肥的用量较少,砂土土壤施钾肥的用量较大。
在温带地区,施钾肥的最佳时间是春季和秋季。
而在热带地区,施钾肥的最佳时间是雨季开始前。
2. 秸秆还田。
秸秆还田可以增加土壤有机质含量,提高土壤保钾能力。
秸秆还田后,应及时翻耕,以便将秸秆与土壤充分混合。
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钾效率的高低是由3个方面决定的,即①根系对土壤钾的活
化能力,②吸收能力,③植物体内钾的利用能力。
根际土壤中钾的变化体现了前2个方面,因此,在比较分析 钾效率与根际土壤速效钾、缓效钾变化的关系时,应综合考 虑。 从本试验结果来看,高效型品种苗期根际钾的耗竭较低,可
能正是后来其表现钾高效的基础。但是,土壤中速效钾、缓
从4个小麦品种根际土壤速效钾和缓效钾的变化来看,不同
钾效率的小麦品种间存在明显的差异,这与其对土壤中钾的吸 收和钾在体内的累积量基本一致。 京核1号在苗期吸钾量高,其根际土壤速效钾和缓效钾的亏 缺程度最大,表明该品种对土壤钾的吸收利用能力较强。同时,
该小麦根系分泌H+的能力较强,这可能是其能很好利用根际土
壤速效钾和缓效钾的主要原因之一。但是,由于该品种的产量 水平不高,不符合常规育种的要求。
其他3个品种根际土壤中速效钾和缓效钾的亏缺程度明显
较低,植株所吸收的钾量也明显低于京核1号。
6154、太核5025根际速效钾含量相对较高,而缓效钾含量较 低,可能是由于其根系活化作用较强,导致土壤缓效钾和矿物钾
吸收液中的H+量的变化。
1.3 土壤速效钾和缓效钾含量的取样
中室小麦取出后,用人工方法将湿度适宜的2个 边室土由内向外逐层推移进行根际土样的分离,切片 距离如下:近根0~14 mm内每2 mm切1片,共7;14~ 20 mm内,每3 mm切1片,共2片;20~40 mm内,每5 mm切1片,共4片; 40~50 mm,每10 mm切1片,共1 片。 左右2个边室同时进行切片,并将同样距离
2.2 小麦根际土壤中钾的变化 速效钾的变化
京核1号根际土壤速效钾在距根表14 mm范围内有明显的 钾亏缺区,亏缺的强度较大,说明京核1号对速效钾的吸收能 力较强,这可能与京核1号是一个耐低钾能力强的品种有关。 相反,钾高效品种太核5025根际钾的耗竭程度不大,这与其在 苗期吸收钾能力差、而利用效率较高的特性相吻合。 6154根际速效钾的动态变化与太核5025相似,在近根表6 mm范围内钾的耗竭程度较小,在这个微区速效钾含量相对 较高,随后在距根表6~14 mm范围内也出现了不同程度的 钾素亏缺,但亏缺的程度不大。 京选偃6根际钾在近根表10 mm范围出现了钾离子的亏缺,
由此可见,影响根际微区钾素状况的因素主要是土壤 和植物自身特性。 本研究从20个小麦品种中筛选出钾效率存在显著差 异的4个品种,并将它们划分为4种类型。研究钾效率不
同的小麦品种根际钾的营养特点,查明钾效率与小麦对
土壤中速效钾、缓效钾的利用能力的关系。
1
材料与方法
1.1
供试作物
4个小麦品种,钾营养特性为: 京核1号为低效低响型; 太核5025为高效低响型; 6154为低效高响型;
的切片土壤混合,风干后测定土壤速效钾和缓量
京核1号的生物量和根系生长量较高; 6154的根系生长量也较大,但其冠/根比 较小, 可能是利用养分的效率较低。 相反,高效低响型品种太核5025的根系和地上部的生长量均较低,但其冠/根比值 最高。 京核1号的吸钾量仍是最高。京选偃6体内的钾含量最低,比其他4个品种低 6.5%~19.6%,但钾的利用效率最高。
小麦在正常营养液中培养至5叶龄时,在测定H+分泌量之
前,先在无钾营养液中放置24 h,取15株生长一致的幼苗用 0.2 mmol· L-1CaSO4溶液浸洗3次,吸干水分后放入50 mL吸 收液中,吸收液由K2SO4和CaSO4组成,浓度分别为1.0 mmol· L-1,0.5 mmol· L-1,并吸收3 h,然后用标准NaOH滴定
小麦根系分泌H+量的差异
正常浓度范围内,植物对钾的吸收是一个主动过程,同时分泌质子,使溶液酸 化。4个品种中, 6154根系H+的分泌量最大,京选偃6分泌质子的能力较差。 6154属低效高响型品种,在钾充足供应时,其根系生长量较大,因此总的质子分 泌量较大。但是,单位根的H+分泌量除京选偃6外, 3个品种间无明显差异。京 选偃6在苗期吸收钾的能力较差、钾利用效率较高等特性与此相吻合。
京选偃6为中间类型。
1.2
植株培养及试验装置
采用改进的分室培养方法, 总
1.2.1 根际土壤钾的变化
体分为3室,中室及左右各1个边室,中室两边为350目尼龙 网。该尼龙网的特点是根系不能通过,而水分和养分可自 由通过,这样可有效地形成根区、根际土壤区域、土体土 壤区域。试验所用土壤为砂壤土,其土壤含钾量为:
速效钾45.5 mg· kg-1,缓效钾87.0 mg· kg-1。
所有处理均不施钾肥,只施用氮、磷肥。各品种重复3次, 小麦生长期从边室定量浇水。生长35 d后收获
2.2
H+分泌量的测定
将小麦种子消毒处理后在饱和
CaSO4溶液中浸泡0.5 h, 发芽4 d后挑选生长一致的幼苗冲 洗干净,移栽于蒸馏水中。3 d后,去掉胚乳,然后转入pH6.5 的营养液中。
但亏缺的程度较小,且亏缺比较平缓,这反映了植株对速效钾
的吸收能力较低。
小麦根际土壤中缓效钾的耗竭
小麦根际土壤缓效钾的变化与速效钾有所不同,
4个小麦品种根际缓效钾都出现明显的亏缺。
从亏缺范围来看, 4个品种差异不大,均在距根表14 mm左 右,但亏缺程度有明显的差异。 与根际速效钾的变化相似,京核1号小麦根际缓效钾的亏缺 程度最大,表明该品种对缓效钾的利用能力较强。其他3 个品种根际缓效钾的亏缺程度差异不大,其亏缺率也低于京 核1号。
效钾和矿物钾等存在一个动态平衡中,根际养分的变化是一 个非常复杂的过程,根际钾动态的变化只是根系活化利用钾
的一个方面的表现,还有许多问题需要更深入的研究。
钾营养效率不同的小麦品种间根际钾营养动态的比较①
有关根际钾的研究曾有一些报道: 用放射性同位素86Rb进行的研究发现,玉米根系周围有 明显的钾亏缺区; 研究油菜根际土壤与土体土壤中交换性钾的动态变化后, 也发现在油菜根际也有明显的钾亏缺区; 玉米根际微区土壤中吸收的钾有20%来自非交换性钾; 洋葱根际钾的亏缺范围可达到数厘米; Tan用电子探针测定近根0.2~0.3 mm内有钾的富集; 曹一平等的研究也表明,在2种不同质地土壤上栽培的小 麦,其根际钾的亏缺明显不同,砂土上最大钾的亏缺率达 77%,在1 mm左右有钾的相对富集,最大亏缺出现在4 mm 左右,亏缺区一直伸展到15 mm。
释放较多,这种特性对于我们选育耐低钾的钾高效小麦品种非
常重要。因为,大多数土壤的全钾含量并不低,只是由于速效钾 含量较低,钾素供应不足而导致作物缺钾。因此,作物能否有效
地活化并利用土壤中的难溶性钾也是钾高效品种选育中一个
非常重要的指标之一。 同时应该看到,正是因为太核5025在苗期对土壤中钾的耗竭 较少,有足够的钾供其后期生长发育所用,为其获得高产奠定基 础,这种材料是育种上最有价值的类型。