第五章 钾素

（五）钾能调节气孔运动
钾能调节气孔的运动，有利于作物的经 济用水。
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 气孔状态 张开 关闭
K
424 20
Cl22 0
渗透压
bar* 35 19
气孔孔径
(µm) 12 2
(10-14mol)
气孔的运动不仅影响叶片中CO2的交换，直接与 光合作用有关；而且调节作物的蒸腾作用、减少水份 散失。
钾能促进植物体内低分子化合物转变为高分 子化合物，使可溶性养分减少，抑制病菌滋生； 另外，钾的适量供应，能积累抗病毒素、酚 类及生长素，阻止病害的扩大。
施钾对玉米产量及茎腐病发病率影响 ────────────────────── 施K 2O 量 籽粒产量 茎腐病发病率 (kg/ha) (t/ha) ( ％) ────────────────────── 0 4.48 35 300 6.91 19 600 8.73 8 ──────────────────────
⑶钾能促进叶片对CO2的同化：一方面促
进ATP的合成，为CO2固定提供能量；另
一方面钾能降低叶内组织对CO2的阻抗。
（二）钾能促进光合作用产物的运输
钾能促进光合作用产物向贮藏器
官运输，增加“库”的贮存量。
膜
蔗糖
H+
蛋白质的运转
蔗糖 H+
细 胞 质
pH= 8.5
K+
OH-
ATP酶+ ATP ADP+Pi
施钾对大麦品质的影响
──────────────────────
处理 胱氨酸 蛋氨酸 酪氨酸 色பைடு நூலகம்酸 淀粉 可溶性糖
( ％) ( ％) ( ％) ( ％) ( ％) ( ％) -───────────────────── NP 0.18 0.14 0.36 0.121 44.9 9.36 NPK 0.20 0.20 0.42 0.135 46.5 10.40 ──────────────────────
（七）促进有机酸的代谢 木质部运输中钾离子是硝酸根离子 的主要陪伴离子。
当硝酸氮被还原为氨后，负电荷消失， 为保持电荷平衡，植物必需加强有机酸 代谢。
（八）增强植物的抗逆性
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
质 外 体
H+
pH= 5.5
韧皮部负载模式图
钾对甘蔗中14C光合产物运输的影响
14
*总标记物为100％
C涂抹部位
54.3 14.3 9.7 1.9 20.1
占总标记物的％ 有钾 无钾
95.4 3.9 0.6 0.1 0.04
标记叶的叶片 标记叶的叶鞘 标记叶的节 标记叶上部的叶和节 标记叶节以下的茎
移到液泡中。
5、钾在植物体内以离子状存在。
300 液泡 200
细胞质
度 K+ 浓 100
0 0 1 2 3 4 5 干物质含钾量（%）
植物组织含钾量变化对细胞质和液泡中钾浓度影响
二、钾的营养功能
（一）钾能促进光合作用，提高CO2的 同化率
⑴钾能促进光合作用，提高CO2同化率。
⑵钾能改善叶绿体结构的稳定性。
（三）钾与蛋白质合成
钾是氨基酰－tRNA合成酶和多肽合成 酶的活化剂，钾促进蛋白质和谷胱甘肽的 合成。 当供钾不足时，蛋白质的合成减少， 可溶性氨基酸含量明显增加。不仅如此， 有时植物组织中原有的蛋白质也会分解， 导致胺中毒。
钾促进蛋白质的合成还表现在提高根瘤菌 的固氮作用。
供钾对大豆生长、根瘤和固氮活性的影响 ───────────────────────
0.61 水稻 籽粒 0.73 茎秆 0.90 马铃薯 块茎 1.10 叶片 0.40 糖用甜菜 根 1.60 块茎 0.20 烟草 叶片 1.30 茎
0.30 0.90 2.28 1.81 2.13 5.01 4.10 2.80
一、植物体内钾的含量、分布与特点
3、钾流动性强，能被反复利用。
4 、钾首先分布在细胞质内，直到达 到最适水平；之后过量的钾几乎全部转
应该指出，根瘤固氮能力的提高与钾促进 光合产物的运输有关。
（四）钾参与细胞渗透调节作用
钾是细胞中构成渗透势的重要无机组 分，对调节植物细胞的水势有重要作用。 缺钾时，细胞吸水能力差，胶体保持 水分的能力也小，细胞失去弹性，植株和 叶片易萎蔫。
保持细胞正常的水势是细胞增长的驱 动力，对调节细胞代谢有重 要作用。
3、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；
4、抗盐害： 供钾充足，避免蛋白质变性；防止类
脂中的不饱和脂肪酸被氧化；使质膜保
持原有的选择性透性，免受盐害。
5、抗病性： 作物对真菌、细菌病害的抗性依赖于氮钾 比，与养分平衡有关。 钾能使细胞壁增厚，细胞木质化程度提高， 阻止或减少病原菌的入侵和昆虫的危害；
5、抗倒伏：
促进作物茎秆维管束的发育，使茎壁
增厚，髓腔变小，机械组织内细胞排列
整齐。
6、抗早衰：
钾能防止作物早衰，延长籽粒灌浆时
间，增加千粒重。
主要原因是：钾的充足供应，使籽粒 中 ABA的含量降低，含量高峰期后移， 从而延长灌浆时间，增加千粒重。
钾对冬小麦产量构成因素的影响
项 目 0 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） 46 58.8 36.3 17.4 37.2 施钾量（mg K/Kg） 60 68 65.2 37.6 33.0 81.0 120 75 61.3 42.6 34.4 89.9
2 、植物体内的含钾量常因作物种类和 器官的不同而有很大差异： 含淀粉、糖等碳水化合物较多的作物含 钾量较高。
谷类作物种子含钾量小于茎秆； 薯类作物的块根、块茎含钾量也较高。
主要农作物不同部位中钾的含量（%） 作物 小麦 棉花 玉米
2O 部位 含K
作物
2O 部位 含K
谷子
籽粒 茎秆 籽粒 茎秆 籽粒 茎秆 籽粒 茎秆
（六）激活酶的活性
一些需要K+激活的酶及其催化的主要的反应
酶 类 催化的主要的反应
磷酰基转移酶 丙酮酸激酶 6-磷酸果糖激酶 催化排除过程的酶 苏氨酸脱水酶 果糖二磷酸醛缩酶 乙醛脱氢酶
磷酸烯醇丙酮酸+ADP=丙酮酸+ATP 果糖-6-磷酸+ATP=果糖-1，6-磷酸盐+ADP 苏氨酸· H2O=2氧代丁酸+NH3+H2O脱水酶 果糖-1，6-磷酸=磷酸二羟丙酮+3磷酸甘油醛 乙醛+NAD（P）+H2O=酸+NAD（P）H
物稳产、高产有明显作用。
1、抗旱性：
提高细胞的渗透势，防止细胞脱水；
提高胶体对水的束缚能力，使细胞膜 持水能力增强、保持稳定的透性； 调节气孔的开闭，使作物经济用水；
促进根系生长，提高根冠比，增强作 物吸水能力；
2、抗寒性：
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、可溶 性蛋白和各种阳离子的含量，使细胞渗 透势增加、冰点下降；
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 +K 12.50 60.8 3.9 ───────────────────────
*单位为μmolC2H2/g根瘤/hr
86.9 109.9
1、钾素的营养作用是什么？与氮的营 养作用有什么不同？
2、钾与作物品质的关系
3、植物钾素缺乏的症状
三、钾与作物品质 钾对作物品质的影响主要也是养分平衡。 钾能改善产品品质：不仅能提高产品的营 养成分，还能延长产品的贮存期，耐搬运和 运输；特别是对蔬菜和水果类作物，能改善 产品的外观，使水果的色泽鲜艳，汁液含糖 量增加、酸度改善。 过量施用钾肥的后果：破坏养分平衡，造 成品质下降；作物奢侈吸收，导致浪费。
四、植物缺钾的一般症状
缺钾首先在老叶出现，其表现形式分为2类：
①生长衰退，幼叶萎缩，老叶尖端和边缘发黄， 进而变褐色，渐次枯萎、坏死，呈烧焦状， 但叶脉两侧和中部仍为绿色。
②麦类、禾本科牧草及三叶草等植物的白斑症， 严重时出现褐色斑点或斑块、老叶枯死。
水稻的青枯是一种特殊的缺钾症状。
K
思考题：
钾—Potassium
钾不仅是植物生长发育所必需的营养 元素，而且是肥料三要素之一。施用钾 肥对提高作物产量和改进品质均有明显 的作用。 近二十年来，在中国的南北方，都出 现缺钾现象。因此，钾营养也引起了人 们的重视。
一、植物体内钾的含量、分布与特点
1 、一般植物体内含钾量（ K 2 O ）约占干 物重的0.3～5.0%。
不同钾素营养条件下用14C饲喂甘蔗叶片， 90min后测定叶片中光合产物的分布情况
钾对14C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 叶片干物质中含钾量 2.2％ 4.1％ ───────────────────────每株每分钟脉冲数(cpm) 12.3×10-7 11.1×10-7 每克鲜重每分钟脉冲数(cpm) 1.1×10-5 1.2×10-5 叶片 52.7 49.6 标记同化物在 果实 6.0 15.2 器官中的分配 茎 37.7 32.6 率（％） 根 3.7 2.6 ───────────────────────钾影响光合产物向贮存器官运输，调节“源”与“库”关系