第十三章 钾素营养与化学钾肥

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0.5%~2.5%，占全钾量的90~98%。钾离子的释
放缓慢，植物对其难以吸收利用，有效性很小。
2、非交换态钾（non-exchangeable potassium）： 又称缓效钾，主要指被2:1型层状粘土矿物所固定的 钾离子及黑云母和部分水云母中的钾，这是反映土壤
2、促进蛋白质合成
钾能提高作物对氮的吸收利用，促进和增强硝酸还原酶的
诱导合成的活性，显著加快NO3-由木质部向叶片运输。
钾是氨基酸t-RNA合成酶和多肽合成酶的活化剂。供钾不 足时，蛋白质合成减少，有时原有蛋白质也会分解，在局部组 织中出现大量异常的含氮化合物，如腐胺、鲱精胺，导致胺中 毒。当达到一定浓度，细胞即中毒而死。
第四节 钾肥的有效施用 提高钾肥肥效的途径：
一、防止钾肥流失与固定：与有机肥配施，基肥深施、
分期施用。
二、根据土壤性质和供钾水平： 钾肥应优先用于严重
缺钾地区。
三、根据作物特性
含碳水化合物较多的作物如烟草、甘薯、西爪、果树等 需钾量较大，称为“喜钾作物”。
与蛋白质和脂肪代谢密切的豆科、油料作物也有很好效 果；禾谷类作物对钾需要量较少。
2、钾能促进叶片对CO2的同化，一方面由于K提
高了ATP数量，另方面K通过影响气孔开闭，调节
CO2透入叶片和水分蒸腾的速率。气孔保卫细胞K＋增
多使其水势降低，引起保卫细胞吸水，膨压增高，促 进气孔张开，有利于CO2进入叶绿体，提高光合作用 效率。 3、钾能提高光合作用中许多酶的活性。
4、钾离子对光合产物的运转也起重要作用。
东北的黑土、黑钙土：全钾、缓效钾和速效钾都高。
总体上，南方热带、亚热带，土壤风化、淋溶强烈，土壤含钾 量低，而北方土壤因气候干燥，矿物风化、淋溶弱，因此含 钾较多。
三、土壤中钾的形态与有效性
土壤中的钾依其存在的化学状态及对植物的有效 性，常可划分为矿物态、非交换态钾、交换钾及水溶
态钾等4种形态。
1、矿物态钾（mineral potassium）：指主要以原
“ 鸡 爪 型 ” 棉 花 缺 钾 叶
花生缺钾，下部叶片脉尖黄化，易发生褐斑
烟叶缺钾叶尖叶缘黄化，严重时焦枯
缺钾烟叶常黄化反卷
茶 树 缺 钾 叶 缘 或 脉 间 褐 枯
小麦水培
高K
低K
K
K
K
K
K
K
K
K
K
K
第三节
钾肥的种类、性质及其施用
（一）硫酸钾（K2SO4）制取方法有多种。还原热解法：以明矾 石为原料，与氯化物高温燃烧，通水蒸气分解制取。 K2SO4.Al2(SO4)3.4Al(OH)3+6NaCl------- K2SO4+3Na2SO4+3Al2O3+6HCl+3H2O 其它制法：
二、土壤中钾的分布 华南砖红壤：全钾量仅0.3%，缓效钾和速效钾也低； 华中低丘红壤：含有较多的云母、伊利石，其含钾量可达 0.86~1.15%，特别是高丘地的红壤，粘粒中含水云母可达 25%~35%； 长江以南的石灰土及紫色土：全钾含稍高； 华北、西北的黄潮土、褐土、黑垆土：含较多钾素，且缓效钾 和速效钾也高；
（三）钾可促进作物体内物质的合成与运转
1、促进碳水化合物的合成与运转 （1）合成 钾充足时，活化了淀粉合成酶等，单糖向合成蔗 糖、淀粉方向进行，可增加贮藏器官中含量。这种钾能使 体内糖类向聚合方向转变对纤维素的合成有利。所以钾对 麻、棉纤维类作物有其特殊意义。钾不足时多糖水解成单 糖。 （2）运输 钾能促进光合产物向贮藏器官运输，增加“库” 的贮藏。供钾时叶片中光合产物能迅速从叶片中转移出去。 光合产物从地上部到根部的转移也不能缺少钾。对于地下 块根块茎的生长，钾起着重要作用。（增加“库”的贮 藏）。薯类、纤维类、糖用作物施用钾肥有很好的效果。
土壤中钾的绝大多数（95%~99%）都存在于土壤矿物的 晶格中或晶层间，所以土壤含钾量与成土的岩石矿物类型、风 化成土条件及土壤本身特性有密切关系。 高温高湿地区：高度风化，盐基淋溶强烈，钾量<1.2%， 甚至于<0.1%。 干旱地区：降雨少，淋溶弱，矿物风化释放钾一般不能 淋出土壤，因此土壤中钾丰富。
2KCl+(NH4)2SO4--->K2SO4+2NH4Cl（复分解）
2KCl+H2SO4-K2SO4+2HCl（转化） 6KCl+4Na2SO4（芒硝）-3K2SO4.Na2SO4+6NaCl（转化）
3K2SO4.Na2SO4+2KCl-4K2SO4+2NaCl
K2SO4.2MgSO4+4KCl-3K2SO4+2MgCl2
二、钾的营养功能
（一）钾能激活多种酶的活性 钾是植物体内60多种酶的最有效的活化剂。包括合成酶、 氧化还原酶、转移酶三大类，它们参与糖代谢、蛋白质代谢、 核酸代谢等主要的生化过程。 钾提高酶促作用机理：水合半径；酶蛋白与辅酶结合。 （二）钾能促进光合作用，提高CO2的同化率（增加“源”） 1、钾能促进叶绿素的合成，并能改善叶绿体的结构。缺 钾时叶绿体的结构易出现片层松驰，而影响电子传递和CO2的 同化。电子传递率提高后，ATP的合成数量也明显增加。试验 证明，植物体内含钾量高时，单位时间内合成的ATP比含钾量 低的约多50％。
选法）；以含钾盐湖卤水为原料（日晒蒸发结
晶）；以制盐卤水为原料。
商品KCl基本上都是高品位的，含KCl 95%以
上，含K2O不低于60％。水溶液呈中性。生理酸性 肥料。
2、氯化钾在土壤中的转化与施用
施入土壤中的钾与土壤胶体上阳离子起代换作用，而被 土壤吸附或固定，很少移动。Cl-与阳离子结合成氯化物。在 中性和石灰性土壤上生成CaCl2，在酸性土壤上生成HCl。生 成的CaCl2溶解度大，易使土壤脱钙板结；生成的HCl增加土
1、抗旱 ♣钾有调节气孔开闭的作用，减少蒸腾； ♣细胞汁液含钾高，渗透压升高，提高 原生质的持水度及吸水能力。 2、抗寒 钾及可溶性糖类物质含量上升，冰点下 降。
第二节 作物的钾素营养
一、钾的含量、形态和分布 钾是高等植物体内含量最高的金属元素， 一般1 ％-5％（K2O）。 以离子态存在于细胞汁液中或吸附在原生质上， 未发现有机态钾。 钾是移动性强的元素，代谢旺盛部位含钾高，茎 叶含量高于籽wk.baidu.com（禾谷类）。 马铃薯、糖用甜菜、烟草等喜钾作物含钾量较高。 钾在作物体内移动性大。
壤酸性。
氯化钾可作基肥、追肥，不能作种肥。 对忌氯作物也不能施用。
酸性土壤上配合石灰，有机肥，磷矿粉一起施用。
（三）草木灰
植物体燃烧后的灰烬。“农家钾肥”。木灰含钙、
钾、磷最多；草灰含硅最多，含磷、钾、钙较少。钾
盐以K2CO3为主。水溶液呈碱性。
可用作基肥、追肥、拌种。草木灰是碱性肥料，
应避免与铵态氮肥或人粪尿混合。
5）钾可增加植物抗盐能力。供钾不足使质膜上蛋白 质变性或类脂中的不饱和脂肪酸氧化，质膜可能 失去原有的选择透性而受盐害。 6）钾素促进植株生长健壮，增强抗病能力。充足的 钾有助于植物厚壁细胞木质化、厚角组织细胞加 厚、角质发育及纤维素含量增加。表现为茎杆粗 壮、强度增大，阻碍病菌入侵。缺钾时氨基酸等 可溶性氮化合物及单糖含量较高，为病菌繁育提 供了营养条件。
水 稻 缺 钾 ， 老 叶 叶 尖 和 叶 缘 黄 化 ， 叶 面 上 有 不 规 则 褐 斑
大麦缺钾，植株矮小，下部叶黄化，叶尖焦枯
玉 米 缺 钾 叶 片， 叶 尖 和 边 缘 黄 化 焦 枯， 叶 片 皱 缩 或 卷 曲
玉米缺钾，叶片自下而上黄化，叶面黄化呈“V”型
燕麦施钾与缺钾比较
油菜缺钾，下部老叶黄化焦枯，叶片常卷曲
（二）促进光合作用
1、钾促进叶绿素的形成和稳定； 2、促进ATP的合成，为二氧化碳 固定提供能量； 3、促进碳水化合物的及时转运。
（三）促进氮素代谢
1、钾通过促进光合作用为氮素代 谢提供 了原料或碳骨架； 2、钾通过酶活化促进硝酸根的还 原及形 成氨基酸及多肽，使游离态氮减少。
（四）增强作物抗性
收利用，认为是土壤供钾的强度指标。
四、土壤钾的形态转化
植物吸收
固定
交换态K+
施入的K+
水溶态K
释放
非交换态K+
矿物态K+
淋 溶
二、钾的生理功能
（一）是许多酶的活化剂 有六十多种酶需K+作活化剂。如：
ADPG+(葡萄糖基)n
腺苷二磷酸葡萄糖
淀粉合成酶 ADP+(葡萄糖基)n＋1 ＋ K
所以，含糖含淀粉多的作物施钾肥产量高、 品质好。
钾能促进豆科固氮作用。
（四）钾能维持细胞膨压，促进植物生长 植物各种正常代谢都需要细胞维持正常的结构和形态。 这种维持需要一定的渗透压，K＋和Cl-是维持植物细胞渗透 的主要离子。 （五）钾能增强植物的抗逆性 钾能增强作物抗寒、抗旱、抗高温、抗病、抗盐、抗倒 伏等能力。 1）钾对作物抗寒性的改善与根的形态和植物体内的代谢产物 有关。钾及可溶性糖类物质含量上升，冰点下 降。 2）抗旱 ♣钾有调节气孔开闭的作用，减少蒸腾； ♣细胞汁液含钾高，渗透压升高，提高原生质的持水度及吸水 能力。
不同生育阶段需钾量也不同。
禾谷类在分蘖－拔节期需要较多，开花后明显下降；
（无水钾镁钒）
CaSO4.2H2O+2KCl-K2SO4+CaCl2+2H2O
（石膏）
硫酸钾是速效性肥料，为化学中性、生理酸性肥料。 无氯钾肥，适用作物比氯化钾广泛。但数量少、价格贵， 应优先施用在对氯敏感又喜硫、钾的作物上，如烟草、茶 叶、柑桔、葡萄、西爪、马铃薯。
（二）氯化钾 1、生产方法：以钾石盐为原料（溶解结晶法，浮
钾素抗下列作物的病害：
• • • • 水稻：胡麻叶斑病、稻瘟病 小麦：赤霉病、锈病 棉花：红叶茎枯病 烟草：花叶病
三、缺钾症状
1、时间： 缺钾症状出现在中后期（N、P缺乏症状 在苗期可发现） 2、部位： 下部叶片早于上部叶片
3、典型症状
外部症状 • 老叶尖端和边缘发黄，进而变褐色，进而变褐，焦枯似灼 烧状，叶片上出现褐色斑点或斑块，渐次枯萎，但叶脉两 侧和中部仍为绿色。 • 出现褐色斑点或斑块，严重时呈火烧焦状。 • 随缺钾程度加深，整个叶片变为红棕色或干枯状。缺钾使 根系受损最为明显，短而少，易早衰，严重时腐烂。不同 作物缺钾也有特殊表现。 次生代谢 缺钾时腐胺大量累积，生物碱和酚类化合物增多。这些次 生代谢是对钾营养逆境的适应性反应。但大量腐胺会使叶 片中毒坏死。 当作物外形上已有可见缺钾症状时，作物产量至少减产10 ％以上。
易被代换到土壤溶液中，供作物吸收利用，是土壤中可供植
物吸收钾的主要部分，因此交换态钾常被认为是土壤供钾能力 的容量因素。 交换态钾在土壤钾体上有3种吸附位置
p位：位于矿物表面，易代换 i位：不易被交换，是缓效钾部分
e位：交换性钾， 易被代换
4、水溶态钾（soluble potassium）：指以离子 形态存在于土壤溶液中的钾，通常含量为1~10 mg kg-1，约占土壤全钾的0.1~0.2%。可直接被植物吸
主 要 内 容
第一节 土壤钾素营养 第二节 作物钾素营养
第三节 常用钾肥的种类、性质和施用
第四节 钾肥的有效施用
钾是作物营养的三要素之一, 钾素有品质元素之称。随着产量 水平和种植指数的增高，土壤施 钾成为提高作物产量和农产品品 质的重要措施之一。
第一节
一、土壤中钾素含量
土壤钾素营养
钾在地壳中的丰度位居第七位，其含量以元素钾计为 0.06~6%，平均为2.57%。大多数矿质土壤含钾量在0.5~2.5% 之间，平均1.16%。
钾潜力的主要指标。
在土壤中的含量通常为50~750 mg kg-1，占全钾的
2~8%。缓效钾是土壤速效钾的直接给源和后备，把
这两种钾综合考虑才能客观衡量土壤的供钾水平。
3、交换态钾（exchangeable potassium）：指土壤胶体负电
荷位点上吸附的钾离子及位于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9~90 mg kg-1，约占全钾量的 0.9~1.8%。
3）、抗病、抗倒伏
钾使茎叶中纤维素含量高，厚角组织发达；
表皮细胞硅质化程度高，促进酚类化合物形成；
游离态养分下降，因而抗病、抗倒伏。
4）抗高温 供钾充分能使高温条件下植物保持较高 的水势和膨压以保证正常代谢。加速物质合成以补 偿高温下有机物的过度消耗。钾还通过气孔运动和 渗透调节来提高对高温的忍耐。