钾素营养与钾肥
04 植物的钾素营养与钾肥
3、减轻水稻受还原性物质的危害
淹水条件下增施钾肥,可改善水稻根部 “ 乙醇酸代谢途径”提高根系氧化力。使 水稻根际土壤的氧化还原电位升高,还原性 物质总量和活性还原性物质量明显降低,防 止了土壤中H2S,有机酸及Fe2+的危害。
三、植物对钾的吸收利用
土壤钾离子主要通过扩散 途径迁移达到植物根表,然 后又主要通过主动吸收进入 根内。植物对钾的吸收还决 定于植物种类,其大致顺序 是:向日葵、荞麦、甜菜、 马铃薯、玉米>油菜、豆科作 物>禾谷类作物,介质中离子 组成亦影响植物对钾离子的 吸收。Ca2+促进、Rb+则降低, 高浓度下SO4=降低,Cl-则没 影响。
代换性钾:
它是受土壤胶粒负电荷的作用被吸附在 胶粒表面,当土壤溶液钾被吸收后,可以迅速进 入溶液进行补充,占速效钾总量的90%
水溶性钾:
是作物直接的钾素来源,占速效钾的 10%,代换性钾与水溶性钾是速效性钾,占全 钾量的1--2%. 土壤速效钾诊断标准:
<30ppm极低 30-60ppm 中等 100-160高 >160 极高
几种大田作物钾的营养诊断指标
作 物
玉 小 棉 大 米 麦 花 豆 指
缺 标
<1.0 0.39-1.30 0.29-0.44
低 1.1-1.5 3.07 -
中 高 1.51-3.0 3.0-5.5 叶片,抽雄期最下穗轴下第一叶 1.46-5.80 刚抽穗前的上部叶片 >3.20 第二叶柄 1.11-4.45 叶片,无叶柄,苗龄45天 -
钾镁肥、钾钙肥
1. 钾镁肥:又称卤渣,是制盐工业的副产品,含 K2O 33%;MgO 38%溶解度好, 作追肥、基肥、 忌氯作物不宜施用
2. 钾钙肥:钾长石、石灰石、石膏、无烟煤为 原料制成,含K2O 4.1% CaO 4.16% MgO 4.28%,也有Si S等元素
第9章 土壤与植物钾素营养及钾肥2013
氮和钾对玉米产量和断茎的影响
施 K2 O量 0 6 12 0 6 12 不施氮 100 305 247 9 4 4 施氮6kg/亩 产量(kg/亩) 140 485 510 断茎率(%) 57 3 4 59 8 4 159 497 539 施氮12kg/亩
资料来源:Schulte, Proc. Wisconsin Fert. And Aglime Conf., p. 58 (1975).
钾离子穿梭运输硝酸根离子和苹果酸根离子的模式图
(八) 增强作物的抗逆性
抗旱
抗高温 抗寒 抗病 抗盐 抗倒伏 ……………
?
+K -K
1. 抗旱性
★ 增加钾离子的浓度
,提高细胞的渗透势
使细胞膜透性保
★ 提高胶体对水的束缚能力 ,
持稳定
★ 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
第九章 土壤与植物钾素营 养及钾肥
主要内容
土壤中的钾素及其转化(了解)
植物的钾素营养(掌握)
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)
第一节 土壤钾素营养
土壤中钾的含量 土壤中钾的分布和演替 土壤中钾的形态与有效性 土壤中钾素的转化
一、土壤中的钾素含量
水稻
2. 形态
离子态为主
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 并不是以有机化合物的形态存在 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) 促进光合作用,提高CO2同化率
原因:
第四章 植物的钾素营养与施肥
豆科作物和油料对钾最敏感; 糖类作物(甜 菜、果品、瓜类) 经济作物(棉花、麻类、烟草) 禾本科作物肥效差(吸收矿物层间钾的能力强)
三、钾肥的种类与施用
◆氯化钾: 盐碱地或忌氯作物不宜; 不做种肥 ◆硫酸钾: 优施喜钾忌氯或喜钾喜硫作物
**四、施用技术与钾肥肥效
1、钾肥宜深施、早施和相对集中施用
第二节 钾肥的种类、性质和施用
钾矿资源:天然钾盐矿、含钾工业废弃物
钾肥原料 直接做肥料
钾矿的形成:古代海湾海水蒸发形成;内陆盐湖蒸发
我国钾矿资源严重缺乏,钾肥进口依赖度为70%。
钾矿资源储量最大的是俄罗斯和加拿大,其次是德国
钾 矿 资 源
** 一、硫酸钾 K2SO4
1、性质:
K2O:50%-52%; 化学中性、生理酸性; 易溶、速效; 白色或淡黄色晶体(外观粉末或者颗小粒) , 物理性状良好(吸湿性小)
3、抗病
缺钾:可溶性糖含量、无机氮化合物增加, (N/K与真菌细菌病害) 钾促进可溶性糖转化为多糖及糖的聚合,增强细 胞表皮厚度,促进细胞木质化 有利于酚类化合物累积
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
4、抗高温
3、施用:
(1)可作基肥、追肥,不作种肥; 植物对盐的忍受能力: KH2PO4 > K2SO4 > KNO3 > KCl
(2)盐碱地慎用; (3)忌氯作物慎用;
(4)酸性土配施石灰。
三、草木灰
1、成分:
植物残体燃烧后的残留物
K2O:5%—10%;钙磷硅及微量元素 木灰:钙、磷、钾高 草灰:硅高
土壤学与植物营养-第五讲-植物的钾素营养与钾肥
渐增
西
北 东 南
东南地区土壤多缺钾
渐减
中国农区土壤钾素状况
土壤类型 砖红壤区 主要成土母质 玄武岩、凝灰岩 浅海沉积物 花岗岩、变质岩 花岗-片麻岩 红色粘土 红砂岩 砂页岩 石灰性及中性砂页岩 长江中下游老冲积物 全钾(g/kg) 缓效钾(mg/kg) 2.2 3.1 14.3 3.8 9.5 7.1 10.6 20.3 14.3 37 42 460 64 163 90 75 483 315 速效钾 (mg/kg) 55 44 148 65 66 28 98 132 62
的钾释放,降低土壤 供钾能力。磷肥施用(磷酸铵)
促进钾的溶解。
第二节 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 (K2O): 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100~200 mmol· L1 (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。
1.8 1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0 10 20 30 40 阳离子浓度 (mM)
K + Rb + Cs ++ NH 4
Na+ Li +
50
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
1. 保持叶绿体内类囊体膜的正常结构 2. 促进类囊体膜上质子梯度的形成和光合磷 酸化作用 3. 使NADP+ NADPH, 促进CO2同化 4. 影响气孔开闭,调节 CO2透入叶片和水分 蒸腾的速率
风化程度高,提供的钾少。提高土壤温暖度,还能促
钾 施肥技巧与方法
钾的营养功能
(三)促进糖代谢
钾不足时, 植株内糖、 淀粉水解为单糖; 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, 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。 成蔗糖、淀粉方向进行。 钾能促使糖类向聚合方向进行, 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、 合成有利。所以钾肥对棉、麻等纤维类作 物有重要的作用。 物有重要的作用。 钾还能促进光合产物向贮藏器官的运输, 钾还能促进光合产物向贮藏器官的运输, 这不仅能消除光合产物在叶部累积而抑制 光合作用的继续进行, 光合作用的继续进行,还能使各组织生长 发育良好。 发育良好。
*单位为µmolC2H2/g根瘤/hr
86.9 109.9
(五)钾能促进植物经济用水
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, 钾离子以高浓度累积在细胞中 , 因此 , 细胞壁渗透压增大, 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, 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。 渗透压和膨压达到平衡为止。 膨压是细胞扩张的动力, 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。 细胞壁的延伸或细胞分裂提供必需的压力 。
300 液泡 200 细胞质 度 K+ 浓 100
0 0 1 2 3 4 5 干物质含钾量(%) 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
2. 形态
钾在植物体内以离子形态、 钾在植物体内以离子形态、水溶性盐 离子形态 类或吸附在原生质表面等方式存在 等方式存在, 类或吸附在原生质表面等方式存在,而不 是以有机化合物的形态存在。 是以有机化合物的形态存在。
《钾素营养和钾肥》课件
03
采用深施、条施、穴施等方法,将钾肥施在作物根系附近,以
提高肥效。
钾肥况,如株高、叶色、茎秆粗细等,可以初 步判断钾肥的施用效果。
测定土壤中钾的含量
在施肥前和施肥后测定土壤中钾的含量,可以了解钾肥对土壤中钾 含量的影响。
进行产量比较
通过比较施肥和不施肥的产量,可以了解钾肥对作物产量的影响。
提高钾肥利用率的途径
合理搭配氮、磷、钾等肥料
合理搭配氮、磷、钾等肥料,可以提高土壤中各种养分的平衡性 ,从而提高钾肥利用率。
改善土壤结构
通过改善土壤结构,增加土壤的通透性和保水保肥能力,有利于作 物吸收钾素营养。
推广缓控释肥
缓控释肥可以控制养分释放速度,延长养分供应时间,从而提高钾 肥利用率。
05
03
钾肥在农业生产中的 应用
提高作物产量
钾肥能够促进作物的光合作用 和养分吸收,增加干物质积累 ,从而提高作物产量。
钾肥可以改善作物根系发育, 增强根系吸收水分和养分的能 力,为作物生长提供更好的营 养条件。
钾肥可以促进作物生殖生长, 增加果实数量和重量,提高作 物的经济价值。
改善作物品质
钾肥可以提高作物的蛋白质、脂肪、 碳水化合物等营养成分的含量,改善 作物品质。
钾肥可以改善作物的口感和色泽,提 高作物的商品价值。
钾肥可以促进作物的维生素和矿物质 的合成,提高作物的营养价值。
增强作物的抗逆性
钾肥可以提高作物的抗旱、抗寒、抗病、抗盐碱等抗逆能力,使作物在 不良环境下也能正常生长。
钾肥可以增强作物的抗氧化能力,减少作物受到氧化胁迫的伤害,延缓 作物衰老。
钾肥可以增强作物的抗虫能力,减少虫害对作物的侵害,提高作物产量 和品质。
植物的钾素营养与钾肥施用(2)
(二)在土壤中的转化
在土壤溶液中钾呈离子状态,与土壤胶体 产生离子交换:
40
生理酸性盐: 植物吸收阳离子多于盐的其他
组分而使介质变酸的化合物, 如(NH4)2SO4, NH4Cl, K2SO4等。
生理碱性盐: 植物吸收阴离子多于盐的其他
38
3.速效性钾(植物可利用的钾)
占全钾的0.l%~2%,其中交换性钾占90%, 水溶性钾占l0%左右。
二、土壤中钾素的转化
风化
风化
解吸
矿物态钾
缓效态钾 交换性钾 水溶性钾
晶格固定
吸附固定
分解 生物固定 分解
用
一、氯化钾(KCl)
(一)成分和性质:含K2O 60%左右,呈白
钾矿物的风化,特别对固定在粘土矿物晶层
上的钾的释放有好处,增加了土壤速效钾的
含量。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。
56
五、钾肥种类、施用方法与钾肥肥效
•
对忌氯作物如薯类、糖用作物、浆果类果树、
茶树等,施氯化钾效果不佳,并会影响品质;而对
钾通常被称为“品质元素” 17
五、钾营养失调的症状
•
缺钾时,通常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,但叶中部靠近叶脉附近仍保持原来的绿色。严重
缺钾时幼叶也会出现同样的症状。
•
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,
8
• 促进蛋白质和核蛋白的形成 蛋白质和核蛋白的合 成需要 Mg2+、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Mg2+ 、K+。
土壤、植物钾素营养与化学钾肥
草木灰
其中90%的钾为K2CO3若高温燃烧,则以K2SiO3为主
( K2CO3 + SiO2 2. 成分和性质
K2SiO3 + CO2 )
(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。
(2) 性质:
① 深灰色粉末;
② 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;
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。
四、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 极低
2、派生功能
促进光合作用 促进光合产物的运输 促进蛋白质合成 促进淀粉合成 提高植物的抗逆性:旱、寒、高温、盐害、病害、倒伏 影响作物品质:
施K2O量
0 6 12
0 6 12
氮和钾对玉米产量和断茎的影响
不施氮
100 305 247
9 4 4
施氮6公斤/亩 产量
公斤/亩 140 485 510
3、交换性钾 占全钾的 l%~2%
4、水溶性钾 1-10 mg/kg,占土壤全钾0.1-0.2%
☻ 速效性钾是植物可以利用的形态
(三)土壤中钾素的转化
风化
矿物态钾
缓效态钾
晶格固定 风化
交换性钾
生物固定
吸附固定 解吸
水溶性钾
有机体中的钾
分解 生物固定
(二)植物钾素营养
第8章植物钾素营养与钾肥
第八章植物钾素营养与钾肥第一节植物的钾素营养钾不仅是植物生长发育所必需的大量营养元素,而且也是肥料三要素之一。
许多植物需钾量较大,它在植物体内的含量仅次于氮。
农业生产实践证明,施用钾肥对提高作物产量和改进品质均有明显的作用。
由于氮、磷化肥用量的逐年增加,复种指数和作物产量的不断提高,作物对钾的需求量明显增加。
特别是我国南方土壤含钾量明显偏低,供钾能力不足,施用钾肥后往往具有显著的增产效果。
近年来,我国北方石灰性土壤的含钾量呈下降态势,出现了高产喜钾作物缺钾的现象,因此在高产栽培中施用钾肥越来越重要。
一、植物体内钾的含量与分布特点一般植物体内的含钾量(K2O)约占植物干重的0.3%-5.0%,其含量依植物种类和器官不同而异。
通常,含淀粉、糖等碳水化合物较多的作物含钾量较高,如薯类作物的块根或块茎、糖用甜菜块茎和根系、烟草的茎叶等含钾量较高,谷类作物含钾量较低。
从不同器官来看,谷类作物茎叶中的含钾量较高,而种子中的含钾量较低。
薯类作物的块根、块茎中含钾量高于其它器官。
钾在植物体内的移动性很强,根系吸收的钾易于运到地上部,而且有随作物生长中心的转移而转移的特点。
因此,植物能多次反复利用。
当植物体内钾素不足时,钾优先分配到较幼嫩的组织中,缺钾首先出现在下部老叶上。
例如杂交水稻,在其不同的生育期中,低钾处理的稻株,从上层叶到下层叶,其含钾量都存在明显的梯度;而适量施钾的处理,稻株各层叶片之间的含钾量则较为接近。
这种现象在其它作物上也有类似的趋势。
因此,植株从上到下,各叶片之间含钾量是否存在梯度也可作为钾营养诊断的一种方法。
从细胞水平来看,细胞质中钾浓度较低,且含量较稳定,约100-200mmol.L-1。
当植物组织含钾量较低时,首先满足细胞质内钾的需要,直到钾的数量达最适水平。
当钾的供应达最适水平后,过量的钾几乎全部转移到液泡中。
细胞质内钾保持在最适水平是出于生理上的需要,因为钾对植物有多种营养功能。
目前已知有60多种酶的活性取决于细胞质内K+的浓度,稳定的K+含量是细胞进行正常代谢的保证。
植物营养与施肥 10 植物钾肥
精 品 课 程 建 设
3.速效性钾
占全钾的 l% ~ 2% ,其中交换性钾占 90% ,水 溶性钾占l0%左右。
三、土壤中钾素的转化
矿物态钾
风化
缓效态钾
风化
晶格固定
交换性钾
分解
解吸
吸附固定
水溶性钾
分解
生物固定
有机体中的钾
精 品 课 程 建 设
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南方耕地土壤缺钾的原因:
⑵钾能改善叶绿体的结构; ⑶钾能促进叶片对CO2的同化。
精 品 课 程 建 设
钾对叶绿体中ATP合成的影响
作物
干物质中K2O(%) ATP的数量(µmol/h/g.叶绿素)
3.70 1.00 5.53 1.14 4.70 1.60 216 143 295 185 102 68
蚕豆
菠菜 向日葵
精 品 课 程 建 设
精 品 课 程 建 设 抗盐类: 稳定质膜中蛋白质分子上的 S-H 基,避免蛋 白质变性;防止类脂中的不饱和脂肪酸被氧化; 抗病性: 增厚细胞壁提高细胞木质化程度 ; 促进植物 体内低分子化合物转变为高分子化合物; 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; 抗早衰: 延长籽粒灌浆时间,增加千粒重。
精 品 课 程 建 设
第十章 植物钾素营养与化学钾肥
第一节 土壤钾素 第二节 植物的钾素营养 第三节 常用钾肥的种类、性质和施用
第四节 钾肥的合理施用
精 品 课 程 建 设
第一节 土壤钾素
一、土壤中钾的含量及影响含量的因素 1.土壤中钾的含量 我国土壤中钾的含量有自北而南下降的趋势。 东北黑土(>2%)>西北、华北(>1.5%)>江西、 浙江、湖南、湖北、四川、贵州(1%)>华南砖红 壤(0.5%)。 缺钾已成为生产中的制约因素。目前南方大 部分土壤施钾肥有效,局部地区增产效果甚至超 过磷肥及氮肥。
植物的钾素营养与钾肥 PPT课件
三、植物对钾的吸收利用
土壤钾离子主要通过扩散
途径迁移达到植物根表,然后
又主要通过主动吸收进入根内。
植物对钾的吸收还决定于植物
种类,其大致顺序是:向日葵、
荞麦、甜菜、马铃薯、玉米>
油菜、豆科作物>禾谷类作物,
介质中离子组成亦影响植物对
钾离子的吸收。Ca2+促进、
Rb+则降低,高浓度下SO4=降
低,Cl-则没影响。
18
五.作物的钾素营养失调的症状
缺钾的主要特征:老叶和叶缘先发黄, 进而变褐,焦枯似烁烧状,叶片上出现褐 色斑点或斑块,但叶中部、叶脉处仍保持 绿色,随着缺钾程度的加剧,整个叶片变 为红棕色或干枯状,坏死脱落。
但不同作物上缺钾症状也有特殊性。
19
20
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8
(三) 有利于植物正常呼吸作用, 改善能量代谢
糖酵解过程中,磷酸果糖激 酶和丙酮酸激酶均需K+和Mg2+离 子作活化剂。植物正常呼吸作用, 其末端氧化酶为细胞色素氧化酶。
9
(四) 增强植物体内物质合成和转运 1、碳水化合物的合成和运转
钾能使体内糖类向聚合方向转变, 对棉麻等纤维类作物有其特殊意义, 钾充足时,光合产物转运加快。
第四章
植物的钾素营养与钾肥
1
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2
我国长期以来施用有机肥料和草木灰,由此 每年土壤中钾素部分得到补充,加之土壤钾含量 较氮、磷丰富,故在以往施用钾肥较少。近年来, 由于作物单位面积产量不断提高,高产品种的引 入和推广,氮磷用量的增加,以及有机肥用量的 减少,不少地区出现了缺钾症状。
03024土壤钾素与钾肥
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 缺硫的水稻土
先保证品质的作物等
均应优先选用硫酸钾。
2、氯化钾
(1)成分和性质
成分: KCl,含K2O 55%~ 62% 性质:白色、淡黄色或粉红色结晶 易溶于水,呈化学中性 生理酸性肥料 有吸湿性,久存会结块
(1)速效态钾 也称为有效钾,约占全钾量的1%-2%,包括 水溶性钾和交换性钾。 交换性钾是被土壤胶体所吸附的钾离子,约 占速效钾的90%。水溶性钾约占速效钾的 10%。
水溶性钾和交换性钾可以相互转化,当植物 从土壤溶液中吸取钾后,土壤溶液中的钾, 就能得到交换性钾的补充。 由于土壤中速效钾的含量与钾肥肥效有一定 的相关性,因此,常用它作为施用钾肥的 参考指标。
(2)缓效态钾。主要包括固定在黏粒矿物中 的钾和一部分含于易风化矿物中的钾,如 黑云母中的钾。 缓效态钾的含量一般占全钾量的2%以上,高 的可达6%。 缓效态钾虽然不能直接供给植物吸收利用, 但是,当土壤中速效钾的含量减少时,它 可逐步转化为速效钾给予补充。
(3)矿物态钾。 主要存在于含钾的原生矿物(如白云母、正 长石等),是土壤钾素的主体,约占90%98%,植物很难吸收,需要经过长期的风 化,才能逐步把钾释放出来。
★ 酸性土壤:
K+与胶体上的H+、Al3+、Ca2+产生离子交换
反应式:
[土壤胶粒]
H+
H+
+2KCl
[土壤胶粒]
K+ K+
+ HCl
结果: ①使土壤pH值迅速下降 (土壤活性酸增
第五植物的钾素营养与钾肥
35
38
44
缺钾
7.7
13.4
46.5
2.2
46
16.0
足钾
3.7
4.4
/
9.4
75
34.4
六)促进脂肪代谢
在脂肪合成过程中有2个酶需要K+。乙酰辅酶A合成酶 需要K+ ;乙酰辅酶A羧化酶需要K+ 、Mg2+、Mg-ATP等 共同作用才能发挥作用。
七)促进氮代谢
1、促进硝态氮的吸收、运输和还原 2、促进蛋白质合成 3、促进豆科作物固氮 4、减少铵害和有害胺类的毒害作用
酶需要在K+离子的参与下才能充分活化。这些酶包括合成 酶、氧化还原酶和转移酶类等。其活化特点是需要较高的 K+浓度(40~80mM),而其它离子在该浓度时对植物就 会产生毒害。一般植物细胞的钾浓度为150mM。
1)合成酶类:乙酰辅酶A、NAD合成酶、谷胱甘肽合 成酶、淀粉合成酶、苹果酸合成酶等
2)氧化还原酶:甘油酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶、琥 珀酸脱氢酶等
钾在作物体不构成任何结构物质或化合物,而是 呈游离状态存在。它以无机盐的形式存在于细胞质或 吸附在原生质胶体表面。钾在作物体内的移动性很强, 随着作物的生长,钾不断地向代谢作用旺盛的部位转 移。因此在幼叶、幼芽和根尖中,钾的含量极为丰富。 钾的再利用率也高。缺钾症首先出现在老叶,或中、 下部叶。
表5-1 主要农作物中钾的含量(彭克明,1987)
14C存在部位
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
占总标记物的%
+K
-K
54.3
95.4
14.3
3.9
9.7
钾素营养和钾肥
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
Cl-
(10-14mol)
424
22
20
0
渗透压
bar* 35 19
气孔孔径
(µm) 12
2
钾的营养功能
(六)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 物稳产、高产有明显作用。
与KCl相似。但在中性土壤中的Ca2+形成 的产物为CaSO4,溶解度比CaCl2小,对土 壤脱钙程度也较小,酸化速度比氯化钾缓慢。
硫酸钾的性质
硫酸钾〔K2SO4〕 含钾〔K2O〕50 %,含硫18 %。 纯品为白色结晶, 含少量杂质时呈 微黄色,易溶于 水,吸湿性小, 物理性状良好, 化学性质稳定。
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 干物质中K2O(%) ATP的数量(µmol/h/g.叶绿素)
蚕豆
3.70
216
1.00
143
菠菜
5.53
295
1.14
185
向日葵
4.70
102
1.60
68
(三)促进糖代谢
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。
钾还能减轻过量Fe2+、Mn2+和硫化氢等还原物 质的危害。
钾能增强作物的抗病能力 原因有:
1、供钾充足时,植物内可溶性氨基酸和单糖在体内积 累得很少,减少了病原菌的营养来源;
5-植物的钾素营养与钾肥 浙江大学植物营养课件
7. 抗早衰
延长籽粒灌浆时间,增加千粒重;
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H2S、 过量Fe2+、Mn2+和有机酸等物质的危害。
三、植物对钾(K+)的吸收和运输
以水溶性无机盐存在细胞中 离子态为主
以钾离子态吸附在原生质膜表面 并不是以有机化合物的形态存在
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。
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
2. 植物种类
(速效性钾)
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
(三) 运输
通过木质部和韧皮部向上运输,也可由韧皮部
医学课件第五植物的钾素营养与钾肥
7.45
55
13.5
20
24.8
21
45.0
15
3、增强作物抗盐性
Schleiff和Finck试验:使得小麦的耐盐能力由0.2%提高 到0.5%
4、增强作物抗倒伏能力
5、增强作物对生理性病害的防治
在不良土壤环境中,钾可增强根系氧化力,减少作物 对铁、锰等元素的吸收,从而减轻其生理病害,如青铜病。 表5-11钾对越南硫酸盐土中水稻铁的吸收和和青铜病的发生
表5-13一般矿物的含钾量
矿物种类 钾长石
K2O含量 4~15
矿物种类 伊利石
K2O含量 4 ~7
钙-钠长石 0 ~3
蛭石
0 ~2
白云母
7 ~11
绿泥石
0 ~1
黑云母
6 ~10
蒙脱石
0 ~0.5
表5-14矿物钾对作物的有效性(J.K.Plunner, 1918)
钾源
K2SO4 黑云母 白云母 正长石 微斜长石
昆虫与螨
230
59
16
25
线虫
54
42
4
54
病毒
116
41
14
45
细菌
68
75
12
13
总数
1209
65
12
23
表5-13水稻细胞木质化程度与施钾是关系
处理
NP
木质素含量 (%干物质)
26.9
NPK1 27.5
NPK2 29.3
三、作物的缺钾症状
一般作物缺钾首先表现为: 生长停滞,叶色变暗; 抗旱力下降; 从老叶的叶尖和叶缘开始出现带白色的、黄色的或橙色
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Potassium Fertilizer
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。许多植物需钾量都很大,就 矿质营养元素而言,它在植物体内的含量仅次于氮。 农业生产实践证明,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,都有缺钾现象 出现。因此,钾营养也引起了人们的重视。
K
K
K
K
钾利于果实着色
K
K
K
缺钾易发生筋腐病,着色差
K
图为缺钾的大豆叶片,其症状是叶缘和叶 脉间黄化,叶脉仍保持绿色
缺钾的大豆籽粒
二、土壤中的钾素含量和形态
(一)含量
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。 我国地域性分布规律:由北向南,由西向东渐减, 东南地区土壤多缺钾。
(二)促进光合作用,提高CO2的同化率
其原因如下:
⑴钾能促进叶绿素的合成; ⑵钾能改善叶绿体的结构; ⑶钾能提高植物光合磷酸化 作用,使单位重量叶绿体产 生的ATP增加。从而为CO2 的同化提供能量。钾能促进 叶片对CO2的同化。
(三)钾能促进碳水化合物合成和运转
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。 钾还能促进光合产物向贮藏器官的运输,这不仅能消除 光合产物在叶部累积而抑制光合作用的继续进行,还能 使各组织生长发育良好。比如说,马铃薯是需磷和钾较 多的作物,特别是在块茎膨大后,需钾量猛增,这时如 果在马铃薯生育中期根外喷施磷酸二氢钾液,可以满足 马铃薯生育中后期对磷、钾肥的需要,促进碳水化合物 的形成和运送,有利于糖分转化和运输,使块茎膨大快, 抗病,抗涝,高产。 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。
抗盐性:
供钾不足时,质膜中蛋白质分子上的硫氢基(- SH)易氧化成双硫基,从而使蛋白质变性,导致质膜 失去原有的选择性而受到盐害。
抗病性:
增厚细胞壁提高细胞木质化程度; 促进植物体内低分子化合物转变为高分子化合物;
抗倒伏:
促进作物茎秆维管束的发育,使茎壁增厚,机械组织内细 胞排列整齐。
施钾对玉米产量及茎腐病发病率影响 ────────────────────── 施K2O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 ──────────────────────
3. 分布
钾在植物体内具有较大的移动性,主 要分布在代谢最活跃的器官和组织中,如 根尖。这些代谢旺盛的部位,钾的含量往 往比较高,这说明钾与植物体内主要代谢 作用有密切的关系。
二、钾的营养功能(5)
(一)作为许多酶的活化剂
生物体内钾能作为60多种酶的活化 剂,所以钾能促进多种代谢反应。
活化离子与非活化离子对酶变构作用的影响
(二)形态
分为矿物态钾、固定态钾以及速效性钾 (水溶性钾和交换性钾)。 1. 矿物态钾 即钾长石、白云母、黑云母等矿物中的 钾,对作物无效,称无效态钾,它们只有 通过分化作用才能释放。占全钾量的90% 以上,它是土壤潜在的有效钾源。
2. 固定态钾
占全钾量的2%~8%。主要存在于晶层固 定态钾和次生矿物如水云母等以及部分黑 云母中的钾。由于固定于层间晶穴中,有 效性降低,又称缓效性钾。
2、硫酸钾(K2SO4)
(一)成分与性质 含K2O 50%~52%左右,为 白色结晶,溶于水,是生理酸性肥料。 (二)在土壤中的转化 与KCl相似。但在中性土壤中的Ca2+形成 的产物为CaSO4 ,溶解度比CaCl2 小,对土
壤脱钙程度也较小,酸化速度比氯化钾缓慢。
硫酸钾的性质
硫酸钾〔K2SO4〕 含钾〔K2O〕50 %,含硫18 %。 纯品为白色结 晶,含少量杂 质时呈微黄色, 易溶于水,吸 湿性小,物理 性状良好,化 学性质稳定。
土壤供钾水平是指土壤中速效性钾的
含量和缓效性的贮藏量及其释放速度。 在供钾水平较低时,钾肥的肥效才能 表现出来。速效钾(K2O)在83.3mg/kg 以下,作物表现出缺钾,钾肥效果明 显;150mg/kg以上,一般不表现缺 钾,钾肥的效果不明显。
二、作物需钾特性与钾肥肥效
(一)作物种类对钾的要求
三、钾营养失调的症状
缺钾时,通常老叶叶尖和叶缘发黄,进而变 褐,焦枯似灼烧状。叶片上出现褐色斑点或 斑块,但中部叶脉仍保持绿色;严重时,整 张叶子变为红棕色或干枯状,坏死脱落,根 系少而短,易早衰。
自左至右,依次为油菜幼叶至老叶,缺磷油菜叶片从暗紫发展至紫红色。
K
K
缺钾
图为缺钾的番茄叶片,其症状是叶缘和叶 脉间黄化,叶脉仍保持绿色。
由于钾与碳水化合物代谢关系密切,
所以薯类作物、纤维作物、糖料作 物需钾较多。由于油脂是由碳水化 合物转变而来的,所以油料作物对 钾的需要也较多。
(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
钾肥一般用于基肥,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。
3.速效性钾(植物可利用的钾)
占全钾的0.l%~2%,其中交换性钾占
90%,水溶性钾占l0%左右。
二、土壤中钾素的转化
矿物态钾
风化
缓效态钾
风化
交换性钾
解吸
水溶性钾
晶格固定
吸附固定
流失
K
Si -O四面体
Al-O八面体
Si -O四面体
钾的晶格固定
影响钾固定的因素
粘土矿物种类:2:1型的蛭石>伊利石>蒙托石, 1:1型的高岭石几乎不固定钾 土壤水分:干湿交替会促进钾的固定,干旱则 固定的钾增多 pH值:中性和石灰性土壤比酸性土壤固定的钾 要多 NH4+的多少: NH4+与K+离子竞争结合位置,先施 用大量铵态氮肥的情况下随后施用钾肥,钾的 固定作用明显减少。
促进蛋白质和核蛋白的形成 K+是蛋白质和核蛋白合成过程中,一些酶的 活化剂。
(五)钾增强植物的抗逆性
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 作物稳产、高产有明显作用。
抗旱性:
供钾充足时: 增加细胞中钾离子的浓度 ,提高细胞的渗透势, 防止细胞或植物组织脱水; 提高胶体对水的束缚能力,使细胞膜保持稳定 的透性,有利于细胞从外界吸收水分; 钾能调节气孔的开闭,供钾充足时气孔关闭, 减少了作物水分的蒸腾; 促进根系生长,提高根冠比,增强作物吸水能 力;
(三)作物根系特性与钾肥施用
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。因此须根作物从土壤中吸取的钾 比直根作物的多。
三、肥料配合与钾肥肥效
钾的肥效在氮、磷配合下,才能充分发
挥出来。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。
(三)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。
3、钾镁肥 4、硫钾镁肥
5、草木灰
(一)成分和性质
草木灰是植物熏烧后的残灰 氮和有机物大 多烧失,仅含有灰分元素,如Ca、Mg、 P2O32-、Fe和其它微量元素等。其中Ca、 K较多,P次之。
四、气候条件与钾肥肥效
通过土壤暴晒和冻融,可以促进土壤
含钾矿物的风化,特别对固定在粘土 矿物晶层上的钾的释放有好处,增加 了土壤速效钾的含量。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。
五、钾肥种类、施用方法与钾肥肥效பைடு நூலகம்
对忌氯作物如薯类、糖用作物、浆果类果 树、茶树等,施氯化钾效果不佳,并会影 响品质;而对于纤维作物效果较好。硫酸 钾适于各种作物,尤其是喜硫植物。 宽行作物以条施、穴施或沟施效果较好, 窄行作物可以撤施。一般施K2O 37.5~75 公斤/公顷。
三、 钾肥的种类、性质及施用
1、氯化钾(KCl)
(一)成分和性质:含K2O 60%左右,呈白色或淡黄色或紫红色结
晶,是溶于水的速效性钾肥,是一种生理酸性肥料。
肥料中含有容易被作物吸收利用的阳离子和利用较少的酸根,当作 物吸收阳离子以后,把酸根留在土壤溶液中,使土壤酸度增加,这种肥 料称为生理酸性肥料。常见的生理酸性肥料有:硫酸铵,硫酸钾,氯化 钾等。所以,生理酸性肥料是植物将其中的主要营养成分吸收利用后,
不同植物的灰分含量 一般木灰含Ca、K、 P较多,草灰含硅较多,K、P、Ca较少, 稻壳灰和煤灰养分最少。
草木灰中钾的主要形态
以碳酸钾为主,
其次是硫酸钾和氯化钾,都是水溶性钾, 可为作物直接吸收利用。草木灰中的磷是 枸溶性磷,对作物是有效的。
草木灰呈碱性反应
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。
(二)施用
可作基肥、追肥,也可作种肥。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,促苗早发。
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。
四、钾肥的合理施用
一、土壤供钾能力与钾肥肥效