植物钾素营养及钾肥
植物的钾素营养与钾肥(精)
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植物的钾素营养与钾肥(精)第四章植物的钾素营养与钾肥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。
我国开始⼤⾯积施⽤化学钾肥是在80年代以后,80年代以前对化学钾肥只有⼩范围的⽥间试验,尚⽆⼤⾯积应⽤,我国严重缺钾⼟壤(速效钾为<50ppm)和⼀般缺钾⼟壤(速效钾50-70ppm)总计已达3.4亿亩。
第⼀节钾的营养作⽤⼀、植物体内钾的含量及其形态与分布钾在作物体内含量较⾼,⼀般都超过磷,例如每⽣产500Kg稻⾕需N 8.0-12.5Kg、磷(P2O5)3.0-5Kg、钾(K2O)7.0-15.5Kg。
⾼产作物总钾的含量⾮但超过磷,甚⾄超过氮。
与氮,磷不同,钾不是以有机化合物形态存在,⽽是以离⼦态、⽔溶性盐类或吸附在原⽣质表⾯上等⽅式存在。
钾主要分布在代谢活跃的器官和组织中,⽲⾕类作物中茎叶>籽粒。
在体内有较⼤的移动性,随作物⽣长,不断由⽼组织向新⽣幼嫩部位转移,再利⽤率⾼,缺乏症也从⽼叶开始发⽣。
⼆、钾的营养功能(⼀)、促进酶的活化⽣物体中约有60多种酶需要钾离⼦作为活化剂。
钾所能活化的酶分别属于合成酶类,氧化还原酶类和转移酶类,参与糖代谢,蛋⽩质代谢与核酸代谢等⽣物化学过程。
钾离⼦能促进酶促反应的可能原因是:1、由于钾的存在,有利于酶蛋⽩与辅酶结合形成全酶,使酶处于正常的活化状态;2、钾离⼦⽔合度⼩,其⽔合离⼦的直径⽐⽔合度⼤的Li+ Na+要⼩的多,容易进⼊酶的活化部位。
(⼆)、促进光能的利⽤,增强光合作⽤K+能保持叶绿体内类囊体膜的正常结构,K+⼜能促进类囊体膜上质⼦梯度的形成和光化磷酸作⽤。
ATP的形成还能使氧化态辅酶Ⅱ(NADP+)转变为还原态辅酶Ⅱ(NADPH),促进CO2的同化。
钾还能通过影响⽓孔的开闭,调节CO2透⼊叶⽚和⽔分蒸腾的速率。
【PPT】钾素营养与钾肥(精)
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1. 土壤中含钾矿物的风化
(2) 云母类矿物钾的释放
层间钾的置换作用 质子和水合阳离子对晶 层间钾离子的置换作用,促使钾释放,含 钾的云母变为可膨胀的2 ∶1型硅酸盐矿物。 在云母转化为膨胀性2 ∶1硅酸盐的过程中, 钾的释放有两种方式
边缘风化
风化过程中,膨胀的层间是不连续的,只 是在矿物的边缘形成了楔形区。随着边缘 钾的释放,水分子、水合氢离子和铵离子 进入层间并与钾离子进一步进行交换。开 始,楔形区的层间对离子有选择性,可让 NH4+或H3O+离子等进入,而不允许 Ca2+和Mg2+进入。随着层间的进一步打 开,其他水合离子逐渐进入,楔形区增大 直到整个层间膨胀开来。
土壤有机质
土壤有机质 土壤有机质本身不固定钾, 既使是在晶层内,也不影响钾进入晶层内 部,但是如果土壤有机质和土壤粘粒形成 了稳定性的团粒结构,钾的固定量增加。
3)土壤中交换性钾的吸附与释放
钾的交换吸附 钾在土壤中一般不发生配 位吸附,主要发生物理化学吸附。土壤粘 土矿物、金属氧化物、有机质等土壤胶体 均能够以离子交换吸附的形式吸附钾。土 壤胶体对钾的交换吸附有选择性,即不同 土壤胶体对K的吸附能力不同,这种不同 可以用选择系数(Ks)来描述。
钾的营养功能
细胞的含钾量可决定酶的活化量,进而决 定化学反应的速度,因此,钾进入细胞的 速度可控制某一反应进行的速度。 钾对酶的活化作用或许是钾在植物生长过 程中最重要的功能之一。
2、派生功能
促进光合作用:ATP合成 利用太阳能将二氧 化碳和水分化合成糖分这一过程最初形成的高能 物质三磷酸腺苷(ATP),ATP 继而作为能源用 于其他化学反应。钾离子可以使ATP生成位置的 电荷保持平衡状态。当植株缺钾时,光合作用和 ATP 生成速度均减慢,因而所有依靠ATP的过程 都受到抑制。 钾在光合作用时的作用较为复杂,但在调节光合 作用方面,钾对酶的活化和ATP制造过程的作用存在着动态的平衡,在矿物内外表 面吸附阳离子之间、交换态阳离子和溶液中阳离子之间不 断地进行交换。当钾进入2:l型粘土矿物的晶层之间后,由 于K+、NH4+、Rb+和Cs+的离子半径与晶层之间网格的 大小相匹配,更重要的是这些离子的水化半径小,内表层 的负电荷与这些离子之间的静电引力超过了由离子水化引 起的膨胀力,导致晶层之间不可逆收缩并将这些离子闭蓄 在晶格内。由于晶层间距离很小,其他离子难以与其进行 交换。粘土矿物在固定钾之后,其矿物学性质也发生了变 化,用X射线衍射发现,在土壤中加入钾之后,白云母的 衍射峰比对照要强的多,表明某些矿物,特别水化云母由 于在晶层间有钾后晶层收缩,矿物学性质已有了改变。固 定钾的矿物主要是2:1型膨胀性粘土矿物,如蛭石、蒙脱 石,以及水化云母等,其中二八面体的蛭石固定能力最强, 水化云母对钾的固定不一定要有干燥过程,而蒙脱石通常 只有在干燥过程中才有钾的固定。
第9章 土壤与植物钾素营养及钾肥2013
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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
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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
植物钾素营养及钾肥 共58页
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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
0.6
1.9
0.1
20.1
0.04
5)钾可促进淀粉的合成
钾可提高淀粉酶活性,促进淀粉合成,抑制籽 粒中ABA活性,延长淀粉合成时间。
培养介质中钾浓度对水稻和大麦种子中淀粉酶活性的影响 (Heaeder,1981)
( 3)转移酶类:丙酮酸激酶、6-磷酸果糖激酶
其它:ATP酶等
K
全酶
酶蛋白 辅酶
K
4)促进光合作用和同化物的运输 (1)促进叶绿体合成
小麦灌浆期上部节间的叶绿素含量与供钾关系 (H.E.Haeder,1981)
日期
7月20日 7月25日 7月27日 7月31日 8月2日
叶绿素含量(毫克/克鲜重)
8)提高作物的抗逆性
(1)提高作物的抗旱性 钾充足时,吸水能力强,对蒸腾的调节能
请做好 上课准备
土壤与植物营养
西北农林科大 资源环境学院
李新平
土壤与植物营养
第 0 章 绪论 第一章 土壤的基本物质组成 第二章 土壤的基本性质 第三章 植物营养基本理论 第四章 化学肥料与施肥 第五章 微肥与复合肥 第六章 有机肥
第四章 化学肥料与施肥
1 植物的氮素营养与氮肥 2 植物的磷素营养与磷肥 3 植物的钾素营养与钾肥
作物 大麦 水稻
KCI浓度(摩尔)
0 0.1 0 0.1
ADP生成量(毫 微摩尔)
53.4 72.3 37.5 51.1
相对量(%)
100 135 100 136
钾对小麦籽粒中ABA含量、灌浆期和粒重的影响 (Haeder,1981)
土壤、植物钾素营养与化学钾肥
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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
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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
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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
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。
植物钾素营养与钾肥
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水稻干重(克/盆)
Fe含量(ppm)
K+浓度(%)
青铜病发生情况
0
5.8
2070
0.25
严重
1
13.8
1515
0.90
明显
2
18.1
1450
1.20
明显
3
23.1
1095
1.30
轻微
原因:增强细胞表皮厚度,促进细胞木质化程度;
减少可溶性含氮化合物及可溶性糖类,减少病原微生物的营养
水的消耗(升/盆)
34.0
30.1
40.5
40.5
蒸腾系数
581
459
624
504
提高作物的抗冻性
2、提高作物的抗冻性 细胞膜的相变温度与其不饱和脂肪酸的含量有关,不饱和脂肪酸含量越gao,相变温度越低。而钾充足时,细胞膜的不饱和脂肪酸的比例较高;细胞的渗透势低,防止脱水和结冰。提高抗冻、抗寒性。 表5-10 不同钾肥用量对玉米抗霜冻的影响(Trier weiler)
表5-1 主要农作物中钾的含量(彭克明,1987)
作物
部位
含钾(K2O)%
作物
部位
含钾(K2O)%
小麦
籽粒
0.61
水稻
籽粒
0.30
茎秆
0.73
茎秆
0.90
棉花
种子
0.90
马铃薯
块茎
2.28
茎秆
1.10
叶片
1.81
玉米
籽粒
0.40
糖用甜菜
跟
2.13
茎秆
1.60
叶片
5.01
谷子
植物的钾素营养与钾肥施用
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时叶片焦枯脱落。
•
玉米缺钾 所形成的果穗尖端呈空粒,如能够
形成籽粒也不充实,淀粉含量低。
六、植物钾素营养的丰缺指标
水稻缺钾
玉 米 缺 钾
Sugarcane plants of K-deficiency
Old leaves turns brown (‘fired’ leaves)
Cotton plants of K-deficiency
1. 矿物态钾 占全钾量的90—98%,存在于微斜长石、
正斜长石和白云母中,以原生矿物形态分布在 土壤粗粒部分。
2. 缓效态钾
•
占全钾量的2%~8%。主要存在与晶层固定态
钾和次生矿物如水云母等以及部分黑云母中的钾。
•
有些次生粘土矿物晶层(主要为2:1型粘土矿物)
吸水膨胀,使半径与晶格孔隙半径相当的K+进入
第二节 土壤中钾的形态和转化
一、土壤中钾素含量和形态 (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)形态
分为矿物态钾、缓效态钾以及速效性钾(水 溶性钾和交换性钾)。
钾通常被称为“品质元素”
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
பைடு நூலகம்
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
03024土壤钾素与钾肥
![03024土壤钾素与钾肥](https://img.taocdn.com/s3/m/ab3a42a6d1f34693daef3ee4.png)
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
5-植物的钾素营养与钾肥 浙江大学植物营养课件
![5-植物的钾素营养与钾肥 浙江大学植物营养课件](https://img.taocdn.com/s3/m/97a52294bcd126fff7050be5.png)
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
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大麦:生长矮小,抽穗少 而不正常;叶片 蓝绿色,老叶从叶尖到叶缘开始干枯,叶片 上出现条带。 在缺钾严重时,出现白斑状损伤。
玉米缺钾:节间短,叶片相对长,叶缘和叶 尖变褐,失绿黄化。根系差,不耐旱。
燕麦缺钾:叶片和茎呈蓝绿色;老叶从 叶尖开始坏死,枯萎、凋谢。
马铃薯缺钾:生长较矮,灌簇状;叶片蓝绿色、 叶脉间轻微的黄化,边沿烧焦状,叶面上有褐斑。
7.45
13.5 24.8 45.0
55
20 21 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。 钾对越南硫酸盐土中水稻铁的吸收和和青铜病的发生
主要农作物中钾的含量(彭克明,1987)
作物 小麦 部位 籽粒
含钾(K2O) 作物 %
0.61 水稻
部位 籽粒
含钾(K2O) %
0.30
茎秆 种子
茎秆
0.73 0.90
1.10 0.40 1.60 0.20 1.30
茎秆 块茎
叶片 跟 叶片 叶片 茎
0.90 2.28
1.81 2.13 5.01 4.10 2.80
磷酸钾用量 (克/盆) 0 1 2 3 水稻干重 (克/盆) 5.8 13.8 18.1 23.1 Fe含量 (ppm) 2070 1515 1450 1095 K+浓度(%) 0.25 0.90 1.20 1.30 青铜病发生 情况 严重 明显 明显 轻微
(6)增强作物对病虫害的抗性 施肥能减轻真菌、细菌和病毒性病害;也对虫害有一 定的作用。适量施钾一般可减少水稻的胡麻叶癍病、白
3 植物的钾营养及钾肥
3.1 植物的钾营养 3.2 植物的土壤钾素营养 3.3 常用钾肥的种类、性质和施用 3.4 钾肥的合理施用
3.1 植物的钾营养
3.1.1 钾在植物体内的含量、 形态与分布 3.1.2 钾的生理功能 3.1.3 作物的缺钾症状
3.1.1 钾在植物体内的含量、形态与分布
一般作物体内的钾含量(K2O)为0.3%~5%(干重), 与氮素相当,高于磷素的含量。钾在作物体内的含量因作 物和器官的不同有很大差异(下表)。就不同器官来看, 谷类作物种子中含量较低,而茎杆中钾的含量则高。此外, 薯类作物的块根、块茎含钾量也比较高。 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。
蒸腾系数
581
459
624
504
(2)提高作物的抗冻性 细胞膜的相变温度与其不饱和脂肪酸的含量有关, 不饱和脂肪酸含量越高,相变温度越低。而钾充足时, 细胞膜的不饱和脂肪酸的比例较高;细胞的渗透势低, 防止脱水和结冰。提高抗冻、抗寒性。 不同钾肥用量对玉米抗霜冻的影响(Trier weiler)
施钾量(K2O公斤/亩) 玉米幼苗受冻情况(%)
白云母
正长石 微斜长石
177
62 13
4.02
3.39 3.00
28.1
15.6 10.2
3.2.2 土壤中钾的转化
小麦缺钾
梨树缺钾:叶片深褐色,叶缘烧焦状。
3.2 土壤中的钾及其有效性
3.2.1 土壤中钾的含量和形态 3.2.2 土壤中钾的转化 3.2.3 土壤中钾的有效性及其影响因素
3.2.1 土壤中钾的含量和形态
1)土壤中的钾含量 地壳平均含钾量越为2.6%,大部分束缚在原生 矿物或次生矿物中。土壤含钾量取决于母质和分 化程度。粘质土壤含钾量高,而砂质土壤含钾量 低。 我国土壤含钾量一般为0.5~2.5%,高的可达5% 以上,平均为1.2%。淮河以北的土壤大多含 K2O1.8 ~2.6%,淮河以南的土壤含K2O在0.6 ~4.0%,而广东南部、海南岛和云南等地的含钾 量为0.1 ~3.9%。
抽穗至完 熟天数
麦粒重 (毫克)
46 75
16.0 34.4
6)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。 7)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
处理
NP
NPK1
NPK2
木质素含量 (%干物质)
26.9
27.5
29.3
3.1.3 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 橙色的褪绿斑点或条带。有些品种可以出现分布不规 则的褪绿斑点。但所有情况下,症状都是从叶梢开始, 而基部常常仍然保持绿色。 褪绿区坏死,组织死亡,叶片干枯早落 病症蔓延到幼嫩叶片,最后真个植株可能死亡 罹病植株根系发育不良,常常腐烂 易感染病害 作物的产量、品质下降。
一般矿物的含钾量 矿物种类 钾长石 钙-钠长石 白云母 黑云母 K2O含量 4~15 0 ~3 7 ~11 6 ~10 矿物种类 伊利石 蛭石 绿泥石 蒙脱石 K2O含量 4 ~7 0 ~2 0 ~1 0 ~0.5
矿物钾对作物的有效性(J.K.Plunner,1918)
钾源 K2SO4 黑云母 燕麦吸收的钾 量(毫克/盆) 253 202 2种提取剂所提取的钾量* 水 / 4.37 含CO2水 / 43.4
棉花
马铃 薯
糖用 甜菜 烟草
玉米 谷子
籽粒 茎秆 籽粒 茎秆
3.1.2 钾的生理功能
1)维持细胞膨压,促进植物生长 细胞的正常结构和形态的维持需要一定的渗透压,
K+和CI-维持植物细胞渗透压的主要离子。缺钾时,渗 透压降低,水分减少,细胞伸展受到影响。Mengel (1982)认为,对于细胞的正常伸展来说,渗透压 4ⅹ105 pa 是不够的。由于膨压小,细胞不能充分伸长, 因而叶面积减少,节间缩短,茎变细,抗性降低。缺 钾时膨压减小,水分不足,生物膜、细胞器等受到损 害,代谢活动不能正常开展。
钾对甘蔗中标记光合产物输送的影响(Haart)
14C存在部位
占总标记物的% +K -K 95.4 3.9 0.6
标记叶的叶片 标记叶的叶鞘 标记叶的节
54.3 14.3 9.7
标记叶上部的叶和节
标记叶节以下的茎
1.9
20.1
0.1
0.04
5)钾可促进淀粉的合成
钾可提高淀粉酶活性,促进淀粉合成,抑制籽 粒中ABA活性,延长淀粉合成时间。 培养介质中钾浓度对水稻和大麦种子中淀粉酶活性的影响 (Heaeder,1981)
( 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 ( 3)转移酶类:丙酮酸激酶、6-磷酸果糖激酶 其它:ATP酶等
全酶 K K
酶蛋白 辅酶
4)促进光合作用和同化物的运输
(1)促进叶绿体合成
小麦灌浆期上部节间的叶绿素含量与供钾关系 (H.E.Haeder,1981) 日期 7月20日 7月25日 7月27日 7月31日 8月2日 叶绿素含量(毫克/克鲜重) K1 K2 K3 0.7 2.4 2.5 1.2 / / / 1.3 0.8 0.5 0.1 1.3 1.2 0.6 0.4
柑橘缺钾:老叶脱落,幼 叶沿叶尖、叶缘干枯
缺钾植株的的老叶烧焦状黄化,变干成纸状;症 状开始在叶尖和叶缘,逐渐扩展到叶脉间的叶肉。 黄瓜的茎端(stem end)不能膨大。
Bluish green, with slight marginal and intervenal chlorosis, followed by marginal scorching, either brown or grayish brown color. 蓝绿色的叶片,叶缘和叶脉间失绿黄化,接着叶 缘呈现烧焦状。或者叶片为褐色或灰褐色。
作物 大麦 水稻 KCI浓度(摩尔) 0 ADP生成量(毫 微摩尔) 53.4 相对量(%) 100
0.1
0 0.1
72.3
37.5 51.1
135
100 136
钾对小麦籽粒中ABA含量、灌浆期和粒重的影响 (Haeder,1981)
ABA(毫微克· 粒-1)
处理
28 缺钾 足钾 7.7 3.7
抽穗天数 35 13.4 4.4 38 46.5 / 44 2.2 9.4
叶枯病、稻瘟病、纹枯病;麦类赤霉病、纹枯病、白粉 病、小麦锈病;玉米黑粉病、大、小叶斑病;甘薯疮痂 病;棉花枯萎病、黄萎病;黄麻枯萎病、根腐病;柑橘 黄脓病;苹果腐烂病;茶树炭疽病等。 原因:增强细胞表皮厚度,促进细胞木质化程度; 增加植物体内的酚类含量减少可溶性含氮化合物及可溶 性糖类,减少病原微生物的营养防止-SH氧化,增加膜 的稳定性。
(%干重) (mg·cm-2·h-1)
CO2同化率
(dpm ·cm-2·h-1)
光呼吸
(mg·cm-2·h-1)
暗呼吸
1.28 1.98 3.84
11.0 21.7 34.0
4.0 5.87 9.66
7.56 3.34 3.06
(5)促进碳水化合物的运输 钾能促进光合产物的向贮藏器官的运输, 增加库的贮存。
2)土壤钾的形态 (1) 水溶性钾 一般1 ~10ppm (2)交换性钾 一般为40 ~600ppm,p位吸附的钾 与溶液中的钾平衡性好 (3)非交换性(缓效性钾) 存在于2:1黏土矿物 晶格固定的钾,及黑云母、水化云母中的 钾。一般含量50 ~750ppm (4)矿物钾:一般含量为0.5% ~2.5%。