植物钾素营养及钾肥PPT课件

水
培
小
－K
1/2K
1K
白
菜
生菜缺钾
叶片缺钾的症状
• 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，症状由下至上 发展。水稻缺钾易出现胡麻叶斑病的症状，发病植株新叶抽 出困难，抽穗不齐。根量少，呈黑褐色。
• 玉米缺钾时，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。
新疆罗布泊目前已探明钾盐储量2.99亿吨，是中 国已发现储量最大的钾盐矿。现正进行着紧张的矿产 开发建设，新疆罗布泊将成为全世界规模最大的硫酸 钾生产基地。
缓和钾肥供需矛盾的措施
(1) 依靠进口钾肥
(2) 充分利用农家肥 如有机肥、灰肥－－生物循环
(3) 合理分配和施用有限的钾肥 五看：天、地、植物、肥料、措施
★ 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
★ 钾能稳定质膜中蛋白质分子上的-SH基，避免蛋白 质变性；
★ 防止类脂中的不饱和脂肪酸被氧化。
5. 抗病虫害
★ 植物体内可溶性氨基酸和单糖积累少，减少了病原 菌的营养来源；
★ 使细胞壁增厚，表皮细胞硅质化程度增加，因而抗 病菌侵入的能力也相应增强；
────────────────────
9.36 10.40
施钾对大麦品质的影响
──────────────────── 处理 胱氨
酸 蛋氨酸 酪氨酸 色氨酸 淀粉 可溶性糖
(％) (％) (％) (％) (％) (％)
────────────────────
NP 0.18 0.14 0.36 0.12 44.9 NPK 0.20 0.20 0.42 0.14 46.5
水溶性钾约占l0%
☻ 速效性钾是植物可以利用的形态
二、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 分解 有机体中的钾
水溶性钾 生物固定
第三节 钾肥的种类、性质及施用
一、钾矿资源和钾肥简介
1. 钾盐矿种类 钾矿床：明矾石、钾长石和光卤石 内陆盐湖钾盐矿：如察尔汗盐湖 沿海盐场的盐卤：我国沿海地区的盐场
钾
的
吸
收 速
被动吸收
率
主动吸收
0.10 0.20 10.0 20.0 K+浓度
大麦在不同浓度的KCl 溶液中吸收K+的速率
(二) 影响植物吸收钾的因素
1. 土壤供钾状况
矿物态钾
缓效性钾
2. 植物种类
交换性钾 水溶性钾
(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
二、常用钾肥的性质和施用
（一）氯化钾 (potassium chloride)
1. 成分和性质
成分： KCl，含K2O 50%~ 60% (含K 52%，Cl 47.6%)
性质：白色、淡黄色或紫红色结晶 易溶于水，呈化学中性 有吸湿性，久存会结块 生理酸性肥料
氯化钾
2. 在土壤中的转化
(1) 阳离子交换反应
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
四、钾对作物产量和品质的影响
钾充足，不但能使作物产量增加，而且可 以改善作物品质。
钾对作物品质影响的例子：
1. 油料作物的含油量增加 2. 纤维作物的纤维长度和强度改善 3. 淀粉作物的淀粉含量增加 4. 糖料作物的含糖量增加 5. 果树的含糖量、维C和糖酸比提高，果实风 味增加 6. 橡胶单株干胶产量增加，乳胶早凝率降低
(三) 改善能量代谢
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 ＋K
3.70
216
－K 1.00
143
菠菜 ＋K
5.53
295
＋K 1.14
185
向日葵 ＋K
4.70
102
－K 1.60
68
(四) 促进糖代谢
1. 促进碳水化合物的合成 钾不足时，植株内糖、淀粉水解为单糖；钾充
0.73
茎秆 0.90
0.90 马铃薯 叶片 1.81
1.10
块根 2.28
0.40 糖用甜菜 根
2.13
1.60
块茎 5.01
0.20 烟草 茎 2.80
1.30
叶片 4.10
2. 形态
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。
渐增 北
减，东南地区土壤多缺钾。
西
东
南 渐减
(二) 形态
分为矿物态钾、缓效态钾以及速效态钾 (水溶性钾和交换性钾)。
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
约占全钾量的2%，最高可达6%。主要 为晶层固定态钾和存在于次生矿物如水云母 和以及部分黑云母中。
供钾对大豆生长、根瘤和固氮活性的影响
───────────────────────
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
86.9 109.9
───────────────────────
钾通常被称为“品质元素”
施钾对大麦品质的影响
──────────────────── 处理 胱氨
酸 蛋氨酸 酪氨酸 色氨酸 淀粉 可溶性糖
(％) (％) (％) (％) (％) (％)
────────────────────
NP 0.18 0.14 0.36 0.12 44.9 NPK 0.20 0.20 0.42 0.14 46.5
本世纪初，我国钾肥年需求预计将增至６００多万吨，即 使青海的１００万吨合资钾肥项目全面投产，国产钾肥供给量 也不足２００万吨，仍然存在近７０％的市场缺口。由于钾矿 资源的制约，依靠国内生产显然无法满足生产市场需要。
青海盐湖钾肥股份有限公司拥有盐田120km2，设 备1822台（套）以及具有世界先进水平的水采船3艘。 2004年生产能力为60万吨。历年来产销率均为100％。 公司主导品牌“盐桥”钾肥是中国国内重要的支农产 品,在化肥行业中的钾肥排名全国第一位，占我国钾肥 生产量和国产钾肥销售额的96%。
钾的晶格固定作用：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+进入晶格的孔穴中，而当失水以后晶层收 缩，落入孔穴中的K+较难回复到自由状态，这种现 象称为钾的晶格固定作用。它难以与其它离子产生 离子交换，所以是非交换性钾。
3. 速效性钾
占全钾的l%~2% 其中 交换性钾约占90%
544
240
以色列
1200
108
美国
290
83
▼ 我国钾矿资源极贫乏，全国总储量约为2亿多吨 (折K2O约1亿多吨)
3、钾肥制造的历史和现状
历史：最原始的施钾方法是使用草木灰； 自1860年起，德国开采钾盐矿制得氯化钾和 硫酸钾，开始了钾肥的工业化生产。
目前，世界各国生产的钾95％用作肥料。 钾肥品种中，氯化钾约占95％，
2. 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
3. 抗寒性
★ 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
足时，活化了淀粉合成酶，单糖向合成蔗糖、淀粉 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、麻等纤维类作物有重要的作 用。 2. 促进光合产物的运输
钾能促进光合产物向贮藏器官的运输，使各组 织生长发育良好。 3. 协调“源”与“库”的相互关系
(五) 促进氮素吸收和蛋白质的合成
六、植物钾素营养的诊断指标：因土壤和作物而异
玉米生长期间对钾素的吸收比例
第二节 土壤中钾的形态和转化
一、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
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。
为什么钾能提高酶的活性呢？
机理： 1. 全酶
－K+ ＋ 酶蛋白＋辅酶 K+
2. K+易进入酶的活化部位
活化离子与非活化离子对酶变构作用的影响
(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
叶绿体在光下形成H+ 梯度和阳离子流
★ 钾充足使体内酚类的合成增加，抗病力提高
6. 抗倒伏
促进作物茎秆维管束的发育，使茎壁增厚，髓腔变 小，机械组崐织内细胞排列整齐。
7. 抗早衰
延长籽粒灌浆时间，增加千粒重；
三、植物对钾(K＋)的吸收和运输
(一) 吸收
1. 主动吸收 占主导地位,
具有自动调节功能 2. 被动吸收
外界K＋浓度过 高时，吸收曲线呈 “二重图型”
────────────────────
9.36 10.40
五、作物的钾素营养失调症状
植物缺钾的常见症状：
通常茎叶柔软，叶片细长、下披； 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，严重缺钾时 幼叶也会出现同样的症状； 根系生长停滞，活力差，易发生根腐病
硫酸钾约占Hale Waihona Puke Baidu％； 硝酸钾、碳酸钾少量
新华社新闻信息中心 2001. 08. 09
未来几年我国钾肥市场严重供不足需
我国钾盐资源不仅储量少，且分布不均匀，多集中在西北( 占全国总储量的９６.９％)和西南(占全国总储量的２.６％)地区 ，经济比较发达的东部地区基本无钾盐资源分布。
全国只有青海省拥有适宜工业开采的２亿多吨钾矿储量。 目前我国每年需钾肥５００万吨，而产量仅为２０多万吨，市 场供给率只有４％左右，每年需耗费几亿美元进口钾肥。
钾含量因作物种类和器官而异： 淀粉作物、糖料作物、烟草、香蕉等含钾较多；
禾谷类作物相对较低 谷类：茎秆>种子； 薯类：块根、块茎较高
－K
＋K
主要农作物不同部位中钾的含量 (%)
作物
小麦 棉花 玉米 谷子
部位 含K 2O 作物 部位 含K 2O
籽粒 茎秆 籽粒 茎秆 籽粒 茎秆 籽粒 茎秆
0.61 水稻 籽粒 0.30
第五章 植物钾素营养及钾肥
钾
K
K
第一节 植物的钾素营养
－
1
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·L-1 (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。
钾矿床
钾矿石
钾盐矿
钾盐矿
原生钾盐在自然状态
下呈各种颜色。这是由于钾 盐中含有不同铁氧化物或粘 土等，但它们并不影响提炼 的钾肥的效果。
2. 钾盐矿储量
世界钾矿储量（×106 t K2O）
国家
潜在储量
易利用储量
世界
26124.7
5793
俄罗斯
6800
3000
加拿大
1400
1400
德国
830
480
白俄罗斯
*单位为μmolC2H2/g根瘤/h
(Gomes, 1986)
(六) 增强作物的抗逆性
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、抗倒伏等
的能力，这对作物稳产、
高产有明显作用。
＋K －K
1. 抗旱性
★ 增加钾离子的浓度 ，提高细胞的渗透势 ★ 提高胶体对水的束缚能力, 使细胞膜保持稳定的透性 ★ 促进根系生长，提高根冠比，增强作物吸水能力
1. 提高作物对氮的吸收和利用 表现：促进NO3-的还原和运输
供钾充足，能促进硝酸还原酶的诱导合成， 并能增强其活性，有利于硝酸盐的还原；
钾能加快NO3-由木质部向叶片的运输，减
少NO3-在根系中还原的比例。
2. 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
3. 促进豆科根瘤菌的固氮作用