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第八章 植物的钾素营养与钾肥


第八章 植物的钾素营养与钾肥

+K

-K

主要内容
植物的钾素营养 土壤中的钾素及其转化 钾肥的种类、 钾肥的种类、性质及其施用 钾肥的合理分配和施用

要求
掌握 了解 掌握 掌握



1

第一节 植物

的钾素营养
一、植物体内钾的含量、形态与分布 植物体内钾的含量、 1. 含量
植物体内含钾 (K2O): : 为植株干重的0.3%~5% 为植株干重的 钾是植物体中含量最多 含量最多的金属元素 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 细胞质中的 浓度相对稳定, 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 比硝酸根和磷酸根离子高几十倍至百余 比外界有效钾高几倍至几十倍)。 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。 乎全部转移到液泡中。

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

钾含量因作物种类和器官而异: 钾含量因作物种类和器官而异: 作物种类 而异
淀粉作物、糖料作物、烟草、 淀粉作物、糖料作物、烟草、香蕉等含 钾较多; 钾较多;禾谷类作物相对较低 谷类: 种子; 谷类:茎秆>种子; 薯类:块根、块茎较高 薯类:块根、
-K +K

主要农作物不同部位中钾的含量 主要农作物不同部位中钾的含量 (%) 不同部位
作物
小麦 棉花 玉米 谷子

部位 含K 2 O 作物
籽粒 茎秆 籽粒 茎秆 籽粒 茎秆 籽粒 茎秆 0.61 0.73 0.90 1.10 0.40 1.60 0.20 1.30 水稻

部位 含K 2 O
0.30 0.90 1.81 2.28 2.13 5.01 2.80 4.10

籽粒 茎秆 马铃薯 叶片 块根 糖用甜菜 根 块茎 烟草 茎 叶片

2. 形态
水溶性无机盐存在细胞中 以水溶性无机盐存在细胞中 离子态为主 离子态为主 以钾离子态吸附在原生质膜表面 钾离子态吸附在原生质膜表面 并不是以有机化合物 有机化合物的形态存在 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 , 钾在植物体内具有 较大的移动性, 较大的移动性 随植物生长中心转移而转移,即 再 随植物生长中心转移而转移 , 利用率高。 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。 组织中, 幼芽、幼叶、根尖等

二、钾的营养功能
(一) 促进酶的活化 一
在生物体内, 钾作为60多种酶 多种酶( 在生物体内 , 钾作为 多种酶 ( 包括合 成酶类、 氧化还原酶类、 转移酶类) 的活化 成酶类 、 氧化还原酶类 、 转移酶类 ) 剂,能促进多种代谢反应。 能促进多种代谢反应。 原因: 原因: 1. 全酶
-K+ + K+

酶蛋白+ 酶蛋白+辅酶

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

1.8 1.6

酶活性 ?mol ADP mg 蛋白-1h -1) 酶活性(?mol

1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0 10 20 30 40

K+ Rb +
Cs ++ NH 4

Na+ Li + 50

阳离子浓度 (mM)

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 二 促进光能的利用,
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 促进类囊体膜上质子梯度的形成和光合磷 质子梯度 酸化作用 3. 使NADP+ NADPH, , 促进CO2同化 促进 4. 影响气孔开闭,调节 影响气孔开闭, CO2透入叶片和水分 蒸腾的速率
叶绿体在光下形成H 叶绿体在光下形成 + 梯度和阳离子流

(三) 改善能量代谢 三
钾对叶绿体中ATP合成的影响 合成的影响 钾对叶绿体中
作物 的数量(?mol/h/g叶绿素 叶绿素) 的数量 叶绿素 干物质中K 干物质中 2O(%) ATP的数量 3.70 1.00 5.53 1.14 4.70 1.60 216 143 295 185 102 68

+K -K 菠菜 +K +K 向日葵 +K -K 蚕豆

(四) 促进糖代谢 四
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; 钾不足时,植株内糖、淀粉水解为单糖;钾充 活化了淀粉合成酶 单糖向合成蔗糖 淀粉合成酶, 蔗糖、 足时,活化了淀粉合成酶,单糖向合成蔗糖、淀粉 方向进行。 方向进行。 钾能促使糖类向聚合方向进行, 纤维的合成 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 钾肥对棉、 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, 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。 织生长发育良好。

3. 协调“源”与“库”的相互关系 协调“

钾对甘蔗中14C光合产物运输的影响 光合产物运输的影响
14 C涂抹部位 涂抹部位

占总标记物的% 占总标记物的% 有钾 无钾 95.4 3.9 0.6 0.1 0.04
(Hartt, 1970)

标记叶的叶片 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 标记叶节以下的茎
*总标记物为 % 总标记物为100% 总标记物为

54.3 14.3 9.7 1.9 20.1

钾对14C的同化以及对同化产物 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 每株每分钟脉冲数 × × 每克鲜重每分钟脉冲数(cpm) 1.1×10-5 1.2×10-5 每克鲜重每分钟脉冲数 × × 52.7 标记同化物 叶片 6.0 在器官中的 果实 37.7 分配率 茎 3.7 (%) 根 ─────────────────────── 49.6 15.2 32.6 2.6

(Mengel & Vine, 1977)

(五) 促进氮素吸收和蛋白质的合成 五
1. 提高作物对氮的吸收和利用 表现:促进 表现:促进NO3-的还原和运输 供钾充足,能促进硝酸还 供钾充足,能促进硝酸还 原酶的诱导合成,并能增强其 原酶的诱导合成, 的诱导合成 活性,有利于硝酸盐的还原; 活性,有利于硝酸盐的还原; 加快NO3-由木质部向 钾能加快 钾能加快 叶片的运输 减少NO3-在根系 运输, 叶片的运输,减少 钾离子穿梭运输硝 钾离子穿梭运输硝 中还原的比例。 中还原的比例。
酸根离子和苹果酸 酸根离子和苹果酸 根离子的模式图
地上部

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Mg 蛋白质和核蛋白的合成需要 2+ 、 K+ 作为 活化剂。 活化剂。
核酸的形成首先是核苷酸的合成, 它是由5- 核酸的形成首先是 核苷酸的合成,它是由 - 磷 核苷酸的合成 酸核糖合成腺苷一磷酸(AMP)和鸟苷一磷酸 和鸟苷一磷酸(GMP), 酸核糖合成腺苷一磷酸 和鸟苷一磷酸 , 这个过程的有关酶需要钾离子激活; 这个过程的有关酶需要钾离子激活; 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 氨基酸活化后 , 由转移核糖核酸 将活化 的氨基酸带到核糖体的信使核糖核酸(mRNA),然后 , 的氨基酸带到核糖体的信使核糖核酸 合成多肽,这一过程需要 需要Mg 合成多肽,这一过程需要 2+ 、K+。

3. 促进豆科根瘤菌的固氮作用
供钾对大豆生长、 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) 株

─────────────────────── 9.05 54.7 3.0 -K 12.50 60.8 3.9 +K ───────────────────────
*单位为 单位为?molC2H2/g根瘤 根瘤/h 单位为 根瘤

86.9 109.9
(Gomes, 1986)

(六) 促进植物经济用水 六
1. 参与细胞渗透调节作用,促进根系对水分 参与细胞渗透调节作用, 的吸收
钾离子以高浓度累积在细胞中,因此,细胞壁 钾离子以高浓度累积在细胞中, 因此, 渗透压增大, 水分便从低浓度的土壤溶液中向高浓 渗透压增大, 增大 度的根细胞中移动,直至渗透压和膨压 渗透压和膨压达到平衡为 度的根细胞中移动, 直至渗透压和膨压 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 是细胞扩张的动力 的延伸或细胞分裂提供必需的压力。 的延伸或细胞分裂提供必需的压力。

资料:低量K 处理的作物生长速度 的作物生长速度、 资料:低量 +处理的作物生长速度、细胞
大小和组织的含水量都有所减少。 大小和组织的含水量都有所减少 。 幼嫩组 织的膨压是反映K 营养状况最敏感的参数。 织的膨压是反映 + 营养状况最敏感的参数 。 所以钾充足 时 , 作物能更有效地利用土壤 所以 钾充足时 钾充足 水分, 并有较大的能力使水分保持在体内, 水分 , 并有较大的能力使水分保持在体内 , 减少水分的蒸腾。 减少水分的蒸腾。

2. 调控气孔运动
钾通过影响气孔的开闭来调节水分蒸腾和二氧 化碳进入叶片的过程

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
K+ 气孔状态 张开 关闭 (×10-14mol) × 424 22 20 0 (bar) 35 19 (?m) 12 2 Cl渗透压 气孔孔径

(七) 促进有机酸的代谢 七
钾参与植物体内氮的 代谢,木质部运输中钾 离子是硝酸根离子的主 要陪伴离子。当硝酸根 离子被还原为氨后,钾 与苹果酸根结合为苹果 酸钾,并可重新转移到 根部。 根部。

地上部

钾离子穿梭运输硝酸根离子 钾离子穿梭运输硝酸根离子 运输 苹果酸根离子的模式图 和苹果酸根离子的模式图

(八) 增强作物的抗逆性 八
钾有多方面的抗逆 功能, 它能增强作物的 功能 , 抗旱、 抗高温、 抗寒、 抗旱 、 抗高温 、 抗寒 、 抗病、 抗盐、 抗倒伏等 抗病 、 抗盐 、 抗倒伏 等 的能力, 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、 能力 。 这对作物稳产 、 高产有明显作用。 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 提高细胞的渗透势 使细胞膜保持稳定的透性 细胞膜保持稳定的透性

★ 提高胶体对水的束缚能力 提高胶体对水的束缚能力,

★ 气孔的开闭随植物的生理需要而调节自如 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,增强作物吸水能力 促进根系生长,提高根冠比, 根系生长

2. 抗高温
★ 保持较高的水势和膨压,保证植物的正常代谢 保持较高的水势和膨压 水势和膨压, ★ 促进植物的光合作用,加速蛋白质和淀粉的合成 促进植物的光合作用,加速蛋白质和淀粉 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 调节气孔和渗透, 气孔和渗透

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 钾能促进植物形成强健的根系和粗壮的木质部 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 提高细胞和组织中淀粉 糖分、可溶性蛋白和各种 淀粉、

阳离子的含量。因此能提高细胞的渗透势, 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, 使冰点下降, 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 充足的钾还有利于降低呼吸速率和水分损失,

细胞膜的水化层,增强植物对低温的抗性。 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 钾能稳定质膜中蛋白质分子上的-SH基,避免蛋白 基

质变性; 质变性;
★ 防止类脂中的不饱和脂肪酸被氧化。 防止类脂中的不饱和脂肪酸被氧化。 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 植物体内可溶性氨基酸和单糖积累少 氨基酸和单糖积累少,

菌的营养来源; 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 细胞壁增厚,表皮细胞硅质化程度增加 程度增加,

病菌侵入的能力也相应增强; 病菌侵入的能力也相应增强;
★ 钾充足使体内酚类的合成增加,抗病力提高 钾充足使体内酚类的合成增加 酚类的合成增加,

6. 抗倒伏
促进作物茎秆维管束的发育, 茎壁增厚, 促进作物茎秆维管束的发育 , 使 茎壁增厚 , 髓腔变 机械组崐织内细胞排列整齐。 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; 延长籽粒灌浆时间,增加千粒重; 灌浆时间

本章复习题: 本章复习题:
1. 钾素通常被称为作物的 钾素通常被称为作物的( )(A.有益元素;B.品质元素; 有益元素; 品质元素 品质元素; 有益元素 C.生命元素 。它在植物体内的形态与氮和磷 生命元素)。 )(A.一样; 一样; 生命元素 它在植物体内的形态与氮和磷( 一样 B.相似;C.不同 ,主要以 相似; 不同 主要以( 不同), )(A.有机态;B.离子态;C. 有机态; 离子态 离子态; 相似 有机态 螯合态)为主 为主。 螯合态 为主。 2. 钾对植物具有多方面的营养作用,如能 钾对植物具有多方面的营养作用, 、 、 、 ,并能增强植物抵抗 等功能。 等功能。 、 、 、 、

3. 缺钾时,水稻根系呈现 缺钾时, 颜色。因此, 颜色。因此,在淹水条件下 增施钾肥, 增施钾肥,可提高水稻根系的 ,防止还原性物质的 危害。 危害。 4. 土壤中钾的形态,以其对作物有效性来分,可以分为 土壤中钾的形态,以其对作物有效性来分, , 、 和 。

施钾对玉米产量及茎腐病发病率影响
────────────────────── 施K2O量 量 籽粒产量 茎腐病发病率 (kg/hm2) (t/hm2) (%) ────────────────────── 0 4.48 35 300 6.91 19 600 8.73 8 ──────────────────────

钾对冬小麦产量构成因素的影响 钾对冬小麦产量构成因素的影响 冬小麦
项 目 施钾量( 施钾量(mg K/Kg) ) 0 60 120 46 58.8 36.3 17.4 37.2 68 65.2 37.6 33.0 81.0 75 61.3 42.6 34.4 89.9

从开花到成熟的天数 每盆穗数 每穗粒数 千粒重(g) 千粒重( ) 每盆产量( ) 每盆产量(g)

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” 钾能改善水稻 “ 乙醇酸代谢途径 ” , 提 根系氧化力, 使根际Eh升高 防止H 、 升高, 高 根系氧化力 , 使根际 升高 , 防止 2S、 过量Fe2+、Mn2+和有机酸等物质的危害。 过量 和有机酸等物质的危害。

三、植物对钾(K+)的吸收和运输 植物对钾 的吸收和运输
(一) 吸收 一
1. 主动吸收 主导地位 地位, 占主导地位 具有自动调节功能 2. 动吸收 K+ 吸收
钾 的 吸 收 速

动吸收


主动吸收
0.10 0.20 K+ 10.0 20.0

大麦在不同浓度的KCl 大麦在不同浓度的 溶液中吸收K 溶液中吸收 +的速率

(二) 影响植物吸收钾的因素 二
1. 土壤供钾状况
矿物态钾 缓效性钾 交换性钾 水溶性钾

2. 植物种类

(速效性钾 速效性钾) 速效性钾

需钾循序:向日葵、荞麦、甜菜、 需钾循序:向日葵、荞麦、甜菜、玉米 > 油菜、 禾谷类作物、 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 钙促进钾的吸收
铵抑制钾的吸收 铵抑制钾的吸收 4. 土壤水气条件 如果水分不足会使 +的活度下降, 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, 降低了 +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 三
通过木质部和韧皮部向上运输, 通过木质部和韧皮部向上运输,也可由韧皮部 向上运输 向下运至根部 运至根部。 向下运至根部。 CO
PEP K
苹果酸钾 苹果酸钾
+

NH K
+

NO

地 上 部

韧皮部 苹果酸钾 苹果酸钾

木质部 KNO


HCO K+ NO 苹果酸 K+ NO 丙酮酸



植物体内钾 植物体内钾的循环模式

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, 钾充足,不但能使作物产量增加,而且可 产量增加 改善作物品质。 以改善作物品质。

例子: 钾对作物品质影响的例子:
1. 油料作物的含油量增加 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 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 淀粉作物的淀粉含量增加 4. 糖料作物的含糖量增加 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 果树的含糖量 的含糖量、 和糖酸比提高, 和糖酸比提高 味增加 6. 橡胶单株干胶产量增加,乳胶早凝率降低 橡胶单株干胶产量增加 单株干胶产量增加,

钾通常被称为“品质元素” 钾通常被称为“品质元素”

施钾对大麦品质的影响
────────────────────
酸 蛋氨酸 酪氨酸 色氨酸 淀粉 可溶性糖 处理 胱氨

(%) % NP NPK 0.18 0.20

(%) % 0.14 0.20

(%) % 0.36 0.42

(%) %

(%) %

(%) % 9.36 10.40

────────────────────
0.12 44.9 0.14 46.5

────────────────────

五、作物的钾素营养失调症状
植物缺钾的常见症状: 植物缺钾的常见症状:
通常茎叶柔软,叶片细长、下披; 通常茎叶柔软,叶片细长、下披; 细长 老叶叶尖和叶缘发黄, 老叶叶尖和叶缘发黄, 叶尖 发黄 进而变褐,逐渐枯萎 枯萎; 进而变褐,逐渐枯萎; 在叶片上往往出现褐色斑点, 在叶片上往往出现褐色斑点, 褐色斑点 甚至成为斑块 斑块, 甚至成为斑块,严重缺钾时 幼叶也会出现同样的症状; 幼叶也会出现同样的症状; 根系生长停滞,活力差, 根系生长停滞,活力差,易发生根腐病

水 培 小 白 菜

-K

1/2K

1K

+K

-K

小白菜水培试验

生菜缺钾

叶片缺钾的症状

-SOP

+SOP

钾素对薯类 作物的影响

钾素对植物果实的影响

番 茄

葡 萄

? 禾谷类作物缺钾时,先在下部叶片上出现褐色斑点,严重 先在下部叶片上出现褐色斑点 褐色斑点,
缺钾时新叶也会出现这样的症状,然后枯黄, 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 易出现胡麻叶斑病的症状, 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。 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 玉米缺钾时 所形成的果穗尖端呈空粒, 果穗尖端呈空粒 成籽粒也不充实,淀粉含量低。 成籽粒也不充实,淀粉含量低。

六、植物钾素营养的诊断指标:因土壤和作物而异 略) 植物钾素营养的诊断指标:因土壤和作物而异(略 植物钾素营养的诊断指标

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 一
? 地壳中钾的含量 平均)约为 地壳中钾的含量(平均 约为 平均 约为2.3%, 大部分土壤含 , 钾量为0.5%~2.5%,平均为 ,平均为1.2%。红壤、砖红壤 钾量为 。红壤、 等风化强烈,是含钾量最低的土壤种类。 等风化强烈,是含钾量最低的土壤种类。 最低的土壤种类 ? 我国地域性分布规律 : 渐增


由北向南 、 由西向东渐 减, 东南地区土壤多缺 钾。
南 西 东

渐减

(二) 形态 二
分为矿物态钾、 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 。 水溶性钾和交换性钾)。 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、 ,存在于微斜长石、 占全钾量的 正斜长石和白云母中, 原生矿物形态分布 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。 在土壤粗粒部分。

2. 缓效态钾
约占全钾量的2%,最高可达 ,最高可达6%。主要 约占全钾量的 。 晶层固定态钾和存在于次生矿物如水云母 和存在于次生矿物 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。 和以及部分黑云母中。
钾的晶格固定 作用: 有些次生粘土矿物晶层( 主要 钾的 晶格固定作用 : 有些次生粘土矿物晶层 ( 晶格固定 作用 型粘土矿物)吸水膨胀, 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, 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, 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 钾的晶格固定作用。 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 是非交换性钾。 生离子交换,所以是非交换性钾。

3. 速效性钾
占全钾的l%~2% 占全钾的 交换性钾约占 约占90% 其中 交换性钾约占 水溶性钾约占 水溶性钾约占l0% 约占

? 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 生物固定

水溶性钾

钾肥的种类、 第三节 钾肥的种类、性质及施用
一、钾盐矿资源与钾肥制造原理 (一) 钾盐矿资源简介 一
1. 钾盐矿种类 钾矿床:明矾石、 钾矿床:明矾石、钾长石和光卤石 内陆盐湖钾盐矿: 内陆盐湖钾盐矿:如察尔汗盐湖 沿海盐场的盐卤: 沿海盐场的盐卤:我国沿海地区的盐场

钾矿床

钾矿石

钾盐矿
原生钾盐在自然状态 下呈各种颜色。 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, 土等,但它们并不影响提炼 的钾肥的效果。 的钾肥的效果。 钾盐矿

2. 钾盐矿储量 世界钾矿储量( 世界钾矿储量(×106 t K2O) )
国家 世界 俄罗斯 加拿大 德国 白俄罗斯 以色列 美国 (折K2O约1亿多吨 折 亿多吨) 约 亿多吨 潜在储量 26124.7 6800 1400 830 544 1200 290 易利用储量 5793 3000 1400 480 240 108 83

▼ 我国钾矿资源极贫乏,全国总储量约为 亿多吨 我国钾矿资源极贫乏,全国总储量约为2亿多吨

(二) 钾肥制造简介 二
1. 历史与现状
历史:最原始的施钾方法是使用草木灰; 历史:最原始的施钾方法是使用草木灰; 草木灰 德国开采钾盐矿制得氯化钾 氯化钾和 自 1860年起 , 德国开采钾盐矿制得 氯化钾 和 年 硫酸钾,开始了钾肥的工业化生产。 硫酸钾,开始了钾肥的工业化生产。 目前,世界各国生产的钾 %用作肥料。 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% 钾肥品种中,氯化钾约占 %, 硫酸钾约占5% 硫酸钾约占 %; 硝酸钾、 硝酸钾、碳酸钾少量

2. 制造方法 生产钾肥用的含钾矿物
矿物名称 含钾氯化物
钾 盐 钾 石 盐 光 卤 石 钾盐镁矾 碳酸芒硝 KC1 KCl+NaCl KC1·MgCl2·6H2O KCl·MgSO4·3H2O KCl·9Na2SO4·2Na2CO3 KNO3 63.1 6 ~38 17.0 18.9 3.0







K2O (%)

含钾硝酸盐
硝 酸 钾 46.5

生产钾肥用的含钾矿物( 生产钾肥用的含钾矿物(续)
矿物名称 含钾硫酸盐
杂 卤 石 无水钾镁矾 钾 镁 矾 软钾镁矾 镁钾钙矾 钾 芒 硝 钾 石 膏 纤钾明矾 明 矾 石 K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O K2SO4·2MgSO4 K2SO4·MgSO4·4H2O K2SO4·MgSO4·6H2O K2SO4·MgSO4·4CaSO4·2H2O 3K2SO4·Na2SO4 K2SO4·CaSO4·H2O K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O K2Al6(OH)12·(SO4)4 15.5 22.6 25.5 23.3 10.7 42.6 28.8 9.9 11.4







K2O (%)

盐卤 可溶性钾矿 含钾矿物 难溶性钾矿

分离提纯 分离提纯 钾肥产品 KCl, K2SO4 分解提纯 分解提纯

含钾矿物生产钾肥的示意图

制造方法: 制造方法 (1) 氯化钾
溶解结晶法

光卤石 (KCl · MgCl2 · 6H2O) 钾石盐 (KCl · NaCl)
浮选法

KCl KCl

(2) 硫酸钾
煅 烧

明矾石、 明矾石、钾镁盐
加 工

K2SO4 K2SO4

氯化钾

二、钾肥的生产和消费情况
1. 世界钾肥生产的主要国家 2. 我国的钾肥生产与氮、磷、钾比例 我国的钾肥生产与氮、 3. 世界各地钾肥消费情况 4. 我国钾肥的消费情况 5. 缓和钾肥供需矛盾的措施 6. 常用钾肥的价格

1. 世界钾肥生产的主要国家

世界钾肥生产的主要国 (1998)
国家 世界 加拿大 德国 俄罗斯 以色列 产量 (×104t,K2O) × , 2037.85 714.1 286.0 259.7 134.2 位次 - 1 2 3 4 占世界产量 比重(%) 比重(%) 100.0 35.0 14.0 12.7 6.6

2. 我国的钾肥生产与氮、磷、钾比例 我国的钾肥生产与氮、 我国的钾肥生产与氮、 我国的钾肥生产与氮、磷、钾比例 年份 1958 1970 1980 1990 1995 2001 2005 产量(×104t,K2O) × , 0.1 0.5 2.0 4.6 12.2 86.0 ~120 N:P2O5:K2O 1:0.28:0.007 1:0.60:0.003 1:0.23:0.002 1:0.28:0.003 1:0.25:0.007 1:0.30:0.02 1:0.37:0.03

3. 世界各地钾肥消费情况

3

1

2

世界各地钾肥生产消费对比图 世界各地钾肥生产消费对比图 生产消费

4. 我国钾肥的消费情况 :消费量 生产量 我国钾肥的消费情况:消费量>>生产量 我国化肥的消费情况(万吨) 我国化肥的消费情况(万吨)
年份
1975 1980 1985 1990 1993 1994 2001 2005

总量
489.0 1269.4 1775.8 2590.3 3150.1 3318.97

N
330.9 934.2 1204.3 1637.7 1834.3 1881.8

P2O5
146.3 273.3 310.9 462.4 574.7 600.55

K2O
11.8 34.6 80.4 147.9 212.3 234.73

复合肥
32.6 27.3 179.6 341.6 528.8 600.85

418 (产量为 万吨 产量为86万吨 产量为 万吨) 700 (产量为 万吨 产量为120万吨 万吨) 产量为

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 未来几年我国钾肥市场严重供不足需 钾肥
我国钾盐资源不仅储量少,且分布不均匀, 集中在西北( 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 96.9 和西南 占全国总储量的2 6 地区 和西南(占全国总储量的 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。 ,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。 青海省拥有适宜工业开采的 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 需钾肥500万吨, 产量仅为20多万吨, 20多万吨 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。 场供给率只有4%左右,每年需耗费几亿美元进口钾肥。 本世纪初,我国钾肥年需求预计将增至600多万吨, 需求预计将增至600多万吨 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 100万吨合资钾肥项目全面投产 使青海的100万吨合资钾肥项目全面投产,国产钾肥供给量 不足200万吨,仍然存在近70%的市场缺口。 200万吨 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。 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 青海盐湖钾肥股份有限公司拥有盐田120km2,设 拥有盐田 以及具有世界先进水平的水采船3艘 备1822台(套)以及具有世界先进水平的水采船 艘。 台 2004年生产能力为 万吨。历年来产销率均为 年生产能力为60万吨 历年来产销率均为100%。 年生产能力为 万吨。 % 公司主导品牌“盐桥” 钾肥是中国国内重要的支农产 公司主导品牌 “ 盐桥 ” 钾肥 是中国国内重要的支农产 在化肥行业中的钾肥排名全国第一位, 品,在化肥行业中的钾肥排名全国第一位,占我国钾肥 在化肥行业中的钾肥排名全国第一位 生产量和国产钾肥销售额的96%。 。 生产量和国产钾肥销售额的 新疆罗布泊目前已探明钾盐储量 新疆罗布泊 目前已探明钾盐储量2.99亿吨 , 是中 亿吨, 目前已探明钾盐储量 亿吨 国已发现储量最大的钾盐矿。 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 全世界规模最大的硫酸 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。 生产基地。

5. 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 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: 植物、肥料、 五看:天、地、植物、肥料、措施

我国化肥的进口情况
年份 进口量(10 进口量 4t) 占肥源总 N+P2O5 + 量的百分 数 (%) % + K2O 氮磷钾占进口总 量的百分数(%) 量的百分数(%) N P2O5 K2O

1981 1985 1991 1993 2001

256.3 332.0 936.9 845.0 940.0

17.1 20.1 32.0 31.2

56.8 61.9 49.2 42.6

17.0 27.1 30.3 29.0

26.2 11.0 20.5 28.4

37.7 钾肥进口量为354万吨, 万吨, 钾肥进口量为 万吨 占钾肥消费总量的85% 占钾肥消费总量的 %

6. 常用钾肥的价格
2003年进口钾肥的价格 (元/吨) : 年进口钾肥的价格 元 吨 加拿大钾肥: 加拿大钾肥:1150~1185 ~ 俄罗斯钾肥: 俄罗斯钾肥:1050~1080 ~ 以色列钾肥: 以色列钾肥:1160 德国硫酸钾 硫酸钾: 德国硫酸钾:1920 2004年10月的价格 元/吨) : 年 月的价格(元 吨 氯化钾: 氯化钾:1300~1450 ~ 硫酸钾: 硫酸钾:2300 硝酸钾: 硝酸钾:3800 磷酸二氢钾(98%):6500 磷酸二氢钾 :

加拿大 红色钾肥

三、常用钾肥的性质和施用
(一)氯化钾 (potassium chloride)
1. 成分和性质
成分: 成分: KCl,含K2O 50%~ 60% , (含K 52%,Cl 47.6%) 含 , 性质:白色、淡黄色或紫 性质:白色、淡黄色或紫红色结晶 易溶于水, 易溶于水,呈化学中性 有吸湿性, 有吸湿性,久存会结块 生理酸性肥料

青海盐湖钾肥 股份有限公司 ——“盐桥”牌氯化 盐桥” 盐桥 钾

氯 化 钾

2. 在土壤中的转化 (1) 阳离子交换反应
在土壤溶液中, 在土壤溶液中,KCl K++ClK+与土壤胶体上的离子发生离子交换 与土壤胶体上的离子 离子发生离子交换

(2) 土壤对钾的固定
晶格固定:在土壤干湿交替影响下, 晶格固定:在土壤干湿交替影响下,速效性钾进
型粘土矿物晶片层间而被固定的现象。 入2:1型粘土矿物晶片层间而被固定的现象。 型粘土矿物晶片层间而被固定的现象

(3) 钾的释放和淋失

(1) 阳离子交换反应
★ 在中性与石灰性土上: 在中性与石灰性土上:
K+与胶体上的 Ca2+产生代换作用,形成 产生代换作用,形成CaCl2

反应式: 反应式:
K+ [土壤胶粒 土壤胶粒] 土壤胶粒 Ca2+ +2KCl [土壤胶粒 土壤胶粒] 土壤胶粒 K+

+ CaCl2

结果: 结果:
多雨地区或季节, 多雨地区或季节,钙易淋失 ——土壤脱钙板结 土壤脱钙板结 土壤 缓冲性小的土壤, 缓冲性小的土壤,逐渐酸化

措施: 措施:
配施石 灰肥料

中性土

石灰性土:生理酸性可被中和,土壤不会酸化, 石灰性土:生理酸性可被中和,土壤不会酸化,
且会释放有效钙, 且会释放有效钙,利于植物吸收

★ 酸性土壤: 酸性土壤:
K+与胶体上的 +、Al3+、Ca2+产生离子交换 与胶体上的H

反应式: 反应式:
[土壤胶粒 土壤胶粒] 土壤胶粒 H+ H+ +2KCl K+ [土壤胶粒 土壤胶粒] 土壤胶粒 K+

+ HCl

结果: ①使土壤 值迅速下降 (土壤活性酸增 结果: 使土壤pH值迅速下降 土壤活性酸增
加、且肥料为生理酸性盐); 且肥料为生理酸性盐 ; 大量Al 存在); ②易对植物产生铝毒 (大量 3+存在 ; 大量 代换产生CaCl) ③使钙淋失 (K+与Ca2+代换产生

措施: 措施:应配施石灰和有机肥料

(2) 土壤对钾的固定
晶格固定:在土壤干湿交替影响下, 晶格固定:在土壤干湿交替影响下,速效性钾进
型粘土矿物晶片层间而被固定的现象。 入2:1型粘土矿物晶片层间而被固定的现象。 型粘土矿物晶片层间而被固定的现象

K+在粘土矿物上的不同位点

影响因素: 影响因素:
粘土矿物种类: 型粘土矿物引起 ① 粘土矿物种类:2:1型粘土矿物引起 田间水分状况: 湿交替, ② 田间水分状况:干、湿交替,促进固氮 土壤反应: 下降 下降, ③ 土壤反应:pH下降,固定减少 ④ 铵离子:先存在先被固定 铵离子: 土壤质地:越粘重, ⑤ 土壤质地:越粘重,固钾能力越强 钾的用量:增加, ⑥ 钾的用量:增加,固定量也增加

结果:使速效性钾转化为缓效性钾, 结果:使速效性钾转化为缓效性钾, 降低了钾的有效性 降低了钾的有效性

(3) 钾的释放和淋失 ★ 钾的释放: 钾的释放:
过程:非交换性钾 过程: 影响因素: 影响因素:
① 粘土矿物种类:固钾强的,释放钾慢 粘土矿物种类:固钾强的, 田间水分状况:持续淹水, ② 田间水分状况:持续淹水,土壤溶液中有效 增加;暴晒和冻融, 钾增加;暴晒和冻融,可以促进土壤含钾 矿物的风化, 矿物的风化,特别是对被晶格固定的钾的 释放有好处,因此土壤速效钾含量增加 释放有好处,因此土壤速效钾含量增加

有效性钾

结果:土壤中有效钾增加 结果:土壤中有效钾增加

★ 钾的淋失: 钾的淋失: 影响因素:气候条件、 影响因素:气候条件、土壤性质等 旱地淋失量一般占吸收量的 %; 旱地淋失量一般占吸收量的20%; 淋失量一般占吸收量的 多雨地区和代换量低的砂土淋失量较多。 多雨地区和代换量低的砂土淋失量较多。 淋失量较多 所以钾肥一次用量不宜过多。 所以钾肥一次用量不宜过多。

(养分在土壤中的移动性:NO3- > K > P) 养分在土壤中的移动性: 养分在土壤中的移动性

3. 施用
(1) 方法:可作基肥、追肥施用,不宜作种肥。 方法:可作基肥 追肥施用 不宜作种肥。 基肥、 施用, ? (2) 土壤:在酸性和中性土壤作基肥时,应与磷矿 土壤: 酸性和中性土壤作基肥时 作基肥时,
有机肥、石灰等配合施用, 粉 、 有机肥 、 石灰等配合施用 , 一方面防止酸 另一方面促进磷矿粉中磷的有效化。 化,另一方面促进磷矿粉中磷的有效化。

(3) 作物:适宜一般作物; 作物:适宜一般作物;
含有47.6%C1- , 特别适于棉花 、 麻类等纤维 特别适于棉花、 含有 作物,因为C1 作物,因为 -对提高纤维含量和质量有良好的 作用; 不宜忌氯作物,如马铃薯、 甘薯、甜菜、 作用 ; 不宜忌氯作物 , 如马铃薯 、 甘薯 、 甜菜 、 柑桔、烟草、茶树等。 柑桔、烟草、茶树等。

(4) 用量:K2O 60~90kg/hm2 用量: ~

(二)硫酸钾 (potassium sulphate)
1. 成分与性质 成分: 成分:K2SO4,含K2O 50%~54% (含K43.8%, S17.6%) 含 性质:白色或淡黄色结晶; 性质:白色或淡黄色结晶;
溶于水,呈化学酸性; 溶于水,呈化学酸性; 吸湿性小; 吸湿性小; 生理酸性肥料

硫酸钾

2. 在土壤中的转化 (与KCl相似 相似) 与 相似
交换作用反应式: 交换作用反应式:
K+ [土壤胶粒 土壤胶粒] 土壤胶粒 Ca2+ +K2SO4 H+ [土壤胶粒 土壤胶粒] 土壤胶粒 H+ +K2SO4 [土壤胶粒 土壤胶粒] 土壤胶粒 K+ K+ [土壤胶粒 土壤胶粒] 土壤胶粒 K+ + CaSO4

+ H2SO4

结 果:
中性和石灰性土壤上生成 上生成CaSO4 , 其 溶解度比 溶解度比CaCl2 小 , ★ 中性和石灰性土壤 上生成 土壤脱钙程度较小 酸化速度比氯化钾缓慢 较小, 缓慢; 使 土壤脱钙程度较小,酸化速度比氯化钾缓慢; 酸性土壤上生成 上生成H 使土壤pH值迅速下降 值迅速下降; ★ 酸性土壤上生成 2SO4,①使土壤 值迅速下降;②易对 植物产生铝毒 铝毒; 使土壤板结 板结。 植物产生铝毒;③使土壤板结。

措 施:配施石灰和有机肥

3. 施用
适合各种作物和土壤, 可作基肥 追肥、 基肥、 适合各种作物和土壤 , 可作 基肥 、 追肥 、 种肥 及根外追肥。 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。 在通气不良的土壤中尽量少用。

穴施

注意: 注意:
硫酸钾的价格比氯化钾昂贵 , 硫酸钾的价格比氯化钾 昂贵, 因此通常情况 昂贵 下应尽量选用氯化钾 减少施肥的投资, 尽量选用氯化钾, 下应 尽量选用氯化钾 , 减少施肥的投资 , 增加经 济效益。 济效益。 但对于缺硫或硫含量不很丰富的土壤、 但对于缺硫或硫含量不很丰富的土壤、 缺硫或硫含量不很丰富的土壤 需硫较多的作物、 需硫较多的作物、对 较多的作物 缺硫的水稻土 氯敏感的作物、 氯敏感的作物、需优 的作物 先保证品质的作物等 保证品质的作物等 均应优先选用硫酸钾。 均应优先选用硫酸钾。 优先选用硫酸钾

(三) 草木灰 (plant ash) 三
草木灰

1. 烧制:草木灰是植物熏烧后的残灰 烧制:草木灰是植物熏烧 熏烧后的残灰
见烟不见火, 熏烧 ——见烟不见火,其中 %的钾为 2CO3 见烟不见火 其中90%的钾为K 若高温燃烧,则以K2SiO3为主 若高温燃烧,则以 燃烧 ( K2CO3 + SiO2 K2SiO3 + CO2 )

2. 成分和性质 (1) 成分:含有灰分元素,如Ca、Mg、P、 成分:含有灰分元素 灰分元素, 、 、 、 Fe和其它微量元素等。 和其它微量元素等。 和其它微量元素等 较多, 次之 次之。 其中Ca、 较多 其中 、K较多,P次之。

影响草木灰成分的因素: 影响草木灰成分的因素:
作物类型: ① 作物类型: 木灰含Ca、 、 较多 木灰含 、K、P较多 草灰含硅较多,K、P、Ca较少 草灰含硅较多, 、 、 较少 稻壳灰养分含量最少 植物部位:幼嫩组织, 、 较多 ② 植物部位:幼嫩组织, K、P较多 衰老组织, 、 较多 衰老组织, Ca、Si较多 土壤、施肥、 ③ 土壤、施肥、气候等

(2) 性质: 性质:
深灰色粉末; ① 深灰色粉末; 碳酸钾为主 为主, ② 其中钾的形态 以碳酸钾为主, 其次是硫酸钾 氯化钾, 硫酸钾和 其次是硫酸钾和氯化钾, 是水溶性钾, 都是水溶性钾,可被植 物直接吸收利用; 物直接吸收利用;

草木灰

其中的磷 枸溶性磷,对作物是有效的; ③ 其中的磷是枸溶性磷,对作物是有效的; 上使用不仅能供钾, ④ 呈化学碱性 (在酸性土壤上使用不仅能供钾,而 在酸性土壤上使用不仅能供钾 且可以降低酸度,并可补充Ca、 等元素 等元素) 且可以降低酸度,并可补充 、Mg等元素

3. 施用
适用于各种土壤, 适用于各种土壤,大多数作物 各种土壤 可作基肥、追肥和根外追肥 也可作盖种肥 根外追肥, 可作基肥、追肥和根外追肥,也可作盖种肥
作 追肥时可进行叶面撒施 , 这样不仅能供应养 追肥 时可进行叶面撒施, 时可进行叶面撒施 而且能防止和减轻病虫害的发生和危害。 分,而且能防止和减轻病虫害的发生和危害。 盖种肥可以保持土壤表面湿度 吸热增温, 可以保持土壤表面湿度, 作 盖种肥 可以保持土壤表面湿度 , 吸热增温 , 改善苗期营养,促苗早发, 改善苗期营养,促苗早发,并可防止小鸟啄食种子

注意:草木灰是碱性肥料 碱性肥料, 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, 氮肥 、 腐熟的有机肥料混合施用 , 以免造成 氨的挥发损失。 氨的挥发损失。

(四)窑灰钾肥:水泥工业的副产品 窑灰钾肥:
制造原料和原理: 制造原料和原理:
制造水泥时,原料中的铝硅酸钾矿物经高温(1100℃)煅烧 铝硅酸钾矿物经高温 煅烧, 制造水泥时,原料中的铝硅酸钾矿物经高温 ℃ 煅烧 产生氧化钾气体进入烟道后, 产生氧化钾气体进入烟道后 , 和煤燃烧时产生的二氧化碳或 二氧化硫发生反应生成硫酸钾 碳酸钾。 硫酸钾和 二氧化硫发生反应生成硫酸钾和碳酸钾。 K2O+SO2+1/2O2 + K2O+CO2 + K2SO4 K2CO3

如在配料中掺入氯化物( ),则可生成氯化钾。 则可生成氯化钾 如在配料中掺入氯化物(如CaCl2),则可生成氯化钾。 所生成的硫酸钾或碳酸钾, 所生成的硫酸钾或碳酸钾,在随气流从高温区向低温区 移动中, 移动中,因温度降低而凝结成极细的晶体颗粒并吸附在粉尘 上。粉尘回收后,再经风选就可获得窑灰钾肥。 粉尘回收后,再经风选就可获得窑灰钾肥。

物 理 性 状:
1. 灰黄色或灰褐色粉末 2. 所含的钾中: 所含的钾中: 90%是作物能直接吸收利用 % 窑灰钾肥

的水溶性钾,主要是硫酸钾、碳酸钾等; 水溶性钾,主要是硫酸钾、碳酸钾等 硫酸钾 1%~5%是能溶于2%柠檬酸的钾,主要是铝酸 %是能溶于 %柠檬酸的钾,主要是铝酸 钾和硅铝酸钾; 硅铝酸钾; 少量未分解的钾长石、黑云母等含钾矿物 少量未分解的钾长石、黑云母等含钾矿物 未分解的钾长石 3. 吸水后会发热,同时又是强碱性肥料,很容易烧 吸水后会发热 同时又是强碱性肥料 发热, 强碱性肥料, 坏种子。 坏种子。

使用注意事项: 使用注意事项:
1. 施用前先加少量湿土拌和,以减少飞扬损失。 施用前先加少量湿土拌和 以减少飞扬损失。 湿土拌和, 2. 可把少量窑灰钾肥拌入有机肥料堆中以促进有机肥料的分 可把少量窑灰钾肥拌入有机肥料堆中以促进有机肥料的分 拌入有机肥料 解。 3. 作追肥时必须防止肥料沾在叶片上,早晨有露水时不能施 作追肥时必须防止肥料沾在叶片上, 防止肥料沾在叶片上 用。 4. 窑灰钾肥是强碱性肥料,因此不可与铵态氮肥混合施用, 窑灰钾肥是强碱性肥料,因此不可与铵态氮肥混合施用, 强碱性肥料 以免引起氮素的挥发损失。 以免引起氮素的挥发损失。 5. 不可与过磷酸钙混合,否则会降低磷肥的肥效。 不可与过磷酸钙混合 否则会降低磷肥的肥效。 混合, 6. 窑灰钾肥最适于在酸性土壤上施用,或施在需钙较多的作 窑灰钾肥最适于在酸性土壤上施用, 最适于在酸性土壤上施用 物上。 物上。 7. 可作基肥或追肥,但不可作种肥、不适合用来沾秧根。 可作基肥或追肥 但不可作种肥、不适合用来沾秧根。 基肥或追肥,

氯化钾

硫酸钾

草木灰

常用的含钾肥料

硝酸钾

磷酸二氢钾

窑灰钾肥

第四节 钾肥的合理分配和施用
讨论题: 讨论题:
1. 土壤有效钾增加和减少的途径有哪些? 土壤有效钾增加和减少的途径有哪些? 增加 的途径有哪些 2. 20世纪 年代以来,华南地区的耕地为什么普遍 世纪70年代以来, 为什么普遍 世纪 年代以来 华南地区的耕地为什么 缺钾? 缺钾? 3. 如何根据土壤性质合理分配和施用钾肥? 如何根据土壤性质合理分配和施用钾肥? 土壤性质合理分配和施用钾肥 4. 如何根据作物需钾特性合理分配和施用钾肥? 如何根据作物需钾特性合理分配和施用钾肥? 作物需钾特性合理分配和施用钾肥 5. 如何根据钾肥的特点合理分配和施用? 如何根据钾肥的特点合理分配和施用? 钾肥的特点合理分配和施用 6. 如何科学有效地施用钾肥? 如何科学有效地施用钾肥? 有效地施用钾肥

土壤中有效钾增加和减少的途径: 土壤中有效钾增加和减少的途径: 增加 的途径
作物残茬、 作物残茬、厩肥 化学钾肥 缓效性钾矿物

土壤中有效钾

作物吸收 淋洗损失 迳流损失

固定

钾肥的当季利用率约为40%~70% % 钾肥的当季利用率约为

华南地区耕地缺钾的原因: 华南地区耕地缺钾的原因:
1. 气候条件:高温多雨,淋溶剧烈,粘土矿物类 气候条件:高温多雨,淋溶剧烈,
型多为1: 型高岭土 吸持钾的能力弱, 型高岭土, 型多为 : 1型高岭土, 吸持钾的能力弱 , 故土壤缺 钾;

2. 耕作制度:复种指数高,以及高产品种的引进 耕作制度:复种指数高,
和推广,在获得高产的同时 , 植物带走更多的养分 , 和推广 , 在获得高产的同时,植物带走更多的养分, 包括钾素; 包括钾素;

3. 施肥习惯:重施氮、磷,而少施或不施钾,更 重施氮、 而少施或不施钾,
加剧了土壤钾的耗竭; 加剧了土壤钾的耗竭;

4. 社会因素:农家肥、秸秆还田少,也减少了钾 社会因素:农家肥、秸秆还田少,
素的来源。 素的来源。

第四节 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 土壤供钾水平是指土壤中速效性钾的含量 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。 缓效性钾的贮藏量及其释放速度 的贮藏量及其释放速度。 在供钾水平较低 钾肥的肥效 肥效才明显表 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 土壤速效钾水平与当季 速效钾水平 作物钾肥肥效 钾肥肥效的关系 作物钾肥肥效的关系
等级 极低 低 中 高 极高 速效钾/mg·kg -1 速效钾 <33 33~67 67~125 125~170 >170 钾肥施用效果 增产效果极显著 一般有增产效果 一定条件下钾肥有效 施用钾肥一般无效 不需要施用钾肥

影响土壤供钾能力的因素: 影响土壤供钾能力的因素
1. 土壤速效钾含量 土壤速效钾 速效钾含量 2. 土壤缓效钾贮量及其释放 土壤缓效钾贮量及其释放 缓效钾 速率 3. 土壤质地:施肥后,砂质土 土壤质地:施肥后, 肥效较快, 肥效较快,但不持久
容量

强度

水溶性钾 快 交换性钾 慢 缓效性钾

在生产上, 在生产上,应将 钾肥优先分配 优先分配在缺钾 钾肥优先分配在缺钾 的砂质土壤上。 的砂质土壤上。

很慢 矿物态钾和 有机残留物

二、作物需钾特性与钾肥肥效
(一)作物种类对钾的要求

作物对钾的要求
作物种类 喜钾作物: 喜钾作物:薯类作物 纤维 作物、 作物、糖料作物 油料作物:芝麻、 油料作物:芝麻、油菜等 需钾情况 原因 钾与碳水化合物代谢 关系密切


豆科作物:大豆、 豆科作物:大豆、花生等

油脂是由碳水化合物 转变而来的 钾能促进根瘤菌的固 氮作用 钾均有多方面的功能 钾与碳水化合物代谢 关系密切 吸钾能力较强


叶用作物:烟草、 叶用作物:烟草、茶、桑等 果树:香蕉、 果树:香蕉、葡萄等 禾谷类作物、 禾谷类作物、禾谷类牧草

较少

-SOP

+SOP

钾素对薯类 作物的影响

同一作物,不同品种需钾不同,如水稻: 同一作物,不同品种需钾不同,如水稻: 矮秆高产良种>高秆品种 常规稻; 杂交稻>常规稻; 粳稻>籼稻 晚稻>早稻

(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, 一般作物钾的临界期在苗期,因此钾肥 临界期在苗期 用作基肥, 一般用作基肥 特别是生育期短的作物。 一般用作基肥,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 如果基肥、追肥分开施,追肥应在最大 需钾期前尽早施入 尽早施入。 需钾期前尽早施入。

玉米生长期间对钾素的吸收比例

(三)作物根系特性与钾肥施用
1. 须根作物从土壤中吸取的钾比直根作物的多 须根作物从土壤中吸取的钾比直根作物的多
因为钾在土壤中移动性较小,钾离子的扩散也很慢, 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 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。 面积。

2. CEC小的根,吸收一价阳离子较多, CEC大的 小的根,吸收一价阳离子较多, 根吸取二价阳离子较多
例如,禾谷类作物根的CEC只有双子叶植物的 1/3~ 例如,禾谷类作物根的 根的 只有双子叶植物的 ~ 1/5,但吸钾能力较双子叶植物的强; 较双子叶植物的强 , 吸钾能力较双子叶植物的 双子叶作物中, 大豆根系的 根系的CEC较大, 其吸钾能力 较 较大, 双子叶作物中 , 大豆 根系的 较大 其吸钾能力较 因此,施用钾肥的效果良好。 弱,因此,施用钾肥的效果良好。

三、钾肥种类的合理分配 钾肥品种的合理使用
钾肥品种 作物 一般作物 不宜忌氯作物 对于纤维作物效 果较好 各种作物, 各种作物,尤其 是喜硫植物 土壤 施用方法

氯化钾

不宜用于盐 (碱)土 碱土

基肥、 基肥、追肥

硫酸钾

基肥、追肥、 不宜用于还原 基肥、追肥、种 肥、根外追肥 性强的土壤 基肥、追肥、 基肥、追肥、根 外追肥、 外追肥、盖种肥

草木灰

大多数作物

宜各种土壤

四、肥料配合与钾肥肥效
(1) 钾与氮、磷配合,利于肥效的充分发挥 钾与氮 配合, 一定P水平下,N、K配施时,植株体内 K2O/N比值增高 , 而可溶性非蛋白质氮占全氮的 比值增高, 比值增高 比例降低,说明NK配合施用可以促进水稻对 、 配合施用可以促进水稻对 比例降低,说明 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 的吸收及其在体内保持一定的平衡 的吸收 及其在体内保持一定的平衡, N在体内的转化和蛋白质合成。 在体内的转化和蛋白质合成。 在体内的转化和蛋白质合成 (2) 含有效钾素较多的有机肥料用量高时,可少施或 含有效钾素较多的有机肥料用量高时 有机肥料用量高时, 不施化学钾肥。 不施化学钾肥。

五、钾肥的施用技术与钾肥肥效
用量: 公斤/公顷 用量: K2O 60~90公斤 公顷 ~ 公斤 技术:深施( ~ 以下) 技术:深施(6~12cm以下) 以下
早施(重施基肥,看苗早施追肥) 早施(重施基肥,看苗早施追肥) 相对集中施(宽行作物以条施、穴施或 相对集中施(宽行作物以条施、穴施或沟施 条施 效果较好,窄行作物可以撤施 撤施) 效果较好,窄行作物可以撤施)

穴施 撒施

本章小结: 本章小结:
1. 植物的钾素营养 (掌握 植物的钾素营养 掌握 掌握) 2. 土壤中的钾素及其转化 (了解 土壤中的钾素及其转化 了解 了解) 3. 钾肥的种类、性质及其施用 (掌握 钾肥的种类 的种类、 掌握) 掌握 4. 钾肥的合理分配和施用 (掌握 掌握) 掌握

本章复习题: 本章复习题:
1. 钾素通常被称为作物的 钾素通常被称为作物的( )(A.有益元素;B.品质元素; 有益元素; 品质元素 品质元素; 有益元素 C.生命元素 。它在植物体内的形态与氮和磷 生命元素)。 )(A.一样; 一样; 生命元素 它在植物体内的形态与氮和磷( 一样 B.相似;C.不同 ,主要以 相似; 不同 主要以( 不同), )(A.有机态;B.离子态;C. 有机态; 离子态 离子态; 相似 有机态 螯合态)为主 为主。 螯合态 为主。 2. 钾对植物具有多方面的营养作用,如能 钾对植物具有多方面的营养作用, 、 、 、 ,并能增强植物抵抗 等功能。 等功能。 、 、 、 、

3. 缺钾时,水稻根系呈现 缺钾时, 颜色。因此, 颜色。因此,在淹水条件下 增施钾肥, 增施钾肥,可提高水稻根系的 ,防止还原性物质的 危害。 危害。 4. 土壤中钾的形态,以其对作物有效性来分,可以分为 土壤中钾的形态,以其对作物有效性来分, , 、 和 。

5. 氯化钾和硫酸钾均是生理 可能会导致土壤 可能

性肥料。 性肥料。在酸性土壤上施用 和 ,植物则 和 。

。因此必须配施

6. 草木灰中的钾 %左右以( 草木灰中的钾90%左右以 C.K2SiO3)为主,属( 为主, 为主 性);其中的磷属 ;其中的磷属( 性),因此对作物都是 ,因此对作物都是( 效的) 效的 。

)(A.KCl; B.K2CO3; ;

)(A.水溶性;B.弱酸溶性;C.难溶 水溶性; 弱酸溶性 弱酸溶性; 难溶 水溶性 )(A.水溶性;B.弱酸溶性;C.难溶 水溶性; 弱酸溶性 弱酸溶性; 难溶 水溶性 )(A.有效的;B.迟效的;C.无 有效的; 迟效的 迟效的; 无 有效的

7. 请用连线为如下植物选择一种合适的钾肥: 请用连线为如下植物选择一种合适的钾肥: 烟草 马铃薯 黄麻

氯化钾

硫酸钾

硝酸钾

8.

为什么华南地区自1970’s以后施用钾肥的增产 ’ 以后施用钾肥的增产 为什么华南地区自 果特别明显? 效 果特别明显?

9. 如何缓解我国钾肥的供需矛盾? 如何缓解我国钾肥的供需矛盾? 10. 土壤有效钾增加和减少的途径有哪些? 土壤有效钾增加和减少的途径有哪些? 11. 如何根据土壤性质合理分配和施用钾肥? 如何根据土壤性质合理分配和施用钾肥? 12. 如何根据作物需钾特性合理分配和施用钾肥? 如何根据作物需钾特性合理分配和施用钾肥? 13. 如何根据钾肥的特点合理分配和施用? 如何根据钾肥的特点合理分配和施用? 14. 如何通过肥料的配合提高钾肥的肥效? 如何通过肥料的配合提高钾肥的肥效? 15. 如何科学有效地施用钾肥? 如何科学有效地施用钾肥?

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