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第8章土壤与植物磷、钾素营养与磷钾肥 8.1土壤与植物磷素营养 8.2土壤与植物钾素营养
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8.1 土壤与植物磷素营养与化学磷肥 8.1.1 土壤磷素营养 土壤中磷的形态与含量 土壤全磷（soil total phosphorus） 自然土壤中全磷含量主要取决于成土母质类型、风化程度和土壤中磷的淋出情况。在耕地土壤中，全磷含量还受到人为因素如耕作、施肥等过程的影响。大部分成土母岩的全磷含量在500~1400 mg/kg之间，平均在1000~1200 mg/kg之间，从世界范围来看，土壤全磷含量大体在200~5000 mg/kg范围内，平均500 mg/kg，我国土壤的全磷含量大部分变化在200~1100 mg/kg之间。表8-1列出了几个国家土壤耕层的全磷含量，从表可知，我国土壤全磷含量较高，这就是为什么我们目前在施磷的同时更要注意活化土壤本身的磷素。
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表8-1 世界上几个国家土壤的全磷（P）含量（mg/kg）
国家 标本数 全磷含量 中国 澳大利亚 350 英国 加纳（草原） 美国 西非（热带稀树干草原） 503
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一般来说，随着风化作用的进行，土壤全磷含量呈下降趋势。例如我国从北向南，土壤全磷含量有降低趋势（见表8-2）。需要指出的是，全磷含量已经受到耕作与施肥的巨大影响，区域性土壤积累高量的全磷完全是可能的，只要土壤磷素平衡处于有盈余的情况下，必然会造成全磷的积累，磷在土壤中的淋失是很少的。 通常情况下，土壤全磷含量只是反映土壤磷的贮备情况，它和土壤有效磷供应之间相关性并不好。当然，如果土壤全磷含量很低，作物缺磷的可能性则更大。
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土壤溶液磷（soil solution phosphorus） 土壤溶液中的磷是植物最直接的磷源。除此之外的土壤磷一般须先进入土壤溶液，然后才能被作物吸收。因此，土壤溶液中磷的浓度常用来表征土壤供磷能力。土壤溶液中的磷主要是以HPO42-和H2PO4-形态存在，其相对数量取决于溶液的pH 。这种关系可用图8-1表示。 图8-1 磷酸（根）离子类型与溶液pH 从图中可以看出，在7.2时，HPO42-与H2PO4-各占一半。我国南方土壤pH多呈酸性，故溶液中多以H2PO4-离子形态为主；而北方土壤多为碱性、石灰性，溶液中磷多以HPO42-形态存在。 在其它形态（固相）磷不断补充的条件下，不同作物对土壤溶液浓度的要求有所不同，因此把可以满足作物最高产量95%需要的土壤溶液磷浓度定为临界浓度。几种主要农作物的磷临界浓度列于表8-3。
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从表中可以看出，不同作物要求的土壤溶液磷的临界浓度是很不一致的，因为不同作物根系的大小以及其生长吸收速率相距甚远。同种作物在不同类型土壤上，这一临界浓度也相差很大，如表8-3中的大麦即如此。 土壤无机态磷（soil inorganic phosphorus） 无机态磷是土壤磷的主体。多数情况下，无机态磷可占旱地土壤全磷量的70%以上。在水稻土中有机磷的比例略高，可占55%~70%。 不同土壤中无机磷的有效性有所不同。石灰性土壤的有效磷水平主要与Ca2-P，Ca８-P和Al-P有显著相关，其次是Fe-P和Ca１０-P，与O-P几乎没有什么关系，水稻土磷素形态的一个重要特征是：在无机磷中，闭蓄态磷和铁结合态磷在数量上占有重要地位，铁结合态磷是作物磷营养的主要给源，铝结合态磷尽管也是有效的，但其数量相对较少。而闭蓄态磷只在强烈还原条件下才可能释放。
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磷素在土壤中的转化 磷是一个化学性质十分活跃的元素，它可以和多种其它元素进行化学反应。施入土壤中的磷肥，经过转化之后，在性质上已不同于原来的肥料。土壤中磷的转化包括磷的固定与释放两个基本过程，了解这些转化过程有助于我们合理地施用磷肥和提高磷肥肥效。 磷的固定（phosphorus fixation） 磷肥施入土壤后，其转化过程的总趋势是向固定方向转化。磷的固定包括水溶性磷的化学固定、吸附固定和生物固定等几个方面。 常用的磷肥大部分是水溶性的，施入土壤后，土壤中的水分或水蒸汽扩散进入肥料颗粒，使其溶解。以磷酸一钙为例： 这是一个“异成分溶解”过程，生成CaHPO4和H3PO3。因此，在肥料粒内形成饱和液，其pH可以低1.0。不同磷肥所形成的饱和液离子浓度及其pH是大不相同的，参见表8-4。
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土壤中磷的吸附，按其作用力不同可分为非专性和专性吸附两种。非专性吸附是在酸性土壤上，当土壤溶液中的H+浓度高时，粘土表面的OH-发生质子化作用，遇有磷酸根离子即产生非专性吸附作用。其特点是：(1) 它是由库伦力作用所引起，而不是化学反应的结果；(2) 当pH较低 ，质子化作用强烈时，吸附反应可加快，吸附量也增加。专性吸附是由化学反应引起的。这种吸附多发生在铁、铝多的酸性土壤中，其反应可用下式示意：
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8.1.2 植物磷素营养 磷是植物生长发育必需的三大营养元素之一。磷以多种方式参与植物体内的代谢过程。在我国，一半以上的土壤供磷不足，不仅影响着作物产量，而且降低农产品品质。因此，根据土壤植物营养状况，合理施用磷肥是十分必要的。
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8. 1. 2. 1 植物体内磷的含量与分布 植物体内磷的含量一般为植物干重的0. 1%~0
植物体内磷的含量与分布 植物体内磷的含量一般为植物干重的0.1%~0.5%。其中有机态磷约占全磷的85%，无机态磷仅占15%左右。有机态磷以核酸、植素和磷脂等形态为主，它们在植物磷营养中起着重要作用；无机态磷主要以钙、镁、钾的正磷酸盐形态存在，其消长过程与介质中磷素供应状况密切相关，植物体内磷的含量因其种类、品种、生育阶段及器官等不同而有较大差异。作物的种子中一般含磷量最高，仅次于氮。如油料作物种子中含磷量可达到0.5%左右，禾谷类作物种子中可达到0.3%左右。在作物生长发育过程中，凡是富有生命力的幼嫩组织和繁殖器官中磷的含量都比较高。在同一作物的不同生育阶段，其含磷量也明显不同，幼苗期植株体内含磷量远高于成熟期植株。磷在植物体内移动性很大，再利用能力很强(参见表8-5，张道勇，1997)。
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磷的营养功能 磷在植物体内的营养功能主要表现在：(1) 磷参与植物体内许多重要化合物的结构；(2) 磷参与植物体内许多代谢过程；(3) 磷增强植物抗逆性。 磷是植物体内许多重要化合物的结构组成分。首先，磷是核酸和核蛋白的结构元素。核酸和核蛋白是保持细胞结构稳定、进行正常分裂、能量代谢和遗传所必需的物质。核酸包括RNA和DNA，是植物生长发育，繁殖和遗传变异中极为重要的物质，同时也是形成核蛋白的主要成分，细胞核、原生质和染色体都是由核蛋白组成。这种重要化合物集中在植物最富有生命力的幼叶、新芽、根尖等部位，担负着细胞增殖和遗传变异的功能。
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植物对磷的吸收与同化 植物吸收的磷主要是无机态正磷酸根离子。磷酸分子中含有三个氢，可生成H2PO4-、HPO42-和PO43-三种形态离子。其中，以H2PO4-最易被作物吸收，HPO42-次之，PO43-则很难被一般植物吸收。研究表明，植物吸收H2PO4-与HPO42-数量比受pH值的影响。当土壤pH=7.2时，溶液中H2PO4-与HPO42-离子的摩尔份数相等。pH较低时，根系吸收H2PO4-较多；而HPO42-则是在pH较高时的主要吸收形态。根系也能吸收利用少量的偏磷酸根或磷酸根，但在土壤及植物体中，易水解生成正磷酸根。 植物也能吸收有机态的含磷化合物，如己糖磷酸脂、蔗糖磷酸脂、卵磷脂及植素等。所以在生产实践中，不能忽视有机肥料所含有机磷对作物的直接营养作用。
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植物对磷素营养失调的反应 植物体缺磷时的症状相当复杂。从植物长相上看，常表现为生长迟缓，植株矮小，结实状况差。缺磷妨碍叶绿素能量输出，直接或间接地影响体内许多依赖能量供应的代谢过程，包括蛋白质和核酸的合成，严重缺磷时，植株几乎停止生长。植物种类不同，缺磷的症状也有差异。禾谷类作物缺磷时表现为分蘖小或不分蘖，分蘖和抽穗均延迟，甚至整个生育期都会推迟，株型瘦小直立，出现生长停滞现象，叶片灰绿并可能出现紫红色，尤其是背面，抽穗后则表现为穗小、粒少、籽瘪，根系发育不良，次生根少。缺磷的玉米果穗常出现秃尖。油菜缺磷时，叶面积小，叶色暗绿，茎、叶柄和叶的背面略显紫红色，抽薹开花延迟，分枝小，果荚瘦小且易脱落，籽粒不饱满，出油率低。棉花缺磷则易落花落蕾，成桃少，吐絮期推迟。
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梨树缺磷图片
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8.1.3 常用化学磷肥的种类、性质和施用 磷素资源与磷肥的制造方法 把骨粉作为肥料施用是磷素资源开发利用最早的方法之一。自从发现磷矿床以来，天然的矿石就成了加工、生产磷肥的主要原料之一。从世界范围看，磷矿蕴藏量丰富，其中以突尼斯和摩洛哥的磷矿品位较高。我国的磷矿资源分布范围较广，主要分布在贵州、云南、四川、湖南、湖北等省。
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常用化学磷肥的种类 磷矿石加工方法不同，制造出的磷肥品种各异，主要反映在肥料中所含磷酸盐的形态和性质上。按磷酸盐的溶解性质，一般将磷肥分为三种类型：水溶性、弱酸溶性和难溶性三种形态的磷肥。水溶性磷肥包括普通过磷酸钙、重过磷酸钙、磷酸二氢钾、磷酸铵、硝酸磷肥等。水溶性磷肥能溶于水，易被作物吸收利用，其主要成分是磷酸二氢根。水溶性磷肥效效快，但溶解态的磷在土壤中易受各种因素的影响而退化为弱酸溶性或难溶性状态。弱酸溶性磷肥，包括钙镁磷肥、脱氟磷肥、钢渣磷肥、沉淀磷肥等。这类磷肥不溶于水，但能被弱酸所溶解。作物根系溢泌的多种有机酸等化合物能较好地溶解这种形态的磷肥，因此能在被逐步溶解的过程中供作物吸收利用。弱酸溶性磷肥的主要成分是磷酸氢根，以及钙镁磷肥当中所含的α-Ca3(PO4)2中的磷酸根。弱酸溶性磷肥在土壤中移动性很小，不会造成流失。多数弱酸溶性磷肥具有良好的物理性状，不吸湿、不结块。难溶性磷肥主要指磷矿粉和骨粉。它们既不溶于水，也不溶于弱酸，故称之为难溶性磷肥(或微溶性磷肥)。对于大多数作物来讲并不能直接利用其中的磷。这类肥料中的磷酸盐成分复杂，其中只有少数可被磷吸收能力强的作物吸收利用。磷肥的当季利用率虽低，但后效较长。
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常见化学磷肥的主要性质 普通过磷酸钙 普通过磷酸钙是我国使用量最大的一种水溶性磷肥。1993年普通过磷酸钙占我国磷肥产量的73.8%。1955年以前，过磷酸钙也是世界磷肥的主要品种，占世界磷肥用量的60%以上。普钙也具有一些特有的性质，在某些情况下仍不失为一种有价值的磷肥。比如：(1)其加工技术简单，适合于中、小型生产，就地销售；(2)在多数土壤、多数作物上，肥效较好；(3)除含磷外，还同时含有硫、钙等其它多种营养元素，尤其是世界范围内土壤缺硫趋势正在发展，因而仍具有一定地位；(4)可以利用工业副产品硫酸进行生产。除普通过磷酸钙之外，还有一些属于水溶性磷肥的品种，其主要性质参见表8-7。
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常见磷肥的合理施用 肥料的合理施用至少应包括两层含义，一是充分发挥肥料的增产增收作用；二是尽可能不对环境产生污染。 要充分发挥肥料的增产增收作用，就必须考虑以下几方面。首先，应考虑磷肥施用的必要性。在我国的具体生产条件下，则应充分考虑磷肥对当季作物的增产、增收效果。 土壤磷素丰缺状况常采用经过校正的土壤有效磷测定方法，如Olsen法(0.5mol/L NaHCO3法)，Bray-1法(0.03mol/L NH4F+0.025mol/L HCl)，测定结果分为几个等级。在低水平时，施磷都能获得增产；在中等水平时，施磷有可能增产；在高水平时，施磷一般不增产。
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8.2 土壤与植物钾素营养及化学钾肥 8.2.1 土壤钾素营养 土壤中钾素含量 继氧、硅、铝、铁、钙、钠之后，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%左右。 土壤中钾的绝大部分(95%~99%) 都存在于土壤矿物的晶格中或晶层间，因此，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。 在高温高湿地区，土壤高度风化，盐基淋溶强烈，土壤含钾量一般少于1.2%，有的甚至小于0.1%。而在干旱地区，由于降雨少、淋溶弱，矿物风化释放的钾一般不能淋出土体，甚至发生表层聚积，因而土壤中富含钾素。植被的影响也是显著的，陆地生态系统中的生物物质循环，可以将土壤矿物释放的钾不断吸收、利用和再循环，在一定程度上保蓄土壤钾免于淋失。所以，尽管钾和钠在地壳中丰度相近，但海水中钾的浓度远远小于钠，表现出较差的地球化学活性。 土壤的物质组成和性质对土壤含钾量影响很大。土壤中的次生粘土矿物如水云母、蛭石及蒙脱石含钾量相对较多，而高岭石及含水氧化物类矿物含钾量甚少。土壤颗粒越粗，含钾量越少，土壤粘粒含量越高，含钾量越高，粘质土全钾含量一般超过4%，但大多数土壤中要低于这个数值。
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土壤中钾的分布与演变 （1）土壤中钾的分布 我国地域辽阔，地形复杂，各地区土壤母质、生物气侯条件及土壤发育程度差异很大。因此，土壤含钾量悬殊很大，但是土壤钾素含量及供钾水平随地域及生物气侯条件的变化呈一定的规律性分布。 华南地区的砖红壤，全钾量仅0.3%左右，缓效钾和速效钾亦很低，是我国地带性土壤中钾素水平最低、钾肥肥效最好的土壤。赤红壤，由于土壤粘粒矿物主要是高岭石和氧化物类矿物，所以，全钾、缓效钾及速效钾含量也均较低。 华中地区的低丘红壤，含有较多数量的云母、伊利石矿物，因而含钾量可达0.86%~1.15%。尤其是在高丘陵地的红壤，粘粒中含水云母可达25%~35%，所以含有丰富的钾素，全钾量可达3.28%，缓效钾与速效钾亦较高。 长江以南地区的石灰土及紫色土区，全钾量要比该地区红壤高一些，尤其是紫色土含钾较丰富。黄棕壤中的缓效钾及速效钾属中等偏低。含钾量属中等水平，不同地域的水稻土含钾量有一定的差异。 华北、西北地区的黄潮土、褐土、黑垆土及黄绵土等含较多钾素，且缓效钾、速效钾均较高。华北地区石灰性土壤的钾素状况与土壤质地关系密切，土壤越粘重，含钾量越丰富。 东北地区的黑土、黑钙土的全钾、缓效钾及速效钾均很高，尤其是具有厚腐殖质层的黑土是我国供钾水平最高的土壤之一。而该地区的草甸土、沼泽土含钾量相对较低。西北沙漠境地的土壤含钾量也很高。
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（2）土壤钾素肥力的演变 我国土壤钾素肥力的演变经历了一个由不缺乏到缺乏，由南方缺乏到北方缺乏，由经济植物缺乏到禾谷类、果树、蔬菜等植物都缺乏，由高产田缺乏到中产田也缺乏的过程。前中央农业实验所(1935~1941)在14个省7个区68个试验点68种植物上共完成氮、磷、钾肥田间试验156个，得出全国地力概况，氮肥的需要程度为80%左右，磷肥为40%左右，钾肥仅为10%左右。1957年农业部组织了全国化肥试验网，于1958~1962年进行了第二次全国范围的化肥肥效试验。1958年在25个省、自治区、直辖市的157个点上以粮棉为主做了351个田间试验。1958年后扩大到油料、烟草、蔬菜、果树等植物上，结果是氮、钾肥效与前20年相同，磷肥肥效比20年前有提高。70年代后，在广东、湖南等省和广西壮族自治区，缺钾成为一个普遍问题。70-80年代初全国第二次土壤普查的结果表明我国将近有一半的土壤已经或正在出现缺钾和严重缺钾现象。到上世纪末，钾肥增产的效果几乎在我国所有的土壤上都能得到证实，广大农民也已充分认识氮磷钾复合肥比单一氮肥或单一的磷肥增产效果更明显，从而也使我国在上世纪末，氮磷钾三要素的复合肥行业突飞猛进。
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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，常可划分为矿物态钾、非交换态钾、交换钾及水溶态钾等4种形态。 （1）矿物态钾 矿物态钾是指主要以原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%，占土壤全钾量的90%~98%，主要存在于长石、云母等硅酸盐矿物中。其钾离子的释放是非常缓慢的，植物对其难以吸收利用，因此在植物钾素营养中的意义相对较小。 （2）非交换态钾 非交换态钾又称缓效钾，主要指被2:1型层状粘土矿物所固定的钾离子以及黑云母和部分水云母中的钾，它是反映土壤钾潜力的主要指标。 土壤中的含量通常为50~750mg/kg，占土壤全钾量的2%~8%。近年来的研究和实践表明，非交换态钾是土壤速效钾的直接给源和后备，单纯用速效钾含量去反映供钾能力是不够的，只有两个指标相结合，才能更客观地衡量土壤的供钾水平。例如，我国南方连续种植水稻、小麦或荞麦3~6季，植物吸钾总量的60%~80%来自于非交换态钾。
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（3）交换态钾 交换态钾是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（wage zone）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9~90mg/kg，它约占土壤全钾量的0.9~1.8%。这部分钾易被代换到土壤溶液中去，供当季植物吸收利用，是土壤中可供植物吸收钾的主要部分，因而，交换态钾常被认为是土壤供钾能力的容量因素。交换态钾在土壤胶粒上有3种吸附位置（图8-2）。 （4）水溶态钾 水溶态钾是指以离子形态存在于土壤溶液中的钾。通常含量为1~10mg/kg，约占土壤全钾量的0.1~0.2%。水溶态钾可以直接被植物吸收利用，常被人们认为是土壤供钾能力的强度因素。在土壤中，水溶态钾是不断变化的，与交换态钾保持着快速的动态关系，随水土比例及盐分浓度而变化，同时又受土壤质地、耕作施肥与灌水等的影响。
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土壤钾的形态转化 作为植物营养直接有效的钾是水溶态钾，土壤溶液中钾的浓度是很低的，要通过其它形态钾转化来满足植物对土壤溶液中钾浓度的要求。几种形态钾之间并无绝对的界限，彼此存在着一定的化学平衡关系（图8-3），在平衡过程中每两种形态之间的转化都存在着一系列的动力学过程，且矿物态钾缓慢转化为非交换态钾是一种不可逆的释放反应；非交换态钾到交换态钾或水溶态钾的转化是可逆的。
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8-3土壤中各种形态钾之间转化的动态平衡 8. 2. 2 植物的钾素营养 8. 2. 2
8-3土壤中各种形态钾之间转化的动态平衡 植物的钾素营养 植物体内钾素含量与分布 植物体中钾含量较高，一般都超过磷，与氮相近。喜钾植物或高产条件下植物中钾的含量甚至超过氮。钾是细胞中最丰富的阳离子，例如在细胞质中，钾的浓度常大于100mM，比硝酸根或磷酸根离子浓度高几十倍至百余倍，且高于外界环境中有效钾几倍至数十倍。钾在植物体内无固定的有机化合物形态，虽然在某些螯合物中会有共价特征出现，但钾主要以离子态为主。 植物体内钾的含量因植物种类不同而异，喜钾植物如烟草、马铃薯、甘蔗和西瓜等含钾量比较高；同一植物不同器官含钾量亦不同，一般禾谷类植物种子含钾量较低，而茎秆中含钾量较高，薯类作物的块根块茎含钾量高，植物幼嫩部分高于老化组织；同一器官不同组织钾的含量也不一样，如玉米叶片吐丝期不同组织含钾量的高低顺序是叶脉>叶身>叶边缘。 钾和氮、磷一样，在植物体内有较大的移动性。随着植物的生长，它不断地由老组织向新生幼嫩部位转移，即再利用程度高。所以，钾比较集中地分布在代谢最活跃的器官和组织中，如生长点、芽、幼叶等部位，这与钾在植物体内的生理代谢起积极作用有关。
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钾的营养功能 （1）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。它们参与糖代谢、蛋白质代谢与核酸代谢等生物化学过程，从而对植物生长发育起着独特的生理功效。 （2）增强光合作用 钾离子能提高光合作用中许多酶的活性，使植物能更有效地进行碳素同化作用。钾离子对光合产物的运转也起着重要作用。用同位素14C所做的马铃薯栽培试验表明，施用高钾处理，14C在24h之内大约有80%的14CO2输送到块茎中去，而低钾处理的却有50%以上的14CO2留在茎叶中，致使光合作用减弱。因此，施用钾肥能明显的提高植物产量，改善产品品质。 （3）促进糖代谢 钾离子可以活化多种植物体内淀粉合成酶的活性，促进单糖合成蔗糖和淀粉。当钾供应不足时，植株内糖、淀粉水解成单糖。所以在生产实践中，凡收获是以碳水化合物为主的植物，如薯类、纤维类、糖用植物等，施用钾肥后，不但产量增加，而且品质也明显提高。
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（4）促进蛋白质合成 蛋白质合成的具体步骤是氨基酸的活化、转移和多肽在核蛋白体上的合成。研究证明，活化氨基酸的转移和多肽在核蛋白体上的合成均需要K+离子作活化剂。试验还证明，钾能提高植物对氮的吸收利用，并能很快的转化成蛋白质。所以当钾供应充足时，进入植株内的氮比较多，形成的蛋白质也比较多。如果植物缺钾，植株内不仅蛋白质合成受到影响，而且原有的蛋白质产生水解，使非蛋白质态氮含量相对增多。同时还影响植物对氮的利用，造成氨的积累，易引起植物氨中毒。 此外，钾还能促进豆科植物根瘤菌的固氮作用。试验表明，供钾情况良好的豆科植物与低钾情况相比，可提高固氮能力2~3倍。在温室用蚕豆进行研究，发现在钾供应良好时，豆科植物具有较多的根瘤，每个根瘤也较大，固氮作用也较强。 （5）增强植物的抗逆性 钾是对植物健康影响最大的元素，因为钾参与了植物生长发育中几乎所有的生物物理和生物化学过程，钾营养元素供应充足通常可使植物在协迫条件下具有较强的抵抗力，钾在增强植物抗寒、抗旱、抗盐碱、抗病虫害能力方面都起着重要的作用。
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(6)钾对植物产量与质量的影响 据全国化肥试验网1981年至1983 年的多点试验结果，在施用氮磷化肥的基础上，亩施钾肥(以K2O计)2
(6)钾对植物产量与质量的影响 据全国化肥试验网1981年至1983 年的多点试验结果，在施用氮磷化肥的基础上，亩施钾肥(以K2O计)2.5~10kg， 每公斤钾肥增产稻谷4.9kg，小麦2.1kg，玉米1.6kg，高梁2.9kg，棉花（皮棉）0.95kg，大豆1.5kg，油菜籽0.63kg，花生2.3kg，甜菜（块根）17.9kg。 钾在改善植物产品品质方面亦起着很好的作用，尤其对经济植物更为明显和重要。因此钾常被公认为“品质元素”。 由于钾与脂肪代谢有关，因此，油料植物施用钾肥，对种子脂肪含量常呈正效应。据中国农科院油料所报道，油菜单施钾肥，可增加菜籽中油分0.03~3%，若在氮、磷基础上增施钾肥的效果更好。 纤维类植物需要较多的钾，适量的钾有利于纤维素的合成，因此，增施钾肥对其纤维长度和强度等经济性状有明显的改善。原浙江农业大学1983年棉花施钾试验，亩施8.3kg氯化钾比不施钾的，皮棉亩产由15kg提高到57kg, 铃重和纤维长度分别增加0.68克/铃与1.30mm。
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植物对钾的吸收利用 土壤钾离子主要通过扩散途径迁移到达植物根表，然后又主要通过主动吸收进入根内。所以，植物能从稀钾离子溶液中累积钾，如大麦幼苗根中钾含量约高于外界钾离子浓度的104倍。植物对钾的吸收还决定于植物种类，不同植物的需钾量和吸钾能力是不相同的。在常见栽培植物中，需钾量大小的顺序是：向日葵、荞麦、甜菜、马铃薯、玉米>油菜、豆科植物>禾谷类、禾本科牧草。 除土壤供钾能力和植物种类外，介质中离子组成亦影响植物对钾离子的吸收。当土壤钾离子浓度处于正常水平时，钙能促进钾的吸收；而水合半径相似的一价阳离子则对钾的吸收有强烈的竞争作用。如与Rb+共存时，钾离子的吸收可降低到20%。钾的陪伴离子对钾离子吸收的影响也不一样。在高浓度下，SO42-能降低钾离子的吸收，而Cl-则没有影响。 植物根吸收钾后，能通过木质部和韧皮部向上运输，供地上部物质代谢的需要。也可由韧皮部运至根尖，供根尖的吸收活动和物质代谢的需要。K+在韧皮部汁液中浓度高，它在长距离运输过程中起重要作用。
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植物钾素营养失调症状 缺钾时，植物外形也有明显的症状。由于钾在植物体内流动大，且可再利用，故在缺钾时老叶上先出现缺钾症状，再逐渐向新叶扩展，如新叶出现缺钾症状，则表明严重缺钾。缺钾的主要特征，通常是老叶的叶缘先发黄，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。有的植物叶片呈青铜色，向下卷曲，叶表面叶肉组织凸起，叶脉下陷。
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棉花缺钾症状
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玉米缺钾症状
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苹果缺钾症状 柑桔缺钾症状
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烟叶缺钾症状
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8.2.3 常用钾肥的种类、性质和施用 钾肥品种较多，如硫酸钾、氯化钾、硝酸钾、磷酸钾、窑灰钾肥、钾钙肥、钾镁肥、草木灰和有机钾肥等等，这里主要介绍农业生产上常用的几种。 工业钾肥 硫酸钾， 硫酸钾是将明矾石与氯化物（食盐或苦卤）混合在一起，纯高温煅烧，通入水蒸汽分解而成。其主要反应如下：
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各种钾肥
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其它钾肥 (1)草木灰 植物残体燃烧后，所剩余的灰烬称为草木灰。长期以来，我国广大农村大多数以稻草、麦秸、玉米秆、棉花秆及树枝落叶作为燃料，所以草木灰在农业生产中是一项重要肥源。 草木灰的成分极为复杂，含有植物体内各种灰分元素，如钾、钙、镁、硫、铁、硅以及各种元素，其中以钾、钙的数量最多，其次是磷，所以通常把它称为农家钾肥，但事实上它起着多种元素的营养作用。 草木灰的成分差异很大，不同植物或同一植物，因年龄、组织、部位等不同，灰分含量亦不相同。一般来说木灰含钙、钾、磷较多，而草灰含硅较多，磷、钾、钙较少。幼嫩组织的灰分富含钾、磷，衰老组织的灰分含钙、硅较多（表8-10）。
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（2）窑灰钾肥 窑灰钾肥是水泥工业的副产品，含多种成分。钾含量差异很大，通常K2O在8~20%之间。除含钾外，还含有钙、镁、硅、硫、铁及各种微量元素。窑灰钾肥是一种灰黄色或灰褐色粉末，颗粒很细，松散轻浮。其成分中含有Ca21.4%左右，Mg约0.6%，所以是一种吸湿性很强的碱性肥料，水溶液 pH值为9~1。窑灰钾肥中水溶性钾含量占总钾量的90%以上，主要是硫酸钾、氯化钾；2%柠檬酸溶性钾占1~5%，主要是铝酸钾和硅铝酸钾；此外，还含有5%左右的难溶性钾，所以窑灰钾肥是一种很好的速效性钾肥。 窑灰钾肥可作基肥施用，但不可作种肥，因它吸湿后发热，同时碱性强，容易烧种，也不宜用作蘸秧根。最适于在酸性土上和需钙较多的植物上施用。窑灰钾肥颗粒细小轻飘，在田间撒施时应拌适量细土，以免被风吹扬损失。作追肥时要防止沾在叶片上，以免灼伤叶片。
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钾肥的有效施用 钾肥的施用效果与土壤性质、植物种类、肥料配合、施用技术等条件有密切关系，要充分发挥钾肥的增产效果，必须了解影响钾肥肥效的有关因素。 （1）土壤供钾能力与钾肥肥效 土壤钾的供应水平是指土壤中速效钾的含量和缓效性钾的贮藏量及其释放速度。只有土壤钾的供应水平低于某一界限时，钾肥才能发挥其肥效。根据各地大量钾肥试验证明，土壤速效钾含量水平是决定钾肥肥效的基础条件。土壤速效钾的指标数值由于各地的气候、土壤、植物等条件不同，在幅度上略有差异。中国科学院南京土壤研究所对水稻、小麦等植物拟定的土壤速效钾分级标准（表8-11）。
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（2）植物种类与钾肥肥效 不同植物的需钾量和吸钾能力不同，因此对钾肥的反应也各异。凡含碳水化合物较多的植物如烟草、甘薯、西瓜和果树等需钾量较大，所以称之谓“喜钾植物”。对这些植物施用钾肥不仅能增产，而且还能改善品质。 由于钾影响蛋白质和脂肪代谢，因此豆科和油料施用钾肥也有良好效果，特别在豆科绿肥上能获得明显而稳定的增产效果。据南方几省892个钾肥试验结果：豆科绿肥施钾增产幅度为44.3~135.1%；棉花、烟草、薯类及油料植物增产幅度11.7~43.3%；而禾本科植物除大麦增产32.9%，水稻、小麦、玉米等只增产9.4~16.0%。因禾谷类植物对钾的需要量较少，同时这些植物吸收钾的能力较强，所以在相同条件下，钾肥肥效较差。 （3）肥料配合与钾肥肥效 氮、磷、钾三要素在植物体内对物质代谢的影响是相互促进、相互制约的，因此植物对氮、磷、钾的需要有一定比例。就是说钾肥肥效与氮、磷肥供应水平有关。当土壤中氮、磷含量比较低，单施钾肥的效果往往不明显，随着氮、磷肥用量的增加，施用钾肥才能获得增产；反之，当单施氮肥或仅施氮、磷肥、不配合施用钾肥，氮、磷肥的增产效益也不能得到充分发挥，有时甚至会由于偏施氮肥而招致减产，因此，必须注意氮、磷、钾的合理施用。
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（4）钾肥肥效与土壤水分含量的关系 土壤水分含量与作物钾肥肥效存在着明显的水肥交互作用，由于土壤中K素的迁移主要靠扩散途径，而土壤水分强烈影响着K素在土壤中的扩散状况，因此干旱年份，土壤缺乏灌溉条件的地方更应注意钾肥的施用，例如，棉花生长前期，虽然有时土壤有效K含量属极高等级，但由于土壤水分缺乏而经常导致红叶茎枯病（一种常见的棉花缺K生理病害）。而多雨季节或灌溉条件比较好的地方可适当减少钾肥用量。 （4）钾肥的施用技术 钾肥应早施，因钾在植物体内移动性大，缺钾症状出现晚。若出现缺钾症状，再补施钾肥，为时已晚。另外，植物在生长的前期一般都强烈吸收钾，植物生长后期对钾的吸收显著减少，甚至成熟期部分钾从根系外溢，因此后期追施钾肥已无大的意义。所以 应当掌握“重施基肥、轻施追肥、分层施用、看苗追肥”的原则。 钾肥要深施、集中施，钾在土壤中移动性较小，钾离子在土壤中的扩散相当慢（扩散系数为0.01~0.24×10-5cm2/s），因此根系吸收钾的多少，首先取决于根量及其与土壤的接触面积。所以，钾肥应当集中施在植物根系多、吸收能力最强的土层中。追施一般应距植物6~10cm远，深10cm左右，以利根系吸收。这样也可减少因表土干湿变化较大引起的钾固定，提高钾肥的利用效率。
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思 考 题 1. 植物体内钾的分布特点如何？ 2. 土壤速效钾和缓效钾与土壤供钾状况间有什么关系？ 3
思 考 题 1. 植物体内钾的分布特点如何？ 2. 土壤速效钾和缓效钾与土壤供钾状况间有什么关系？ 3. 氯化钾及硫酸钾在施用中各应注意哪些方面问题？
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