土壤钾素与钾肥
缓解土壤钾素亏缺和科学施用钾肥的方法
文/吴永来(建瓯市川石乡农技站)缓解土壤钾素亏缺和科学施用钾肥的方法【内容摘要】：针对当前一些地方农作物出现的缺钾现象，提出了钾肥的作用，介绍缓解土壤钾素亏缺及科学施用钾肥的方法。
【关键词】：土壤钾素施用钾肥随着农作物产量大幅度增加和复种指数的提高，很多地方农作物出现缺钾现象，必须实施增施肥补钾，才能取得最大的经济效益。
一、钾肥的作用（一）钾肥可促进作物的光合作用，使叶片增厚，茎杆挺直，有利于通风透光，增加抗倒伏能力。
（二）可促进营养物质在作物体内运转和积累，使蛋白质、糖、淀粉的含量增加，从而提高产量。
1.可提高各种作物的产品品质，能使果实外观形状和色泽美观，提高各种营养成分含量，改善口感，加速成熟，延长产品贮运期限等。
2.可提高作物抗旱、抗涝能力，增强抵御高低温、干热风、强台风等恶劣天气的能力，提高对各种病虫害的抵抗能力。
二、缓解土壤钾素亏缺的方法（一）有机补钾。
有机肥富含多种元素，施用后还能培肥改良土壤，提高耕地质量。
在作物成熟期，钾肥多积累在秸杆中，塘泥速效钾含量也高，所以实施秸杆还田和开发利用塘泥能够归还土壤钾素，维持和改善土壤钾素供应。
（二）随着氮、磷肥用量不断加大，要实现作物单产的大幅度增加，仅靠土壤供钾已不能满足需求，必须施用如氯化钾、硫酸钾、钾镁肥、硫钾肥等钾肥，才能快速有效地缓解土壤缺钾与作物生长需求的矛盾。
（三）生物补钾。
土壤中钾的含量还是比较丰富的，但一般是以作物难以吸收的形态存在。
采用种植吸钾能力强的作物或施用生物钾肥（含钾细菌），对于补钾有积极意义。
许多野生植物都是富钾植物，吸钾能力很强，可作为生物性钾资源利用。
施用钾细菌肥也能分解土壤中的难溶性钾可提高土壤有效钾的含量。
（四）适期深翻晒白应每隔2年-3年进行一次，以提高土壤缓效钾含量，缓解土壤表层钾素等供应不足的矛盾。
三、科学施用钾肥的方法（一）根据作物施肥。
很多忌氯作物如果树、甘蔗、蔬菜、豆类、烟草、马铃薯等不能施用氯化钾，应施用硫酸钾；喜钾作物如豆科绿肥、香蕉、马铃薯、桑树等，需钾量较多，即使土壤有效钾不太缺，增施钾肥也有显著的效果，同种作物的不同生育期对钾的需要也不同，如茄果类在花蕾期、萝卜在肉质膨大期、梨树在梨果发育期、葡萄在浆果着色初期等是需钾量最大的时期。
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：
宿迁市主要耕地土壤钾素营养状况与钾肥施用研究
１ ． １ 土壤 样 品的 采集与 处理
从２ ０ ０ ７年起 ， 于 每年 １ ０月下 旬至 １ １月下 旬稻 麦 换 茬
施 用比例为水稻平均 １ ： ０ ． ２ １ ： ０ ． ２ ０， 小 麦平 均 １ ： ０ ． ２ ６ ： ０ ． ２ ５， 玉
对 测 得 的原 始 数据 ， 采用 Ｏ ｉｃ ｆ ｅ 办公 软件 进 行 简 单 的
处理 与分析 。
２ 结果 与分析
２ ． １ 土壤钾 素含 量 的动态 变化 宿迁 市 ２ ７个 耕 地 质量 监 测 点 耕 层 土样 分 析 结 果按 土
带 回 实验 室 ， 经 破 碎后 自然 风 干 ， 然后粉碎 ， 分别 制 备 成 过 ２ ０目和 １ ０ ０目的 土壤 分 析样 品 ， 供 有效 养 分 和 全量 养分 分
稍 有回升 ， 由１ ９ ９ ７年 的 ８ ６ ． ８ ３ ｍｇ ／ ｋ ｇ提 高到 ２ ０ ０ ７年 的 ９ ０ ． ５ ９ ｍ ｇ ／ ｋ ｇ 。 面 积 较大 的砂 土速 效钾 平均 含 量 提高 了 ６ ． ８ ２ ｍ ｇ ／ ｋ ｇ 。
其他 ３ 种 土壤 速 效 钾 平 均含 量 均 有 所 下 降 ， 尤 其 是 两合 土
１ 材料 与 方 法
壤类 型汇 总 见 表 １ 。 与第 二次 土 壤普 查 结果 （ １ ９ ８ ２ 年） 相比 ， １ ９ ９ ７ 年土壤速效 钾含量除 了淤土外 ， 总体上表现为 下降趋 势 ，
平均下降幅度 达到 ３ ２ ． １ ７ ｍ ｇ ／ ｋ ｇ 。 ２ ０ ０ ７年土壤速 效钾含 量
植物钾素营养及钾肥
•
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
植物钾素营养及钾肥 共58页
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
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
第十一章植物的钾素营养与钾肥
率
被动吸收 主动吸收
第十一章植物的钾素营养与钾肥
钾离子浓度
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
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
(二)增强光合作用和光合产物的运输
1、增强光合作用
• 钾不仅能促进叶绿素的形成，而且能保持叶绿体 内类囊体膜的正常结构。缺钾时，类囊体膜结构 松散，影响电子传递，致使ATP形成减少。
• 钾能使氧化态辅酶Ⅱ（NADP+）转变为还原态辅酶 Ⅱ（NADPH），从而促进CO2同化。
第十一章植物的钾素营养与钾肥
第十一章植物的钾素营养与钾肥
❖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。
表1 作物种子钾量和蛋白量的相关性
作物 种子中K（g.kg-1) 粗蛋白(g.kg-1)
大豆
17.1
380
向日
120
高粱
3.9
110
玉米
3.3
90
第十一章植物的钾素营养与钾肥
第十一章 植物的钾素营养与钾肥
第十一章植物的钾素营养与钾肥
主要内容
要求
植物的钾素营养
了解
(掌握钾素的失调症状及其原因)
土壤中的钾素及其转化
了解
钾肥的种类、性质及其施用
掌握
钾肥的合理施用
掌握
第十一章植物的钾素营养与钾肥
第十一章 植物的钾素营养与钾肥
钾是作物营养的三要素之一, 钾素有品质元素之称。随着产量 水平和种植指数的增高，土壤施 钾成为提高作物产量和农产品品 质的重要措施之一。
土壤—植物系统中的钾素平衡和钾肥的合理施用
土壤—植物系统中的钾素平衡和钾肥的合理施用作者：番绍玲杨丽员来源：《现代农业科技》2017年第20期摘要本文介绍了土壤-植物系统中的钾素平衡原理和生产上常用钾肥的种类和性质，提出了合理施用钾肥的方法和提高钾肥肥效的措施，以期提高施肥效益，促进作物优质高产。
关键词土壤-植物系统；钾素平衡；钾肥；合理施肥中图分类号 S143.3 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）20-0171-02钾是植物需要的一种大量元素，也是肥料三要素之一。
钾与氮、磷不同，它不是植物体结构的组分元素，不以有机化合物的形态存在，主要呈离子状态存在于植物枝、叶等组织器官中或吸附在原生质胶粒的表面。
钾是一种酶的活化剂，对维持植物生命过程必不可少。
钾在植物体内的含量为0.3%～5.0%，因植物种类和器官的不同而有很大差异。
研究表明，农作物在中等产量水平时，吸收的钾中40%～60%来自于土壤，其他的需要靠施肥等途径进行补充[1]。
因钾在植物体内主要分布于植株的茎叶部分，所以秸秆还田和施用草木灰是补充土壤钾素的有效途径。
我国土壤的含钾量属于中等水平，多数土壤的缺钾现象不如缺氮、缺磷那么严重，但长期以来，随着农业生产中氮肥、磷肥的大量施用，作物产量水平的提高，土壤钾素随农产品收获携出土壤的量加大，农田土壤，特别是高产农田土壤缺钾现象日趋严重[2]。
因此，了解土壤钾素的平衡机制，合理施用钾肥，对维持土壤-植物系统中钾素营养的平衡、促进作物优质高产、提高施肥效益具有重要意义。
1 土壤钾素的来源途径土壤中的钾素主要来源于土壤含钾矿物的风化、缓效态钾（非交换性钾）的释放、植物残茬归还和含钾肥料的施用4个方面。
1.1 土壤含钾矿物的风化释放土壤中的含钾矿物主要是原生铝硅酸盐类矿物，如云母类矿物（黑云母、白云母等）、长石类矿物（正长石、斜长石等）。
这些含钾矿物在各种物理、化学和生物因素的综合作用下，经过漫长的风化作用可逐步分解释放出钾。
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反应式：
[土壤胶粒]
Ca2+ +2KCl
[土壤胶粒]
K+ K+
+ CaCl2
结果： 中性土
多雨地区或季节，钙易淋失 ——土壤脱钙板结 缓冲性小的土壤，逐渐酸化
措施：
配施石 灰肥料
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，利于植物吸收
★ 酸性土壤：
K+与胶体上的H+、Al3+、Ca2+产生离子交换
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
[土壤胶粒]
+ H2SO4
结 果：
★ 中性和石灰性土壤上生成 CaSO4 ，其溶解度比 CaCl2 小， 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H2SO4，①使土壤pH值迅速下降；②易对 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、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。
草木灰
熏烧 ——见烟不见火，其中90％的钾为K2CO3 若高温燃烧，则以K2SiO3为主
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％
第三节 钾肥的种类、性质及施用
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％， 硫酸钾约占5％； 硝酸钾、碳酸钾少量
穴施
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。
(三) 草木灰 (plant ash)
1. 烧制：草木灰是植物熏烧后的残灰
第三节 土壤钾素与钾肥
一、土壤中的钾素含量和形态
• 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
(一) 含量
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 渐增
西 南 北 东
减， 东南地区土壤多缺
2. 在土壤中的转化 (1) 阳离子交换反应
在土壤溶液中，KCl K+＋Cl-
K+与土壤胶体上的离子发生离子交换
(2) 土壤对钾的固定
晶格固定：在土壤干湿交替影响下，速效性钾进
入2:1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：
K+与胶体上的 Ca2+产生代换作用，形成CaCl2
② 田间水分状况：干、湿交替，促进固氮
③ 土壤反应：pH下降，固定减少
④ 铵离子：先存在先被固定
⑤ 土壤质地：越粘重，固钾能力越强
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， 降低了钾的有效性
3. 施用
(1) 方法：可作基肥、追肥施用，不宜作种肥。 ? (2) 土壤：在酸性和中性土壤作基肥时，应与磷矿
反应式：
[土壤胶粒]
H+
H+
+2KCl
[土壤胶粒]
K+ K+
+ HClFra bibliotek结果： ①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)； ②易对植物产生铝毒 (大量Al3+存在)； ③使钙淋失 (K+与Ca2+代换产生CaCl)
措施：应配施石灰和有机肥料
影响因素：
① 粘土矿物种类：2:1型粘土矿物引起
三、常用钾肥的性质和施用
（一）氯化钾
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
加拿大 红色钾肥
青海盐湖钾肥 股份有限公司
——“盐桥”牌氯化 钾
氯 化 钾
粉、有机肥、石灰等配合施用，一方面防止酸 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；
含有 47.6%C1- ，特别适于棉花、麻类等纤维 作物，因为C1-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、 柑桔、烟草、茶树等。
(4) 用量：K2O 60～90kg/hm2
占全钾的l%~2%
其中 交换性钾约占90%
水溶性钾约占l0%
☻ 速效性钾是植物可以利用的形态
(三)土壤中钾素的转化
矿物态钾
风化
缓效态钾
晶格固定 风化
交换性钾
吸附固定 解吸
生物固定 分解 有机体中的钾 生物固定
水溶性钾
土壤中有效钾增加和减少的途径：
作物残茬、厩肥 化学钾肥 缓效性钾矿物
土壤中有效钾
（二）硫酸钾 (potassium sulphate)
1. 成分与性质
成分：K2SO4，含K2O 50%~54% (含K43.8%, S17.6%) 性质：白色或淡黄色结晶；
溶于水，呈化学酸性； 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)
交换作用反应式：
[土壤胶粒] Ca2+ +K2SO4 H+ H+ [土壤胶粒] K+ K+ K+ +K2SO4 [土壤胶粒] K+ + CaSO4
我国的钾肥生产与氮、磷、钾比例 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
钾。
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。