第十一章 植物的钾素营养与钾肥

钾是“品质元素”本章通过讲授钾营养功能；作物钾缺乏和过剩的不良影响；钾对作物品质的影响，常见钾肥的种类、性质和施用，达到合理分配和施用钾肥的目的。

重 点

难 点

11 植物的钾素营养与钾肥

11.1 钾的营养作用

重点和难点：

重点掌握氮的生理功能；氮素营养失调的症状。难点为植物对氮的吸收和同化。

11.2 土壤中钾素及其转化

重点和难点： 土壤中钾素的转化

11.3 钾肥的种类、性质及施用

重点： 氯化钾、硫酸钾的性质及施用技术。

11.4 钾肥的合理分配和施用

重点： 提高钾肥利用率的途径。

11 植物的钾素营养与氮肥

11.1 钾的营养作用

学时分配： 40 分钟

教法： 创设问题情景，启发学生自主思维，结合放映植物营养失调的彩色图谱，增加学生的对钾的认识。

导入： 由钾是品质元素，提出问题，切入主题。

问题：钾为什么被称为“品质元素”？

内容：

一、 植物体内钾的质量分数与分布

1. 含量

植物体内钾含量 (K 2 O) 一般为植株干重的 l ％ ~5 ％，是植物体中含量最多的金属元素。钾在体内的浓度比 NO 3 - -N 、磷酸离子高几十倍至百余倍，比外界钾离子高几倍至几十倍

2 ．形态
   植物体内的钾始终是以离子的形态存在的，但可以是游离态也可以是吸附态

3 ．分布

植物体内，钾主要是分布在代谢活跃的器官或组织中。

成熟的植物体内，钾主要是分布在茎叶中，而种子中的含量很低

二、 钾的 营养功能

通过彩色图片和提问使学生掌握钾的营养作用。

1. 促进酶的活化

生物体内钾能作为 60 多种酶的活化剂，所以钾能促进多种代谢反应。

2. 促进光合作用

3. 促进糖代谢

钾不足时，植株内糖、淀粉水解为单糖；钾充足时，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。

钾还能促进光合产物向贮藏器官的运输，这不仅能消除光合产物在叶部累积而抑制光合作用的继续进行，还能使各组织生长发育良好。

4. 促进氮素吸收和蛋白质的合成

5. 钾能促进植物经济用水

6. 增强作物的抗逆性，包括抗旱、抗寒、抗病、虫害等的能力，看彩色图片。

7. 磷脂和生物碱也含氮

因此，钾素通常被称为“品质元素”

三、 植物对钾的吸收

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 ”

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 ，如：

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

从这些角度分析，钾通常被称为 “ 品质元素 ”

五、植物钾素营养失调的症状

1 ．缺乏

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。

2 ． 钾过多的危害

主要对 Mg 2+ 、 NH 4+ 、 B 产生拮抗作用。

小结：

1 . 结本节课的内容，强调本节的重点、难点。

2 ．仔细观察不同作物钾素营养失调症状的表现，以便掌握。

11.2 土壤中的钾素极其转化

学时分配： 35 分钟

教法： 课堂讲授与归纳

导入： 了解钾在土壤中的含量、形态及转化对钾肥的合理施用有重要意义。

一、 土壤中的钾素含量和形态

1 ．含量

?地壳中钾的含量 ( 平均 ) 约为 2.3% ，大部分土壤含钾量为 1.5 ～ 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。

2 ．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 ) 。

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 + 进入晶格的孔中，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 （植物可利用的钾）

占全钾的 0.l % ～ 2 % ，其中交换性钾占 90% ，水溶性钾占 l0% 左右。

二、土壤中钾素的转化及平衡

1 ．土壤中钾的转化

①矿物态钾和非交换钾的释放

矿物态钾（云母等）通过水化作用、水解作用、螯合作用及氧化还原反应等，进行缓慢风化，转变为高岭石，同时释放出钾素的过程。

②土壤中钾的固定

土壤溶液中的钾或交换性钾被粘土矿物的晶格吸附，随晶格收缩，进入晶格网眼的过程。

2 ．土壤中的钾素平衡

土壤中的钾素在这些不同形态间处于动态平衡，为了维持土壤中钾素对植物的有效性，必须使土壤的速效钾保持在一定的水平。

土壤速效钾的来源：动物粪便、作物残茬、化学钾肥、非交换钾的转化及雨水和灌溉水。

土壤速效钾的消耗：植物吸收、淋失及粘土矿物的固定。

11.3 钾肥的种类、性质及施用

学时分配： 50 分钟

教法与教学过程： 由简单到深入的方法。

导入： 首先提问学生，问题：你听说过哪些钾肥品种？然后由钾肥资源在我国的分布情况，说明钾肥资源的珍贵，然后切入主题。

内容：

一、 氯化钾 (KCl)

1 ．成分和性质

含 K 2 O 60% 左右，呈白色或淡黄色或紫红色结晶，是溶于水的速效性钾肥，是一种生理酸性肥料。

2 ．在土壤中的转化

在土壤溶液中钾呈离子状态，与土壤胶体产生离子交换：

酸性土壤中， K + 与胶体上的 H + 、 Al 3+ 产生离子交换，使 H + 浓度升高，再加上生理酸性的影响，使 pH 值迅速下降，而且大量 Al 3+ 存在易产生铝毒，所以应配施石灰和有机肥。

中性土壤中， K + 与胶体上的 Ca 2 ＋ 产生代换作用，形成 CaCl 2 ， 因为 CaCl 2 溶解度大，易引起 Ca 的淋失，如长期使用，会使土壤板结。由于 KCl 的生理酸性，会使土壤变酸，所以要配施石灰，防止酸化。

石灰性土壤有大量 CaCO 3 ，可以中和酸性，不致变酸。

3 ．施用

①可作基肥、追肥施用，不宜作种肥。作基肥时在酸性和中性土壤上应与磷矿粉、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。

② KCl 含有 C1 - ，对象马铃薯、甘薯、甜菜、柑桔、烟草、茶树等的产量和品质有不良影响，不宜多用。氯化钾特别适于棉花、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。

二、硫酸钾 (K 2 SO 4 )

1 ．成分与性质 含 K 2 O 50% ～ 52% 左右，为白色结晶，溶于水，是生理酸性肥料。

2 ．在土壤中的转化

与 KCl 相似。但在中性土壤中的 Ca 2+ 形成的产物为 CaSO 4 ，溶解度比 CaCl 2 小，对土壤脱钙程度也较小，酸化速度比氯化钾缓慢

二、硫酸钾 (K 2 SO 4 )

1 ．成分与性质 含 K 2 O 50% ～ 52% 左右，为白色结晶，溶于水，是生理酸性肥料。

2 ．在土壤中的转化

与 KCl 相似。但在中性土壤中的 Ca 2+ 形成的产物为 CaSO 4 ，溶解度比 CaCl 2 小，对土壤脱钙程度也较小，酸化速度比氯化钾缓慢

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。

三、钾镁肥

四、 草木灰

1 ．成分和性质

① 草木灰是植物熏烧后的残灰 氮和有机物大多烧失，仅含有灰分元素，如 Ca 、 Mg 、 Fe 和其它微量元素等。其中 Ca 、 K 较多， P 次之。

② 不同植物的灰分含量 一般木灰含 Ca 、 K 、 P 较多，草灰含硅较多， K 、 P 、 Ca 较少，稻壳灰和煤灰养分最少。

③草木灰中钾的主要形态 以碳酸钾为主，其次是硫酸钾和氯化钾，都是水溶性钾，可为作物直接吸收利用。草木灰中的磷是枸溶性磷，对作物是有效的。     ④ 草木灰呈碱性反应 在酸性土壤上使用不仅能供钾，而且可以降低酸度，并可补充 Ca 、 Mg 等元素。

施用

① 可作基肥、追肥，也可作盖种肥。追肥时可进行叶面撒施，这样不仅能供应养分，而且能防止和减轻病虫害的发生和危害。作盖种肥可以保持土壤表面湿度，促苗早发。

② 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。

11.4 钾肥的合理施用

学时分配： 50 学时

教法： 由钾肥的性质、种类，引出钾肥的合理施用和分配。

一、土壤供钾能力与钾肥肥效

土壤供钾水平是指土壤中速效性钾的含量和缓效性的贮藏量及其释放速度。在供钾水平较低时，钾肥的肥效才能表现出来。速效钾 (K 2 O) 在 83.3mg/kg 以下，作物表现出缺钾，钾肥效果明显； 150mg/kg 以上，一般不表现缺钾，钾肥的效果不明显。

二、作物需钾特性与钾肥肥效

作物种类对钾的要求

由于钾与碳水化合物代谢关系密切，所以薯类作物、纤维作物、糖料作物需钾较多。油脂是由碳水化合物转变而来的，所以油料作物对钾的需要也较多。

作物不同生育期对钾的需要

一般作物钾的临界期在苗期，因此钾肥一般用于基肥，特别是生育期短的作物。如果基肥、追肥分开施，追肥应在最大需钾期前尽早施入。

作物根系特性与钾肥施用

∵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面积。因此须根作物从土壤中吸取的钾比直根作物的多。

三、肥料配合与钾肥肥效

钾的肥效在氮、磷配合下，才能充分发挥出来。 NK 配施时植株体内 K 2 O/N 比值增高，而可溶性非蛋白质氮占全氮的比例降低，说明 NK 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 N 在体内的转化和蛋白质合成。

四、气候条件与钾肥肥效

?通过土壤暴晒和冻融，可以促进土壤含钾矿物的风化，特别对固定在粘土矿物晶层上的钾的释放有好处，增加了土壤速效钾的含量。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。

五、钾肥种类、施用方法与钾肥肥效

① 对忌氯作物如薯类、糖用作物、浆果类果树、茶树等，施氯化钾效果不佳，并会影响品质；而对于纤维作物效果较好。硫酸钾适于各种作物，尤其是喜硫植物。盐土上不宜用氯化钾。

② 宽行作物以条施、穴施或沟施效果较好，窄行作物可以撤施。一般施 K 2 O 37.5 ～ 75 公斤 / 公顷。

本章小结 ：

1. 植物的钾素营养（ 掌握失调症）

2. 钾 肥的种类性质与施用 （掌握，重点是氯化钾）

3. 钾 肥的合理施用 （掌握）

11 植物的钾素营养与钾肥

11.1 钾的营养作用

11.1.1 植物体内钾的质量分数与分布

11.1.2 钾的 营养功能

11.1.3 植物对钾的吸收

11.1.4 植物钾素营养失调的症状

11.2 土壤中的钾素极其转化

11.2.1 土壤中的钾素含量和形态

11.2.2 土壤中钾素的转化及平衡

11.3 钾肥的种类、性质及施用

11.3.1 氯化钾 (KCl)

11.3.2 硫酸钾 (K 2 SO 4 )

11.3.3 钾镁肥

11.3.4 草木灰

11.4 钾肥的合理施用

11.4.1 土壤供钾能力与钾肥肥效

11.4.2 作物需钾特性与钾肥肥效

11.4.3 肥料配合与钾肥肥效

11.4.4 气候条件与钾肥肥效

11.4.5 钾肥种类、施用方法与钾肥肥效

1. 为什么钾离子能促进光合产物的运输？

2. 为什么钾能增强作物的抗性？

3. 氯化钾在土壤中是如何转化的？如何合理施用？

4. 简述缺钾的典型症状。

5. . 如何合理施用钾肥？

1.. 林葆 . 中国化肥使用研究 . 北京：北京科学技术出版社， 1989

2 . 王荫槐 . 土壤肥料学 . 北京：中国农业出版社， 1992

3. 奚振帮 . 化学肥料学 . 北京：科学出版社， 1994

4. 陆欣等 . 土壤肥料学 . 北京：中国农业大学出版社， 2002

5. 马国瑞 . 农作物营养失调原色图谱 . 北京：中国农业出版社， 2002

6. 陆景陵 . 植物营养学（上册） . 北京：北京农业大学出版社， 1994

7.Boer AH.Potassium translocation into the root xylem.Plant        Biology,(1):36-45

8.Smart CJ. The molecular basis of potassium nuteition in plant.        Plant and Soil, 187(1):81-89

9. 刘芷宇，唐永良，罗质超等 . 主要作物营养诊断失调图谱 . 北京：农业出版社， 1982

1. 增加提问的比例，以调动学生的积极性。

2. 课后总结。

3. 采用彩色图片，以便深刻理解钾的营养失调症状

4. 鼓励学生多看参考文献。