第8章土壤鉀素和鉀肥

第8章土壤鉀素和鉀肥主要農(nóng)作物不同部位中鉀的含量（%）作物部位含K2O作物部位含K2O小麥籽粒0.61水稻籽粒0.30莖稈0.73莖稈0.90棉花籽粒0.90馬鈴薯塊莖2.28莖稈1.10葉片1.81玉米籽粒0.40糖用甜菜根2.13莖稈1.60塊莖5.01谷子籽粒0.20煙草葉片4.10莖稈1.30莖2.80

形態(tài)

鉀在植物體內(nèi)以離子形態(tài)、水溶性鹽類或吸附在原生質(zhì)表面等方式存在，而不是以有機化合物的形態(tài)存在。分布 鉀在植物體內(nèi)具有較大的移動性，主要分布在代謝最活躍的器官和組織中。植物體內(nèi)鉀的分布淀粉、糖等碳水化合物較多的作物含鉀量較高;種子中含鉀量較低，莖稈含量較高;塊根、塊莖含鉀量也比較高;細胞質(zhì)中鉀濃度的水平較低，十分穩(wěn)定;過量的鉀幾乎全部轉(zhuǎn)移到液泡中;鉀不形成化合物，鉀以離子形態(tài)吸附在原生質(zhì)膠體表面，存在于細胞中。鉀的營養(yǎng)功能1.基本功能

調(diào)節(jié)細胞滲透壓，控制氣孔開放（K+高，開放）多種酶的活化劑（60多種酶的活化劑）硝酸根離子運輸?shù)呐惆殡x子鉀離子對氣孔開放的影響氣孔狀態(tài)K+Cl-保衛(wèi)細胞內(nèi)

滲透壓(bar)氣孔孔徑(um)(10-4mol)張開424223512關(guān)閉2001922.派生功能

促進光合作用：促進葉綠素的合成，改善葉綠體的結(jié)構(gòu)，促進葉片對CO2同化，K與ATP合成量正相關(guān)。鉀對葉綠體中ATP合成的影響作物鉀含量

（K2O%,DW）ATP數(shù)量

(umol/h.g葉綠素)蠶豆3.702161.00143菠菜5.532951.14185向日葵4.701021.6068

促進光合產(chǎn)物的運輸：活化H+-ATPase鉀對甘蔗葉中14C光合產(chǎn)物運輸出的影響測定部位占總14C標記物的%有鉀無鉀標記葉54.395.4標記葉的葉鞘14.43.9標記葉所在的節(jié)9.70.6標記葉上部的葉和節(jié)1.90.1標記葉節(jié)以下的莖20.10.04*總標記物為100%

促進蛋白質(zhì)合成：促進氨基酰-tRNA合成酶，多肽合成酶等的合成。

促進淀粉合成：淀粉合成酶。鉀離子對玉米淀粉合成酶活性的影響

提高植物的抗逆性：旱、寒、高溫、鹽害、病害、倒伏。

影響作物品質(zhì):適量供應(yīng)可提高水果，煙草等的品質(zhì)。

鉀對作物產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

鉀充足，不但能使作物產(chǎn)量增加，而且可以改善作物品質(zhì)，如：1.油料作物的含油量增加2.纖維作物的纖維長度和強度改善3.淀粉作物的淀粉含量增加4.糖料作物的含糖量增加5.果樹的含糖量、維C和糖酸比提高，果實風(fēng)味增加6.橡膠單株干膠產(chǎn)量增加，乳膠早凝率降低鉀通常被稱為“品質(zhì)元素”

缺鉀時，通常老葉葉尖和葉緣發(fā)黃，進而變褐，逐漸枯萎。在葉片上往往出現(xiàn)褐色斑點，甚至成為斑塊，但葉中部靠近葉脈附近仍保持原來的綠色。嚴重缺鉀時幼葉也會出現(xiàn)同樣的癥狀。褐色壞死組織與缺鉀時腐胺積累有關(guān)鉀營養(yǎng)失調(diào)的癥狀K自左至右，依次為油菜幼葉至老葉，缺磷油菜葉片從暗紫發(fā)展至紫紅色。KK

圖為缺鉀的番茄葉片，其癥狀是葉緣和葉脈間黃化，葉脈仍保持綠色。缺鉀KKKKK鉀利于果實著色KKK缺鉀易發(fā)生筋腐病，著色差KK

圖為缺鉀的大豆葉片，其癥狀是葉緣和葉脈間黃化，葉脈仍保持綠色

缺鉀的大豆籽粒8.3.1土壤鉀的形態(tài)和轉(zhuǎn)化地殼中鉀的含量(平均)約為2.3%，大部分土壤含鉀量為～2.5%，平均為1.2%。紅壤、磚紅壤等風(fēng)化強烈，是含鉀量最低的土壤種類。

我國地域性分布規(guī)律：由北向南，由西向東漸減，東南地區(qū)土壤多缺鉀。1、土壤中的鉀素含量和形態(tài)（1）含量（2）土壤鉀素分布我國土壤含鉀量懸殊很大，但是土壤鉀素含量及供鉀水平隨地域及生物氣侯條件的變化呈一定的規(guī)律性分布。南方熱帶、亞熱帶生物氣侯條件下，土壤風(fēng)化、淋溶強烈，土壤含鉀量低。而北方土壤由于氣侯干燥，礦物風(fēng)化、淋溶弱，因此含鉀較多。所以，從南至北，土壤全鉀、緩效鉀及速效鉀均呈一遞增趨勢。但在相同緯度帶，由于成土母質(zhì)、風(fēng)化程度及地形的不同，土壤鉀素狀況也會有很大差異。<70ppm(1MHNO3boilingextractedK)

分為礦物態(tài)鉀、緩效態(tài)鉀以及速效性鉀(水溶性鉀和交換性鉀)。①礦物態(tài)鉀占全鉀量的90—98%，以原生礦物形態(tài)分布在土壤粗粒部分。②緩效態(tài)鉀占全鉀量的2%～8%。主要存在與晶層固定態(tài)鉀和次生礦物如水云母等以及部分黑云母中的鉀。③.速效性鉀（植物可利用的鉀） 占全鉀的%～2%，其中交換性鉀占90%，水溶性鉀占l0%左右。（3）形態(tài)2、土壤中鉀素的轉(zhuǎn)化土壤中鉀的轉(zhuǎn)化鉀的晶格固定：水溶性鉀或交換性鉀進入粘土礦物晶層而被固定成為無效鉀的過程Pei鉀的晶格固定KAl-O八面體Si-O四面體Si-O四面體影響鉀固定的因素粘土礦物種類：2:1型的蛭石>伊利石>蒙托石，1:1型的高嶺石幾乎不固定鉀土壤水分：干濕交替會促進鉀的固定，干旱則固定的鉀增多pH值：中性和石灰性土壤比酸性土壤固定的鉀要多NH4+的多少：NH4+與K+離子競爭結(jié)合位置世界鉀礦資源天然鉀鹽礦，一是古代海灣經(jīng)地殼變動成為陸地湖泊，海水蒸發(fā)后鹽類結(jié)晶而成；二是陸地鹽湖蒸發(fā)后鹽類結(jié)晶而成。鉀礦貯量最大的國家是俄羅斯和加拿大，分別為240億噸和180億噸。德國貯量為60億噸。我國鉀礦貯量僅為2--5億噸。K

原生鉀鹽在自然狀態(tài)下呈各種顏色。這是由于鉀鹽中含有不同鐵氧化物或粘土等，但它們并不影響提煉的鉀肥的效果。鉀鹽礦鉀礦床鉀礦石鉀鹽礦世界鉀礦儲量（×106tK2O）

國家潛在儲量易利用儲量世界26124.75793俄羅斯68003000加拿大14001400德國830480白俄羅斯544240以色列1200108美國29083

鉀鹽礦儲量

我國鉀礦資源極貧乏，全國總儲量約為2億多噸(折K2O約1億多噸)鉀肥制造簡介1.歷史與現(xiàn)狀歷史：最原始的施鉀方法是使用草木灰；自1860年起，德國開采鉀鹽礦制得氯化鉀和硫酸鉀，開始了鉀肥的工業(yè)化生產(chǎn)。目前，世界各國生產(chǎn)的鉀95％用作肥料。鉀肥品種中，氯化鉀約占95％， 硫酸鉀約占5％； 硝酸鉀、碳酸鉀少量鹽鹵含鉀礦物可溶性鉀礦難溶性鉀礦分離提純分解提純鉀肥產(chǎn)品KCl,K2SO4含鉀礦物生產(chǎn)鉀肥的示意圖(1)氯化鉀光鹵石(KCl·MgCl2·

6H2O) KCl鉀石鹽(KCl·NaCl) KCl(2)硫酸鉀明礬石、鉀鎂鹽 K2SO4

氯化鉀 K2SO4溶解結(jié)晶法浮選法煅燒制造方法:加工

我國鉀鹽資源不僅儲量少，且分布不均勻，多集中在西北(占全國總儲量的９６.９％)和西南(占全國總儲量的２.６％)地區(qū)，經(jīng)濟比較發(fā)達的東部地區(qū)基本無鉀鹽資源分布。全國只有青海省擁有適宜工業(yè)開采的２億多噸鉀礦儲量。目前我國每年需鉀肥５００萬噸，而產(chǎn)量不足6０多萬噸，市場供給率只有6％左右，每年需耗費幾億美元進口鉀肥。本世紀初，我國鉀肥年需求預(yù)計將增至６００多萬噸，即使青海的１００萬噸合資鉀肥項目全面投產(chǎn)，國產(chǎn)鉀肥供給量也不足２００萬噸，仍然存在近７０％的市場缺口。由于鉀礦資源的制約，依靠國內(nèi)生產(chǎn)顯然無法滿足生產(chǎn)市場需要。

新華社新聞信息中心2001.08.09未來幾年我國鉀肥市場嚴重供不足需青海鹽湖鉀肥股份有限公司

——“鹽橋”牌氯化鉀

青海鹽湖鉀肥股份有限公司擁有鹽田120km2，設(shè)備1822臺（套）以及具有世界先進水平的水采船3艘。2004年生產(chǎn)能力為60萬噸。歷年來產(chǎn)銷率均為100％。公司主導(dǎo)品牌“鹽橋”鉀肥是中國國內(nèi)重要的支農(nóng)產(chǎn)品,在化肥行業(yè)中的鉀肥排名全國第一位，占我國鉀肥生產(chǎn)量和國產(chǎn)鉀肥銷售額的96%。

新疆羅布泊目前已探明鉀鹽儲量億噸，是中國已發(fā)現(xiàn)儲量最大的鉀鹽礦?，F(xiàn)正進行著緊張的礦產(chǎn)開發(fā)建設(shè)，新疆羅布泊將成為全世界規(guī)模最大的硫酸鉀生產(chǎn)基地。緩和鉀肥供需矛盾的措施(2)充分利用農(nóng)家肥 如有機肥、灰肥－－生物循環(huán)(1)依靠進口鉀肥(3)合理分配和施用有限的鉀肥 五看：天、地、植物、肥料、措施8.3.2鉀肥的種類、性質(zhì)及施用1、氯化鉀(KCl)(1)成分和性質(zhì)：含K2O60%左右，呈白色或淡黃色或紫紅色結(jié)晶，是溶于水的速效性鉀肥，是一種生理酸性肥料。(2)在土壤中的轉(zhuǎn)化在土壤溶液中鉀呈離子狀態(tài)，與土壤膠體產(chǎn)生離子交換：

酸性土壤中，K+與膠體上的H+、Al3+產(chǎn)生離子交換，使H+濃度升高，再加上生理酸性的影響，使pH值迅速下降，而且大量Al3+存在易產(chǎn)生鋁毒，所以應(yīng)配施石灰和有機肥。

中性土壤中，K+與膠體上的Ca2＋產(chǎn)生代換作用，形成CaCl2，因為CaCl2溶解度大，易引起Ca的淋失，如長期使用，會使土壤板結(jié)。由于KCl的生理酸性，會使土壤變酸，所以要配施石灰，防止酸化。

石灰性土壤有大量CaCO3，可以中和酸性，不致變酸。氯化鉀的性質(zhì)氯化鉀(KCl)含K2O

50～60％，純品為白色結(jié)晶，含少量雜質(zhì)時呈微黃色，粉紅色等，易溶于水，吸濕性小，物理性狀良好，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。(3)施用可作基肥、追肥施用，不宜作種肥。作基肥時在酸性和中性土壤上應(yīng)與磷礦粉、有機肥、石灰等配合施用，一方面防止酸化，另一方面促進磷礦粉中磷的有效化。KCl含有C1-，忌氯作物如馬鈴薯、甘薯、甜菜、柑桔、煙草、茶樹等的產(chǎn)量和品質(zhì)有不良影響，不宜多用。氯化鉀特別適于棉花、麻類等纖維作物，因為C1-對提高纖維含量和質(zhì)量有良好的作用。溫室土壤和鹽堿地不宜施用。2、硫酸鉀(K2SO4)(1)成分與性質(zhì)含K2O50%～52%左右，為白色結(jié)晶，溶于水，是生理酸性肥料。(2)在土壤中的轉(zhuǎn)化與KCl相似。但在中性土壤中的Ca2+形成的產(chǎn)物為CaSO4，溶解度比CaCl2小，對土壤脫鈣程度也較小，酸化速度比氯化鉀緩慢。硫酸鉀的性質(zhì)硫酸鉀〔K2SO4〕含鉀〔K2O〕50％，含硫18％。純品為白色結(jié)晶，含少量雜質(zhì)時呈微黃色，易溶于水，吸濕性小，物理性狀良好，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。（3）施用：①可以作基肥、種肥及追肥；②適合于各種作物；各類土壤。在酸性土壤上應(yīng)與有機肥、石灰等配合施用；③喜硫作物上優(yōu)先施用；④不宜水田。3、草木灰(1)成分和性質(zhì)草木灰是植物熏燒后的殘灰氮和有機物大多燒失，僅含有灰分元素，如Ca、Mg、P2O32-、Fe和其它微量元素等。其中K、Ca較多，P次之。不同植物的灰分含量一般木灰含Ca、K、P較多，草灰含硅較多，K、P、Ca較少，稻殼灰和煤灰養(yǎng)分最少。草木灰中鉀的主要形態(tài)以碳酸鉀為主，其次是硫酸鉀和氯化鉀，都是水溶性鉀，可為作物直接吸收利用。草木灰中的磷是枸溶性磷，對作物是有效的。白色灰：燃燒溫度高，形成K2SiO3，溶解度低，肥效差。黑色灰：燃燒溫度低，形成K2CO3，溶解度高，肥效好草木灰呈堿性反應(yīng)

在酸性土壤上使用不僅能供鉀，而且可以降低酸度，并可補充Ca、Mg等元素。草木灰的成分來源K2OP2O5CaO小灌木灰5.923.1425.1稻草灰8.090.595.9小麥稈灰13.80.405.9向日葵稈灰35.42.5518.54、窯灰鉀肥

含多種成分，其主要是硫酸鉀和氯化鉀。吸濕性強，熱性肥料，存放時容易結(jié)塊，化學(xué)堿性肥料。是水泥工業(yè)的副產(chǎn)品，灰黃或褐色粉末，含K2O約為8～12%，水溶性鉀占90%以上，還含有鈣、鎂、硅及微量元素等。小結(jié)：土壤中鉀素增加和減少的途徑

作物殘茬、廄肥化學(xué)鉀肥緩效性鉀礦物

作物吸收淋洗損失逕流損失固定鉀肥的當(dāng)季利用率約為40～70％。

土壤中有效鉀8.3.3鉀肥的合理施用1、土壤供鉀能力與鉀肥肥效土壤供鉀水平是指土壤中速效性鉀的含量和緩效性的貯藏量及其釋放速度。在供鉀水平較低時，鉀肥的肥效才能表現(xiàn)出來。土壤速效鉀在50mg/kg以下，作物表現(xiàn)出缺鉀，鉀肥效果明顯；150mg/kg以上，一般不表現(xiàn)缺鉀，鉀肥的效果不明顯。土壤有效鉀（速效K）含量分級—大田一級，>200mg/kg，很高二級，150-200mg/kg，高三級，100-150mg/kg，中等四級，50-100mg/kg，低五級，30-50mg/kg，很低六級，<30mg/kg，極低土壤有效鉀（速效K）含量分級—溫室土壤一級，>450mg/kg，很高二級，350-450mg/kg，高三