第四章钾.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,复习,1.,请说明磷的营养作用。,2.,描述作物生长过程中缺磷的症状。,3.,作物吸收磷的形态有哪些？,4.,植素存在于何处？对作物生长有何意义？,5.,土壤磷的损失是以淋失为主吗？为什么？,6.,磷肥的主要种类及其特点和施用技术,？,7.,磷肥利用率低的主要原因是什么？如何提高磷肥的利用率？,8.,水旱轮作中磷肥分配的原则是什么？为什么？,9.,名词解释：枸溶性磷肥，过磷酸钙的退化作用，磷的化学固定,第四章 钾素营养与钾肥,钾,第一节 钾素营养,第二节 钾在土壤中的转化,第三节 钾肥的种类、性质和施用,第四节 钾肥的有效施用,Potaasium,重点：,1 钾在植物抗逆和品质上的重要作用。2 钾营养缺乏的形态鉴定。3 主要钾肥种类的性质和合理施用技术。,难点：,钾在土壤中固定的机理及其发生条件,钾不仅是植物生长发育所必需的营养元素，而且是,肥料三要素之一,。许多植物需钾量都很大，就矿质营养元素而言,它在植物体内的含量仅次于氮。,农业生产实践证明，施用钾肥对提高作物产量和改进品质均有明显的作用。,近二十年来，在中国的南北方，都有缺钾现象出现。因此，钾营养也引起了人们的重视。,钾,第一节 钾素营养,一、植物体内钾的含量、分布与特点,二、钾的营养功能,三、钾与作物品质,四、植物缺钾的一般症状,钾,1、一般植物体内含钾量约占干物重的,0.35.0%,。,2、植物体内的含钾量常因作物种类和器官的不同而有很大差异：含淀粉、糖等碳水化合物较多的作物含钾量较高。谷类作物种子中钾的含量要远小于茎秆中的钾；,3、钾流动性强，能被反复利用。当植物缺钾时，,优先分配到较幼嫩的组织。,4、钾首先分布在细胞质内直达最适水平。过量的钾几乎全部转移到液泡中。,5、钾在植物体内,以离子状存在,。,一、植物体内钾的含量、分布与特点,主要农作物不同部位中钾的含量（,%,）,作物,部位,含,K,2,O,作物,部位,含,K,2,O,小麦,籽粒,0.61,水稻,籽粒,0.30,茎秆,0.73,茎秆,0.90,棉花,籽粒,0.90,马铃薯,块茎,2.28,茎秆,1.10,叶片,1.81,玉米,籽粒,0.40,糖用甜菜,根,2.13,茎秆,1.60,块茎,5.01,谷子,籽粒,0.20,烟草,叶片,4.10,茎秆,1.30,茎,2.80,钾有高速度透过生物膜，且与酶促反应关系密切的特点。钾不仅在生物物理和生物化学方面有重要作用，而且对体内同化产物的运输，能量转变也有促进作用。,二、钾的营养功能,钾能促进光合作用，提高,CO,2,的同化率。钾对光合作用的影响是,：,钾能促进叶绿素的合成；,钾能改善叶绿体的结构；,钾能促进叶片对,CO,2,的同化。,钾的营养功能,（一）钾与光合作用,K,钾对叶绿体中,ATP,合成的影响,作物,蚕豆,菠菜,向日葵,干物质中,K,2,O（%）,3.70,1.00,5.53,1.14,4.70,1.60,ATP,的数量（,mol/h/g.,叶绿素）,216,143,295,185,102,68,钾能促进光合作用产物向贮藏器官中的运输，增加,“,库,”,的贮存。,对于没有光合作用功能的器官来说，它们的生长及养分的贮存，主要靠同化产物从地上部向根或果实中的运转。这一过程包括蔗糖由叶肉细胞扩散到组织细胞内，然后被泵入 韧皮部，并在韧皮部筛管中运输。钾在此运输过程中有重要作用。,Giaquinta,曾用韧皮部负载的模式解释这一现象。,钾的营养功能,（二）钾能促进光合作用产物的运输,蛋白质的运转,ATP,酶+,ATP,ADP+Pi,H+,pH=8.5,OH,-,K,+,H,+,蔗糖,细,胞,质,质,外,体,膜,蔗糖,H+,韧皮部负载模式图,pH=5.5,钾对甘蔗中,14,C,光合产物运输的影响,标记叶的叶片,54.3 95.4,标记叶的叶鞘,14.3 3.9,标记叶的节,9.7 0.6,标记叶上部的叶和节,1.9 0.1,标记叶节以下的茎,20.1 0.04,14,C,涂抹部位 占总标记物的,有钾 无钾,Hartt,*总标记物为100,钾通过对酶的活化作用，从多方面对氮素代谢产生影响。钾促进蛋白质和谷胱甘肽的合成。因为,钾是氨基酰,tRNA,合成酶和多肽合成酶的活化剂,。,钾的营养功能,（,三）钾与蛋白质合成,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)(个)(,g),-K,9.05,54.7,3.0,86.9,+K,12.50,60.8,3.9,109.9,*,单位为,molC,2,H,2,/g,根瘤/,hr,钾以离子的状态累积在细胞质的溶胶和液泡中，能够调节胶体的存在状态，也能调节细胞的水势。,缺钾的情况下，细胞吸水能力差，胶体保持水分的能力也小，细胞失去弹性，植株和叶片易萎蔫。,保持细胞正常的水势是细胞增长的驱动力，对调节细胞代谢有重要作用。,钾的营养功能,（四）,钾对细胞渗透作用的调节,施用钾肥！,钾能调节气孔的运动，有利于作物经济用水。作物的气孔运动与渗透压、压力势有密切关系。,钾的营养功能,（五）钾与气孔运动,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,张开 424 22 35 12,关闭 20 0 19 2,气孔状态,K,Cl,-,渗透压 气孔孔径,(10,-14,mol),bar*(m),60多种酶需要,K,+,的激活,果糖激酶,IV,谷胱甘肽合成酶,琥珀酰,CoA,合成酶,谷氨酰半胱氨酸合成酶,NAD,+,合成酶,ADP,葡萄糖-淀粉合成酶,甲酰四氢叶酸合成酶,ADP,葡萄糖焦磷酸化酶,UDP,葡萄糖焦磷酸化酶,磷酸化酶,焦磷酸盐磷酸水解酶,ATP,磷酸水解酶（,Mg,2+,）,ATP,磷酸水解酶（,Ca,2+,）,酶 类 催化的主要的反应,谷氨酰半胱氨酸+甘氨酸+,ATP=,谷胱甘肽,+,ADP+Pi,琥珀酸盐+,CoA,+ATP=,琥珀酰,CoA,+ATP+Pi,谷氨酸盐+半胱氨酸+,ATP=,谷氨酰半胱氨酸,+,ATP+Pi,Dcamido,-NAD,+,+,谷氨酰胺+,H,2,O+ATP=NAD,+,+,PPi,+,谷氨酸盐+,AMP,ADP-,葡萄糖+（1，4,a-D-,葡萄基）,n,=（1，4a-D-,葡萄基）,n+1,+ADP,甲酸+四氢叶酸+,ATP=10-,甲酰四氢叶酸,+,ADP+Pi,ATP+a-D-,葡萄糖-1-磷酸=,PPi,+ADP-,葡萄糖,UTP+a-D-,葡萄糖-1-磷酸=,PPi,+UDP-,葡萄糖,（,a 1，4,葡萄基）,n,+Pi,=（a 1，4,葡萄基）,n+1,+a-D-,葡萄糖-1-磷酸,H,2,O+,PPi,=2Pi,ATP+H,2,O=ADP+Pi,ATP+H,2,O=ADP+Pi,（六）激活酶的活性,钾的营养功能,60多种酶需要,K,+,的激活,酶 类 催化的主要的反应,磷酰基转移酶,丙酮酸激酶,6-磷酸果糖激酶,催化排除过程的酶,苏氨酸脱水酶,果糖二磷酸醛缩酶,乙醛脱氢酶,磷酸烯醇丙酮酸+,ADP=,丙酮酸+,ATP,果糖-6-磷酸+,ATP=,果糖-1，6-磷酸盐+,ADP,苏氨酸,H2O=2,氧代丁酸+,NH3+H2O,脱水酶,果糖-1，6-磷酸=磷酸二羟丙酮+3磷酸甘油醛,乙醛+,NAD（P）+H2O=,酸+,NAD（P）H,（六）激活酶的活性,钾的营养功能,（七）,增强植物的抗逆性,钾有多方面的抗逆功能，它能增强作物的抗旱、抗高温、抗寒、抗病、抗盐、抗倒等的能力，从而提高其抵御外界恶劣环境的忍耐能力。这对作物稳产、高产有明显作用。,钾的营养功能,抗旱性：,增加钾离子的浓度，提高细胞的渗透势；,提高胶体对水的束缚能力，使细胞膜保持稳定的透性；,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；,钾的营养功能,抗高温：,增加钾离子的浓度，,保持较高的水势和膨压，保证植物的正常代谢；,促进植物的光合作用，加速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；,钾的营养功能,抗盐类：,稳定质膜中蛋白质分子上的,S-H,基，避免蛋白质变性；,防止类脂中的不饱和脂肪酸被氧化；,抗病性：,增厚细胞壁提高细胞木质化程度；,促进植物体内低分子化合物转变为高分子化合物,；,钾的营养功能,抗倒伏：,促进作物茎秆维管束的发育，使茎壁增厚，髓腔变小，机械组织内细胞排列整齐。,抗早衰：,延长籽粒灌浆时间，增加千粒重；,钾的营养功能,施钾对玉米产量及茎腐病发病率影响,施,K,2,O,量 籽粒产量 茎腐病发病率,(,kg/ha),(t/ha)(),0,4.48,35,300 6.91 19,600 8.73 8,施用钾肥！,改善产品品质：提高产品的营养成分，延长产品的贮存期，耐搬运和运输；对,蔬菜和水果,类作物，能改善产品的外观，使水果的色泽更鲜艳，汁液含糖量增加。,过量施用钾肥的后果：破坏养分平衡，造成品质下降；作物奢侈吸收，导致浪费；,三、钾与作物品质,施钾对大麦品质的影响,处理 胱氨酸 蛋氨酸 酪氨酸 色氨酸 淀粉 可溶性糖,()()()()()(),-,NP 0.18 0.14 0.36 0.121 44.9 9.36,NPK 0.20 0.20 0.42 0.135 46.5 10.40,品质元素！,施用钾肥！,钾在作物体内流动性很强，缺钾症状通常在作物生长发育的中后期才表现出来；严重,缺钾时，植株下部叶片首先出现症状,:双子叶植物叶脉间先失绿，沿叶缘开始出现,黄化或有褐色的条纹或斑点,，并逐渐向叶脉间蔓延，最后发展为坏死组织；单子叶植物叶间先黄化，随后逐渐坏死。坏死组织形成与腐胺积累有关。,四、植物缺钾的一般症状,水稻：叶片披散，下部老叶沿叶尖、叶缘焦枯并逐渐扩散呈“,V”,型，老叶片上有,棕褐色斑点,。,大豆：,叶尖和叶缘,失绿变黄，,并逐渐向内发展，叶片脉间突起皱缩，叶片前端向下卷曲。,大豆,缺,N,缺,P,烟草,：,叶片小、叶尖端黄化，叶缘间,失绿发黄，有褐色坏死斑点,。,白菜缺钾,在,开始结球时其下部叶,黄化,，叶脉间出现,坏死斑点,缺钾油菜,从叶缘,开始,黄化,，沿叶脉间失绿，有,褐色斑点,或局部有白色干枯组织,缺钾甘蓝,叶球,包心小，外叶,叶缘焦枯,轻度缺钾,严重缺钾,叶缘焦枯，有褐色斑点,菠菜缺钾,老叶叶缘附近的,叶脉间产生小白斑,缺钾番茄,叶缘黄化,果实导管部分呈黑褐色，称为条腐病,夏季缺钾时，果蒂周围的果皮显,黄绿色,，容易发生日灼,番茄缺钾,左为,正常果实，,右为缺钾果实，有绿背,缺钾果实着色不均匀,，有时有棱角，果实发育不良，汁液少，内空，多为等外果,上为,缺钾叶片，,下为缺镁叶片，,缺钾的叶缘症状更为明显,芹菜缺钾,严重缺钾时，叶缘发焦，似灼伤状,胡萝卜缺钾,幼叶叶缘焦枯,老叶焦枯,萝卜缺钾叶片,自右至左,缺钾加重，,叶缘呈灼伤状,葱头缺钾,上为,缺钾植株,下为正常植株,缺钾时鳞茎发育不良，叶片尖端枯黄。,马铃薯缺钾,叶缘焦枯，叶脉间变为黄色，而叶脉仍保持绿色,缺钾,葡萄,：,边缘黄化,，并随缺钾加重而出现,赤褐斑块，叶缘向内逐渐焦枯,，果实色泽浅，粒少且小。,胡椒,草莓,康乃馨:花色浅淡,叶面有不规则的白斑,Sub-summery,缺素症状,植株生长缓慢,矮化;,下部老叶叶缘先发黄，然后变褐、焦枯；,有些作物叶片呈青铜色，向下卷曲，叶表叶肉突起，叶脉下陷；,根系生长不良，色泽黄褐；,种子、果实小，产量低，品质差；,早衰。,第二节 钾在土壤中的转化,一、土壤钾的形态和含量,二 土壤中钾的转化,钾,第二节 钾在土壤中的转化,一、土壤钾的形态和含量,1、全钾含量为0.5-2.5%，全钾中的有效钾只占1-2%。,2、土壤中的钾以无机态为主。,形态主要有三种,迟缓钾（矿物钾）：,占90%以上，长石、云母等原生矿物中。,缓效钾：,粘粒矿物层间中的钾。存在次生矿物中，占全钾2-8%。,速效钾：,土壤颗粒表面代换钾和溶液中的钾。占全钾1-2%。,There is an,equilibrium between the various forms,which allows release of K from the less available forms to the more available forms or vice versa.,Organic K is only a small part.,二 土壤中钾的转化,迟缓钾（无效钾),缓效钾,速效钾,交换态钾,水溶性钾,Release and fixation of K,+,and NH,4,+,ions by soil clay,迟缓钾（无效钾),缓效钾,速效钾,固定态钾,缓效钾,二、土壤中的转化,钾的固定：,土壤溶液中的钾或胶体表面吸附的钾进入粘土矿物晶层间，转化为非交换性钾的过程。,影响因素：,粘土矿物类型：,2,：,1,型易固定钾，,1,：,1,型不固定钾。,土壤水分：干湿交替促进钾的固定；,土壤,pH,：随,pH,降低，钾固定减少；,NH,4,+,抑制钾的固定。,钾的释放：,矿物风化，或通过人为的熏土、晒垡等措施，使晶层破裂。,钾的淋溶损失,淋失量与气候条件、土壤性质等有关。,一般人认为，大量的钾可因淋溶损失掉。其实相反，除极少数砂性或淹水土壤外，大多数土壤中钾的淋溶损失很少。,美国伊利诺斯州的研究表明，粉砂壤土钾的年损失量仅约,0.1,公斤,/,亩。但佛罗里达州的研究表明，粗质砂土的阳离子交换量低，钾损失得多。,第三节 钾肥的种类、性质和施用,一、概述,二、钾肥的性质特点,三、钾肥的施用,四、提高钾肥肥效的条件,钾,湖北省农田施钾回顾,在,70,年代以前农田中所施用的钾肥全部来自有机肥,70,年代中期开始进口化学钾肥,1975,年全省进口钾肥（,K,2,O,）,2.19,万吨，主要用于粮、棉、油和少数经济作物的钾肥试验示范,80,年代中期化学钾肥已在全省推广,1987,年全省钾肥用量为,8.14,万吨,1990,年上升到,13.67,万吨,一、概述,我国钾肥的主要来源,80,年代初期以来，实施以,补钾为主的配方施肥,工作,所用的钾肥主要是从,加拿大、以色列、前独联体、约旦、西欧,等国进口,进口钾肥的示范推广工作已有近,20,年,的历史,钾肥施用现状,按每亩耕地平均，,1990,年只有,2.63,千克,即使加上有机肥所提供的钾素（约,7.5,千克,/,亩），每亩共施钾,10.13,千克,1990,年平均每亩作物带走的钾素为,17.15,千克,即,1990,年我省每亩农田仍亏缺,7.02,千克钾素,1990,年，湖北省化肥施用中氮磷钾（,N,：,P,2,O,5,：,K,2,O,）,比例为,1,：,0.38,：,0.14,钾肥施用量少,氮钾投入比例严重失调,按全省耕地平均，,1990,年每亩共施钾,10.1,千克,(2.6,千克来自钾肥，,7.5,千克来自有机肥,),；而同时期每亩作物带走的钾素为,17.1,千克。即,1990,年我省每亩农田仍亏缺,7.0,千克,钾素,1990,年，湖北省氮钾肥投入（,N,：,K,2,O,）,比例为,1,：,0.14,，作物需求比例为,1,：,1,，专家推荐比例,1,：,0.5,国产钾肥的发展历程,1986,年国家在青海察尔汗投资兴建青海钾肥厂,1989,年建成投产，年产能力,22-24,万吨,1996,年启动二期工程，设计规模年产,80,万吨，已完工,2001,年青海钾肥项目列为西部大开发第七大工程,我国钾矿资源贫乏,农田缺钾形势严峻,青海,(3,亿吨，占全国,97%),，云南思茅,1989,年之前，我国施用钾肥全部依赖进口,2001,年，全国钾肥施用量,500,万吨，其中国产钾肥,50,万吨，只占,1/10,2001,年，全国有,60%,耕地缺钾，其中包括湖北在内的南方地区缺钾比例高达,70-80%,钾盐,世界上许多地方发现了大量可溶性钾盐矿，除一些存在于死湖和死海的卤水中外，大部分埋在较深的地层内。,许多矿床和卤水的含钾纯度很高，因此便于开采供工农业生产之用，肥料贸易上通称其为钾盐。,钾肥生产集中在几个拥有钾矿的国家，所产钾肥大部分参与国际贸易。加拿大和前苏联生产量占世界,50-60%,，出口量占世界的三分之二。,1998,年钾肥主产国占世界的比重为俄罗斯,27%,、加拿大,36%,、西欧,20%,、以色列和约旦,10%,，这几个国家占到,93%,。近年西欧生产量逐年减少，以德国和法国最为明显。,加拿大,36%,俄罗斯,27%,20%,以色列,/约旦,10%,其他,7%,钾肥生产的分布,西欧,钾肥的国际贸易,主要出口国：加拿大（,44%,）、独联体（,25%,主要是俄罗斯和白俄罗斯）、西欧（,19%,）、以色列和约旦（,12%）,主要是氯化钾、其次是硫酸钾,主要进口国：中国（,14%,）、印度（,8%）,世界钾肥贸易量：进口,2375,万吨、,44,亿美元；,出口,2263,万吨、,26,亿美元,钾肥养分表示,化肥的钾含量以“,K,2,O”,当量表示，但在化肥中没有,K,2,O,存在。,K,2,O,表示是相对钾含量的标准表示法。,把,K,转变为,K,2,O,，,乘以,1.2,即可，把,K,2,O,转变为,K,，,乘以,0.83,即可,二、钾肥的性质特点,1 氯化钾,（含,K,2,O,为60%左右）,占世界钾肥总量的90%以上。,呈白色或淡黄色；,易溶于水，肥效迅速；,有吸湿性，久贮结块；,化学中性，生理酸性肥料。,2 硫酸钾,（含,K,2,O,为50-52%）,白色或淡黄色结晶；,易溶于水；,吸湿性小；,化学中性，生理酸性肥料。,3 草木灰,植物燃烧后的残灰；,含钙、钾较多，其次是磷。以,K,2,CO,3,为主，,K,2,SO,4,次之；其中90%的钾为水溶性，是速性钾肥。,水溶液碱性。,灰类,K,2,O,P,2,O,5,CaO,稻草灰,8.09,0.59,5.90,小麦秆灰,13.80,0.40,5.90,棉籽壳灰,5.80,1.20,5.90,花生壳灰,6.45,1.23,-,向日葵杆灰,35.40,2.55,18.50,小,灌木灰,5.92,3.14,25.09,一般针叶树灰,6.00,2.90,35.00,一般阔叶树灰,10.00,3.50,30.00,草木灰的主要成分（%）,各种化学钾肥的主要理化性状,肥料名称,主要成分的化学式,养分含量（,K,2,O）,酸,碱性,溶解性,物理性状,氯化钾,KCl,60,中性,水溶,有,吸湿性,硫酸钾,K,2,SO,4,50-52,中性,水溶,吸湿性小,窑灰钾,K,2,SO,4,KCl,K,2,CO,3,8-12,碱性,水溶,吸湿性强,K,2,SiO,3,K,3,AlO,4,弱酸性,结块,钾镁肥,K,2,SO,4,MgSO,4,33,中性,水溶液,吸湿性强,4 生物钾肥,1、微生物：钾细菌,2、富钾植物,稻草还田,三、钾肥的施用,1 氯化钾,可作基肥和追肥，不宜作种肥；,酸性土壤上配合施用有机肥或石灰，防酸化；,KCl,为生理酸性肥料,一般作物尽量施用,KCl,，,不用,K,2,SO,4,，,对忌氯作物和盐碱地不宜多用。,2 硫酸钾,可作基肥、追肥、种肥和根外追肥；,施用于各种作物，尤其是喜硫作物：洋葱、韭菜、十字花科；,不易施在还原性强的土壤上（水稻）。,3 草木灰,可作基肥、追肥及盖种肥。（一方面可供养分，另一方面可提高土温，还可减少病虫发生和危害。）,草木灰呈碱性，不能与铵态氮肥、腐熟的人畜粪尿混合施用。,盐碱土壤上涨生长作物的草木灰含大量,NaCl,，,不宜做肥料。,四 提高钾肥肥效的条件,（一）、根据土壤性质施肥,1、土壤供钾水平：优先用于低钾土,2、土壤质地,等量钾肥在砂质土上比粘质土上肥效高；,粘质土上可一次多施，,砂质土上少量多次。,3、土壤含水量：影响作物扩散,（二）、根据作物特性施肥,1、不同作物对钾需求不同,喜钾作物：,糖类：甜菜、马铃薯、甘薯、甘蔗，等；,纤维类：棉、麻，等；,蔬菜类：,2、作物不同品种对钾需求也不同,如，水稻需钾量：,矮秆高秆；粳稻籼稻；杂交稻常规稻,3、不同生育期,临界期：苗期,最大效率期：花期,（三）、合理的施肥技术,1、平衡施肥,供氮、磷基础上施钾；,有机肥多时，钾肥效果差。,2、钾肥种类的选择,喜钾忌氯作物,3、施肥技术,易深施、早施和相对集中施。,思考题,1、钾在植物体内的形态与分布特点,2、钾在植物体内的营养功能及其缺乏、过量的症状表现。,3、土壤中钾的形态与转化特点。,4、钾肥的主要种类、特点及施用。,5、钾可增加作物哪些抗逆性？为什么？,6、为什么称钾为品质元素？,6、为什么,KCl,不适于块根、块茎作物，却适于棉、麻？,7、草木灰的主要成分是什么？,