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1、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
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
3、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,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CO2的同化率
4、。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CO2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K2O（%） 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
5、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
6、 9.05 54.7 3.0 86.9 +K 12.50 60.8 3.9 109.9 *单位为molC2H2/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,60多种酶需要K+的激活,果糖激酶 IV 谷胱甘肽合成酶
7、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（Mg2+） ATP磷酸水解酶（Ca2+）,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+H2O+ATP= NAD+PPi+谷氨酸盐+AMP ADP-葡萄糖+（1，4a-D-葡萄基）n= （1，4a-D-葡萄
8、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 H2O+PPi=2Pi ATP+H2O=ADP+Pi ATP+H2O=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=
9、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，
10、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K2O量 籽粒产量 茎腐病
11、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
12、 10.40 ,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
13、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
14、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
15、 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 o
16、r vice versa.,Organic K is only a small part.,二 土壤中钾的转化,交换态钾,水溶性钾,Release and fixation of K+ and NH4+ ions by soil clay,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； NH4+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
17、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（K2O）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
18、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：P2O5：K2O）比例为1：0.38：0.14,钾肥施用量少,氮钾投入
19、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：K2O）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 19
20、89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
21、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。,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“K2O”当量表示，但在化肥中没有K2O存在。 K2O表示是相对钾含量的标准表示法。 把K转变为K2O，乘以1.2即可，把K2O转变为K，乘以0.83即可,二、钾肥的性质特点 1 氯化钾（含K2O
22、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K2O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K2CO3为主，K2SO4次之；其中90%的钾为水溶性，是速性钾肥。 水溶液碱性。,草木灰的主要成分（%）,各种化学钾肥的主要理化性状,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
23、生理酸性肥料 一般作物尽量施用KCl，不用K2SO4， 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
24、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？,