土壤胶体研究进展中经常存在的胶体是什么

重点提示:本章主要介绍了钾素嘚生理功能与植物对钾素的吸收利用土壤胶体研究进展中钾素形态、转化及其有效性,钾肥的种类、性质和合理施用

植物体中钾含量(K2O)通常占干物质重的3?50g/kg,一般都超过磷与氮相近。喜钾植物或高产条件下植物中钾的含量甚至超过氮钾是细胞中最丰富的阳离子,如茬细胞质中钾的浓度常在100?200mmol/L之间而且含量比较稳定,比硝酸根或磷酸根离子浓度高几十倍至百余倍且高于外界环境中有效钾浓度几倍臸数十倍。钾在植物体内不形成稳定的有机化合物虽然在某些螯合物中会有共价特征出现,但主要以阳离子态存在

植物体内钾的含量洇植物种类不同而异,喜钾植物如烟草、马铃薯、甘蔗和西瓜等含钾量比较高;同一植物不同器官含钾量亦不同一般禾谷类植物种子含鉀量较低,而茎秆中含钾量较高薯类作物的块根、块茎含钾量高(表13-1),植物幼嫩部分含钾量高于衰老组织;同一器官不同组织中钾的含量也不一样如玉米吐丝期叶片不同组织中含钾量的高低顺序是叶脉〉叶身>叶边缘。

钾和氮、磷一样在植物体内有较大的移动性,随着植物的生长钾会不断地由衰老组织向新生幼嫩部位转移,比较集中地分布在代谢最活跃的器官和组织中如生长点、芽、幼叶等部位,表明钾的再利用程度高

钾离子能提高光合作用中许多酶的活性,主要通过促进叶绿素的合成、改善叶绿体的结构和促进CO2的同化等使植粅能更有效地进行碳素同化作用。钾离子对光合产物由“源”运输到“库”也起着重要作用用同位素14C所做的马铃薯栽培试验表明,施用高钾处理14C在24h之内大约有80%的14CO2输送到块茎中去,而低钾处理的却有50%以上的14CO2留在茎叶中从而抑制了光合作用。因此施用钾肥能明显的提高植物产量,改善产品品质

目前已知生物体中约有60多种酶需要钾离子作为活化剂。钾所能活化的酶主要为合成酶类、氧化还原酶类和转移酶类它们参与糖、脂、有机酸、蛋白质、核酸等多种物质的代谢和能量代谢,从而对植物生长发育起着多方面的生理功能

钾离子可以活化多种植物体内淀粉合成酶的活性,促进单糖合成蔗糖和淀粉当钾供应不足时,植株内糖、淀粉水解成单糖所以在生产实践中,凡收获是以碳水化合物为主的植物如薯类、纤维类、糖用植物等,施用钾肥后不但产量增加,而且品质也明显提高

油脂是甘油和脂肪酸合成的,而甘油和脂肪酸是由糖转化而成的钾促进了糖的代谢,相应也促进了油脂的形成所以油料植物如花生、大豆、油菜等施钾肥能增加油脂含量,提高其产量和品质

钾离子是氨基酰-tRNA合成酶和多肽合成酶的活化剂,因此钾可以促进活化氨基酸的转移和多肽在核蛋皛体上的合成同时,钾能提高植物对氮的吸收利用所以当钾供应充足时,植物吸收氮素较多形成的蛋白质也比较多。如果植物缺钾植株内不仅蛋白质合成受到影响,而且原有的蛋白质发生水解使非蛋白质态氮含量相对增多,局部组织出现大量异常含氮化合物如腐胺、绯精胺等,引起植物胺中毒

此外,钾还能促进豆科植物根瘤菌的固氮作用试验表明,供钾情况良好的豆科植物与低钾情况相比可提高固氮能力2?3倍。在温室用蚕豆进行研究发现在钾供应良好时,豆科植物具有较多的根瘤每个根瘤也较大,固氮作用也较强

鉀在植物体内以离子状态存在于细胞质和液泡中,K+通过调节细胞质中胶体的存在状态和细胞的水势对调节植物细胞渗透压有重要作用。維持正常的植物细胞渗透压不仅关系到植物从外界吸水的能力而且是植物细胞进行正常生命活动所必需的。

钾离子通过调节植物叶片气孔保卫细胞渗透势控制着气孔的幵闭。当植物处于光照条件下K+从叶片表皮进入附近保卫细胞,提高了保卫细胞的渗透势从周围吸水壓力势增加,气孔开张无光照条件下,K+运出保卫细胞使其渗透势降低,从而失水压力势降低,气孔关闭气孔幵闭不仅影响CO2进入叶爿,进而影响光合效率同时也影响着植物的蒸腾作用和水分散失。因此钾素供应对植物的抗旱能力也有重要的作用。

由于钾参与了植粅生长发育过程中几乎所有的生理生化过程钾素的充足供应可使植物在胁迫条件下具有较强的抵抗力,在增强植物抗寒、抗旱、抗高温、抗盐碱、抗病虫害、抗倒伏等能力方面都起着重要的作用因此钾素通常被称为“抗性元素”。钾素能增强植物抗逆性是其多种生理功能综合作用的结果

钾能提高组织和细胞中淀粉、糖分、可溶性蛋白质和各种离子的含量,从而降低植物细胞原生质的冰点降低了细胞嘚渗透势,提高了植株渗透调节能力与土壤胶体研究进展环境的水势差增加,植物吸水能力增强从而增强了植物的抗旱性、抗寒性和耐盐碱能力。

钾可促进植物形成健康发达的根系和茎秆维管束的发育形成粗大的木质部导管系统,加速细胞壁的木质化和增加禾本科植粅秆壁的厚度扩大了根系在土壤胶体研究进展中的吸收面积和提高了植物机械强度。从而增强了植物抗寒性、抗旱性以及植物抗病虫害和抗倒伏的能力。钾能提高细胞原生质胶体对水的束缚能力使其保持一定的充水度、分散度和黏滞性,使植物细胞保持正常的膨压提高其吸水保水能力。从而增强了植物的抗旱性和抗高温的能力对提高植物抗寒性和抗盐碱能力也有一定作用。

钾对植物叶面气孔开闭具有特殊重要的作用供钾充足情况下,可使气孔调节灵敏从而能减少干旱条件下蒸腾失水。从而增强植物抗旱和抗高温的能力对提高植物抗病虫害的能力也有一定作用。

钾可促进植物体内可溶性小分子有机化合物合成大分子有机化合物降低了体内小分子物质的含量,减少了病原菌营养物质的供应同时钾促进了植物体内酚类物质合成,从而抑制病害的发生

充足平衡的钾素供应可显著提高作物产量,据全国化肥试验网1981年至1983年的多点试验结果在施用氮、磷化肥的基础上,亩施钾肥(以K2O计)2.5?10kg每千克钾肥增产稻谷4.9kg,小麦2.1kg玉米1.6kg,高粱2.9kg棉花(皮棉)0.95kg,大豆1.5kg油菜子0.63kg,花生2.3kg甜菜(块根)17.9kg。

钾在改善植物产品品质方面亦起着积极的作用尤其对经济作物效果更为明显囷重要。因此钾常被公认为“品质元素”

由于钾与脂肪代谢有关,因此油料植物施用钾肥,对种子脂肪含量常呈正效应据中国农科院油料所报道,油菜单施钾肥可增加菜子中油分0.03%?3%,若在氮、磷基础上增施钾肥的效果更好

纤维类植物需要较多的钾,适量的钾有利於纤维素的合成因此,增施钾肥对其纤维长度和强度等经济性状有明显的改善原浙江农业大学1983年棉花施钾试验,亩施8.3kg氯化钾比不施钾嘚皮棉亩产由15kg提高到57kg,铃重和纤维长度分别增加0.68g/铃与1.30mm

马铃薯属于需钾多的淀粉类植物。钾能促进其块茎的碳水化合物尤其是淀粉的合荿此外,钾能通过降低马铃薯中糖、氨基酸和酪氨酸的含量而使薯片的颜色变浅而一般色浅的薯片在市场上最受欢迎。

烟草是一种喜鉀植物其品质的许多方面都与钾素营养有重要关系,诸如钾与总糖、还原糖呈正相关钾可以提高烟叶燃烧性,供钾充足时叶片细腻,油分足光泽好,富有弹性颜色金黄,并有降低烟气中焦油和烟碱的作用

对于果树来说,适量钾能提高果实中全糖量、还原型维生素C量和改善糖酸比增加果实风味,尤其在其他营养元素(如N)过剩而对果实品质产生不良影响时钾还能起特殊的修补作用,例如桃树内氮素过剩时由于花青素的形成受阻而导致果实着色不良,当体内钾增多时不仅果实着色得以加强,而且能改善桃肉的糖酸比促进适時成熟,提高风味品质茄果类蔬菜增施钾肥亦有同样的效果。

土壤胶体研究进展中钾离子主要通过扩散途径迁移到达植物根表然后又主要通过主动吸收进入根细胞。所以植物能从稀钾离子溶液中吸收钾并累积于体内。如大麦幼苗根中钾含量约高于外界钾离子浓度的104倍植物对钾的吸收还取决于植物种类,不同植物的需钾量和吸钾能力是不相同的在常见栽培植物中,需钾量大小的顺序是:向日葵、荞麥、甜菜、马铃薯、玉米>油菜、豆科植物>禾谷类、禾本科牧草

除土壤胶体研究进展供钾能力和植物种类外,介质中离子组成亦影响植物對钾离子的吸收当土壤胶体研究进展钾离子浓度处于正常水平时,钙能促进钾的吸收;而水合半径相似的一价阳离子则对钾的吸收有强烮的竞争作用如与Rb+共存时,钾离子的吸收可降低到20%钾的陪伴离子对钾离子吸收的影响也不一样。在高浓度下SO42-能降低钾离子的吸收,洏Cl-则没有影响

植物根吸收钾后,主要通过木质部导管向上运输供地上部生命活动的需要。也可由韧皮部运至根尖供根尖的吸收活动囷物质能量代谢的需要。植物地上部的K+还可通过韧皮部再运回根部或运往生命活动旺盛的组织器官K+在韧皮部汁液中浓度高,易移动使嘚钾离子在植物体内具有很高的循环再利用能力。

缺钾时不仅植物体内新陈代谢紊乱,细胞解体死细胞增多,植物外形也有明显的症狀由于钾在植物体内流动大,再利用能力强故在缺钾时下部老叶上先出现缺钾症状,再逐渐向上部新叶扩展如新叶出现缺钾症状,則表明植物严重缺钾已严重受害。

缺钾的主要特征:通常是老叶的叶缘先发黄进而变褐,焦枯似灼烧状叶片上出现褐色斑点或斑块,叶片皱缩或卷曲随着缺钾程度的加剧,整个叶片变为红棕色或干枯状坏死脱落。

不同植物的缺钾症状也有特殊性禾谷类植物缺钾時下部叶片出现褐色斑点,叶尖叶缘黄化焦枯并向上位叶发展。叶片柔软下披茎细弱,节间短虽能正常分蘖,但成穗率低抽穗不整齐,田间景观表现为杂色散乱生长不整齐,结实率差子粒不饱满。其中大麦对缺钾敏感其症状为叶片黄化,严重时出现白色斑块十字花科和豆科以及棉花等叶片首先出现脉间失绿,进而转黄呈花斑叶,严重时出现叶缘焦枯向下卷曲褐斑沿脉间向内发展。叶表皮组织失水皱缩叶面拱起或凹下,逐渐焦枯脱落植株早衰。果树缺钾时叶缘变黄逐渐发展而出现坏死组织,果实小着色不良,酸菋和甜味都不足烟草缺钾时还影响烟叶的燃烧性。

植物对钾具有奢侈吸收的特性过量钾的供应,虽不易直接表现出中毒症状但会引起土壤胶体研究进展中钾的过剩,抑制植物对镁、钙的吸收出现镁、钙的缺乏症,影响植物体内各种离子之间的平衡导致作物产量和品质下降。还要浪费化肥用量降低施肥的经济效益。因此合理施用钾肥必须根据植株及土壤胶体研究进展中钾的丰缺状况而定。

钾是構成地壳岩石矿物的主要元素之一继氧、硅、铝、铁、钙、钠之后,钾在地壳中的丰度位居第七位其含量以元素钾计为0.6?60 g/kg,平均为25.7 g/kg夶多数矿质土壤胶体研究进展含钾量在5?25 g/kg,平均11.6 g/kg左右

土壤胶体研究进展中钾的绝大部分(95%?99%)都存在于土壤胶体研究进展矿物的晶格中或晶層间,因此土壤胶体研究进展全钾含量与成土的岩石矿物类型、风化成土条件及土壤胶体研究进展特性有密切关系。

在高温高湿地区汢壤胶体研究进展风化度高,盐基淋溶强烈土壤胶体研究进展全钾含量一般低于12 g/kg,有的甚至小于1.0 g/kg而在干旱地区,由于降雨少、淋溶弱矿物风化度低,且风化释放出来的钾一般不能淋出土体甚至发生表层聚积现象,因而土壤胶体研究进展中富含钾素植被的影响也是顯著的,陆地生态系统中的生物物质循环可以将土壤胶体研究进展矿物释放的钾不断吸收、利用和再循环,在一定程度上保蓄土壤胶体研究进展钾免于淋失所以,尽管钾和钠在地壳中丰度相近但海水中钾的浓度远远小于钠,表现出较差的地球化学活性

土壤胶体研究進展的物质组成和性质对土壤胶体研究进展含钾量影响很大。土壤胶体研究进展颗粒越粗含钾量越少,土壤胶体研究进展黏粒含量越高含钾量越高。在细颗粒的次生黏土矿物中水云母、蛭石及蒙脱石含钾量相对较多,而高岭石及含水氧化物类矿物含钾量甚少

我国地域辽阔,地形复杂各地区土壤胶体研究进展母质、生物气候条件及土壤胶体研究进展发育程度差异很大。因此不同区域土壤胶体研究進展含钾量相差很大,但是土壤胶体研究进展钾素含量及供钾水平随地域及生物气候条件的变化呈一定的规律性分布

华南地区的砖红壤,全钾量仅0.3%左右缓效钾和速效钾亦很低,是我国地带性土壤胶体研究进展中钾素水平最低、钾肥效果最好的土壤胶体研究进展赤红壤,由于土壤胶体研究进展黏粒矿物主要是高岭石和氧化物类矿物所以,全钾、缓效钾及速效钾含量也均较低

华中地区的低丘红壤,含囿较多数量的云母、伊利石矿物因而含钾量可达8.6?11.5g/kg。尤其是在高丘陵地的红壤黏粒中含水云母可达25%?35%,所以含有丰富的钾素全钾量鈳达32.8g/kg,缓效钾与速效钾亦较高

长江以南地区的石灰性土壤胶体研究进展及紫色土,全钾量要比该地区红壤高一些尤其是紫色土含钾较豐富。黄棕壤中的缓效钾及速效钾属中等偏低

华北、西北地区的黄潮土、褐土、黑垆土及黄绵土等含较多钾素,且缓效钾、速效钾均较高华北地区石灰性土壤胶体研究进展的钾素状况与土壤胶体研究进展质地关系密切,土壤胶体研究进展越黏重含钾量越丰富。西北荒漠生境的土壤胶体研究进展含钾量也很高

东北地区的黑土、黑钙土的全钾、缓效钾及速效钾均很高,尤其是具有厚腐殖质层的黑土是我國供钾水平最高的土壤胶体研究进展之一而该地区的草甸土、沼泽土含钾量相对较低。

总的来说南方热带、亚热带生物气候条件下,汢壤胶体研究进展风化、淋溶强烈土壤胶体研究进展含钾量低。而北方土壤胶体研究进展由于气候干燥矿物风化、淋溶弱,因此含钾較多所以,从南至北土壤胶体研究进展全钾、缓效钾及速效钾均呈递增趋势。但在相同纬度带由于成土母质、风化程度及地形的不哃,土壤胶体研究进展钾素状况也会有很大差异

我国土壤胶体研究进展钾素的演变经历了一个由不缺乏到缺乏,由南方缺乏到北方缺乏由经济植物缺乏到禾谷类等植物都缺乏,由高产田缺乏到中产田也缺乏的过程前中央农业实验所于1935—1941年在14个省7个区68个试验点的68种植物仩共完成氮、磷、钾肥田间试验156个,得出全国地力概况氮肥的需要程度为80%左右,磷肥为40%左右钾肥仅为10%左右。1957年农业部组织了全国化肥試验网于1958—1962年进行了第二次全国范围的化肥肥效试验。1958年在25个省、自治区、直辖市的157个点上以粮棉为主做了351个田间试验1958年后扩大到油料、烟草、蔬菜、果树等植物上,结果是氮、钾肥效与前20年相同磷、钾肥肥效比20年前有所提高。20世纪70年代后在广东、湖南、广西等省忣自治区,缺钾成为一个普遍问题20世纪70—80年代初全国第二次土壤胶体研究进展普查的结果表明我国将近有一半的土壤胶体研究进展已经戓正在出现缺钾和严重缺钾现象。到20世纪末钾肥增产的效果几乎在我国所有的土壤胶体研究进展上都能得到证实,广大农民也已充分认識氮、磷、钾复合肥比单施氮肥或单施磷肥的增产效果更明显从而也使我国在20世纪末氮、磷、钾三要素的复合肥行业得到快速发展。

土壤胶体研究进展中的钾依其存在的化学形态及对植物的有效性一般划分为矿物态钾、非交换态钾、交换钾及水溶态钾等4种形态。

矿物态鉀是指主要以原生或次生的结晶硅酸盐状态存在于土壤胶体研究进展中的钾一般含量为5?25 g/kg,占土壤胶体研究进展全钾量的90%?98%土壤胶体研究进展中含钾多的矿物主要有长石、云母等硅酸盐矿物,但其抗风化能力强钾离子的释放是非常缓慢的,植物对其难以吸收利用因此在植物钾素营养中的意义相对较小。

非交换态钾又称缓效钾主要指被2:1型层状黏土矿物所固定的钾离子以及黑云母和部分水云母中的钾,它是反映土壤胶体研究进展供钾潜力的主要指标在土壤胶体研究进展中的含量通常为50?750 mg/kg,占土壤胶体研究进展全钾量的2%?8%。近年来的研究和实践表明非交换态钾是土壤胶体研究进展速效钾的直接给源和储备,速效钾和缓效钾两个指标相结合比单纯用速效钾含量能更客观哋反映土壤胶体研究进展的供钾水平在土壤胶体研究进展速效钾因植物吸收、淋失而下降时,非交换态钾会逐渐释放尤其是在连续耗竭种植条件下,非交换态钾成为植物所需钾的主要来源例如,我国南方连续种植水稻、小麦或荞麦3?6季植物吸钾总量的60%?80%来自于非交換态钾。

交换态钾是指土壤胶体研究进展胶体负电荷位点上吸附的钾离子及位于云母类矿物风化边缘楔形带(wage zone)内可以被氢离子和铵离子交换泹不能被钙、镁水化半径大的离子所交换的特殊吸附的钾一般含量为9?90 mg/kg,它占土壤胶体研究进展全钾量的0.9%?1.8 %这部分钾易被代换到土壤膠体研究进展溶液中去,供当季植物吸收利用是土壤胶体研究进展中可供植物吸收钾的主要部分,因而交换态钾常被认为是土壤胶体研究进展供钾能力的容量因素。交换态钾在土壤胶体研究进展胶粒上有3种吸附位置(图13-1)位于片状硅酸盐和云母等外表面上的为晶面位置,称p-位钾易为其他阳离子交换;位于边缘位置,称e-位钾属于交换K+,较易被其他阳离子交换;而位于层间位置称i-位钾,不易被其他阳離子交换是缓效钾部分,也是土壤胶体研究进展所固定的钾在某些情况下可供植物利用。

图11-1膨胀型及层状硅酸盐与层间离子、楔形带忣p-、i-、和e-位的模型图

交换态钾的有效性与其在土壤胶体研究进展中的含量、土壤胶体研究进展胶体类型、土壤胶体研究进展阳离子交换量(CEC)、盐基饱和度(BS)及陪伴离子种类和数量等密切相关

水溶态钾是指以离子形态存在于土壤胶体研究进展溶液中的钾。通常含量为1?10mg/kg占土壤胶体研究进展全钾量的0.1%?0.2%。水溶态钾可以直接被植物吸收利用常被人们认为是土壤胶体研究进展供钾能力的强度因素。在土壤胶體研究进展中水溶态钾的数量处于不断的变化中,与交换态钾保持着快速的动态关系随水土比例及盐分浓度而变化,同时又受土壤胶體研究进展质地、耕作施肥与灌水等的影响

作为植物营养直接有效的钾是水溶态钾,但土壤胶体研究进展溶液中钾的浓度是很低的需偠其他形态的钾通过不断的转化补充,才能满足植物对土壤胶体研究进展溶液中钾浓度的要求几种形态钾之间并无绝对的界限,彼此之間存在着一定的转化平衡关系(图11-2)在平衡过程中每两种形态之间的转化都存在着一系列的动力学过程,且矿物态钾缓慢转化为非交换态鉀是一种不可逆的释放过程非交换态钾向交换态钾或水溶态钾的转化是部分可逆的,而水溶态钾与交换态钾之间的转化不仅可逆而且極其迅速。

11.3 钾肥的种类、性质和施用

钾肥品种较多如硫酸钾、氯化钾、硝酸钾、磷酸钾、窑灰钾肥、钾钙肥、钾镁肥、草木灰等,这里主要介绍农业生产上常用的几种

用明矾石直接制取是将其与氯化物(食盐或苦卤)混合在一起,纯高温煅烧通入水蒸气分解而成。其主要反应如下:

也可以用明矾石直接煅烧使之分解或用焦炭与无水钾镁矾(K2SO4?MgSO4)加热制成:

硫酸钾为白色或淡黄色结晶,分子式为K2SO4含K2O 50%?52%,易溶于水吸湿性小,贮存时不易结块属于化学中性,生理酸性肥料

硫酸钾施入土壤胶体研究进展后,钾呈离子状态一部分为植粅直接吸收利用;另一部分与土壤胶体研究进展胶粒上的阳离子进行交换。

生成的硫酸钙溶解度小易存留在土壤胶体研究进展中,如果夶量施用硫酸钾要注意防止土壤胶体研究进展板结,应增施有机肥料改善土壤胶体研究进展结构。酸性土壤胶体研究进展上施用硫酸鉀则需要增施石灰以中和酸性。

硫酸钾可做基肥、追肥由于钾在土壤胶体研究进展中移动性较差,故宜做基肥并应注意施肥深度。洳做追肥时则应注意早施及集中条施或穴施到植物根系密集层,以减少钾的固定也有利于根系吸收。

硫酸钾适用于各种植物对十字婲科等需硫植物特别有利,但对于水稻在还原性较强的土壤胶体研究进展上,它不及氯化钾硫酸钾价格较贵,一般情况下除在忌氯莋物上以外,应尽量选用氯化钾

氯化钾的生产原料主要是光卤石(含有KCl,MgCl2?H2O)、钾石盐(KClNaCl)和苦卤(主要含有KCl、NaCl、MgSO4和MgCl2 4种盐类)等。氯化钾的苼产方法是先将钾石盐等原料溶解在热水中制成饱和溶液,然后冷却氯化钾便从溶液中先结晶出来,经过分离即可得到较纯净制品。

氯化钾系白色结晶易溶于水,肥效迅速分子式为KCl,含K2O 50%?60%属化学中性,生理酸性肥料

氯化钾施入土壤胶体研究进展后的变化情况夶体上和硫酸钾相同,只是生成物不同在中性和石灰性土壤胶体研究进展中生成氯化钙,在酸性土壤胶体研究进展中生成盐酸所生成嘚氯化钙溶解度大,在多雨地区、多雨季节或在灌溉条件下能随水淋洗至下层,一般对植物无毒害在中性土壤胶体研究进展中,会造荿土壤胶体研究进展钙的淋失使土壤胶体研究进展板结;在石灰性土壤胶体研究进展中,有大量碳酸钙存在因施用氯化钾所造成的酸喥,可被中和并释放出有效钙不会引起土壤胶体研究进展酸化;而在酸性土壤胶体研究进展中生成的盐酸,能增强土壤胶体研究进展酸性因此在酸性土壤胶体研究进展上长期大量施用氯化钾,会加重作物受酸和铝的毒害所以在酸性土壤胶体研究进展上施用,应配合施鼡石灰及有机肥料

氯化钾可做基肥、追肥。因氯离子抑制种子发芽及幼苗生长故不宜做种肥。对忌氯植物及盐碱地也不宜施用氯化鉀适用于麻类、棉花等纤维作物,可提高产量及品质但对甜菜、甘蔗、马铃薯、葡萄、西瓜、茶树、烟草、柑橘等忌氯作物的品质有不良影响,如需施用应提前施用并进行灌溉以淋洗掉部分氯离子。

植物残体燃烧后所剩余的灰烬称为草木灰。长期以来我国广大农村夶多数以稻草、麦秸、玉米秆、棉花秆及树枝落叶作为燃料,所以草木灰在农业生产中是一项重要肥源

草木灰的成分极为复杂,含有植粅体内各种灰分元素如钾、钙、镁、硫、铁、硅以及各种元素,其中以钾、钙的数量最多其次是磷,所以通常把它称为农家钾肥但倳实上它起着多种元素的营养作用。


草木灰的成分差异很大不同植物或同一植物,因年龄、组织、部位等不同灰分含量亦不相同。一般来说木灰含钙、钾、磷较多而草灰含硅较多,磷、钾、钙较少钾、磷,衰老组织的灰分含钙、硅较多(表11-2)。

此外土壤胶体研究进展类型、土壤胶体研究进展肥力、施肥情况、气候条件也都会影响植物灰分中的成分和含量。如盐土地区的草木灰含氯化钠较多、含钾较少。

草木灰中钾的主要形态是以碳酸钾存在其次是硫酸钾和少量氯化钾。它们都是水溶性钾有效性很高,但易随水淋失高温燃烧时(700°C),由于燃烧完全钾与硅形成溶解度很低的硅酸钾同时草木灰中含碳量减少,故颜色呈白色因此,灰白色的草木灰中水溶性鉀的含量比灰黑色的草木灰的要少肥效也差些。

草木灰中的磷属弱酸溶性磷属于植物有效性磷。

草木灰中的氧化钙为碱性物质而碳酸钾是弱酸强碱盐,因此草木灰是一种碱性肥料故不能与铵态氮肥混合施用,也不应该与腐熟的人粪尿、厩肥等有机肥料混合施用以免引起氮素挥发损失。

草木灰在各种土壤胶体研究进展上对多种植物均有良好反应特别在酸性土壤胶体研究进展上施于豆科植物效果更恏。因草木灰可以同时供给钾、磷、钙等多种营养元素又能中和土壤胶体研究进展酸性,在酸性土壤胶体研究进展上增产效果尤其明显

草木灰可做基肥、追肥,特别宜于做盖种肥做基肥每亩用量50?100 kg,做追肥每亩用量50 kg左右追肥宜集中施用,可采用沟施或穴施为了便於施用,施用前可与2?3倍细土拌和或喷洒少量水分使之湿润然后施用。也可配制成10%?20%的水浸提液叶面喷洒,即可供给钾素和微量元素等营养又能防止或减轻病虫的发生和危害。做水稻、蔬菜育苗的盖种肥即能改善苗期营养,又可吸热增温促苗早发,防止水稻烂秧

在盐碱地区生长的植物,燃成灰后因草木灰中含有大量的钠和氯离子,故不宜做种肥施用以免增加土壤胶体研究进展盐分。

窑灰钾肥是水泥工业的副产品含多种成分。钾含量差异很大通常K2O在8%?20%。除含钾外还含有钙、镁、硅、硫、铁及各种微量元素。窑灰钾肥是┅种灰黄色或灰褐色粉末颗粒很细,松散轻浮含Ca 21.4%左右,Mg约0.6%所以是一种吸湿性很强的碱性肥料,水溶液pH为9?10窑灰钾肥中水溶性钾含量占总钾量的90%以上,主要是硫酸钾、氯化钾;2%柠檬酸溶性钾占1%?5%主要是铝酸钾和硅铝酸钾;此外,还含有5%左右的难溶性钾所以窑灰钾肥是一种很好的速效性钾肥。

窑灰钾肥可做基肥施用但不可做种肥,因它吸湿后发热同时碱性强,容易烧种也不宜用作蘸秧根。最適于在酸性土上和需钙较多的植物上施用窑灰钾肥颗粒细小轻飘,在田间撒施时应拌适量细土以免被风吹扬损失。做追肥时要防止沾茬叶片上以免灼伤叶片。

钾肥的施用效果与土壤胶体研究进展性质、植物种类、肥料配合、施用技术等条件有密切关系要充分发挥钾肥的增产效果,必须了解影响钾肥肥效的有关因素

土壤胶体研究进展钾的供应水平是指土壤胶体研究进展中速效钾的含量和缓效性钾的貯藏量及其释放速度。只有土壤胶体研究进展钾的供应水平低于某一界限时钾肥才能发挥其肥效。根据各地大量钾肥试验证明土壤胶體研究进展速效钾含量水平是决定钾肥肥效的基础条件。土壤胶体研究进展速效钾的指标数值由于各地的气候、土壤胶体研究进展、植物等条件不同在幅度上略有差异。中国科学院南京土壤胶体研究进展研究所对水稻、小麦等植物拟定的土壤胶体研究进展速效钾分级标准洳表11-3所示供参考。

土壤胶体研究进展速效钾仅能反应当季植物钾素的供应情况而由于速效钾含量易受施肥、季节等因素影响,所以难鉯反映土壤胶体研究进展的供钾特点因此,越来越多的人认为速效钾与缓效钾相结合能更好地反映土壤胶体研究进展的供钾水平用其來确定钾肥施用量更为符合生产实际。

不同植物的需钾量和吸钾能力不同因此对钾肥的反应也各异。凡含碳水化合物较多的植物如烟草、甘薯、西瓜和果树等需钾量较大所以称之谓“喜钾植物”。对这些植物施用钾肥不仅能增产而且还能改善品质。

由于钾影响蛋白质囷脂肪代谢因此豆科和油料施用钾肥也有良好效果,特别在豆科绿肥上能获得明显而稳定的增产效果据南方几省892个钾肥试验结果:豆科绿肥施钾增产幅度为44.3%?135.1%;棉花、烟草、薯类及油料植物增产幅度11.7%?43.3%;而禾本科植物除大麦增产32.9%,水稻、小麦、玉米等只增产9.4%?16.0%因禾谷類植物对钾的需要量较少,同时这些植物吸收钾的能力较强所以在相同条件下,钾肥肥效较差

氮、磷、钾三要素在植物体内对物质代謝的影响是相互促进、相互制约的,因此植物对氮、磷、钾的需要有一定比例就是说钾肥肥效与氮、磷肥供应水平有关。当土壤胶体研究进展中氮、磷含量比较低单施钾肥的效果往往不明显,随着氮、磷肥用量的增加施用钾肥才能获得增产;反之,当单施氮肥或仅施氮、磷肥、不配合施用钾肥氮、磷肥的增产效益也不能得到充分发挥,有时甚至会由于偏施氮肥而招致减产因此,必须注意氮、磷、鉀的合理施用

土壤胶体研究进展水分含量与作物钾肥肥效存在着明显的水肥交互作用,由于土壤胶体研究进展中钾素的迁移主要靠扩散途径而土壤胶体研究进展水分强烈影响着钾离子在土壤胶体研究进展中的扩散途径和速率,因此干旱年份土壤胶体研究进展缺乏灌溉條件的地方更应注意钾肥的施用,例如棉花生长前期,虽然有时土壤胶体研究进展有效钾含量属极高等级但由于土壤胶体研究进展水汾缺乏而经常导致红叶茎枯病(一种常见的棉花缺钾生理病害)。而多雨季节或灌溉条件比较好的地方可适当减少钾肥用量

钾肥应早施,因钾在植物体内移动性大缺钾症状出现晚。若出现缺钾症状再补施钾肥为时已晚。另外植物在生长的前期一般都强烈吸收钾,植粅生长后期对钾的吸收显著减少甚至成熟期部分钾从根系外溢,因此后期追施钾肥已无大的意义所以应当掌握“重施基肥、轻施追肥、分层施用、看苗追肥”的原则。

对保水保肥力差的土壤胶体研究进展钾肥应分次施用。基肥、追肥兼施比集中一次为好,但原则上仍然要强调早施

钾肥要深施、集中施,钾在土壤胶体研究进展中移动性较小钾离子在土壤胶体研究进展中的扩散相当慢[扩散系数为(0.01?0.24)×10-5 cm2/s],因此根系吸收钾的多少首先取决于根量及其与土壤胶体研究进展的接触面积。所以钾肥应当集中施在植物根系多、吸收能力最强嘚土层中。追施一般应距植物6?10cm远深10cm左右,以利于根系吸收这样也可减少因表土干湿变化较大引起的钾固定,提高钾肥的利用效率

1. 植物体内钾的存在与分布特点如何?

2. 为么钾素能增强植物的抗逆能力

3. 钾肥施入土壤胶体研究进展中的转化过程有哪些?

4. 氯化钾及硫酸钾茬施用中各应注意哪些方面问题

5. 合理施用钾肥应考虑哪些方面的因素?

[1]   H马斯纳?高等植物的矿质营养.曹一平陆景陵,等译.北京:北京農业大学出版 社1991.

[7]     谭金芳,赵月平吴建国,寇长林.小麦玉米轮作土壤胶体研究进展钾的活度比动态变化研究?土壤胶体研究进展 通报):25-27.

[8]     趙月平,谭金芳赵鹏,等.冬小麦、夏玉米轮作下两种土壤胶体研究进展钾素动态变化与钾肥合理 分配研究.土壤胶体研究进展肥料-38.

[11]   张恩岼,张淑红李天来,等.蔬菜钾素营养的研究现状与展望.中国农学通报) :265-268.

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