第五章植物的钾素营养与钾肥 第一节植物的钾营养 第二节植物的土壤钾素营养 第三节常用钾肥的种类、性质和施用 第四节钾肥的合理施用
第五章 植物的钾素营养与钾肥 第一节 植物的钾营养 第二节 植物的土壤钾素营养 第三节 常用钾肥的种类、性质和施用 第四节 钾肥的合理施用
第一节植物的钾营养 钾在植物体内的含量、形态与分布 般作物体内的钾含量(K2O)为0.3%~5%(干 重),与氮素相当,高于磷素的含量。钾在作物体内 的含量应作物和器官的不同有很大差异(表5-1)。就 不同器官来看,谷类作物种子中含量较低,而茎杆中 钾的含量则高。此外,薯类作物的块根、块茎含钾量 也比较高。 钾在作物体不构成任何结构物质或化合物,而是 呈游离状态存在。它以无机盐的形式存在于细胞质或 吸附在原生质胶体表面。钾在作物体内的移动性很强 随着作物的生长,钾不断地向代谢作用旺盛的部位转 移。因此在幼叶、幼芽和根尖中,钾的含量极为丰富, 钾的再利用率也高。缺钾症首先出现在老叶,或中 下部叶
第一节植物的钾营养 一、钾在植物体内的含量、形态与分布 一般作物体内的钾含量（K2O）为0.3%～5%（干 重），与氮素相当，高于磷素的含量。钾在作物体内 的含量应作物和器官的不同有很大差异（表5-1）。就 不同器官来看，谷类作物种子中含量较低，而茎杆中 钾的含量则高。此外，薯类作物的块根、块茎含钾量 也比较高。 钾在作物体不构成任何结构物质或化合物，而是 呈游离状态存在。它以无机盐的形式存在于细胞质或 吸附在原生质胶体表面。钾在作物体内的移动性很强， 随着作物的生长，钾不断地向代谢作用旺盛的部位转 移。因此在幼叶、幼芽和根尖中，钾的含量极为丰富。 钾的再利用率也高。缺钾症首先出现在老叶，或中、 下部叶
表5-1主要农作物中钾的含量(彭克明,1987) 作物 部位含钾(K。O) 作物部位含钾(K2O) 籽粒 0.61 小麦 茎秆 0.73 水稻籽粒 0.30 茎秆 0.90 棉花种子 0.90 块茎 2.28 马铃薯 茎秆 1.10 叶片 81 玉米 籽粒040糖用甜跟 2.13 秆160菜叶片501 籽粒 0.20 谷子 茎秆130烟草叶片410 2.80
表5-1 主要农作物中钾的含量（彭克明，1987） 作物 部位 含钾（K2O） % 作物 部位 含钾（K2O） % 小麦 籽粒 0.61 水稻 籽粒 0.30 茎秆 0.73 茎秆 0.90 棉花 种子 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 跟 2.13 茎秆 1.60 叶片 5.01 谷子 籽粒 0.20 烟草 叶片 4.10 茎秆 1.30 茎 2.80
钾的生理功能 )维持细胞膨压,促进植物生长 细胞的正常结构和形态的维持需要一定的渗透压, K+和C维持植物细胞渗透压的主要离子。缺钾时,渗 透压降低,水分减少,细胞伸展受到影响。 Mengel (1982)认为,对于细胞的正常伸展来说,渗透压 4ⅹ105巴是不够的。由于膨压小,细胞不能充分伸长, 因而叶面积减少,节间缩短,茎变细,抗性降低。缺钾 时膨压减小,水分不足,生物膜、细胞器等受到损害, 代谢活动不能正常开展
二、钾的生理功能 一）维持细胞膨压，促进植物生长 细胞的正常结构和形态的维持需要一定的渗透压， K+和CI-维持植物细胞渗透压的主要离子。缺钾时，渗 透压降低，水分减少，细胞伸展受到影响。Mengel （1982）认为，对于细胞的正常伸展来说，渗透压 4ⅹ105巴是不够的。由于膨压小，细胞不能充分伸长， 因而叶面积减少，节间缩短，茎变细，抗性降低。缺钾 时膨压减小，水分不足，生物膜、细胞器等受到损害， 代谢活动不能正常开展
Figure 7 Figure 8: 13x 05 100 13X p90 2ssss 4 8o LOOX 03 7 02 60 10X Time After Transplant (h) Effect of water stress (0.13 x normal level of water was supplied) on free amino Effect of water stress(0. 13 x normal level of acid content of soybean leaves. water was supplied) on sucrose content of Meyer and Boyer, 1981) soybean leaves. (Meyer and Boyer, 1981)
二)调节气孔的运动 钾离子通过在气孔的保卫细胞和相邻 的叶肉细胞中的流动来调节气孔开闭 Radially oriented H2o:: cellulose K+. Cl H2 microfibrils Guard Guard cells cells Guard cells become go limp turgid Stoma closed Stoma open Stoma closed
二）调节气孔的运动 钾离子通过在气孔的保卫细胞和相邻 的叶肉细胞中的流动来调节气孔开闭
表5-2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 K 气孔状态 渗透压气孔孔径 微米) 104克当量 张开 424 关闭 20
表5-2 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 气孔状态 K+ Na+ CI- 渗透压 （巴） 气孔孔径 （微米） 10-14克当量 张开 424 0 22 35 12 关闭 20 0 0 19 2
三)提高酶活性 钾是生物体中很多酶的活化剂。植物体中约有60多种 酶需要在K+离子的参与下才能充分活化。这些酶包括合成 酶、氧化还原酶和转移酶类等。其活化特点是需要较高的 K+浓度(40~80mM),而其它离子在该浓度时对植物就 产生毒害。一般植物细胞的钾浓度为150mM。 1)合成酶类:乙酰辅酶A、NAD合成酶、谷胱甘肽合 成酶、淀粉合成酶、苹果酸合成酶等 2)氧化还原酶:甘油酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶、琥 珀酸脱氢酶等 3)转移酶类:丙酮酸激酶、6-磷酸果糖激酶 其它:ATP酶等 全两 嗨蛋+辅西 k
三）提高酶活性 钾是生物体中很多酶的活化剂。植物体中约有60多种 酶需要在K+离子的参与下才能充分活化。这些酶包括合成 酶、氧化还原酶和转移酶类等。其活化特点是需要较高的 K+浓度（40～80mM），而其它离子在该浓度时对植物就 会产生毒害。一般植物细胞的钾浓度为150mM。 1）合成酶类：乙酰辅酶A、NAD合成酶、谷胱甘肽合 成酶、淀粉合成酶、苹果酸合成酶等 2）氧化还原酶：甘油酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶、琥 珀酸脱氢酶等 3）转移酶类：丙酮酸激酶、6-磷酸果糖激酶 其它：ATP酶等 全酶 酶蛋白+辅酶 + − + → + K K
30 Figure 3: lon innux in oat roots INFLUX Barley and membrane ATPase activity 20 o Oats Wheat 6 c n 0 Barley 30ATP·3se o Oats Wheat Corn 0 K Concentration(mM)
四)、促进光合作用和同化物的运输 1、促进叶绿体合成 表5-3小麦灌浆期上部节间的叶绿素含量与供钾关系 (H.E. Haeder, 1981) 叶绿素含量(毫克/克鲜重) 日期 K 7月20日 0.7 2.4 2.5 7月25日 1.2 1.3 1.3 7月27日 0.8 12 7月31日 /// 0.5 0.6 8月2日 0.1 0.4
四）、促进光合作用和同化物的运输 1、促进叶绿体合成 表5-3小麦灌浆期上部节间的叶绿素含量与供钾关系 （H.E.Haeder，1981） 日期 叶绿素含量（毫克/克鲜重） K1 K2 K3 7月20日 0.7 2.4 2.5 7月25日 1.2 1.3 1.3 7月27日 / 0.8 1.2 7月31日 / 0.5 0.6 8月2日 / 0.1 0.4