2022年医学专题—第六章--钾素营养和钾肥(1).ppt

第六章 钾素营养(yngyng)与钾肥 施用,第一页，共五十五页。,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(ync)，钾营养也引起了人们的重视。,钾,第二页，共五十五页。,第一节 植物(zhw)的钾素营养,一、植物体内钾含量(hnling)、形态与分布1.含量植物体内钾含量(K2O)一般为植株干重的l5，是植物体中含量最多的金属元素。钾在体内的浓度比NO3-N、磷酸离子高几十倍至百余倍，比外界钾离子高几倍至几十倍。,第三页，共五十五页。,主要农作物不同部位(bwi)中钾的含量（%）,作物(zuw),部位(bwi),含,K,2,O,作物,部位,含,K,2,O,第四页，共五十五页。,2.形态钾在植物体内以离子形态、水溶性盐类或吸附在原生质表面等方式存在，而不是以有机化合物的形态存在。3.分布钾在植物体内具有较大的移动性，主要分布在代谢最活跃(huyu)的器官和组织中。,第五页，共五十五页。,二、钾的营养(yngyng)功能,(一)作为许多酶的活化剂 生物体内钾能作为60多种酶的活化剂，所以(suy)钾能促进多种代谢反应。,活化离子(lz)与非活化离子(lz)对酶变构作用的影响,第六页，共五十五页。,(二)促进(cjn)光合作用,钾能提高植物光合磷酸化作用(zuyng)，使单位重量叶绿体产生的ATP增加。,叶绿体在光下形成(xngchng)H+梯度和阳离子流,第七页，共五十五页。,钾对叶绿体中ATP合成(hchng)的影响,作物(zuw)蚕豆菠菜向日葵,干物质(wzh)中K2O（%）3.701.005.531.144.701.60,ATP的数量（mol/h/g.叶绿素）216143295185102 68,第八页，共五十五页。,(三)促进(cjn)糖代谢,钾不足时，植株内糖、淀粉水解为单糖；钾充足时，活化了淀粉合成酶，单糖向合成蔗糖、淀粉方向进行。钾能促使糖类向聚合方向进行，对纤维的合成有利。所以钾肥对棉、麻等纤维类作物有重要的作用。钾还能促进光合产物向贮藏器官(qgun)的运输，这不仅能消除光合产物在叶部累积而抑制光合作用的继续进行，还能使各组织生长发育良好。,第九页，共五十五页。,(四)促进(cjn)氮素吸收和蛋白质的合成,促进氮素吸收(xshu)钾能大大提高作物对氮的吸收利用，并很快变为蛋白质。钾充足，进入体内的氮较多，形成的蛋白质较多；如果钾不足，体内蛋白质合成受到影响，而且原来的蛋白质产生分解，使非蛋白质氮相对增多，同时影响对氨的利用，造成氨的累积，易产生氨毒。,第十页，共五十五页。,(五)钾能促进植物(zhw)经济用水,促进根系对水分的吸收 钾离子以高浓度累积在细胞中，因此，细胞壁渗透压增大，水分便从低浓度的土壤溶液中向高浓度的根细胞中移动，直至渗透压和膨压达到平衡(pnghng)为止。膨压是细胞扩张的动力，它从细胞内为细胞壁的延伸或细胞分裂提供必需的压力。,第十一页，共五十五页。,钾能调节气孔的运动，有利于作物(zuw)经济用水。作物(zuw)的气孔运动与渗透压、压力势有密切关系。,钾的营养(yngyng)功能,钾与气孔(qkng)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,(10-14mol)bar*(m),第十二页，共五十五页。,（六）增强植物(zhw)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(yngyng)功能,第十三页，共五十五页。,抗盐性：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；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(shjin)，增加千粒重；,增强(zngqing)植物的抗逆性,第十四页，共五十五页。,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；抗高温：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(hchng)；调节气孔和渗透，提高作 物对高温的忍耐能力；,第十五页，共五十五页。,施钾对玉米产量及茎腐病发病率影响(yngxing)施K2O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,第十六页，共五十五页。,钾还能减轻过量(guling)Fe2+、Mn2+和硫化氢等还原物质的危害。钾能增强作物的抗病能力 原因有：1、供钾充足时，植物内可溶性氨基酸和单糖在体内积累得很少，减少了病原菌的营养来源；2、钾供应充足时，可使细胞壁增厚，表皮细胞硅质化程度增加，因而抗病菌侵入的能力也相应增强；3、钾水平高时体内酚类的合成增加，因为植物抗病能力与体内酚化合物的生物合成量成正相关。因此，钾充足可以提高抗病力。,第十七页，共五十五页。,（七）钾对作物品质(pnzh)的影响,钾充足，不但能使作物产量增加(zngji)，而且可以改善作物品质，钾通常被称为“品质元素”如：1.油料作物的含油量增加2.纤维作物的纤维长度和强度改善3.淀粉作物的淀粉含量增加4.糖料作物的含糖量增加5.果树的含糖量、维C和糖酸比提高，果实风味增加6.橡胶单株干胶产量增加，乳胶早凝率降低7.提高和降低水稻和啤酒大麦蛋白质含量8.有利果实正常着色,第十八页，共五十五页。,施钾对大麦(dmi)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 9.36NPK 0.20 0.20 0.42 0.135 46.5 10.40,第十九页，共五十五页。,缺钾时，老叶叶尖和叶缘发黄，出现褐色斑点，甚至成为斑块，逐渐枯萎。但叶中部靠近叶脉附近仍保持原来的绿色。严重缺钾时幼叶也会出现同样(tngyng)的症状。禾谷类作物缺钾时，先在下部叶片上出现褐色斑点，然后枯黄。水稻缺钾易出现胡麻叶斑病的症状，发病植株新叶抽出困难，抽穗不齐。症状由下至上发展。,五、钾营养失调(shtio)的症状,第二十页，共五十五页。,棉花缺钾时，中部叶片(ypin)首先出现叶肉失绿，进而转为淡黄色，叶表皮组织失水皱缩，叶面拱起，叶缘下卷，花铃期在主茎中上部叶的叶肉呈黄色或黄白色花纹，继而呈红色，称之为黄叶茎枯病或红叶茎枯病。严重时叶片(ypin)焦枯脱落。玉米缺钾时，所形成的果穗尖端呈空粒，如能够形成籽粒也不充实，淀粉含量低。,第二十一页，共五十五页。,K,第二十二页，共五十五页。,K,第二十三页，共五十五页。,第二十四页，共五十五页。,自左至右，依次(yc)为油菜幼叶至老叶，缺磷油菜叶片从暗紫发展至紫红色。,第二十五页，共五十五页。,图为缺钾的番茄叶片，其症状是叶缘和叶脉(ymi)间黄化，叶脉(ymi)仍保持绿色。,缺钾,第二十六页，共五十五页。,K,第二十七页，共五十五页。,缺钾易发生(fshng)筋腐病，着色差,第二十八页，共五十五页。,第二节 土壤中钾的形态(xngti)和转化,地壳中钾的含量(平均)约为2.3%，大部分土壤含钾量为0.52.5%，平均为1.2%。红壤、砖红壤等风化(fnghu)强烈，是含钾量最低的土壤种类。我国地域性分布规律：由北向南，由西向东渐减，东南地区土壤多缺钾。,一、土壤中的钾素含量(hnling)和形态（一）含量,第二十九页，共五十五页。,分为矿物态钾、缓效态钾以及速效性钾(水溶性钾和交换性钾)。1.矿物态钾占全钾量的9098%，存在于斜长石、正斜长石和白云母中，以原生矿物形态分布在土壤(trng)粗粒部分。,（二）形态(xngti),第三十页，共五十五页。,2.缓效态钾占全钾量的2%8%。主要存在与晶层固定态钾和次生矿物如水云母等以及部分黑云母中的钾。有些次生粘土矿物晶层(主要为2:1型粘土矿物)吸水膨胀，使半径与晶格孔隙半径相当的K+进入晶格的孔中，而当失水以后晶层收缩，落入孔穴中的K+较难回复到自由状态，这种现象称为钾的晶格固定作用(zuyng)。它难以与其它离子产生离子交换，所以是非交换性钾。,第三十一页，共五十五页。,3.速效性钾（植物(zhw)可利用的钾）占全钾的0.l%2%，其中交换性钾占90%，水溶性钾占l0%左右。,二、土壤(trng)中钾素的转化,矿物(kungw)态钾 缓效态钾 交换性钾 水溶性钾 有机体中的钾,风化 风化 解吸 晶格固定 吸附固定 分解 生物固定 分解,流失,第三十二页，共五十五页。,钾的晶格(jn)固定,第三十三页，共五十五页。,影响钾固定(gdng)的因素,粘土矿物种类：2:1型的蛭石伊利石蒙托石，1:1型的高岭石几乎不固定钾土壤水分：干湿交替(jiot)会促进钾的固定，干旱则固定的钾增多 pH值：中性和石灰性土壤比酸性土壤固定的钾要多 NH4+的多少：NH4+与K+离子竞争结合位置，先入为主原则。,第三十四页，共五十五页。,世界(shji)钾矿资源,天然钾盐矿，一是古代(gdi)海湾经地壳变动成为陆地湖泊，海水蒸发后盐类结晶而成；二是陆地盐湖蒸发后盐类结晶而成。钾矿贮量最大的国家是俄罗斯和加拿大，分别为240亿吨和180亿吨。德国贮量为60亿吨。我国钾矿贮量仅为1亿吨。,第三十五页，共五十五页。,K,第三十六页，共五十五页。,第三节 钾肥(jifi)的种类、性质及施用,一、氯化钾(KCl)(一)成分和性质：含K2O 60%左右，呈白色或淡黄色或紫红色结晶，是溶于水的速效性钾肥，是一种生理酸性肥料。(二)在土壤中的转化 在土壤溶液中钾呈离子(lz)状态，与土壤胶体产生离子(lz)交换：,第三十七页，共五十五页。,酸性土壤中，K+与胶体上的H+、Al3+产生离子交换，使H+浓度升高，再加上生理酸性的影响(yngxing)，使pH值迅速下降，而且大量Al3+存在易产生铝毒，所以应配施石灰和有机肥。中性土壤中，K+与胶体上的Ca 2产生代换作用，形成CaCl2，因为CaCl2溶解度大，易引起Ca的淋失，如长期使用，会使土壤板结。由于KCl的生理酸性，会使土壤变酸，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，不致变酸。,第三十八页，共五十五页。,氯化钾的性质(xngzh),氯化钾(KCl)含K2O 5060，纯品为白色结晶，含少量杂质时呈微黄色，粉红色等，易溶于水，吸湿性小，物理性状良好(lingho)，化学性质稳定。,第三十九页，共五十五页。,(三)施用(shyng),可作基肥、追肥施用，不宜作种肥。作基肥时在酸性和中性土壤上应与磷矿粉、有机肥、石灰等配合施用，一方面防止酸化，另一方面促进磷矿粉中磷的有效化。KCl含有C1-，对象马铃薯、甘薯、甜菜、柑桔、烟草、茶树等的产量和品质有不良影响，不宜多用。氯化钾特别适于棉花、麻类等纤维作物，因为C1-对提高纤维含量和质量(zhling)有良好的作用。,第四十页，共五十五页。,二、硫酸钾(K2SO4),(一)成分与性质 含K2O 50%52%左右，为白色结晶，溶于水，是生理酸性肥料。(二)在土壤(trng)中的转化 与KCl相似。但在中性土壤中的Ca2+形成的产物为CaSO4，溶解度比CaCl2小，对土壤脱钙程度也较小，酸化速度比氯化钾缓慢。,第四十一页，共五十五页。,硫酸钾的性质(xngzh),硫酸钾K2SO4含钾K2O50，含硫18。纯品为白色结晶，含少量杂质时呈微