土壤钾素与钾肥

第三节土壤钾素与钾肥•地壳中钾的含量(平均)约为2.3%，大部分土壤含钾量为0.5%~2.5%，平均为1.2%。红壤、砖红壤等风化强烈，是含钾量最低的土壤种类。一、土壤中的钾素含量和形态(一)含量•我国地域性分布规律：由北向南、由西向东渐减，西北南东渐减渐增东南地区土壤多缺钾。分为矿物态钾、缓效态钾以及速效态钾(水溶性钾和交换性钾)。1.矿物态钾占全钾量的90%~98%，存在于微斜长石、正斜长石和白云母中，以原生矿物形态分布在土壤粗粒部分。(二)形态2.缓效态钾约占全钾量的2%，最高可达6%。主要为晶层固定态钾和存在于次生矿物如水云母和以及部分黑云母中。钾的晶格固定作用：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+进入晶格的孔穴中，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。它难以与其它离子产生离子交换，所以是非交换性钾。3.速效性钾占全钾的l%~2%其中交换性钾约占90%水溶性钾约占l0%☻速效性钾是植物可以利用的形态(三)土壤中钾素的转化矿物态钾缓效态钾交换性钾有机体中的钾水溶性钾风化风化分解生物固定生物固定解吸晶格固定吸附固定作物残茬、厩肥化学钾肥缓效性钾矿物土壤中有效钾钾肥的当季利用率约为40%~70％土壤中有效钾增加和减少的途径：作物吸收淋洗损失迳流损失固定第三节钾肥的种类、性质及施用最原始的施钾方法是使用草木灰；自1860年起，德国开采钾盐矿制得氯化钾和硫酸钾，开始了钾肥的工业化生产。目前，世界各国生产的钾95％用作肥料。钾肥品种中，氯化钾约占95％，硫酸钾约占5％；硝酸钾、碳酸钾少量我国的钾肥生产与氮、磷、钾比例年份产量(×104t，K2O)N:P2O5:K2O19580.11:0.28:0.00719700.51:0.60:0.00319802.01:0.23:0.00219904.61:0.28:0.003199512.21:0.25:0.007200186.01:0.30:0.022005～1201:0.37:0.03我国的钾肥生产与氮、磷、钾比例1.成分和性质成分：KCl，含K2O50%~60%(含K52%，Cl47.6%)性质：白色、淡黄色或紫红色结晶易溶于水，呈化学中性有吸湿性，久存会结块生理酸性肥料三、常用钾肥的性质和施用（一）氯化钾加拿大红色钾肥青海盐湖钾肥股份有限公司——“盐桥”牌氯化钾氯化钾2.在土壤中的转化(1)阳离子交换反应在土壤溶液中，KClK+＋Cl-K+与土壤胶体上的离子发生离子交换(2)土壤对钾的固定晶格固定：在土壤干湿交替影响下，速效性钾进入2:1型粘土矿物晶片层间而被固定的现象。(3)钾的释放和淋失★在中性与石灰性土上：K+与胶体上的Ca2+产生代换作用，形成CaCl2反应式：结果：多雨地区或季节，钙易淋失措施：中性土——土壤脱钙板结配施石缓冲性小的土壤，逐渐酸化灰肥料石灰性土：生理酸性可被中和，土壤不会酸化，且会释放有效钙，利于植物吸收[土壤胶粒]Ca2++2KCl[土壤胶粒]K+K++CaCl2(1)阳离子交换反应★酸性土壤：K+与胶体上的H+、Al3+、Ca2+产生离子交换反应式：结果：①使土壤pH值迅速下降(土壤活性酸增加、且肥料为生理酸性盐)；②易对植物产生铝毒(大量Al3+存在)；③使钙淋失(K+与Ca2+代换产生CaCl)措施：应配施石灰和有机肥料[土壤胶粒]+2KCl[土壤胶粒]K+K+H+H++HCl影响因素：①粘土矿物种类：2:1型粘土矿物引起②田间水分状况：干、湿交替，促进固氮③土壤反应：pH下降，固定减少④铵离子：先存在先被固定⑤土壤质地：越粘重，固钾能力越强⑥钾的用量：增加，固定量也增加结果：使速效性钾转化为缓效性钾，降低了钾的有效性3.施用(1)方法：可作基肥、追肥施用，不宜作种肥。?(2)土壤：在酸性和中性土壤作基肥时，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。(3)作物：适宜一般作物；含有47.6%C1-，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有良好的作用；不宜忌氯作物，如马铃薯、甘薯、甜菜、柑桔、烟草、茶树等。(4)用量：K2O60～90kg/hm2（二）硫酸钾(potassiumsulphate)1.成分与性质成分：K2SO4，含K2O50%~54%(含K43.8%,S17.6%)性质：白色或淡黄色结晶；溶于水，呈化学酸性；吸湿性小；生理酸性肥料硫酸钾2.在土壤中的转化(与KCl相似)交换作用反应式：结果：★中性和石灰性土壤上生成CaSO4，其溶解度比CaCl2小，使土壤脱钙程度较小，酸化速度比氯化钾缓慢；★酸性土壤上生成H2SO4，①使土壤pH值迅速下降；②易对植物产生铝毒；③使土壤板结。措施：配施石灰和有机肥[土壤胶粒]Ca2++K2SO4[土壤胶粒]K+K++CaSO4K+K+H+H+[土壤胶粒][土壤胶粒]+K2SO4+H2SO43.施用适合各种作物和土壤，可作基肥、追肥、种肥及根外追肥。在酸性土壤上应与有机肥、石灰等配合施用；在通气不良的土壤中尽量少用。穴施注意：硫酸钾的价格比氯化钾昂贵，因此通常情况下应尽量选用氯化钾，减少施肥的投资，增加经济效益。但对于缺硫或硫含量不很丰富的土壤、需硫较多的作物、对氯敏感的作物、需优先保证品质的作物等均应优先选用硫酸钾。缺硫的水稻土(三)草木灰(plantash)1.烧制：草木灰是植物熏烧后的残灰熏烧——见烟不见火，其中90％的钾为K2CO3若高温燃烧，则以K2SiO3为主(K2CO3+SiO2K2SiO3+CO2)2.成分和性质(1)成分：含有灰分元素，如Ca、Mg、P、Fe和其它微量元素等。其中Ca、K较多，P次之。草木灰影响草木灰成分的因素：①作物类型：木灰含Ca、K、P较多草灰含硅较多，K、P、Ca较少稻壳灰养分含量最少②植物部位：幼嫩组织，K、P较多衰老组织，Ca、Si较多③土壤、施肥、气候等(2)性质：①深灰色粉末；②其中钾的形态以碳酸钾为主，其次是硫酸钾和氯化钾，都是水溶性钾，可被植物直接吸收利用；③其中的磷是枸溶性磷，对作物是有效的；④呈化学碱性(在酸性土壤上使用不仅能供钾，而且可以降低酸度，并可补充Ca、Mg等元素)草木灰3.施用适用于各种土壤，大多数作物可作基肥、追肥和根外追肥，也可作盖种肥作追肥时可进行叶面撒施，这样不仅能供应养分，而且能防止和减轻病虫害的发生和危害。作盖种肥可以保持土壤表面湿度，吸热增温，改善苗期营养，促苗早发，并可防止小鸟啄食种子注意：草木灰是碱性肥料，不能与铵态氮肥、腐熟的有机肥料混合施用，以免造成氨的挥发损失。制造原料和原理：制造水泥时，原料中的铝硅酸钾矿物经高温(1100℃)煅烧,产生氧化钾气体进入烟道后，和煤燃烧时产生的二氧化碳或二氧化硫发生反应生成硫酸钾和碳酸钾。如在配料中掺入氯化物（如CaCl2），则可生成氯化钾。K2O＋SO2＋1/2O2K2SO4K2O＋CO2K2CO3所生成的硫酸钾或碳酸钾，在随气流从高温区向低温区移动中，因温度降低而凝结成极细的晶体颗粒并吸附在粉尘上。粉尘回收后，再经风选就可获得窑灰钾肥。（四）窑灰钾肥：水泥工业的副产品物理性状：1.灰黄色或灰褐色粉末2.所含的钾中：90％是作物能直接吸收利用的水溶性钾，主要是硫酸钾、碳酸钾等；1%~5％是能溶于2％柠檬酸的钾，主要是铝酸钾和硅铝酸钾；少量未分解的钾长石、黑云母等含钾矿物3.吸水后会发热，同时又是强碱性肥料，很容易烧坏种子。窑灰钾肥1.施用前先加少量湿土拌和，以减少飞扬损失。2.可把少量窑灰钾肥拌入有机肥料堆中以促进有机肥料的分解。3.作追肥时必须防止肥料沾在叶片上，早晨有露水时不能施用。4.窑灰钾肥是强碱性肥料，因此不可与铵态氮肥混合施用，以免引起氮素的挥发损失。5.不可与过磷酸钙混合，否则会降低磷肥的肥效。6.窑灰钾肥最适于在酸性土壤上施用，或施在需钙较多的作物上。7.可作基肥或追肥，但不可作种肥、不适合用来沾秧根。使用注意事项：常用的含钾肥料窑灰钾肥氯化钾硫酸钾草木灰磷酸二氢钾硝酸钾三、钾肥的合理分配和施用一、土壤供钾能力与钾肥的分配土壤供钾水平是指土壤中速效性钾的含量和缓效性钾的贮藏量及其释放速度。在供钾水平较低时，钾肥的肥效才明显表现。土壤速效钾水平与当季作物钾肥肥效的关系等级速效钾/mg·kg-1钾肥施用效果极低33增产效果极显著低33~67一般有增产效果中67~125一定条件下钾肥有效高125~170施用钾肥一般无效极高170不需要施用钾肥影响土壤供钾能力的因素:1.土壤速效钾含量2.土壤缓效钾贮量及其释放速率3.土壤质地：施肥后，砂质土肥效较快，但不持久在生产上，应将钾肥优先分配在缺钾的砂质土壤上。水溶性钾交换性钾缓效性钾矿物态钾和有机残留物强度容量快慢很慢二、作物需钾特性与钾肥肥效（一）作物种类对钾的要求作物对钾的要求作物种类需钾情况原因喜钾作物：薯类作物纤维作物、糖料作物较多钾与碳水化合物代谢关系密切油料作物：芝麻、油菜等油脂是由碳水化合物转变而来的豆科作物：大豆、花生等钾能促进根瘤菌的固氮作用叶用作物：烟草、茶、桑等钾均有多方面的功能果树：香蕉、葡萄等钾与碳水化合物代谢关系密切禾谷类作物、禾谷类牧草较少吸钾能力较强－SOP＋SOP钾素对薯类作物的影响同一作物，不同品种需钾不同，如水稻：矮秆高产良种高秆品种粳稻籼稻杂交稻常规稻；晚稻早稻（二）作物不同生育期对钾的需要一般作物钾的临界期在苗期，因此钾肥一般用作基肥，特别是生育期短的作物。如果基肥、追肥分开施，追肥应在最大需钾期前尽早施入。（三）作物根系特性与钾肥施用1.须根作物从土壤中吸取的钾比直根作物的多因为钾在土壤中移动性较小，钾离子的扩散也很慢，所以根系吸钾的多少，首先取决于根量及其与土壤的接触面积。2.CEC小的根，吸收一价阳离子较多，CEC大的根吸取二价阳离子较多例如，禾谷类作物根的CEC只有双子叶植物的1/3～1/5，但吸钾能力较双子叶植物的强；双子叶作物中，大豆根系的CEC较大，其吸钾能力较弱，因此，施用钾肥的效果良好。钾肥品种作物土壤施用方法氯化钾一般作物不宜忌氯作物对于纤维作物效果较好不宜用于盐(碱)土基肥、追肥硫酸钾各种作物，尤其是喜硫植物不宜用于还原性强的土壤基肥、追肥、种肥、根外追肥草木灰大多数作物宜各种土壤基肥、追肥、根外追肥、盖种肥三、钾肥种类的合理分配钾肥品种的合理使用四、肥料配合与钾肥肥效(1)钾与氮、磷配合，利于肥效的充分发挥一定P水平下，N、K配施时，植株体内K2O/N比值增高，而可溶性非蛋白质氮占全氮的比例降低，说明NK配合施用可以促进水稻对N、K的吸收及其在体内保持一定的平衡，也促进了N在体内的转化和蛋白质合成。(2)含有效钾素较多的有机肥料用量高时，可少施或不施化学钾肥。五、钾肥的施用技术与钾肥肥效用量：K2O60～90公斤/公顷技术：深施（6～12cm以下）早施（重施基肥，看苗早施追肥）相对集中施（宽行作物以条施、穴施或沟施效果较好，窄行作物可以撤施）穴施撒施