第十一章 钾素营养与
钾肥 施用
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
主要内容 要求
植物的钾素营养 了解
(掌握钾素的失调症状及其原因 )
土壤中的钾素及其转化 了解
钾肥的种类、性质及其施用 掌握
钾肥的合理施用 掌握
第一节 植物的钾素营养
一、植物体内钾的质量分数、形态与分布
1.质量分数
植物体内钾含量 (K2O)一般为植株干重
的 l％ ~5％，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。
主要农作物不同部位中钾的含量 （ %）
作物 部位 含 K2O 作物 部位 含 K2O
小麦 籽粒 0.61 水稻 籽粒 0.30
茎秆 0.73 茎秆 0.90
棉花 籽粒 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 根 2.13
茎秆 1.60 块茎 5.01
谷子 籽粒 0.20 烟草 叶片 4.10
茎秆 1.30 茎 2.80
植物组织含钾量变化对细胞质
和液泡中钾浓度影响
干物质含钾量（ %）
细胞质
液泡
0 1 2 3 4 5
K+
浓
度
300
200
100
0
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 代谢最活跃的器官 和组织中。
二、钾的营养功能
(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，所以钾能促进多种代谢反应。
活化离子与非活化离子对酶变构作用的影响
(二 )促进光合作用
? 钾能提高植
物光合磷酸
化作用, 使
单位重量叶
绿体产生的
ATP增加 。
叶绿体在光下形成 H+梯度
和阳离子流
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（ μmol/h/g.叶绿素）
216
143
295
185
102
68
钾能促进光合作用, 提高 CO2
的同化率 。 钾对光合作用的影
响是：
⑴ 钾能促进叶绿素的合成；
⑵ 钾能改善叶绿体的结构；
⑶ 钾能促进叶片对 CO2的同化 。
钾的营养功能
钾与光合作用 K
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
钾能促进光合作用产物的运输
(三 )促进糖代谢
? 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。
(四 )促进氮素吸收和蛋白质的合成
? 促进氮素吸收
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 。
?促进蛋白质和核蛋白的形成
蛋白质和核蛋白的合成需要 Mg2+,K+作
为活化剂。核酸的形成首先是核苷酸的合成，
它是由 5—磷酸核糖合成腺苷一磷酸 (AMP)和
鸟苷一磷酸 (GMP)，这个过程的有关酶需要
钾离子激活。氨基酸活化后，由转移核糖核
酸 (tRNA)将活化的氨基酸带到核糖体的信使
核糖核酸 (mRNA)，然后合成多肽，这一过程
需要 Mg2+, K+。
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 ) (g) (g)
───────────────────────
-K 9.05 54.7 3.0 86.9
+K 12.50 60.8 3.9 109.9
───────────────────────
*单位为 μmolC2H2/g根瘤 /hr
(五 )钾能促进植物经济用水
? 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 。
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
钾与气孔运动
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* (μm)
? 钾通过影响气孔的开闭来调节水分蒸腾和二氧化
碳进入叶片的过程
在白天, 通过光合磷酸化在保卫细胞中产生
ATP,K+活化 ATPase,促使能量释放, 促进包括
K+在内的养分的吸收, 钾会在保卫细胞中以较高
浓度积累起来, 平衡积累 K+的主要阴离子电荷是
苹果酸 。 由于渗透压增高, 促使保卫细胞从周围
吸收更多的水分, 随之膨压增加, 使气孔开放,
从而有利于二氧化碳的进入, 提高光合作用的效
率 。
（ 六 ） 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；
抗倒伏：促进作物 茎秆维管束的发育, 使茎壁增厚, 髓腔
变小, 机械组崐织内细胞排列整齐 。
抗早衰,延长籽粒灌浆时间, 增加千粒重；
增强植物的抗逆性
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；
调节气孔和渗透, 提高作物对高温的忍耐能力；
增强植物的抗逆性
施钾对玉米产量及茎腐病发病率影响
──────────────────────
施 K2O量 籽粒产量 茎腐病发病率
(kg/ha) (t/ha) (％ )
──────────────────────
0 4.48 35
300 6.91 19
600 8.73 8
──────────────────────
? 钾还能减轻过量 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 。
三、植物对钾 (K＋ )的吸收
（一）主动吸收 占主导地位
具有自动调节功能
（二）被动吸收
外界 K＋ 浓度过高时，
吸收曲线呈“二重
图型”
钾离子浓度
钾
的
吸
收
速
率
主动吸收
被动吸收
四、钾对作物产量和品质的影响
钾充足，不但能使作物产量增加，而且
可以改善作物品质，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
钾通常被称为,品质元素”
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 10.40
──────────────────────
? 缺钾时, 通常老叶叶尖和叶缘发黄, 进而变褐, 逐
渐枯萎 。 在叶片上往往出现褐色斑点, 甚至成为斑
块, 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的症状 。
? 禾谷类作物缺钾时, 先在下部叶片上出现褐色斑点,
严重缺钾时新叶也会出现这样的症状, 然后枯黄,
症状由下至上发展 。 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 。
五、钾营养失调的症状
? 棉花缺钾时, 苗期和蕾期主茎中部叶片首先出现
叶肉缺绿, 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, 有人
称之为黄叶茎枯病或红叶茎枯病 。 严重时叶片焦
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。
K
K
自左至右，依次为油菜幼叶至老叶，缺磷油菜叶片从暗紫发展至紫红色。
K
K
K
图为缺钾的番茄叶片，其症状是叶缘和叶
脉间黄化，叶脉仍保持绿色。
缺钾
K
K
K
K
K
K
K
K
K
钾利于果实着色 K
K
K
缺钾易发生筋腐病，着色差
K
K
K
K
图为缺钾的大豆叶片，其症状是叶缘和叶
脉间黄化，叶脉仍保持绿色
缺钾的大豆籽粒
第二节 土壤中钾的形态和转化
? 地壳中钾的含量 (平均 )约为 2.3%,大部分土壤含
钾量为 0.5～ 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 。
? 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、土壤中的钾素含量和形态
（一）含量
土壤中钾的含量和形态
土
壤
中
钾
的
含
量
土
壤
钾
主
要
来
源
于
矿
物
风
化
(K) 1～ 3%
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 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
? 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 。 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 （ 植物可利用的钾 ）
占全钾的 0.l%～ 2%,其中交换性钾占
90%,水溶性钾占 l0%左右 。
二、土壤中钾素的转化
矿物态钾 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
各种形态的钾所占比例
土壤中钾的转化
钾的晶格固定：水溶性钾或交换性钾进入粘
土矿物晶层而被固定成为无效钾的过程
Pe
i
钾的晶格固定
K
Al-O八面体
Si -O四面体
Si -O四面体
影响钾固定的因素
? 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
世界钾矿资源
?天然钾盐矿，一是古代海湾经地壳变动成
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。
K
第三节 钾肥的种类、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状态，与土壤
胶体产生离子交换：
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，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。
氯化钾的性质
氯化钾 (KCl)含
K2O50～ 60％，
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,化学
性质稳定。
(三 )施用
? 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
和质量有良好的作用 。
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 。
硫酸钾的性质
硫酸钾 〔 K2SO4〕
含钾 〔 K2O〕 50
％，含硫 18 ％。
纯品为白色结
晶，含少量杂
质时呈微黄色，
易溶于水,吸
湿性小，物理
性状良好,化
学性质稳定。
（三）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。
三、钾镁肥
四、硫钾镁肥
五、草木灰
(一 )成分和性质
? 草木灰是植物熏烧后的残灰 氮和有机物大
多烧失, 仅含有灰分元素, 如 Ca,Mg、
P2O32-,Fe和其它微量元素等 。 其中 Ca、
K较多, P次之 。
? 不同植物的灰分含量 一般木灰含 Ca,K、
P较多, 草灰含硅较多, K,P,Ca较少,
稻壳灰和煤灰养分最少 。
草木灰的成分
来源 K2O P2O5 CaO
小灌木灰 5.92 3.14 25.1
稻草灰 8.09 0.59 5.9
小麦秆灰 13.8 0.40 5.9
向日葵秆灰 35.4 2.55 18.5
?草木灰中钾的主要形态 以碳酸钾为主,
其次是硫酸钾和氯化钾, 都是水溶性钾,
可为作物直接吸收利用 。 草木灰中的磷是
枸溶性磷, 对作物是有效的 。
?草木灰呈碱性反应 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 。
六、窑灰钾肥
?含多种成分，其主要是
硫酸钾和氯化钾。吸湿性
强，热性肥料，存放时容
易结块，化学碱性肥料。
?是水泥工业的副产品，
灰黄或褐色粉末，含 K2O约
为 8～ 12%，水溶性钾占 90%
以上，还含有钙、镁、硅
及微量元素等。
(二 )施用
? 可作基肥, 追肥, 也可作盖种肥 。 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, 促苗早发 。
? 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 。
小结：土壤中钾素增加和减少的途径
作物残茬、厩肥 化学钾肥 缓效性钾矿物
作物吸收 淋洗损失 迳流损失 固定
钾肥的当季利用率约为 40～ 70％。
土壤中有效钾
第四节 钾肥的合理施用
一, 土壤供钾能力与钾肥肥效
?土壤供钾水平是指土壤中速效性钾的
含量和缓效性的贮藏量及其释放速度 。
在供钾水平较低时, 钾肥的肥效才能
表现出来 。 速效钾 (K2O)在 83.3mg/kg
以下, 作物表现出缺钾, 钾肥效果明
显； 150mg/kg以上, 一般不表现缺
钾, 钾肥的效果不明显 。
土壤养分含量参考指标
等级
含量标准 （ mg/kg）
碱解氮
（ N）
速效磷
（ P2O5）
速效钾
（ K2O）
极丰富 ＞ 200 ＞ 160 ＞ 242
丰 富 150～ 200 114～ 160 182～ 242
较丰富 120～ 150 68～ 114 121～ 182
中 等 90 ～ 120 35～ 68 61～ 121
较缺乏 60 ～ 90 12～ 35 36～ 61
缺 乏 ＜ 60 ＜ 12 ＜ 36
二、作物需钾特性与钾肥肥效
?由于钾与碳水化合物代谢关系密切,
所以薯类作物, 纤维作物, 糖料作
物需钾较多 。 由于油脂是由碳水化
合物转变而来的, 所以油料作物对
钾的需要也较多 。
（一）作物种类对钾的要求
(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
钾肥一般用于基肥, 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
?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 。 因此须根作物从土壤中吸取的钾
比直根作物的多 。
一般而言，阳离子交换量 (CEC)大的
根吸取二价离子较多，而交换量小的根，
吸收一价离子较多。例如，禾谷类作物根
的 CEC只有双子叶植物的 1/3～ 1/5，所以吸
钾能力较双子叶植物的大。就双子叶作物
来说，大豆的 CEC较大，可能其吸钾能力
较弱，因此，施用钾肥的效果良好。
三、肥料配合与钾肥肥效
?钾的肥效在氮, 磷配合下, 才能充分发
挥出来 。 NK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 。
四、气候条件与钾肥肥效
?通过土壤暴晒和冻融, 可以促进土壤
含钾矿物的风化, 特别对固定在粘土
矿物晶层上的钾的释放有好处, 增加
了土壤速效钾的含量 。 如果水分不足
会使 K+的活度下降, 降低了 K+的扩散 。
水分过多使通气不良, 作物吸钾能力
受到抑制 。
五、钾肥种类、施用方法与钾肥肥效
? 对忌氯作物如薯类, 糖用作物, 浆果类果
树, 茶树等, 施氯化钾效果不佳, 并会影
响品质；而对于纤维作物效果较好 。 硫酸
钾适于各种作物, 尤其是喜硫植物 。 盐土
上不宜用氯化钾 。
? 宽行作物以条施, 穴施或沟施效果较好,
窄行作物可以撤施 。 一般施 K2O 37.5～ 75
公斤 /公顷 。
小 结
?钾的营养作用：
1,作为多种酶的活化剂；
2,促进光合作用；
3,促进糖代谢；
4,促进蛋白质合成；
5,促进经济用水；
6,增强作物的抗逆性和抗病能力 。
?植物缺钾的症状：
?土壤中的钾：
?形态：矿物态 缓效态 交换态 水溶
态
?钾肥种类, 性质和施用,KCl,K2SO4,草木灰 。
?钾肥的合理施用
钾肥 施用
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
主要内容 要求
植物的钾素营养 了解
(掌握钾素的失调症状及其原因 )
土壤中的钾素及其转化 了解
钾肥的种类、性质及其施用 掌握
钾肥的合理施用 掌握
第一节 植物的钾素营养
一、植物体内钾的质量分数、形态与分布
1.质量分数
植物体内钾含量 (K2O)一般为植株干重
的 l％ ~5％，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。
主要农作物不同部位中钾的含量 （ %）
作物 部位 含 K2O 作物 部位 含 K2O
小麦 籽粒 0.61 水稻 籽粒 0.30
茎秆 0.73 茎秆 0.90
棉花 籽粒 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 根 2.13
茎秆 1.60 块茎 5.01
谷子 籽粒 0.20 烟草 叶片 4.10
茎秆 1.30 茎 2.80
植物组织含钾量变化对细胞质
和液泡中钾浓度影响
干物质含钾量（ %）
细胞质
液泡
0 1 2 3 4 5
K+
浓
度
300
200
100
0
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 代谢最活跃的器官 和组织中。
二、钾的营养功能
(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，所以钾能促进多种代谢反应。
活化离子与非活化离子对酶变构作用的影响
(二 )促进光合作用
? 钾能提高植
物光合磷酸
化作用, 使
单位重量叶
绿体产生的
ATP增加 。
叶绿体在光下形成 H+梯度
和阳离子流
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（ μmol/h/g.叶绿素）
216
143
295
185
102
68
钾能促进光合作用, 提高 CO2
的同化率 。 钾对光合作用的影
响是：
⑴ 钾能促进叶绿素的合成；
⑵ 钾能改善叶绿体的结构；
⑶ 钾能促进叶片对 CO2的同化 。
钾的营养功能
钾与光合作用 K
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
钾能促进光合作用产物的运输
(三 )促进糖代谢
? 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。
(四 )促进氮素吸收和蛋白质的合成
? 促进氮素吸收
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 。
?促进蛋白质和核蛋白的形成
蛋白质和核蛋白的合成需要 Mg2+,K+作
为活化剂。核酸的形成首先是核苷酸的合成，
它是由 5—磷酸核糖合成腺苷一磷酸 (AMP)和
鸟苷一磷酸 (GMP)，这个过程的有关酶需要
钾离子激活。氨基酸活化后，由转移核糖核
酸 (tRNA)将活化的氨基酸带到核糖体的信使
核糖核酸 (mRNA)，然后合成多肽，这一过程
需要 Mg2+, K+。
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 ) (g) (g)
───────────────────────
-K 9.05 54.7 3.0 86.9
+K 12.50 60.8 3.9 109.9
───────────────────────
*单位为 μmolC2H2/g根瘤 /hr
(五 )钾能促进植物经济用水
? 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 。
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
钾与气孔运动
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* (μm)
? 钾通过影响气孔的开闭来调节水分蒸腾和二氧化
碳进入叶片的过程
在白天, 通过光合磷酸化在保卫细胞中产生
ATP,K+活化 ATPase,促使能量释放, 促进包括
K+在内的养分的吸收, 钾会在保卫细胞中以较高
浓度积累起来, 平衡积累 K+的主要阴离子电荷是
苹果酸 。 由于渗透压增高, 促使保卫细胞从周围
吸收更多的水分, 随之膨压增加, 使气孔开放,
从而有利于二氧化碳的进入, 提高光合作用的效
率 。
（ 六 ） 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；
抗倒伏：促进作物 茎秆维管束的发育, 使茎壁增厚, 髓腔
变小, 机械组崐织内细胞排列整齐 。
抗早衰,延长籽粒灌浆时间, 增加千粒重；
增强植物的抗逆性
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；
调节气孔和渗透, 提高作物对高温的忍耐能力；
增强植物的抗逆性
施钾对玉米产量及茎腐病发病率影响
──────────────────────
施 K2O量 籽粒产量 茎腐病发病率
(kg/ha) (t/ha) (％ )
──────────────────────
0 4.48 35
300 6.91 19
600 8.73 8
──────────────────────
? 钾还能减轻过量 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 。
三、植物对钾 (K＋ )的吸收
（一）主动吸收 占主导地位
具有自动调节功能
（二）被动吸收
外界 K＋ 浓度过高时，
吸收曲线呈“二重
图型”
钾离子浓度
钾
的
吸
收
速
率
主动吸收
被动吸收
四、钾对作物产量和品质的影响
钾充足，不但能使作物产量增加，而且
可以改善作物品质，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
钾通常被称为,品质元素”
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 10.40
──────────────────────
? 缺钾时, 通常老叶叶尖和叶缘发黄, 进而变褐, 逐
渐枯萎 。 在叶片上往往出现褐色斑点, 甚至成为斑
块, 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的症状 。
? 禾谷类作物缺钾时, 先在下部叶片上出现褐色斑点,
严重缺钾时新叶也会出现这样的症状, 然后枯黄,
症状由下至上发展 。 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 。
五、钾营养失调的症状
? 棉花缺钾时, 苗期和蕾期主茎中部叶片首先出现
叶肉缺绿, 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, 有人
称之为黄叶茎枯病或红叶茎枯病 。 严重时叶片焦
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。
K
K
自左至右，依次为油菜幼叶至老叶，缺磷油菜叶片从暗紫发展至紫红色。
K
K
K
图为缺钾的番茄叶片，其症状是叶缘和叶
脉间黄化，叶脉仍保持绿色。
缺钾
K
K
K
K
K
K
K
K
K
钾利于果实着色 K
K
K
缺钾易发生筋腐病，着色差
K
K
K
K
图为缺钾的大豆叶片，其症状是叶缘和叶
脉间黄化，叶脉仍保持绿色
缺钾的大豆籽粒
第二节 土壤中钾的形态和转化
? 地壳中钾的含量 (平均 )约为 2.3%,大部分土壤含
钾量为 0.5～ 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 。
? 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、土壤中的钾素含量和形态
（一）含量
土壤中钾的含量和形态
土
壤
中
钾
的
含
量
土
壤
钾
主
要
来
源
于
矿
物
风
化
(K) 1～ 3%
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 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
? 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 。 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 （ 植物可利用的钾 ）
占全钾的 0.l%～ 2%,其中交换性钾占
90%,水溶性钾占 l0%左右 。
二、土壤中钾素的转化
矿物态钾 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
各种形态的钾所占比例
土壤中钾的转化
钾的晶格固定：水溶性钾或交换性钾进入粘
土矿物晶层而被固定成为无效钾的过程
Pe
i
钾的晶格固定
K
Al-O八面体
Si -O四面体
Si -O四面体
影响钾固定的因素
? 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
世界钾矿资源
?天然钾盐矿，一是古代海湾经地壳变动成
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。
K
第三节 钾肥的种类、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状态，与土壤
胶体产生离子交换：
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，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。
氯化钾的性质
氯化钾 (KCl)含
K2O50～ 60％，
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,化学
性质稳定。
(三 )施用
? 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
和质量有良好的作用 。
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 。
硫酸钾的性质
硫酸钾 〔 K2SO4〕
含钾 〔 K2O〕 50
％，含硫 18 ％。
纯品为白色结
晶，含少量杂
质时呈微黄色，
易溶于水,吸
湿性小，物理
性状良好,化
学性质稳定。
（三）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。
三、钾镁肥
四、硫钾镁肥
五、草木灰
(一 )成分和性质
? 草木灰是植物熏烧后的残灰 氮和有机物大
多烧失, 仅含有灰分元素, 如 Ca,Mg、
P2O32-,Fe和其它微量元素等 。 其中 Ca、
K较多, P次之 。
? 不同植物的灰分含量 一般木灰含 Ca,K、
P较多, 草灰含硅较多, K,P,Ca较少,
稻壳灰和煤灰养分最少 。
草木灰的成分
来源 K2O P2O5 CaO
小灌木灰 5.92 3.14 25.1
稻草灰 8.09 0.59 5.9
小麦秆灰 13.8 0.40 5.9
向日葵秆灰 35.4 2.55 18.5
?草木灰中钾的主要形态 以碳酸钾为主,
其次是硫酸钾和氯化钾, 都是水溶性钾,
可为作物直接吸收利用 。 草木灰中的磷是
枸溶性磷, 对作物是有效的 。
?草木灰呈碱性反应 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 。
六、窑灰钾肥
?含多种成分，其主要是
硫酸钾和氯化钾。吸湿性
强，热性肥料，存放时容
易结块，化学碱性肥料。
?是水泥工业的副产品，
灰黄或褐色粉末，含 K2O约
为 8～ 12%，水溶性钾占 90%
以上，还含有钙、镁、硅
及微量元素等。
(二 )施用
? 可作基肥, 追肥, 也可作盖种肥 。 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, 促苗早发 。
? 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 。
小结：土壤中钾素增加和减少的途径
作物残茬、厩肥 化学钾肥 缓效性钾矿物
作物吸收 淋洗损失 迳流损失 固定
钾肥的当季利用率约为 40～ 70％。
土壤中有效钾
第四节 钾肥的合理施用
一, 土壤供钾能力与钾肥肥效
?土壤供钾水平是指土壤中速效性钾的
含量和缓效性的贮藏量及其释放速度 。
在供钾水平较低时, 钾肥的肥效才能
表现出来 。 速效钾 (K2O)在 83.3mg/kg
以下, 作物表现出缺钾, 钾肥效果明
显； 150mg/kg以上, 一般不表现缺
钾, 钾肥的效果不明显 。
土壤养分含量参考指标
等级
含量标准 （ mg/kg）
碱解氮
（ N）
速效磷
（ P2O5）
速效钾
（ K2O）
极丰富 ＞ 200 ＞ 160 ＞ 242
丰 富 150～ 200 114～ 160 182～ 242
较丰富 120～ 150 68～ 114 121～ 182
中 等 90 ～ 120 35～ 68 61～ 121
较缺乏 60 ～ 90 12～ 35 36～ 61
缺 乏 ＜ 60 ＜ 12 ＜ 36
二、作物需钾特性与钾肥肥效
?由于钾与碳水化合物代谢关系密切,
所以薯类作物, 纤维作物, 糖料作
物需钾较多 。 由于油脂是由碳水化
合物转变而来的, 所以油料作物对
钾的需要也较多 。
（一）作物种类对钾的要求
(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
钾肥一般用于基肥, 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
?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 。 因此须根作物从土壤中吸取的钾
比直根作物的多 。
一般而言，阳离子交换量 (CEC)大的
根吸取二价离子较多，而交换量小的根，
吸收一价离子较多。例如，禾谷类作物根
的 CEC只有双子叶植物的 1/3～ 1/5，所以吸
钾能力较双子叶植物的大。就双子叶作物
来说，大豆的 CEC较大，可能其吸钾能力
较弱，因此，施用钾肥的效果良好。
三、肥料配合与钾肥肥效
?钾的肥效在氮, 磷配合下, 才能充分发
挥出来 。 NK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 。
四、气候条件与钾肥肥效
?通过土壤暴晒和冻融, 可以促进土壤
含钾矿物的风化, 特别对固定在粘土
矿物晶层上的钾的释放有好处, 增加
了土壤速效钾的含量 。 如果水分不足
会使 K+的活度下降, 降低了 K+的扩散 。
水分过多使通气不良, 作物吸钾能力
受到抑制 。
五、钾肥种类、施用方法与钾肥肥效
? 对忌氯作物如薯类, 糖用作物, 浆果类果
树, 茶树等, 施氯化钾效果不佳, 并会影
响品质；而对于纤维作物效果较好 。 硫酸
钾适于各种作物, 尤其是喜硫植物 。 盐土
上不宜用氯化钾 。
? 宽行作物以条施, 穴施或沟施效果较好,
窄行作物可以撤施 。 一般施 K2O 37.5～ 75
公斤 /公顷 。
小 结
?钾的营养作用：
1,作为多种酶的活化剂；
2,促进光合作用；
3,促进糖代谢；
4,促进蛋白质合成；
5,促进经济用水；
6,增强作物的抗逆性和抗病能力 。
?植物缺钾的症状：
?土壤中的钾：
?形态：矿物态 缓效态 交换态 水溶
态
?钾肥种类, 性质和施用,KCl,K2SO4,草木灰 。
?钾肥的合理施用
