土壤—植物系统中的钾素平衡和钾肥的合理施用

番绍玲++杨丽员

摘要 本文介绍了土壤-植物系统中的钾素平衡原理和生产上常用钾肥的种类和性质，提出了合理施用钾肥的方法和提高钾肥肥效的措施，以期提高施肥效益，促进作物优质高产。

关键词 土壤-植物系统；钾素平衡；钾肥；合理施肥

中图分类号 S143.3 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）20-0171-02

钾是植物需要的一种大量元素，也是肥料三要素之一。钾与氮、磷不同，它不是植物体结构的组分元素，不以有机化合物的形态存在，主要呈离子状态存在于植物枝、叶等组织器官中或吸附在原生质胶粒的表面。钾是一种酶的活化剂，对维持植物生命过程必不可少。钾在植物体内的含量为0.3%～5.0%，因植物种类和器官的不同而有很大差异。研究表明，农作物在中等产量水平时，吸收的钾中40%～60%来自于土壤，其他的需要靠施肥等途径进行补充[1]。因钾在植物体内主要分布于植株的茎叶部分，所以秸秆还田和施用草木灰是补充土壤钾素的有效途径。我国土壤的含钾量属于中等水平，多数土壤的缺钾现象不如缺氮、缺磷那么严重，但长期以来，随着农业生产中氮肥、磷肥的大量施用，作物产量水平的提高，土壤钾素随农产品收获携出土壤的量加大，农田土壤，特别是高产农田土壤缺钾现象日趋严重[2]。因此，了解土壤钾素的平衡机制，合理施用钾肥，对维持土壤-植物系统中钾素营养的平衡、促进作物优质高产、提高施肥效益具有重要意义。

1 土壤钾素的来源途径

土壤中的钾素主要来源于土壤含钾矿物的风化、缓效态钾（非交换性钾）的释放、植物残茬归还和含钾肥料的施用4个方面。

1.1 土壤含钾矿物的风化释放

土壤中的含钾矿物主要是原生铝硅酸盐类矿物，如云母类矿物（黑云母、白云母等）、长石类矿物（正长石、斜长石等）。这些含钾矿物在各种物理、化学和生物因素的综合作用下，经过漫长的风化作用可逐步分解释放出钾。其中云母类矿物较易风化，钾的释放速度较快；长石类矿物较难风化，钾的释放速度较慢。含钾矿物的风化释放是土壤有效钾最基本的来源[3]。

1.2 土壤缓效态钾（非交换性钾）的释放

土壤中的缓效态钾主要是指被层状黏土矿物层间晶格所固定的钾离子，这部分钾多存在于黏土矿物的层间，不易与溶液中的阳离子发生交换，所以是非交换性的。但是，当溶液中的钾和交换性钾被作物吸收而数量减少时，缓效态钾可逐步向溶液中释放钾离子供作物吸收。

1.3 植物残茬归还

植物体内的含钾量（K2O）占干重的0.3%～5.0%，植物吸收的钾主要分布在植株的茎、叶部分。因此，将植物残茬以堆肥、粪肥、秸秆直接还田及草木灰的形式归还到农田中是补充土壤钾素，维持土壤-植物系统中钾素平衡的重要途径。

1.4 含钾肥料的施用

含钾肥料如各种有机肥、化学钾肥（氯化钾、硫酸钾等）的施用，是补充耕作土壤钾素的主要来源。

2 土壤钾素的消耗途径

土壤中的有效钾或施入土壤的钾肥中所含的有效钾可以通过作物吸收、固定失效、径流损失、生物固定等方式被消耗。其中固定失效和径流损失是导致土壤有效钾含量下降和钾肥肥效降低的主要原因，为不良消耗途径。

2.1 作物吸收

作物吸收是土壤鉀素消耗的主要途径。作物在生育过程中需要从土壤中吸收大量的钾元素以维持其生命活动的正常进行，作物吸收的这部分钾会随着农产品的收获而携出土壤，属有效消耗。作物吸收的钾素越多，表明钾肥的利用率越高。研究表明，在我国目前的生产力水平下，钾肥的当季利用率为40%～60%。

2.2 固定失效

土壤中钾的固定失效是指土壤有效钾转变为缓效钾，甚至矿物态钾的过程。土壤钾的固定主要是晶格固定。钾离子的大小与2∶1型黏土矿物晶层上孔穴的大小相近，当2∶1型黏土矿物吸水膨胀时，钾离子进入晶层间，当干燥收缩时，钾离子被嵌入晶层内的孔穴中而成为缓效钾。

影响钾固定的因素主要有：①黏土矿物的类型，钾的固定主要发生在2∶1型黏土矿物中，其固钾能力为蛭石>伊利石>蒙脱石；②土壤质地，质地越黏重，固钾能力越强；③土壤水分，土壤干湿交替有利于钾的固定。

2.3 径流损失

径流损失是土壤，特别是坡地土壤钾素消耗的又一重要途径。研究表明，每年通过径流损失而造成的土壤耕层钾素损失：全钾为616.25～1 561.55 kg/hm2，缓效钾为5.05～11.94 kg/hm2，有效钾为4.64～9.35 kg/hm2。农田土壤钾素径流损失的结果一方面造成土壤钾素含量下降、钾肥利用率降低、生产成本上升，另一方面使钾素进入水体，引起水体富营养化。

2.4 生物固定

微生物分解有机质时，会吸收利用土壤中的有效钾以组成其躯体，使钾被固定在微生物体内。但钾的生物固定只是暂时的，当微生物死亡被分解后，所吸收的钾可被释放出来供作物利用。

3 常用钾肥的种类和性质

生产上常用的钾肥品种不多，化学钾肥主要有氯化钾和硫酸钾，其次还有被称之为农家钾肥的草木灰。

3.1 氯化钾

氯化钾是当前农业生产上用量较多、价格相对较便宜的化学钾肥品种，在全部钾肥消费量中占90%以上。氯化钾成品为白色或粉红色结晶，有效钾的含量为50%～60%，易溶于水，为化学中性、生理酸性肥料，适用于大多数作物和土壤，宜作基肥深施，作追肥则要早施。因其含氯离子，所以不宜作种肥施用，也不宜对忌氯作物如马铃薯、茶叶、烟草等作物施用。在酸性土壤上长期施用时应注意配施石灰等碱性肥料，以防止土壤酸化。

3.2 硫酸钾

硫酸钾为白色或淡黄色结晶，含有效钾48%～52%，易溶于水，施用方便，为化学中性、生理酸性肥料。施用方法基本和氯化钾相同，但硫酸钾是无氯钾肥，因而特别适用于烟草、茶叶、马铃薯及各种果树等忌氯作物。在酸性土壤上长期施用也应注意配施石灰等碱性肥料，以防止土壤酸化。endprint

3.3 草木灰

草木灰是植物燃烧后的残渣（灰分），是我国农村普遍施用的一种农家钾肥。草木灰所含成分比较复杂，含有钾、钙、镁、硅、磷及各种微量元素，是一种含钾、钙为主的多元素肥料。草木灰一般含有效钾（K2O） 5%～15%，含量高低与作物种类有关，所含钾素易溶于水，为速效钾肥，碱性肥料。草木灰可作基肥、追肥和种肥施用，因其为碱性肥料，所以特别适宜在酸性土上施用，但不宜与铵态氮肥、磷肥、腐熟的有机肥以及人粪尿混存混施，以免降低肥料的肥效。

4 提高钾肥利用率的途径

目前我国土壤的缺钾状况虽然不如缺氮、缺磷普遍，但仍有近1/3的耕地缺钾，特别是大量施用了氮肥、磷肥的高产田，缺钾现象更为突出。在我国钾矿资源缺乏、钾肥来源有限（大部分靠进口）、价格较高的情况下，如何经济合理地施用钾肥，提高钾肥的肥效，对有效维护土壤-植物系统中的钾素平衡具有重要意义。

4.1 根据土壤条件合理施用钾肥

钾肥的肥效首先取决于土壤的供钾水平，其增产效果与土壤供钾水平呈负相关的关系，即在其他条件相同的情况下土壤速效钾含量越低，钾肥的肥效越好。因此，钾肥应优先施在以下缺钾的土壤上：一是大量施用了氮肥、磷肥的高产土壤；二是养分含量低的砂质土；三是条件不良的冷浸田、烂泥田及强酸性土等[4]。

4.2 根据作物特性合理施用钾肥

不同作物的需钾量和吸收钾的能力不同，钾肥应优先施在需钾量大的喜钾作物上，如油料作物、薯类作物、糖料作物、棉麻作物、豆科作物及煙草、果、桑等作物，而禾谷类作物及叶菜类作物等则可以少施。对忌氯作物如烟草、马铃薯、茶叶等应尽量选用硫酸钾；其他作物尽量选用氯化钾。

4.3 在轮作周期中合理分配和施用钾肥

在轮作周期中，钾肥应优先施用在最需钾的茬口上，如在绿肥—稻—稻轮作中，钾肥应重点施在绿肥上；在稻—麦轮作中，钾肥应重点施在小麦上；在麦—棉花、麦—玉米、麦—花生等轮作中，钾肥应重点施在夏季作物（棉花、玉米、花生）上。

4.4 注意与其他肥料配合施用

钾肥肥效常与其他养分的配合情况有关。试验表明，钾肥只有在充足供给氮、磷养分的基础上才能更好地发挥肥效。在一定氮肥、磷肥用量范围内，钾肥肥效随氮肥、磷肥施用水平提高而提高；氮肥、磷肥供应不足，钾肥肥效常受影响。当有机肥施用量低或不施时，钾肥有良好的增产效果；有机肥施用量高时会降低钾肥的肥效。

4.5 采用合理的钾肥施用技术

钾肥宜深施、早施和相对集中施。施用时掌握重施基肥、看苗早施追肥的原则。对保肥性差的土壤，钾肥应基肥、追肥兼施和看苗分次追肥，以免施用过多、施用过早，造成钾的淋溶损失。条播作物不论作基肥或追肥，采用条施或穴施的效果比撒施的好。

5 结语

钾是植物需要量较大的养分元素，合理施用钾肥对于提高作物的产量和品质具有重要意义。但由于长期以来我国土壤的缺钾现象不如缺氮、缺磷那么严重，加上钾肥的价格较高，使生产上钾肥的施用得不到重视。随着作物产量的提高和氮肥、磷肥的大量施用，农田土壤，特别是高产农田土壤的缺钾现象日趋严重，土壤缺钾已成为作物产量进一步提高的限制因素。因此，充分了解土壤-植物系统中的钾素平衡原理，熟悉生产上常用钾肥的种类和性质，掌握钾肥的合理施用方法，对维持土壤-植物系统中钾素营养的平衡，促进作物高产、优质，提高施肥效益具有重要意义。

6 参考文献

[1] 黄元仿，贾晓红.平衡施肥技术[M].北京：化学工业出版社，2002.

[2] 宋志伟.土壤肥料[M].北京：高等教育出版社，2009.

[3] 李小坤，鲁剑巍，吴礼树.土壤钾素固定和释放机制研究进展[J].湖北农业科学，2008，47（4）：475-476.

[4] 丁丽.钾肥的有效施用技术[J].现代园艺，2014（11）：52.endprint