土壤—植物系統中的鉀素平衡和鉀肥的合理施用

番紹玲++楊麗員

摘要 本文介紹了土壤-植物系統中的鉀素平衡原理和生產上常用鉀肥的種類和性質，提出了合理施用鉀肥的方法和提高鉀肥肥效的措施，以期提高施肥效益，促進作物優質高產。

關鍵詞 土壤-植物系統；鉀素平衡；鉀肥；合理施肥

中圖分類號 S143.3 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）20-0171-02

鉀是植物需要的一種大量元素，也是肥料三要素之一。鉀與氮、磷不同，它不是植物體結構的組分元素，不以有機化合物的形態存在，主要呈離子狀態存在于植物枝、葉等組織器官中或吸附在原生質膠粒的表面。鉀是一種酶的活化劑，對維持植物生命過程必不可少。鉀在植物體內的含量為0.3%～5.0%，因植物種類和器官的不同而有很大差異。研究表明，農作物在中等產量水平時，吸收的鉀中40%～60%來自于土壤，其他的需要靠施肥等途徑進行補充[1]。因鉀在植物體內主要分布于植株的莖葉部分，所以秸稈還田和施用草木灰是補充土壤鉀素的有效途徑。我國土壤的含鉀量屬于中等水平，多數土壤的缺鉀現象不如缺氮、缺磷那么嚴重，但長期以來，隨著農業生產中氮肥、磷肥的大量施用，作物產量水平的提高，土壤鉀素隨農產品收獲攜出土壤的量加大，農田土壤，特別是高產農田土壤缺鉀現象日趨嚴重[2]。因此，了解土壤鉀素的平衡機制，合理施用鉀肥，對維持土壤-植物系統中鉀素營養的平衡、促進作物優質高產、提高施肥效益具有重要意義。

1 土壤鉀素的來源途徑

土壤中的鉀素主要來源于土壤含鉀礦物的風化、緩效態鉀（非交換性鉀）的釋放、植物殘茬歸還和含鉀肥料的施用4個方面。

1.1 土壤含鉀礦物的風化釋放

土壤中的含鉀礦物主要是原生鋁硅酸鹽類礦物，如云母類礦物（黑云母、白云母等）、長石類礦物（正長石、斜長石等）。這些含鉀礦物在各種物理、化學和生物因素的綜合作用下，經過漫長的風化作用可逐步分解釋放出鉀。其中云母類礦物較易風化，鉀的釋放速度較快；長石類礦物較難風化，鉀的釋放速度較慢。含鉀礦物的風化釋放是土壤有效鉀最基本的來源[3]。

1.2 土壤緩效態鉀（非交換性鉀）的釋放

土壤中的緩效態鉀主要是指被層狀黏土礦物層間晶格所固定的鉀離子，這部分鉀多存在于黏土礦物的層間，不易與溶液中的陽離子發生交換，所以是非交換性的。但是，當溶液中的鉀和交換性鉀被作物吸收而數量減少時，緩效態鉀可逐步向溶液中釋放鉀離子供作物吸收。

1.3 植物殘茬歸還

植物體內的含鉀量（K2O）占干重的0.3%～5.0%，植物吸收的鉀主要分布在植株的莖、葉部分。因此，將植物殘茬以堆肥、糞肥、秸稈直接還田及草木灰的形式歸還到農田中是補充土壤鉀素，維持土壤-植物系統中鉀素平衡的重要途徑。

1.4 含鉀肥料的施用

含鉀肥料如各種有機肥、化學鉀肥（氯化鉀、硫酸鉀等）的施用，是補充耕作土壤鉀素的主要來源。

2 土壤鉀素的消耗途徑

土壤中的有效鉀或施入土壤的鉀肥中所含的有效鉀可以通過作物吸收、固定失效、徑流損失、生物固定等方式被消耗。其中固定失效和徑流損失是導致土壤有效鉀含量下降和鉀肥肥效降低的主要原因，為不良消耗途徑。

2.1 作物吸收

作物吸收是土壤鉀素消耗的主要途徑。作物在生育過程中需要從土壤中吸收大量的鉀元素以維持其生命活動的正常進行，作物吸收的這部分鉀會隨著農產品的收獲而攜出土壤，屬有效消耗。作物吸收的鉀素越多，表明鉀肥的利用率越高。研究表明，在我國目前的生產力水平下，鉀肥的當季利用率為40%～60%。

2.2 固定失效

土壤中鉀的固定失效是指土壤有效鉀轉變為緩效鉀，甚至礦物態鉀的過程。土壤鉀的固定主要是晶格固定。鉀離子的大小與2∶1型黏土礦物晶層上孔穴的大小相近，當2∶1型黏土礦物吸水膨脹時，鉀離子進入晶層間，當干燥收縮時，鉀離子被嵌入晶層內的孔穴中而成為緩效鉀。

影響鉀固定的因素主要有：①黏土礦物的類型，鉀的固定主要發生在2∶1型黏土礦物中，其固鉀能力為蛭石>伊利石>蒙脫石；②土壤質地，質地越黏重，固鉀能力越強；③土壤水分，土壤干濕交替有利于鉀的固定。

2.3 徑流損失

徑流損失是土壤，特別是坡地土壤鉀素消耗的又一重要途徑。研究表明，每年通過徑流損失而造成的土壤耕層鉀素損失：全鉀為616.25～1 561.55 kg/hm2，緩效鉀為5.05～11.94 kg/hm2，有效鉀為4.64～9.35 kg/hm2。農田土壤鉀素徑流損失的結果一方面造成土壤鉀素含量下降、鉀肥利用率降低、生產成本上升，另一方面使鉀素進入水體，引起水體富營養化。

2.4 生物固定

微生物分解有機質時，會吸收利用土壤中的有效鉀以組成其軀體，使鉀被固定在微生物體內。但鉀的生物固定只是暫時的，當微生物死亡被分解后，所吸收的鉀可被釋放出來供作物利用。

3 常用鉀肥的種類和性質

生產上常用的鉀肥品種不多，化學鉀肥主要有氯化鉀和硫酸鉀，其次還有被稱之為農家鉀肥的草木灰。

3.1 氯化鉀

氯化鉀是當前農業生產上用量較多、價格相對較便宜的化學鉀肥品種，在全部鉀肥消費量中占90%以上。氯化鉀成品為白色或粉紅色結晶，有效鉀的含量為50%～60%，易溶于水，為化學中性、生理酸性肥料，適用于大多數作物和土壤，宜作基肥深施，作追肥則要早施。因其含氯離子，所以不宜作種肥施用，也不宜對忌氯作物如馬鈴薯、茶葉、煙草等作物施用。在酸性土壤上長期施用時應注意配施石灰等堿性肥料，以防止土壤酸化。

3.2 硫酸鉀

硫酸鉀為白色或淡黃色結晶，含有效鉀48%～52%，易溶于水，施用方便，為化學中性、生理酸性肥料。施用方法基本和氯化鉀相同，但硫酸鉀是無氯鉀肥，因而特別適用于煙草、茶葉、馬鈴薯及各種果樹等忌氯作物。在酸性土壤上長期施用也應注意配施石灰等堿性肥料，以防止土壤酸化。endprint

3.3 草木灰

草木灰是植物燃燒后的殘渣（灰分），是我國農村普遍施用的一種農家鉀肥。草木灰所含成分比較復雜，含有鉀、鈣、鎂、硅、磷及各種微量元素，是一種含鉀、鈣為主的多元素肥料。草木灰一般含有效鉀（K2O） 5%～15%，含量高低與作物種類有關，所含鉀素易溶于水，為速效鉀肥，堿性肥料。草木灰可作基肥、追肥和種肥施用，因其為堿性肥料，所以特別適宜在酸性土上施用，但不宜與銨態氮肥、磷肥、腐熟的有機肥以及人糞尿混存混施，以免降低肥料的肥效。

4 提高鉀肥利用率的途徑

目前我國土壤的缺鉀狀況雖然不如缺氮、缺磷普遍，但仍有近1/3的耕地缺鉀，特別是大量施用了氮肥、磷肥的高產田，缺鉀現象更為突出。在我國鉀礦資源缺乏、鉀肥來源有限（大部分靠進口）、價格較高的情況下，如何經濟合理地施用鉀肥，提高鉀肥的肥效，對有效維護土壤-植物系統中的鉀素平衡具有重要意義。

4.1 根據土壤條件合理施用鉀肥

鉀肥的肥效首先取決于土壤的供鉀水平，其增產效果與土壤供鉀水平呈負相關的關系，即在其他條件相同的情況下土壤速效鉀含量越低，鉀肥的肥效越好。因此，鉀肥應優先施在以下缺鉀的土壤上：一是大量施用了氮肥、磷肥的高產土壤；二是養分含量低的砂質土；三是條件不良的冷浸田、爛泥田及強酸性土等[4]。

4.2 根據作物特性合理施用鉀肥

不同作物的需鉀量和吸收鉀的能力不同，鉀肥應優先施在需鉀量大的喜鉀作物上，如油料作物、薯類作物、糖料作物、棉麻作物、豆科作物及煙草、果、桑等作物，而禾谷類作物及葉菜類作物等則可以少施。對忌氯作物如煙草、馬鈴薯、茶葉等應盡量選用硫酸鉀；其他作物盡量選用氯化鉀。

4.3 在輪作周期中合理分配和施用鉀肥

在輪作周期中，鉀肥應優先施用在最需鉀的茬口上，如在綠肥—稻—稻輪作中，鉀肥應重點施在綠肥上；在稻—麥輪作中，鉀肥應重點施在小麥上；在麥—棉花、麥—玉米、麥—花生等輪作中，鉀肥應重點施在夏季作物（棉花、玉米、花生）上。

4.4 注意與其他肥料配合施用

鉀肥肥效常與其他養分的配合情況有關。試驗表明，鉀肥只有在充足供給氮、磷養分的基礎上才能更好地發揮肥效。在一定氮肥、磷肥用量范圍內，鉀肥肥效隨氮肥、磷肥施用水平提高而提高；氮肥、磷肥供應不足，鉀肥肥效常受影響。當有機肥施用量低或不施時，鉀肥有良好的增產效果；有機肥施用量高時會降低鉀肥的肥效。

4.5 采用合理的鉀肥施用技術

鉀肥宜深施、早施和相對集中施。施用時掌握重施基肥、看苗早施追肥的原則。對保肥性差的土壤，鉀肥應基肥、追肥兼施和看苗分次追肥，以免施用過多、施用過早，造成鉀的淋溶損失。條播作物不論作基肥或追肥，采用條施或穴施的效果比撒施的好。

5 結語

鉀是植物需要量較大的養分元素，合理施用鉀肥對于提高作物的產量和品質具有重要意義。但由于長期以來我國土壤的缺鉀現象不如缺氮、缺磷那么嚴重，加上鉀肥的價格較高，使生產上鉀肥的施用得不到重視。隨著作物產量的提高和氮肥、磷肥的大量施用，農田土壤，特別是高產農田土壤的缺鉀現象日趨嚴重，土壤缺鉀已成為作物產量進一步提高的限制因素。因此，充分了解土壤-植物系統中的鉀素平衡原理，熟悉生產上常用鉀肥的種類和性質，掌握鉀肥的合理施用方法，對維持土壤-植物系統中鉀素營養的平衡，促進作物高產、優質，提高施肥效益具有重要意義。

6 參考文獻

[1] 黃元仿，賈曉紅.平衡施肥技術[M].北京：化學工業出版社，2002.

[2] 宋志偉.土壤肥料[M].北京：高等教育出版社，2009.

[3] 李小坤，魯劍巍，吳禮樹.土壤鉀素固定和釋放機制研究進展[J].湖北農業科學，2008，47（4）：475-476.

[4] 丁麗.鉀肥的有效施用技術[J].現代園藝，2014（11）：52.endprint