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作物必需營養元素(鉀)

責任編輯:admin發表時間:2018-06-11

三、鉀素
(一)鉀素營養
鉀是非作物結構組分元素。作物以鉀離子形態吸收鉀。根吸收鉀的方式有主動吸收和被
動吸收兩種。主動吸收要消耗能量,通過膜結合的H+-ATP酶提供;被動吸收可沿電化學勢梯度進行。兩種方式中常以主動吸收占主導地位:鉀首先要滿足細胞質內代謝的需要。液泡是一種儲備的細胞器,其中貯備的養分,也包括鉀,大部分是通過代謝主動吸入的。
鉀不是作物細胞結構組分,在作物體內鉀以鉀離子形態存在,很易運輸。鉀從木質部薄壁細胞進入木質部導管是逆電化學勢梯度進行,受代謝的控制。進入導管后靠根壓和蒸騰拉力
向地上部運輸。地上部組織從木質部導管液中吸取鉀,可以通過木質部薄壁細胞質膜內的鉀
離子選擇通道,也可通過H+-ATP酶所啟動的鉀/氫共運輸體進入地上部組織。
韌皮部篩管液中高濃度的鉀隨糖分運輸流大量流動。篩管細胞質膜中的H+-ATP酶泵出
氫離子,啟動氫離子一蔗糖共運輸,在氫離子外流的同時鉀離子被吸收到篩管。鉀離子有促進韌皮部運輸的功能。這主要是鉀在合成代謝中的功能。鉀促進蔗糖合成,蔗糖是碳水化合物運輸的主要形式;鉀也促進淀粉和蛋白質合成,因此促進同化物從源到庫的運輸;此外鉀沿著韌皮部運輸途徑調節膨壓,也促進溶質在篩管中的運輸。
鉀的功能有以下幾個方面:
1.鉀在作物體內的功能主要是激活酶
有60多種酶需要鉀來激活。當激活作用發生在一個或幾個鉀離子連接的酶分子表面時,
鉀可以改變酶分子的形狀并暴露出酶的活性位點。這些酶在作物的上下兩個生長點的分生組
織中顯得特別豐富,在那里細胞分裂得特別快,而且生成初生組織。
2.鉀參與光合作用
鉀對光合作用的各個環節都有促進作用,包括希爾反應、光合電子傳遞、光合磷酸化作
用、二氧化碳的固定和同化以及光合產物的運輸等方面。
3.鉀對作物水分平衡的調節作用
表現在幾個方面:鉀是一價陽離子,在植株中比其他陽離子對滲透壓的調節有優勢。鉀提
供很強的滲透勢將水分子拉入作物根系。其次,鉀同有機酸陰離子(如蘋果酸)作為主要溶質,使細胞膨壓增高,促進細胞伸長。鉀還通過調節生長素(吲哚乙酸)和赤霉素來影響細胞伸長。第三,鉀調節氣孑L保衛細胞的膨壓控制氣孑L開閉來控制蒸騰失水。光通過結合在保衛細胞質膜
內的H+-ATP酶使ATP水解,從保衛細胞內泵出氫離子,同時保衛細胞外的鉀離子進入。
4.鉀調節陰陽離子平衡和pH值
鉀平衡細胞結構內大分子的陰離子電荷或是在液泡、木質部及韌皮部內可轉移的陰離子
電荷,同時保持這些部位pH值:鉀促進根系對硝酸根的吸收及其在作物體內的運輸。
5.鉀從三個方面促進蛋白質代謝
第一,鉀促進根對硝酸鹽的吸收和轉運,在硝酸根通過木質部導管向枝葉運輸過程和枝
葉中形成的蘋果酸陰離子通過韌皮部運到根系脫羧生成碳酸根釋放到土壤中與硝酸根交換
的兩個過程中,鉀都作為這些陰離子的反離子;第二,鉀促進氨基酸向蛋白質合成的部位運
輸:第三,鉀促進蛋白質合成。
(二)鉀營養診斷
1.作物缺鉀癥狀
作物缺鉀癥狀一般在生長發育中后期才能看出來,表現出植株生長緩慢、矮化。典型癥狀
為:植株下部老葉尖端沿葉緣逐漸失綠變黃,并出現褐色斑點或斑塊狀死亡組織,但葉脈兩側和中部仍保持原來色澤,有時葉卷曲顯皺紋,植株較柔弱,易感染病蟲害。嚴重缺鉀時,幼葉上也會發生同樣的癥狀,直到大部分葉片邊緣枯萎、變褐,遠看如火燒焦狀;莖細小而柔弱,易倒伏;分蘗多,結穗少,種子瘦小;果肉不飽滿,果實畸形。一般蔬菜缺鉀時,體內硝酸鹽含量增加,蛋白質含量下降,根系生長明顯停滯,細根和根毛生長差,經常出現根腐病,常倒伏,高溫、干旱季節,植株失水過多出現萎蔫:水稻缺鉀,葉片散長大量赤褐色斑點,焦尖,由下而上擴展,嚴重時稻面發紅如火燒狀。大麥缺鉀,下葉葉尖、葉緣黃化,逐漸枯焦;有的品種葉面出現水浸狀斑點,以后枯白,病斑近似矩形,稱白斑型缺鉀癥。玉米缺鉀,葉尖和葉緣黃化,焦灼明顯,有時因節間顯著縮短,葉片長寬變化不大致比例失調,導致株型異常。棉花缺鉀,葉片脈間不綠發黃,主、側脈及其兩側殘留綠色,形成黃斑花葉,狀如虎皮斑紋。后期葉源焦枯,壞死,呈殘破缺刻狀,提早落葉。油菜缺鉀,苗期葉緣出現灰白色小斑,開春后葉緣及脈間開始失去綠色,出現黃色斑塊或白色干枯組織,葉緣呈燒灼狀,莖稈壁薄而脆,遇風雨易折斷,著莢稀少,莢果發育不良。大豆缺鉀,下位葉邊緣及脈間失綠變黃,殘留綠色區類似魚骨狀,后期老葉呈青銅色皺縮不平,邊緣反卷。葉菜類作物一般在生育后期老葉外卷呈現黃白色斑,斑點擴大連成片后,葉子干枯脫落。黃瓜缺鉀,果實發育不良,常呈頭大蒂細的棒槌形。番茄缺鉀,果實著色不勻,肩部常色不褪,稱“綠背病”:蘋果缺鉀,嚴重時,幾乎整株葉片呈明顯的紅褐色,卷曲干枯,焦灼感顯著。馬鈴薯、甜菜、玉米、大豆、煙草、桃、甘藍和花椰菜對缺鉀反應敏感。幾種作物的缺鉀癥狀見表1-3。
表1-3幾種作物缺鉀癥狀

作物  缺鉀癥狀
大白菜 從下部葉緣變褐枯死,逐漸向內側或上部葉片發展,下部葉片枯萎。抗軟腐病及霜霉病的能力降低
結球甘藍 葉色暗綠,有褐色卷曲的邊緣,老葉淡黃,葉尖凋萎,結球小,不緊實
紫甘藍 葉子呈灰紅帶藍色,葉緣呈褐色凋萎,葉面不平滑,結球小而松軟,顏色不正
花椰菜  缺鉀易患黑心病,莖中部中空,嚴重時花球內部開裂,花球呈現褐色斑點并帶苦味
芹菜 葉色暗綠,老葉變黃,葉緣與葉脈間的組織呈褐
茄子 下部老葉葉緣變為黃褐色,逐漸枯死。抗病力降低 
辣椒  下部葉尖及葉緣變黃,有黃色小斑,以后向葉的中肋部擴展,葉尖及葉緣呈黃褐色,易引起病害,后期葉片變黃,嚴重時會枯死脫落 
蘿卜 最初葉片中部呈現深綠色,葉緣卷曲并呈淡黃至褐色。下部葉片和莖稈顯現深黃至青銅色,葉片增厚。根部不正常膨大   
胡蘿卜  葉色淡綠,逐漸發展為褐色,肉質根短小,呈紡錘形
作物 缺鉀癥狀
李樹 先從枝條中下部葉片開始出現癥狀,葉尖兩側葉緣焦枯,后逐漸向上部葉片擴展。由于缺鉀,氮的利用也受到限制,葉片呈黃綠色,黃化葉不易脫落 
杏樹  杏樹缺鉀癥又稱焦邊病。先從枝條中部葉開始出現癥狀,常先葉尖及兩側葉緣焦枯并向上卷曲,葉片呈楔形,焦枯部分易脫落,邊緣清晰 
葡萄 生長季節初期缺鉀,葉色淺,幼嫩葉片的邊緣出現壞死斑點,在干旱條件下,壞死斑點分散在葉脈間組織上,葉緣變干,往上卷或往下卷,葉肉扭曲和表面不平。夏末新梢基部直接受光的老葉,變成紫褐色或暗褐色,先從葉脈間開始,逐漸覆蓋全葉的正面。嚴重缺鉀的植株,果穗少而小,穗粒緊,色澤不均勻,果粒小 
獼猴桃 嫩葉片葉色淺,葉邊緣出現壞死斑點且分散在葉脈間組織上,葉緣變干,往上卷或下卷,葉肉扭獼猴桃曲、表面不平。老葉變成紫褐色或暗褐色 
柿樹 柿樹生長不良,葉小,果小,果色差,易裂果等,影響產量和品質 
芒果  首先從下部老葉開始,病葉葉緣先出現黃斑,變黃,后期壞死干枯,并從葉尖沿兩側葉緣呈三角形向葉基部擴展,但葉基部仍可保留帶綠色的“V”區,為缺鉀的典型癥狀。葉片較難脫落,嚴重利頂部拙出嫩葉變小,葉片伸展后葉緣出現水漬狀壞死,或不規則的黃色斑點,葉變黃色。后期時緣干枯,嚴重時梢枯。另一種表現是葉焦病,常在幼齡樹上發生,結果后較少
香蕉 莖稈軟弱易折,果實未成熟時葉片即開始枯死。果形不正,果指扭曲,風味極差,不耐貯運,對癥蟲抵抗力減弱
荔枝 葉片大小與正常時差異不大,但顏色稍淡,葉尖端灰白、枯焦,邊緣棕褐色,逐漸沿小葉邊緣向,J葉基部擴展 
龍眼 葉色褪綠,葉尖出現枯斑,繼而沿葉脈向基部發展,葉片提早脫落,坐果率低。如缺鉀嚴重,植捌生長發育受阻,根系發育不正常,出現枯梢、葉尖灰白,這在老葉上尤其明顯
2.作物過量施鉀癥狀
過量施鉀不僅會浪費資源,而且會造成作物對鈣等陽離子的吸收量下降,造成葉菜心腐病、蘋果苦痘病等;施用過量鉀肥會由于破壞了植株養分平衡而導致品質下降;過量施用鉀肥會造成土壤環境污染及水體污染;過量施用鉀肥,會削弱莊稼生產能力;易引起作物缺鎂癥和喜鈉作物的缺鈉癥。
3.易于發生的環境條件
供鉀力低的土壤,質地較粗的河流沖積母質發育的土地,河谷丘陵地帶的紅砂巖,第四
紀黏土及石灰巖發育的土壤,南方的磚紅壤及赤紅壤等。
地下水位高,土層堅實,以及過度干旱的土壤,阻礙根的發育,減少時鉀的吸收。
偏施氮肥,破壞植株體內氮、鉀平衡,誘發缺鉀。
少施或不施有機肥的土壤。
前作種植需鉀量高的作物,如紅麻、花椰菜、甘藍菜等,長期連續種植時更是如此。
還原性強的水稻田,抑制水稻根的呼吸,妨礙水稻對鉀的吸收。
種植對缺鉀敏感作物,常見易缺鉀作物有水稻、油菜、棉花、玉米、大豆、甘藍、花椰菜、馬鈴薯、甘薯、甜菜、番茄、桃、桑等:
4.診斷方式
(1)形態診斷外部癥狀如上:典型癥狀是下位葉葉尖黃化褐變。
(2)植株診斷植株全鉀量,可以判斷作物的鉀素營養狀況,大多數作物葉片鉀的缺乏臨
界范圍為0.7%-1.5%,但因作物不同而有差異,水稻(抽穗期植株)為0.8%~1.1%;玉米(抽穗期軸下第一葉)為0.4%~1.3%;棉花(苗、蕾期功能葉)0.4%~0.6%;小麥(抽穗前上部葉)0.5%~1.5%;大豆(苗期地上部)及煙草(下部成熟葉片)0.3%-0.50-/0;番茄(花期下部葉)0.3%~1.0%:柑橘(葉齡6-7月的葉片)<0.6%;蘋果(葉齡3-4月的定形葉片)<0.7%。植株缺鉀還受葉片含氮率影響,不少研究者認為以鉀氮比值為指標,比單純鉀指標有更好的診斷性,如油菜(出莢時葉片)鉀氮比的臨界值為0.25-0.30,水稻(幼穗分化以后葉片)鉀氮比為臨界值為0.5。田間診斷時,通常以形態診斷結合組織鉀素測定較為方便。常用酌組織鉀素測定法有:①亞硝酸鈷鈉比色法。作物組織中的鉀與亞硝酸鈷鈉作用生成黃色沉淀,根據黃色沉淀的多少作出判斷:②六硝基二苯胺試紙法。六硝基二苯胺與鉀作用生成橘紅色絡合物,以不同濃度六硝基二苯胺制成試紙,根據顯色與否判斷鉀營養狀況。此外,診斷玉米缺鉀時,還可采用硫氰化鉀法,因缺鉀時鐵在莖節部積累,將硫氰化鉀(10%)鹽酸溶液直接涂抹于玉米剖開的莖稈節部,如呈鮮明紫紅色,則表明極度缺鉀。
(3)土壤診斷土壤全鉀含量只代表土壤供鉀潛力,一般不作為診斷指標。土壤交換性鉀
和緩效(酸溶性)鉀含量可說明土壤供鉀水平。兩者結合則更好,一般以土壤交換性鉀(摩爾/升醋酸銨浸提)<50毫克/千克、緩效鉀(1摩爾/升硝酸浸提)<200毫克/千克為缺乏,交換性鉀>100毫克/千克、緩效鉀>500毫克/千克為豐富。由單一代換性鉀作為診斷指標,水稻及一般旱作物如棉花、玉米等缺鉀的臨界范圍為60-70毫克/千克,<40毫克/千克時為嚴重缺鉀。
 
 

 

 

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