鉀的元素符號(hào)是K。雖然鉀不是植物結(jié)構(gòu)組分元素,但卻是植物生理活動(dòng)中最重要的元素之一。 一、植物對(duì)鉀的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn) 植物根系以鉀離子(K+)的形式吸收鉀。根吸收鉀的方式有主動(dòng)吸收和被動(dòng)吸收兩種。主動(dòng)吸收要消耗能量,通過(guò)膜結(jié)合的H+泵ATP酶提供;被動(dòng)吸收可沿電化學(xué)勢(shì)梯度進(jìn)行,在土壤溶液K+濃度高時(shí)發(fā)生。兩種方式中常以主動(dòng)吸收占主導(dǎo)地位。在ATP酶的作用下消耗ATP,分解水分子形成H+和OH-,H+進(jìn)入細(xì)胞壁,同時(shí)K+交換進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)! 鉀從木質(zhì)部薄壁細(xì)胞進(jìn)入木質(zhì)部導(dǎo)管是逆電化學(xué)勢(shì)梯度進(jìn)行,受代謝的控制。進(jìn)入導(dǎo)管后靠根壓和蒸騰拉力向地上部運(yùn)輸。地上部組織從木質(zhì)部導(dǎo)管液中吸取鉀可以通過(guò)木質(zhì)部薄壁細(xì)胞質(zhì)膜內(nèi)的鉀離子選擇通道,也可通過(guò)H+泵ATP酶所啟動(dòng)的鉀/氫共運(yùn)輸進(jìn)入地上部組織! K+是韌皮部篩管液中濃度最高的陽(yáng)離子。韌皮部篩管液中高濃度的鉀隨糖分運(yùn)輸流大量流動(dòng)。篩管細(xì)胞質(zhì)膜中的H+泵ATP酶泵出氫離子,啟動(dòng)氫離子-蔗糖共運(yùn)輸,在氫離子外流的同時(shí)鉀離子被吸收到篩管。鉀離子有促進(jìn)韌皮部運(yùn)輸?shù)墓δ。因此促進(jìn)同化物從源到庫(kù)的運(yùn)輸;此外鉀沿著韌皮部運(yùn)輸途徑調(diào)節(jié)膨壓,也促進(jìn)溶質(zhì)在篩管中的運(yùn)輸。 二、鉀的重要生理功能 1.鉀在植物體內(nèi)的功能主要是激活酶。有60多種酶需要鉀來(lái)激活。當(dāng)激活作用發(fā)生在一個(gè)或幾個(gè)鉀離子連接的酶分子表面時(shí),鉀可以改變酶分子的形狀并暴露出酶的活性位點(diǎn)。這些酶在細(xì)胞分裂得特別快、生成初生組織的上下兩個(gè)生長(zhǎng)點(diǎn)的植物分生組織中顯得特別豐富。 2.鉀參與光合作用。鉀對(duì)光合作用的各個(gè)環(huán)節(jié)都有促進(jìn)作用,包括希爾反應(yīng)、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(chǎn)物的運(yùn)輸?shù)确矫! ?br /> 3.鉀對(duì)植物水分平衡的調(diào)節(jié)作用。鉀是一價(jià)陽(yáng)離子,在植株中比其它陽(yáng)離子對(duì)滲透壓的調(diào)節(jié)有優(yōu)勢(shì)。鉀提供很強(qiáng)的滲透勢(shì)將水分子拉入植物根系。其次,鉀同有機(jī)酸陰離子(如蘋果酸)作為主要溶質(zhì),使細(xì)胞膨壓增高,促進(jìn)細(xì)胞伸長(zhǎng)。鉀還通過(guò)調(diào)節(jié)生長(zhǎng)素(吲哚乙酸)和赤霉素來(lái)影響細(xì)胞伸長(zhǎng)。第三,鉀調(diào)節(jié)氣孔保衛(wèi)細(xì)胞的膨壓控制氣孔開(kāi)閉來(lái)控制蒸騰失水。光通過(guò)結(jié)合在保衛(wèi)細(xì)胞質(zhì)膜內(nèi)的氫離子泵ATP酶使ATP水解,從保衛(wèi)細(xì)胞內(nèi)泵出氫離子,同時(shí)讓保衛(wèi)細(xì)胞外的鉀離子進(jìn)入。 4.鉀調(diào)節(jié)陰陽(yáng)離子平衡和pH值。鉀平衡細(xì)胞結(jié)構(gòu)內(nèi)大分子的陰離子電荷或是在液泡、木質(zhì)部及韌皮部?jī)?nèi)可轉(zhuǎn)移的陰離子電荷,同時(shí)保持這些部位pH值。鉀促進(jìn)根系對(duì)硝酸根的吸收及其在植物體內(nèi)的運(yùn)輸。 5.鉀從三個(gè)方面促進(jìn)蛋白質(zhì)代謝。第一、鉀促進(jìn)根對(duì)硝酸鹽的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn),在硝酸根通過(guò)木質(zhì)部導(dǎo)管向枝葉運(yùn)輸過(guò)程和枝葉中形成的蘋果酸陰離子,通過(guò)韌皮部運(yùn)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(gè)過(guò)程中,鉀都作為這些陰離子的反離子;第二、鉀促進(jìn)氨基酸向蛋白質(zhì)合成的部位運(yùn)輸;第三、鉀促進(jìn)蛋白質(zhì)合成! 6.鉀可平衡酸性氨基酸中的負(fù)電荷,使蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定! 三、植物缺鉀癥狀 農(nóng)作物缺鉀時(shí)纖維素等細(xì)胞壁組成物質(zhì)減少,厚壁細(xì)胞木質(zhì)化程度也較低,因而影響莖的強(qiáng)度,易倒伏。蛋白質(zhì)合成受阻。氮代謝的正常進(jìn)行被破壞,常引起腐胺積累,使葉片出現(xiàn)壞死斑點(diǎn)。因?yàn)殁浽谥仓牦w中容易被再利用,所以新葉上癥狀后出現(xiàn),癥狀首先從較老葉片上出現(xiàn),一般表現(xiàn)為最初老葉葉尖及葉緣發(fā)黃,以后黃化部逐步向內(nèi)伸展同時(shí)葉緣變褐、焦枯、似灼燒,葉片出現(xiàn)褐斑,病變部與正常部界限比較清楚,尤其是供氮豐富時(shí),健康部分綠色深濃,病部赤褐焦枯,反差明顯。嚴(yán)重時(shí)葉肉壞死、脫落。根系少而短,活力低,早衰。 雙子葉植物葉片脈間缺綠,且沿葉緣逐漸出現(xiàn)壞死組織,漸呈燒焦?fàn)。單子葉植物葉片葉尖先萎蔫,漸呈壞死燒焦?fàn)。葉片因各部位生長(zhǎng)不均勻而出現(xiàn)皺縮。植物生長(zhǎng)受到抑制。 玉米發(fā)芽后幾個(gè)星期即可出現(xiàn)癥狀,下位葉尖和葉緣黃化,不久變褐,老葉逐漸枯萎,再累及中上部葉,節(jié)間縮短,常出現(xiàn)因葉片長(zhǎng)寬度變化不大而節(jié)間縮短所致比例失調(diào)的異常植株。生育延遲,果穗變小,穗頂變細(xì)不著;蜃蚜2伙枬M,淀粉含量降低,穗端易感染病菌! 大豆容易缺鉀,5~6片真葉時(shí)即可出現(xiàn)癥狀。中下位葉緣失綠變黃,呈“金鑲邊”狀。老葉脈間組織突出、皺縮不平,邊緣反卷,有時(shí)葉柄變棕褐色。莢稀不飽滿,癟莢癟粒多。蠶豆葉色藍(lán)綠,葉尖及葉緣棕色,葉片卷曲下垂,與莖成鈍角,最后焦枯、壞死,根系早衰。 油菜缺鉀苗期葉緣出現(xiàn)灰白或白色小斑。開(kāi)春后生長(zhǎng)加速,葉緣及葉脈間開(kāi)始失綠并有褐色斑塊或白色干枯組織,嚴(yán)重時(shí)葉緣焦枯、凋萎,葉肉呈燒灼狀,有的莖桿出現(xiàn)褐色條紋,桿壁變薄且脆、遇風(fēng)雨植株常折斷,著生莢果稀少,角果發(fā)育不良! 煙草缺鉀癥狀大約在生長(zhǎng)中后期發(fā)生,老葉葉尖變黃及向葉緣發(fā)展,葉片向下彎曲,嚴(yán)重時(shí)變成褐色,干枯壞死脫落?共×档。成熟時(shí)落黃不一致。馬鈴薯缺鉀生長(zhǎng)緩慢,節(jié)間短,葉面粗糙、皺縮,向下卷曲,小葉排列緊密,與葉柄形成夾角小,葉尖及葉緣開(kāi)始呈暗綠色,隨后變?yōu)辄S棕色,并漸向全葉擴(kuò)展。老葉青銅色,干枯脫落,切開(kāi)塊莖時(shí)內(nèi)部常有灰藍(lán)色暈圈! 蔬菜作物一般在生育后期表現(xiàn)為老葉邊緣失綠,出現(xiàn)黃、白色斑,變褐、焦枯,并逐漸向上位葉擴(kuò)展,老葉依次脫落! 甘藍(lán)、白菜、花椰菜易出現(xiàn)癥狀,老葉邊緣焦枯卷曲,嚴(yán)重時(shí)葉片出現(xiàn)白斑,萎蔫枯死。缺鉀癥狀尤以結(jié)球期明顯。甘藍(lán)葉球不充實(shí),球小而松;ㄒ嘶ㄇ虬l(fā)育不良,品質(zhì)差! 黃瓜、番茄缺鉀癥狀表現(xiàn)為下位葉葉尖及葉緣發(fā)黃,漸向脈間葉肉擴(kuò)展,易萎蔫,提早脫落,黃瓜果實(shí)發(fā)育不良,常呈頭大蒂細(xì)的棒槌形。 番茄果實(shí)成熟不良,落果,果皮破裂,著色不勻,雜色班駁、肩部常綠色不褪,果肉萎縮,少汁,稱“綠背病”! 果樹(shù)中,柑橘輕度缺鉀僅表現(xiàn)果形稍小,其它癥狀不明顯,對(duì)品質(zhì)影響不大。嚴(yán)重時(shí)葉片皺縮,藍(lán)綠色,邊緣發(fā)黃;新生枝伸長(zhǎng)不良,全株生長(zhǎng)衰弱! 香蕉缺鉀葉片變小,從老葉葉尖和邊緣開(kāi)始迅速變黃,向內(nèi)卷曲,最后死葉在葉片基部附近折斷。植株早衰,蕉把數(shù)減少,蕉指扭曲畸形,商品性差! 馬鈴薯、甜菜、玉米、大豆、煙草、桃、甘藍(lán)和花椰菜對(duì)缺鉀反應(yīng)敏感! 四、市場(chǎng)上主要的含鉀化肥 有機(jī)肥料中鉀含量相對(duì)較高的是草木灰、作物秸桿堆肥和食草動(dòng)物糞便! 鉀礦以地下的固體鹽礦床和死湖、死海中的鹵水形式存在,有氯化物、硫酸鹽和硝酸鹽等形態(tài)! 氯化鉀肥直接從鹽礦和鹵水中提煉,成本低,加拿大和俄羅斯產(chǎn)量大。氯化鉀肥會(huì)在土壤中殘留氯離子,忌氯作物不宜使用。長(zhǎng)期使用氯化鉀肥容易造成土壤鹽指數(shù)升高,引起土壤缺鈣、板結(jié)、變酸,應(yīng)配合施用石灰和鈣肥。大多數(shù)其它鉀肥的生產(chǎn)都與氯化鉀有關(guān)! 硫酸鉀肥會(huì)在土壤中殘留硫酸根離子,長(zhǎng)期使用容易造成土壤鹽指數(shù)升高、板結(jié)、變酸,應(yīng)配合施用石灰和鈣鎂磷肥。水田不宜施用硫酸鉀,因?yàn)檠退疇顟B(tài)下的氧化還原電位低,硫酸根離子易還原為硫化物,致使植物根系中毒發(fā)黑。硝酸鉀肥是所有鉀肥中最適合植物吸收利用的鉀肥。其鹽指數(shù)很低,不產(chǎn)酸,無(wú)殘留離子。它的氮鉀元素重量比為1:3,恰好是各種作物氮鉀養(yǎng)分吸收的配比。硝酸鉀溶解性好,不但可以灌溉追施,也可以葉面噴施。配制營(yíng)養(yǎng)液一般離不開(kāi)硝酸鉀 |
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