1.植物和土壤中的钾

土壤中的钾比氮、磷丰富，大部分以矿物态存在。作物可吸收的是水溶性钾、交换性钾和部分缓效性钾，矿物态钾不溶于水，难被作物吸收，是无效态钾。
钾是植物必需的大量营养元素，也是肥料三要素之一。植物的吸钾量大致与氮相当，有些作物的吸钾量甚至超过氮。植物体内的含钾(K₂O)量约占干物质量的0.3%～5%，但均以无机态存在。在植物生长期间，幼嫩组织中的钾浓度较高。在作物成熟后，大部分钾保留在作物茎叶中，约占植株全部钾素含量的70%～80%。虽然钾不是植物体内有机化合物的组分，但它是多种酶的活化剂，对植物的代谢起重要作用，其生理功能主要有以下几方面：
一、促进光合作用。钾能提高叶绿素的含量，改善叶绿体结构，从而促进叶片CO₂的同化和光合作用产物的运输。
二、促进碳水化合物的代谢和运转。植物体内钾充足时，单糖向合成蔗糖、淀粉的方向进行，钾也有利于纤维素的合成。因此，糖料作物、薯类作物和纤维作物(棉、麻)施用钾肥后产量和品质都有明显提高。
三、有利蛋白质的合成。施钾肥能提高水稻对氮的吸收利用。当钾素充足时，进入植物体内的氮比较多，形成的蛋白质也比较多。如果植物缺钾，蛋白质的合成受到影响，植物体内的非蛋白质氮相对增多，因而影响产品的品质。
四、钾肥增强植物的许多种抗性。例如钾能调节气孔的开闭，增加植物的抗旱性；增加细胞中糖分和可溶性蛋白的含量，增加植物的抗寒性；促进植物茎秆维管束的发育，使茎壁增厚，增加抗倒伏性。据研究钾还能增加植物的抗盐、抗病、抗早衰能力，甚至在酸性土壤上还可增加植物抗铁、锰离子毒害的能力。
由于钾在植物体内易于移动和重新利用，植物缺钾首先在基部叶片上表现出来。例如玉米基部叶片的叶尖和边缘逐步变黄，但叶片中部仍为绿色，山东群众称为“金镶边”，严重时基部叶片枯死。棉花缺钾时中部叶片成淡黄色，叶面表皮组织失水皱缩拱起，叶缘下卷，江苏棉农称为“蟹壳黄”。花铃期叶片由黄继而呈红色，严重时叶子枯焦脱落。水稻缺钾植株矮小，叶片暗绿，根黑色，分蘖迟，大多数叶片(除心叶外)有褐色斑点，叶尖或叶缘坏死，抽穗不整齐，结实率低，籽粒不饱满，严重时整株叶片枯死。
我国土壤含钾(K₂O)0.5%～2.5%，高于磷的含量，更高于氮的含量，从全国范围看，由南往北明显增加，由东往西也有递增的趋势。根据土壤中钾的形态和对作物有效性的高低，可分为矿物态钾(难溶性钾)、非交换性钾(缓效性钾)、交换性钾和水溶性钾。作物吸收钾的形态是钾离子(K⁺)。
一、矿物态钾：这是指土壤中原生矿物如长石、白云母等硅酸盐化合物中的钾，主要分布在土壤的粗粒部分。矿物态钾不溶于水，也不能被土壤溶液中的其他阳离子代换，故难为植物吸收利用，是无效态钾。但是，在物理、化学和微生物的作用下，矿物态钾可逐步释放出钾，是土壤中缓效性钾和代换性钾的后备。因此，土壤含矿物钾多的，缓效性钾和代换性钾也相应较高。
二、缓效性钾：又称非交换性钾，是层状粘土矿物所固定的钾离子及粘土矿物中水化云母系以及一部分黑云母中的钾，一般占土壤全钾的2%，高的可达6%。它是速效钾的直接后备。过去认为它不能被作物直接利用，但在近年的一些土壤钾素耗竭试验中证实，它可以部分被作物直接利用。因此，在考虑土壤的供钾能力时，兼顾非交换性钾和交换性钾则更为切合实际。
三、交换性钾：是指土壤胶体表面吸附的钾离子，其含量常随土壤胶体含量的增加而增加，是土壤为当季作物提供钾素的主要部分。我们通常指土壤缺钾或不缺钾，主要是指这部分钾的多少。
四、水溶性钾：是指土壤溶液中的钾，它和代换性钾处于动态平衡中。交换性钾与水溶性钾之和称为速效钾或有效钾，它们仅占土壤全钾的0.5%～1.5%，在我国的农田土壤中速效钾的含量在40～400毫克/千克之间，其中水溶性钾只占速效钾的10%～30%。
我国土壤中的钾比氮、磷丰富，在20世纪50～60年代，施用钾肥一般没有明显的增产效果。此后由于农业生产中氮、磷化肥用量的增加，高产作物品种和杂交种的推广应用，复种指数的提高，作物产量增加很快，从土壤中吸收了大量养分，其中钾素仅靠有机肥料补充，不能满足需要，处于亏缺状态，因而消耗了大量土壤中的钾。根据全国许多地区的调查分析，近20年来土壤钾素呈明显的下降趋势。因此，自上世纪70年代中期钾肥在南方表现出明显的肥效后，逐步向北发展，目前已经到了全国几乎所有地区、所有作物都需要施用钾肥的状况。而国产钾肥资源有限，主要依靠进口，如何用好钾肥值得重视。

2. 钾肥的种类和性质

我国钾肥生产滞后于氮肥和磷肥，早些年我国钾肥产量仅有100多万吨，随着青海盐湖钾肥、罗布泊项目等相继上马后，我国钾肥生产有了一定的进步，2008年年产量达到300万吨左右，而目前我国钾肥的用量已超过600万吨(K₂O)，钾肥的来源进口仍然占很大比重。农用的钾肥种类也较氮、磷肥为少，主要的钾肥品种是氯化钾，占我国钾肥总用量的80%以上，其他还有硫酸钾和少量硝酸钾等。
（一）氯化钾(KCl)：商品氯化钾含氯化钾＞95%，含K₂O在60%以上。
在世界钾肥总产中氯化钾占90%以上，除直接施用外，它往往是生产硫酸钾、硝酸钾和复合肥的原料。生产氯化钾的原料主要有钾石盐(KCl、NaCl)，因其氯化钾含量高，生产成本较低。也可由光卤石(KCl·MgCl₂·6H₂O)或含钾盐湖卤水生产氯化钾。海水制取食盐后的副产品苦卤，也可作为提取氯化钾的原料，但数量不大。氯化钾的生产工艺因原料不同，可采用溶解结晶法和浮选法。前者利用各种盐类溶解度不同，从溶液中将钾盐、钠盐和镁盐分开，但所得颗粒细小，易吸潮，施用不便。后者利用钾盐、钠盐的比重不同将其分离，所得产品颗粒较大，农业上施用较为方便。我国青海察尔汉盐湖生产的氯化钾因含有氯化钠(3%-4%)，氯化镁(2%左右)等，含K₂O52%-56%。
氯化钾是一种养分含量高，价格低廉，肥效显著的优质钾肥。它的水溶液为中性，但它是一种生理酸性肥料。因氯化钾施入土壤后，遇水水解成离子状态，其中K⁺与土壤胶体上的阳离子起代换作用，被土壤胶体吸附；Cl^-残留在土壤中，或随水流失，或生成氯化钙(在石灰性土壤中)或盐酸(在酸性土壤中)，会增加酸性土壤中铁、铝的溶解度和对作物的毒害作用，甚至妨碍种子发芽和作物生长。同时，作物吸收钾离子较多，也会造成氯根残留，产生上述的同样效果。所以在酸性土壤上应提倡氯化钾与有机肥和适量石灰结合施用。在盐碱地上施用，则有加重盐害的可能。氯化钾和其他含氯化肥一样，不宜在烟草、葡萄上施用，在柑桔、薯类、糖料作物上应控制用量，以免对产品质量产生不良影响。
（二）硫酸钾(K₂SO₄)：硫酸钾的价格比氯化钾高，含K₂O 50%左右，主要用于不宜施用含氯化肥的作物，在缺硫的土壤上施用有好的效果。它的水溶液是中性，但从农化性质看，也是一种生理酸性肥料，施用的注意点与氯化钾相似。
硫酸钾一般用复分解法由氯化钾和硫酸盐(硫酸钠、硫酸镁)制取，或由氯化钾与硫酸反应制取。我国也有用明矾石制取硫酸钾的工艺。
（三）硝酸钾(KNO₃)：实际上它是一种含K₂O44%，含氮13%的两元复合肥，由于以含钾为主，常作为钾肥施用。
它是一种适合各种作物的优质化肥，但由于价格又比硫酸钾贵，常在经济作物和蔬菜、花卉上施用，也可用0.5%的溶液作叶面喷施。一般用复分解法由氯化钾和硝酸钠制取。
（四）窑灰钾肥：窑灰钾肥含有钾、硅、铝、钙等多种元素，含K₂O8-12%，其中有将近一半为水溶性钾，一半为弱酸溶性钾，对作物都是有效的。
窑灰钾肥是水泥工业的副产品，窑灰钾肥为灰色粉末，碱性强(pH9-11)，易吸潮结块，不宜与铵态氮肥或水溶性磷肥混拌，以免引起氨挥发和水溶磷退化，也不宜与种子、幼根接触。施用时可与细土或有机肥混拌堆沤，在酸性土壤上施用较为适宜。
（五）草木灰：一般含K₂O 5-8%，其主要成分为碳酸钾，呈碱性反应，并含有2-3％的P₂O₅和10-20%的CaO。
草木灰因用作燃料的原料不同，含钾量有较大变化。同时，草木灰因含碳素，色泽深，易吸收太阳热量，适宜用作早春或秋天播种时盖种，也可用作追肥。

3.钾肥的施用技术

我国土壤钾素虽然比氮、磷丰富，但多年来一直处于入不敷出的状况，耕地土壤的缺钾面积逐年增加，严重程度加剧。如何把钾肥用到最需要的作物和土壤上，值得重视。为了发挥钾肥的作用，在施用技术上要注意以下几个方面的问题：
一、把钾肥用在缺钾的土壤上。
我国土壤钾素由南往北、由东往西有明显的增加趋势。分布在两广、海南、云南南部及福建东南部的砖红壤和赤红壤是我国土壤含钾量和供钾能力最低的土壤，施用钾肥一般有显著的肥效。分布在长江以南和西南地区，如广东北部、湖南、江西、湖北、安徽西部、浙江、福建、贵州、四川等省大部的红壤和黄壤是我国土壤含钾量和供钾能力低的土壤，施用钾肥一般有增产效果。分布在长江中下游的黄棕壤和山东半岛、辽东半岛的棕壤含钾量和供钾能力偏低，也是施用钾肥肥效比较显著的土壤。广泛分布于我国南方的水稻土含钾量一般要高于红、黄壤旱地，也是施用钾肥有效的土壤。近年在含钾比较丰富的紫色土(四川)、潮土、褐土(华北地区)、黑垆土(黄土高原地区)、黑土、黑钙土(东北地区)上，甚至新疆的一些含钾丰富的土壤均有施用钾肥有效的大量报道。但是我们必须清楚，目前南方地区需要施用钾肥比北方迫切。在同一地区土壤类型相近的情况下，砂性土壤比粘性土壤的含钾量低，缺钾的可能性大。
土壤的钾素短缺状况，一般由土壤速效钾(有效钾)和缓效钾含量来判断比较可靠，但目前只注意速效钾含量与钾肥肥效的关系较多，根据各地在粮食作物上的检验结果，可归纳如下（表2-4）：
表1-4 土壤速效钾与钾肥肥效

级 别	土壤速效钾(K,mg/kg)	肥效反应	每千克钾肥(K2O) 增产粮食(kg)	钾肥(K2O) 亩用量(kg)
严重缺钾	＜40	极显著	＞8	5－10
缺钾	40－80	较显著	4－8	5左右
含钾中等	80－130	不稳定	2－4	＜5
含钾偏低	130－180	很差	＜2	不施或少施
含钾丰富	＞180	不显效	不增产	不施

二、根据作物种类和种植制度施用钾肥。
在经济作物上施用钾肥不仅能提高产量，还能改进品质。如烟草施用钾肥(不能用氯化钾)，可降低烟叶含氮量，增加含糖量，改善烟叶烘烤和内在品质。甘蔗施用钾增加含糖量。纤维作物(棉、麻)施钾增加纤维的长度和拉力。蔬菜和果树施用钾肥，也有较明显的增产和改善品质的作用。薯类施肥可增加产量和淀粉含量。在双季稻种植区，因早稻施用有机肥较多，钾肥在晚稻上效果好于早稻。在冬小麦——夏玉米种植制度下，在玉米上施钾的效果好于小麦。在有豆科作物的种植制度中，应在豆科作物上多施钾肥。在水旱轮作中应在旱作上多施钾肥。
三、钾肥施用的时期、方法和用量。
一年生作物的幼苗期对钾营养十分敏感，因此，钾肥应作基肥或种肥早施。湖南省农科院土肥所的试验，用5kg钾肥(K₂O)分别作基肥、分蘖肥和穗肥，稻谷分别增产12.4%、10.2%和6.6%；钾肥的利用率分别为63.8%、55.3%和41.9%。也有一些试验结果，说明钾肥一半作基肥，一半作分蘖肥增产效果较好。一般说，有充足的农家肥做基肥，钾肥在水稻上可推迟到分蘖早期或秆拔节期施用。在梨和葡萄等多年生果树上，常在果实膨大期施用钾肥做追肥。在未施基肥的情况下，也可用硫酸钾作种肥。氯化钾作种肥对发芽有影响，一般不用。钾肥的用量：在缺钾土壤上粮食作物亩施5－10 kg，经济作物亩施10 kg左右。烟草、糖料作物、纤维作物、薯类、瓜果还可适当多.  土壤缺钾的情况下，每千克钾肥(K₂O)能增产粮食5－10kg,当年利用率为45—55%。