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土壤养分——钾

1、土壤中钾的含量

        土壤中钾的含量有两种衡量标准包括全钾含量与有效钾含量,其中全钾含量使用氧化钾(K2O)来表示,有效钾含量则用元素态钾(K)来表示。

换算关系:K2O×0.83=K 或 K×1.20=K2O

        地壳中平均钾含量远远高于氮、磷的含量,原生岩中不含氮,含磷量大约为0.12%,而钾的含量可达到2.45%。岩石在经过风化、运迁及成土作用后,发展成为土壤,其中氮的含量随着土壤的形成而不断增加,磷的含量在此过程中处于稳定的状态,但钾的含量却在逐渐的减少。

        我国土壤中钾的含量现状调查结果显示,我国矿质土壤中钾的含量一般在2.5%以下,其中最少仅为万分之几,最多可达4%-5%左右。相关统计资料显示,我国华南砖红壤中钾含量平均不足0.5%;赣、浙、湘、鄂一带的低丘红色土壤及川、黔、滇、贵一带的山地黄壤中钾含量平均为1%左右;西北、华北、东北的黄土母质地区的旱地土壤中钾的含量可达到1.5%以上。我国水稻主要产区的水稻土中钾的含量一般较为丰富,通常可达到1-1.5%。

2、影响土壤中钾含量的因素

2.1母质

        土壤中的钾主要来源于矿物质部分,因此母质中的矿物质是土壤中钾含量的直接影响因素。土壤和母质中的含钾矿物质主要包括钾长石类、云母类及次生粘粒矿物三类。我国土壤中钾含量的分布特点也反映了其受母质的矿物组成的影响。并存于浙、赣低丘地区的红壤和紫色土正是由于两者成土母质差异,因此钾的含量也就体现出了显著的差别。红壤通常是由红色黏土或红砂岩发育形成的,其母质中的长石、云母和水化云母均少于形成紫色土的紫色砂页岩风化体,因此红壤的钾含量也远低于紫色土。

2.2 风化及成土条件

        同样的母质但其风化程度及成土条件不同,也会使得土壤中钾的含量存在差异。高温、多雨地区,由于风化和淋溶强度大,矿物中的钾易于释放并被雨水淋失;相反的,寒冷、干旱地区,矿物中的钾不易风化释放更不易淋失。

2.3 质地

        由于不同土粒的矿物组成特点不一,除由含有丰富钾矿物的母岩风化而成的残积土外,一般土壤中各粒级的钾含量会随着粒径的减小而增大。因此在相同地区质地粘重的土壤中钾的含量通常高于砂质土。

2.4 人为活动

        人为活动主要指耕作及施肥,不同的耕作模式及管理手段对土壤中钾的含量均有一定的影响。这种影响主要体现在土壤中的速效钾含量,如长期种植豆科植物且不施加钾肥,那么土壤中的速效钾含量则会迅速下降;如长期连作耗钾作物往往也会导致土壤中钾的缺失。

3、土壤中钾的形态

        土壤中钾的形态主要包括水溶性钾、交换性钾、固定态钾及原生矿物中的钾。

3.1 水溶性钾

        水溶性钾是以离子形态存在于土壤溶液中,其浓度变化幅度很小,是最易于被作物吸收利用的钾。

3.2 交换性钾

        交换性钾是吸附于胶体表面的钾离子,由于受到胶体负电荷的影响而无法自由活动,需要通过解离或交换释放出钾离子,从而与溶液中的钾离子保持动态平衡。当自由溶液中的钾离子浓度降低时,则会有交换性的钾离子通过解离或交换而进入溶液中,反之亦然。我国土壤中交换性钾的含量一般为40-200 ppm,最高可超过300 ppm,最低不足20 ppm,总体来看交换性钾的含量通常不会超过全钾含量的1.5%。由于交换性钾是土壤中速效性钾的主要来源,因此其是评估土壤养分的重要指标。

3.3 固定态钾

        固定态钾是吸附于次生粘粒矿物上的钾离子,在成土过程中受到自然力与人为活动干扰的影响,使其进入粘粒矿物晶架构造的陷穴中,使其变成不易被交换出来的吸附离子。这种形态的钾离子虽不是矿物晶架本身构造的一部分,但由于被固定其中,因此被称为固定态钾。交换性钾一旦被固定其可利用性就大大降低,只有在一定条件下才会被逐渐释放出来,供作物吸收利用,因此也称之为缓效性钾。

3.4 原生矿物中的钾

        原生矿物中的钾是土壤中的主要含钾的矿物包括钾长石、白云母、黑云母及钾微斜长石等,被闭蓄在矿物中的钾需要通过风化作用才能释放出来。其中,黑云母较其它矿物更易被风化,其所含钾元素在作物营养上的有效性虽不及水溶性及交换性钾快速,但却比被其它矿物闭蓄的可利用性更强。黑云母所含的钾可被视为固定态钾,但钾长石、白云母及钾微斜长石所含的钾由于不易被释放被视为无效态钾。土壤中无效态钾的含量占总钾含量的90%以上,数量很大,但对实际生产没有明显的作用。

注:本文中以现行标准元素态钾为标准进行钾含量的说明。