植物钾营养potassium in plant nutrition

植物对钾(K)的吸收、运输及其在植物代谢中的作用。植物吸收钾有高度的选择性，且与代谢活性密切联系。在植物组织中，K+是含量最丰富的阳离子。它在细胞质内的含量较为稳定，而在液泡内含量的变化幅度就较大。钾在植物代谢中有多方面的功能。K⁺是许多酶的活化剂；在细胞渗透调节与电性平衡中，K⁺都有重要作用；在光合作用、同化物在植物体内的运输以及提高植物抗逆性方面钾也有重要功能。故适当施用钾肥可提高作物产量。
植物体内的含钾量及其分布 植物可通过主动及被动两种方式吸收钾，主动吸收是主要的方式。钾在植物体内很易转移，根吸收的钾很易运到地上部，并可在植物体内反复利用。在植物体内钾不足的情况下，钾优先分配到较幼嫩的组织中。分析杂交水稻在不同发育时期主茎上、中、下各层次叶片中的含钾量，结果表明：无论在最高分蘖期、始穗期或灌浆期，低钾处理稻株从上层叶到下层叶，其含K量都存在明显的梯度，而适量施钾处理稻株的各层叶片之间的含钾量则较为接近。例如，在始穗期，低钾处理的上、中、下层叶中的含钾量(K占干重的%)依次为：0.90、0.53及0.37；适量施钾处理的上、中、下层叶含钾量依次为1.20、0.93及1.05，不存在梯度。其他作物亦有类似的趋势。所以植株从上到下，各层叶片之间是否存在含钾量梯度亦可作为钾营养诊断的一种指标。
植物各器官中的含钾量以叶最高。以整张叶片而论，通常是正在展开的幼叶含钾量最高。在一器官之内，需钾量最高的是正在迅速生长的区域。在细胞内，细胞质的钾浓度保持在较小的范围内，其含量较稳定，约100～200毫摩尔/升。在植物组织内含钾量低时，首先是满足细胞质内钾的需要，直到钾的供应达最适水平。最适水平以上过多的钾即转移到液泡中。细胞质内的钾保持最适水平是由于生理上的需要，钾是作为辅因子，包括：蛋白质合成、光合CO₂固定、淀粉合成和糖酵解等。已知有60种以上的酶其功能取决于细胞质内的K⁺浓度，细胞质内K⁺含量的剧烈变化就影响到这些酶所催化的代谢反应，这对植物生长和产量形成都是重要的。可以认为液泡是一种贮备的细胞器，其中贮备的养分包括K⁺在内大部分是通过代谢主动排入的。供钾良好的植物其液泡内的K+浓度可代替整个细胞液相中的K⁺浓度，因为成长细胞的液泡体积约占细胞总体积的80%～90%，所以大部分的K⁺是在液泡内。
钾对作物产量形成的效应 K⁺是活化酶作用最有效的阳离子，广泛参与多种代谢过程，包括蛋白质合成及淀粉合成，光合产物的形成及光合产物从源运到库的运输等；K⁺有渗透调节功能，它可降低液泡内的水势，保持细胞膨压，促进细胞伸长生长，故钾可促进细胞生长。供钾充分的作物，其茎秆坚韧，叶数增多，叶面积增大，使光合面积增加；K⁺调节气孔开度；调节水分代谢，在空气相对湿度降低的情况下，仍可保持一定的细胞膨压，使作物不易萎蔫，仍保持较正常的姿态，挺立在田间，维持较正常的代谢进程。充分供钾还可延长作物光合作用功能期，避免早衰；可提高对高温、干旱、冰冻以及病虫害等的抗性。由于钾具备上述多方面的生理功能，所以配合其他养分适施钾肥，无论对禾谷类作物，块茎、块根类作物或收获茎叶的蔬菜等，都可促进其生长，使产量和品质提高。