钾肥

促进酶的活化对酶的活化作用是钾在植物生长过程中最重要的功能之一，现已发现钾是60多种酶的活化剂。因此。钾同植物体内的许多代谢过程密切相关，如:光合作用、呼吸作用和碳水化合物、脂肪、蛋白质的合成等。

促进光合作用和光合产物的运输①提高光合效率;②调节气孔的开闭，控制CO₂和水的进出;③促进碳水化合物的合成，加速光合产物的流动。

促进蛋白质合成①促进蛋白质合成的关键成份NO₃的摄取和运转;②与蛋白质的合成过程密切相关。

增强植物的抗逆性钾能使作物体内可溶性氨基酸和单糖减少，纤维素增多，细胞壁加厚;钾在作物根系累积产生渗透压梯度能增强水分吸收;钾在干旱缺水时能使作物叶片气孔关闭以防水分损失。因此钾能增强作物的抗病、抗寒、抗旱、抗倒伏及抗盐能力。

改善作物产品品质提高粮食作物蛋白质的含量、油料作物的粗脂肪和棕榈酸含量、薯类和糖料作物淀粉和糖分含量;增加纤维作物及棉花的纤维长度、强度、细度;调整水果的糖酸比，增加其维生素C的含量;改善果菜的形状、大小、色泽和风味，增强其耐贮性。

作物缺少钾肥，就会得"软骨病"，易伏倒，常被病菌害虫困扰钾元素常被称为"品质元素"。它对作物产品质量的作用主要有:①能促使作物较好地利用氮，增加蛋白质的含量，并能促进糖分和淀粉的生成;②使核仁、种子、水果和块茎、块根增大，形状和色泽美观;③提高油料作物的含油量，增加果实中维生素C的含量;④加速水果、蔬菜和其他作物的成熟，使成熟期趋于一致;⑤增强产品抗碰伤和自然腐烂能力，延长贮运期限;⑥增加棉花、麻类作物纤维的强度、长度和细度，色泽纯度。

钾可以提高作物抗逆性，如抗旱、抗寒、抗倒伏、抗病虫害侵袭的能力。

过量施用钾肥的害处:

钾肥的施用除取决于土壤的供钾能力外，还受作物种类、农业生产水平和气候及土壤条件等因素的影响。土壤中钾的含量、形态及其转化和供钾能力是合理分配和施用钾肥的重要依据。土壤的全钾含量变幅较大 ，一般为0.1%~3%，平均约为1%。

土壤中的钾包括3种形态:①矿物钾。主要存在于土壤粗粒部分，约占全钾的90%左右，植物极难吸收。②缓效性钾。约占全钾的2%~8%，是土壤速放钾的给源。③速效性钾。指吸附于土壤胶体表面的代换性钾和土壤溶液中的钾离子。植物主要是吸收土壤溶液中的钾离子。当季植物的钾营养水平主要决定于土壤速效钾的含量。一般速效性钾含量仅占全钾的0.1%~2%，其含量除受耕作、施肥等影响外，还受土壤缓放性钾贮量和转化速率的控制。

肥效的大小，决定于其氧化钾含量。主要有氯化钾、硫酸钾、草木灰、钾泻盐、磷酸一氢钾等。大都能溶于水，肥效较快。并能被土壤吸收，不易流失。钾肥施用适量时，能使作物茎秆长得坚强，防止倒伏，促进开花结实，增强抗旱、抗寒、抗病虫害能力。具有钾(K或K₂O)标明量的单元肥料就是钾肥(potash fertilizer)。能提高土壤供钾能力和植物的钾营养水平。

具有单元素"钾"(K或K₂O)标明量的是单元素含肥料(potash fertilizer);标明"钾"元素高，其它元素低也是"钾肥"。"钾肥"分二元复合钾肥、三元复合钾肥。

根据钾肥的化学组成可分为含氯钾肥和不含氯钾肥。钾盐肥料均为水溶性，但也含有某些其他不溶性成分。

主要钾肥品种有氯化钾、硫酸钾、磷酸二氢钾、钾石盐、钾镁盐、光卤石、硝酸钾、窑灰钾肥。

氯化钾含氧化钾为50%~60%。主要以光卤石，钾石盐和苦卤为原料制成。氯化钾易溶于水，20摄氏度时溶解度为34.7%，100摄氏度时为55.7%，是速效性肥料，可供植物直接吸收。氯化钾吸湿性不大，通常不会结块，物理性质良好。便于施用

硫酸钾的生产方法:

一是直接由天然矿物和硬盐矿等制取。二是由氯化钾转化而得，目前世界生产的硫酸钾中70%由转化法生产。硫酸钾含氧化钾50%~54%，较纯净的硫酸钾系白色或淡黄色。菱形或六角形结晶,吸湿性远比氯化钾小，物理性状良好，不易结块，便宜施用。

原料钾是在地壳中含量占第七位的元素。但是,它在矿石、土壤、海洋、湖泊和江河中的含量都很低。具有经济价值的钾盐矿,是内陆海在干燥条件下,蒸发水分后干涸的沉积矿床。最主要的沉积钾盐矿有钾石盐(KCl、NaCl混合物)、无水钾镁矾(K₂SO₄·2MgSO₄)、钾盐镁矾(K₂SO₄·MgSO₄·3H₂O)和光卤石(KCl·MgCl₂·6H₂O)等。一些含钾的井水、湖水和卤水，也是钾肥原料的来源。 氯化钾 工业生产以钾石盐矿精制加工为主，在某些国家和地区采用光卤石为原料，少数国家从卤水提取。钾石盐矿富集和精制 由钾石盐矿富集氯化钾有三种方法:①浮选法，是应用最广泛和最经济的方法。其过程(见图)

钾肥是以脂肪胺作为浮选剂，进行多次粗选，再进入精选系统进一步精制，底流返回粗选系统。②溶解结晶法，是利用氯化钠和氯化钾在热水和冷水中的溶解度不同，将氯化钾母液加热后与钾石盐混合。此时，氯化钾全部进入溶液，而氯化钠进入溶液较少,冷却后析出氯化钾结晶,经分离、洗涤和干燥即得产品。母液返回系统。如需制得工业用氯化钾精品，可用再结晶的方法精制，氯化钾纯度可达到99.9%。③重液分离法，是利用氯化钠和氯化钾的密度不同，选择密度介于两者之间的重介质，把磨细过的钾石盐矿置于其中，氯化钾上浮,氯化钠下沉,达到分离的目的。

光卤石富集和精制 光卤石资源较丰富，但因它含钾量不高(纯光卤石仅含氧化钾17%)，加工能耗较高，且大量副产氯化镁不易处理，故在氯化钾生产中所占比例不大,其富集主要有两种工艺:①冷溶法,含有氯化钠等杂质的光卤石矿在20~25℃下用水或淡盐水浸取，氯化镁首先溶出，当溶液中氯化镁含量增加时，溶入的一部分氯化钾会再结晶出来。所得氯化钾是含有氯化钠的混合物，用富集钾石盐的方法进一步加工制氯化钾。②热溶法，在约100℃水中溶解光卤石,在分离不溶物之后进行冷却结晶得氯化钾。

含钾卤水加工 含钾卤水包括含钾湖水、含钾井水和盐田卤水等。以色列和约旦利用死海卤水,中国利用青海省察尔汗盐湖的卤水生产氯化钾。工艺是卤水在盐田里自然蒸发，直至约90%的氯化钠结晶出来;再将卤液移入另一组盐田，经蒸发、结晶得光卤石，再以富集光卤石的方法制取氯化钾。

硫酸钾 主要用可溶性硫酸盐钾矿为原料，少数国家和地区用氯化钾为原料制取。硫酸盐钾矿加工 无水钾镁矾和软钾镁矾等是可溶性硫酸盐钾矿，采用与钾石盐矿富集相类似的方法进行处理即可用作肥料。制纯硫酸钾时，可以用氯化钾与可溶性硫酸盐钾矿进行复分解反应:

K₂SO₄·2MgSO₄+4KCl==3K₂SO₄+2MgCl₂

然后将溶液蒸发即可结晶出硫酸钾。

明矾石综合利用制硫酸钾、氧化铝和硫酸，在苏联已有工业生产，在中国也有小规模生产。明矾石矿经磨细后，进行煅烧还原，分解出二氧化硫，用以生产硫酸。还原物料用碱液浸取，溶出硫酸钾和氧化铝，按铝矾土加工的拜耳法制氧化铝。溶液进一步蒸发、结晶和干燥，得到硫酸钾产品。此法在有明矾石资源而缺少铝矾土资源的地方有经济价值。

由氯化钾制备 用硫酸分解氯化钾制取硫酸钾并副产盐酸，反应分两步进行，其反应式为:

KCl+H₂SO₄→KHSO₄+HCl (1)

KHSO₄+KCl→K₂SO₄+HCl (2)

第一步反应是放热反应，在约200℃下进行;第二步反应是吸热反应，需要在600~700℃下进行。此法能耗较高，材料腐蚀问题比较严重，只有在需要盐酸的地区或国家用此法进行生产，如美国和比利时。

综合利用 富集精制钾石盐矿时，大量副产主要含有氯化钠和少量氯化钾的废卤液，将其泵送至人工筑堤的围场内，靠自然蒸发，以结晶固化。

光卤石加工过程中还大量副产含氯化镁的废液，其处理更加困难，因为依靠自然蒸发、结晶、固化需要很长时间。在以色列用水解和煅烧的方法处理含氯化镁的废液，生产氧化镁和盐酸实现了工业化。氧化镁用于生产耐火材料，盐酸用于生产磷酸。

在发现罗布泊钾盐矿床以前，中国钾资源保有储量4.57亿吨，仅占世界储量的2.6%。全国共有可经济利用的矿床13个，保有储量仅1.64亿吨(KCl)。国产钾肥满足率仅占15%左右，每年进口钾肥(折K₂O)400万吨以上，钾肥供给不足与耕地普遍缺钾之间的矛盾十分突出。随着一批钾盐新建项目的投产和固体钾盐矿床利用技术的突破，长期困扰中国的钾肥供需矛盾有望缓解。到2020年，若规划项目全部投产，钾肥自给率将达到50%。

钾肥可用作基肥，也可用作追肥，部分品种还可以作为叶面肥，但作基肥和叶面肥施用效果为好。将钾肥用作基肥，可满足农作物全生育期对钾元素的需求，对生长期短的作物和明显缺钾的土壤尤为重要。对生长期长的作物如棉花可采用基施和叶面喷施相结合。对沙质土壤可采用基施和追施相结合。钾在土壤中的移动性介于氮、磷之间。目前在土壤速效钾含量低于100毫克/千克/亩即可;土壤速效钾含量在100~150毫克/千克以下，施K₂O₃%-5千克/亩即可，当土壤速效钾含量大于150毫克/千克时，可视作物种类不施或少施化学钾肥。

施用钾肥能够促进作物的光合作用，促进作物结果和提高作物的抗寒、抗病能力，从而提高农业产量。钾元素在植物体内以游离钾离子形式存在，它能促进碳水化合物和氮的代谢;控制和调节各种矿物营养元素的活性;活化各种酶的活动;控制养分和水的输送;保持细胞的内压，从而防止植物枯萎。

中国钾肥供求缺口大，只能依靠进口满足国内需求，2011年钾肥进口折纯量为322.7万吨。

近年，中国钾肥企业积极在海外建厂，钾肥供应将由国内供应、海外建厂供应以及与钾肥主产国进口三部分组成。随着中国对钾肥需求的不断增加，中国对钾肥进口将长期依赖，整体上来看，未来几年钾肥进口量将呈增加趋势。