經驗案例

土壤離子改良可交換鉀

一般來說，鉀是僅次于氮和磷的第三大可能限制植物生產力的元素。這是因為鉀在植物營養中的主要作用是作為負責各種過程（例如硝酸鹽還原、蛋白質合成、碳水化合物分解、光合作用）的各種酶的激活劑。
鉀還被認為有助于植物適應干旱條件和較冷的溫度等脅迫。對于棉花，鉀可以提高吸水效率并影響幾乎所有植物生物系統的速度。
一般來說，鉀還調節植物氣孔的開閉，從而控制葉孔的開閉。
鉀在提供抗病性方面也是必不可少的。就棉花而言，鉀在降低枯萎病的發生率和嚴重程度方面發揮著作用。

鉀還能促進許多植物物種的開花和結果。例如，它會影響纖維特性，例如棉的馬克隆、長度和強度。早棉鈴期鉀的吸收增加，總吸收量的約 70% 發生在第一次開花后。
在棉花中，缺乏癥狀包括老葉邊緣缺綠。當鉀在植株內重新定向時，在年輕的葉子中鉀缺乏出現在結鈴和灌漿附近。這被稱為過早衰老。
一般認為土壤中鉀的總量大于其他營養元素。然而，植物可利用的鉀的數量是有限的。在土壤中，鉀以四種形式存在：
土壤溶液中的陽離子 (K + ) (Solution K)
吸附在粘土顆粒和有機膠體上（可交換 K）
次生粘土礦物中的不可交換 K +（固定 K），和
原生礦物結構中的K + (Structural K)。
在任何特定時間，土壤中的大部分鉀都處于不可交換的形式，因為它被鎖定在含鉀的主要礦物的晶體結構中。土壤中含量最多的兩組是白云母云母（KAl 2 (AlSi3O 10 )(OH) 2）和黑云母（K(Mg,Fe) 3 (AlSi3O 10 )(OH) 2）和長石正長石和微線 ((KAlSi3O 8 )。
與原生礦物結構中所含鉀相關的儲量相對不能用于植物吸收，盡管由于這些具有相當抗性的礦物的風化，幾年后將獲得少量鉀。
鉀可以從所謂的 2:1 次生粘土礦物（例如伊利石、蛭石和蒙脫石）中獲得。在大多數棉花種植區，綠土和其他 2:1 型礦物是主要的粘土礦物。這些礦物質使 Vertosol 土壤剖面具有收縮膨脹特性（即自覆蓋）。
然而，在這些 Vertosol 剖面中，土壤溶液中的鉀可能不容易被吸收，因為它可能是固定的。這是因為鉀離子非常適合這些所謂的膨脹粘土的晶格之間。然后說這些鉀離子處于不可交換的形式，因為高等植物無法獲得它們。鉀只能非常緩慢地被植物吸收。
作物鉀的直接來源是土壤溶液。據估計，土壤中只有 1-2% 的總鉀可作為吸附在土壤膠體表面（即粘土顆粒和有機膠體）和/或土壤溶液中的可交換鉀。
其中大約 90% 是可交換的形式，但是高等植物吸收的大部分鉀需要在土壤溶液中。因此，可交換鉀的測定通常是植物可以吸收的鉀的相當好的指標。