「鉀」（K）警報！全球鉀危機衝擊農作物產量。

 

圖片作者：ChatGPT

大家對所謂的植物三要素應該都不陌生，就是所謂的氮、磷、鉀，都是植物的必需元素，也都是植物的巨量元素（macronutrient）。

最近這些年，大家總是在談氮與磷，好像都沒有什麼提到鉀。最近有一篇論文提醒大家，鉀也是有危機的。

我們先來看看鉀對植物的重要性。鉀對植物的開花過程至關重要。鉀有助於調節植物體內的水分，這對於花朵的形成和開放非常重要。它還參與植物的光合作用和能量轉換過程，這些都是支持開花和果實發育的關鍵生理活動。缺鉀的植物通常開花不良，花朵和果實的大小和質量也會受到影響。因此，確保植物獲得足夠的鉀對於促進健康的開花和生產高質量果實至關重要。另外，植物缺鉀葉片會變黃、邊緣出現點狀壞死，植株容易倒伏，並容易被真菌感染。

雖然氮、磷、鉀是肥料中的三大主要營養元素，鉀的使用和管理常因焦點主要放在氮和磷上而被相對忽視。鉀經常被忽視，是因為它在農業營養管理中不像氮和磷那樣受到重視。這部分是由於鉀的角色和作用在植物生長中不如氮和磷那麼直接明顯。氮和磷對作物產量和質量的影響更容易被觀察和量化，而鉀素的作用則更加間接，如影響水分調節、病害抵抗力和作物品質等。此外，鉀在土壤中的動態較為複雜，其可利用性受到多種土壤物理和化學性質的影響，使得對其管理更加困難。因此，相較於氮和磷的管理，鉀的管理在農業生產中往往沒有得到足夠的重視。

但是，鉀的管理對食物安全和淡水生態系統健康有顯著影響。適當的鉀管理可以提高作物產量和品質，對維持食物安全至關重要。然而，鉀肥的過度使用或不當管理可能導致土壤和水質污染，影響淡水生態系統的健康。鉀流失到水體中可能促進藻華的形成，威脅水中生物的生存。因此，平衡鉀的使用，既滿足農業生產需求又保護環境，對於促進可持續發展至關重要。

研究團隊發現，鉀肥不均衡使用的原因主要包括對鉀在植物生長中作用的認識不足、經濟因素、以及土壤管理和肥料應用策略的差異。農民可能因為對鉀需求的誤解或是為了節省成本而忽視鉀肥的使用，尤其在短期內看不出明顯效果的情況下。此外，土壤中鉀的自然豐富度差異相當大，缺乏有效的土壤檢測和管理計畫也導致鉀肥使用不當。缺乏對於土壤鉀含量和作物需求精確測量的技術和知識，也是鉀肥使用不均衡的重要原因。

雖然全球鉀資源不會立即耗盡，但是鉀肥的可持續供應面臨挑戰。鉀資源分佈不均，主要礦藏集中在加拿大、俄羅斯、白俄羅斯、中國和德國等幾個國家，這可能導致供應風險和價格波動。隨著全球人口增長和食物需求上升，對鉀肥的需求也隨之增加，這要求更有效的鉀資源管理和利用策略，以確保長期的食物安全和農業可持續性。因此，雖然目前全球鉀資源尚未面臨即時耗竭的危機，但合理和高效的資源管理仍然非常重要。

全球鉀資源主要集中在加拿大、俄羅斯、白俄羅斯、中國和德國等國家。這些國家擁有豐富的鉀鹽礦床，是世界上主要的鉀肥生產和出口國。加拿大特別是全球最大的鉀肥生產國之一，其鉀鹽礦床位於薩斯喀徹溫省，佔全球鉀肥供應的重要份額。

哪些國家出現土壤缺鉀問題呢？主要集中在東南亞（44%）、拉丁美洲（39%）、撒哈拉以南非洲（30%）和東亞（20%）。這些地區的農業土壤面臨嚴重的鉀素缺乏問題，可能對當地的作物生產和食物安全造成影響。此外，論文還指出，中國的75%水稻土壤和澳大利亞南部小麥帶的66%土壤報告顯示缺乏可供作物吸收的土壤鉀素，這進一步強調了鉀素管理不當對全球農業生產的潛在威脅。

所以，鉀素管理不當對食物安全和淡水生態系統健康造成風險。作者提出六項行動來預防作物產量因土壤鉀素缺乏而下降、保護農民免受鉀鹽價格波動的影響、並解決與鉀鹽礦開採和增加鉀肥使用相關的環境和生態系統顧慮。這些行動包括審查鉀素庫存與流動、建立監測和預測鉀價格變化的能力、幫助農民維持足夠的土壤鉀素水平、評估鉀鹽礦開採和鉀肥使用的環境影響、發展全球轉向循環鉀經濟的策略，以及加速政府間合作以促成改變。

參考文獻：

Brownlie, W.J., Alexander, P., Maslin, M. et al. Global food security threatened by potassium neglect. Nat Food 5, 111–115 (2024). https://doi.org/10.1038/s43016-024-00929-8