Cây mía (Saccharum officinarum L.) là cây trồng có nguồn gốc nhiệt đới, tiềm năng năng suất cao, phạm vi thích ứng rộng, đã và đang được xác định là có lợi thế cạnh tranh trong cơ cấu cây trồng trên các loại đất đồi dố c, khô hạn các tỉnh khu vực trung du, miền núi phía Bắc và Bắc miền Trung. Thanh Hóa là tỉnh có ngành công nghiệp đường mía phát triển. Trên địa bàn tỉnh hiện có ba nhà máy đường đang hoạt động (Lam Sơn, Việt Đài, Nông Cống) với tổng công suất chế biến 18.600 tấn mía/ngày, diện tích mía đứng hàng năm trên 30.000 ha, phân bố ở 18 trong tổng số 27 huyện, gồm 200 xã, thị trấn, 17 nông, lâm trường. Năng suất mía trung bình (niên vụ 2011 – 2012) đạt 55,49 tấn/ha, chữ đường (hàm lượng đường thương phẩm) 9,03 CCS (Commercial Cane Sucrose); tỷ lệ mía trên đường 10,57; sản lượng đường đạt trên 150.000 tấn, chiếm 25% sản lượng đường của khu vực Bắc miền Trung; giá trị sản xuất công nghiệp đường đạt gần 2.500 tỷ đồng, chiếm 7,63% giá trị sản xuất công nghiệp toàn tỉnh, đồng thời tạo việc làm và thu nhập ổn định cho hơn 50 vạn nông dân các vùng nông thôn, vùng sâu, vùng xa khu vực phía Tây của tỉnh Thanh Hóa [16], [17], [36]. Mặc dù đã đạt được nhiều thành tựu trong sản xuất mía và đường nêu trên, song các vùng trồng mía trong tỉnh vẫn đang đứng trước những khó khăn, thách thức lớn do giá đường trên thị trường thế giới thấp, giá vật tư, phân bón, hóa chất bảo vệ thực vật, công lao động tăng cao, trong khi năng suất, chất lượng mía chậm được cải thiện. Niên vụ 2011 – 2012 được đánh giá là có năng suất mía cao nhất từ trước đến nay nhưng cũng mới chỉ bằng 80% năng suất trung bình của thế giới (71,7 tấn/ha) [16], [48], [70], [69]. Trong các yếu tố góp phần tăng năng suất, chất lượng mía, phân bón đa lượng đạm (N), lân (P), kali (K) đóng vai trò quan trọng, trong đó K là 2 nguyên tố cây mía hấp thu nhiều nhất. K có ảnh hưởng tích cực đến hầu hết các quá trình sinh lý, sinh hóa xảy ra trong tế bào, đặc biệt là quá trình tổng hợp, vận chuyển và tích lũy đường. Tuy nhiên, mức độ phản ứng của mía với việc bón K lại có sự biến động, thể hiện tính địa phương cao, phụ thuộc vào điều kiện khí hậu, đất đai, giống mía, kỹ thuật canh tác và mối quan hệ tương tác với các nguyên tố dinh dưỡng thiết yếu khác [53], [40]. Khác với N và P, cây mía có hiện tượng tiêu dùng “xa xỉ” K [106]. Bên cạnh đó, triệu chứng thiếu K thường không thể hiện ngay lập tức trong các trường hợp K bị mất do xói mòn, rửa trôi hay bị cố định. Nhu cầu bón K chỉ xuất hiện rõ sau một vài vụ trồng mía không bón hoặc bón thiếu so với lượng K mất đi sau mỗi vụ thu hoạch. Vì vậy, trong cả hai trường hợp bón thừa hoặc thiếu K đều dẫn đến làm giảm hiệu quả sản xuất mía [78]. Vùng mía Lam Sơn Thanh Hóa được qui hoạch trên địa bàn 10 huyện thuộc khu vực trung du, miền núi phía Tây của tỉnh Thanh Hóa với tổng diện tích đất trồng mía 54.314 ha, trong đó trên 80% thuộc nhóm đất xám Ferralit [37]. Trong điều kiện khí hậu nhiệt đới, quá trình khoáng hóa, quá trình xói mòn, rửa trôi xảy ra mạnh, hàm lượng chất hữu cơ, tỷ lệ và thành phần các loại khoáng sét giàu K trong đất thấp là những yếu tố làm cho đất trồng mía không chỉ nghèo về K mà khả năng giữ K của đất cũng thấp, dẫn đến làm giảm hiệu suất bón phân K, giảm năng suất, chất lượng và hiệu quả sản xuất mía.