Фізіологічне значення калію для рослин

     Міністерство  освіти та науки України

     Національний  авіаційний університет

     Інститут  міського господарства

     Кафедра екології 
 
 
 
 

       КУРСОВА РОБОТА

     З дисципліни «Біогеохімія»

     на  тему : «Фізіологічне значення калію  для рослин» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Київ 2010

ЗМІСТ

ВСТУП.............................................................................................................3

ФІЗІОЛОГІЧНЕ  ЗНАЧЕННЯ КАЛІЮ ДЛЯ РОСЛИН...............................5 

Дефіцит калію  в рослині..........................................................................12

Вплив калію  на якість урожаю................................................................15

Роль калію  на здоров'я рослин................................................................16

Калій і стійкість  рослин...........................................................................17 

ВИСНОВКИ.....................................................................................18 

ЛІТЕРАТУРА..................................................................................................19 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

            ВСТУП

   Хімічна промисловість виготовляє тепер  для сільського господарства хлористий калій, який містить 48—60% окису калію, 30- і 40-процентні калійні солі, 48—52-процентний сірчано-кислий калій та 26-процентну калійну магнезію, або 19-процентний калімаг. Крім того, в розмеленому вигляді використовують сирі калійні солі — 15-17-процентний сильвініт і 10-процентний каїніт.

   В процесі переробки калійних солей, крім калійних добрив, одержують велику кількість хлористого магнію-бішафіту та кухонної солі — галіту. Я. А. Фіалков зазначає, що каїнітова сіль містить головним чином каїніт і хлористий натрій, утворюючи могутні поклади біля Калуша. Є всі підстави вважати, що поклади каїніту являють собою мінерали первинного походження і що ці поклади відомі лише у Прикарпатті.

   У масивних товщах каїнітової солі є  багато інших мінералів— шеніту, полігаліту, кізериту, лангбейніту, левеїту, леоніту та карналіту. Деякі з цих солей утворювалися внаслідок розкладу каїніту. Поряд з тим в каїнітових солях, а також в каїніто-магнієвих породах є багато глинних речовин, що в деяких зразках досягають 30%. Саме наявність такої кількості глини або мулу і є причиною дуже важкої хімічної переробки прикарпатських покладів.

   Мінерал каїніт у чистому вигляді має 29,64% хлористого калію, 48,36% сірчанокислого магнію, 21,70% води. Вміст окису калію досягає в ньому 18,8%. У чистому вигляді калушський каїніт янтарно-жовтого кольору, проте домішки  надають  йому темно-сірого забарвлення.

   Мінералогічний  склад каїнітових з калуських і голинських родовищ наведено (в табл. 1.) 

   Таблиця. 1

   Мінералогічний  склад каїнітових з калуських і  голинських родовищ

 

   З наведених даних видно, що як каїнітова сіль дуже корисна для сільського господарства, бо в ній є значна кількість мінералів, що мають у своєму складі окис калію та інші сполуки.

     Завдяки різному співвідношенню  домішок хлористого натрію і сірчанокислих натрію та магнію вміст окису калію коливається від 45 до 50%. Сірчанокислий калій можна добути розкладанням хлористого калію сірчаною кислотою, внаслідок чого, крім сірчанокислого калію, утворюється соляна кислота, яку використовують для виробництва преципітату та інших сполук.

   Добування сірчанокислого калію складніше, тому його застосовують для найцінніших культур, для яких наявність хлору в калійних добривах дуже шкідлива. До таких культур належать виноград, цитрусові, високосортні тютюни, бавовник, картопля, а також цукрові буряки.

ФІЗІОЛОГІЧНЕ  ЗНАЧЕННЯ КАЛІЮ ДЛЯ РОСЛИН 

  Найбільш  ефективним треба визнати вплив  калію на рослини за умов забезпечення їх азотним і фосфатним живленням. При цьому використання аміачних форм азотних добрив збільшує потреби рослин на калій.

  При нестачі калію завжди спостерігається  зменшена стійкість рослин проти грибкового захворювання. Підвищена чутливість до нестачі калію властива таким сільськогосподарським культурам, як льон, тютюн, картопля, цукрові, кормові і столові буряки, соняшник, конюшина, люцерна, люпин  і овочеві культури.

  Дослідження фізіологів показали, що однією з фізіологічних функцій калію для цукрових буряків і інших культур є позитивний його вплив на збільшення обводнення клітинних колоїдів, насамперед протоплазми у дисперсному стані. Хоч калій безпосередньо і не входить до складу ядра клітини, хлоропластів і клітинних оболонок, проте його роль в житті протоплазми величезна. Відомо, що молоді найжиттєдіяльніші  органи рослин  — листки,  бруньки  і   меристема тканини — дуже  багаті на калій; він становить близько 50% суми зольних елементів. У старих органах рослин калію мало,   бо він пересувається в молоді  багаті  па  протоплазму частини рослин.

  Важливо відзначити, що майже весь калій  перебуває в рослині у вигляді мінеральних електролітних сполук. Спроби західноєвропейських і деяких учених нашої країни замінити калій натрієм, літієм, рубідієм або цезієм були безпідставними. Вченими беззаперечно доведена позитивна роль калію у підвищенні життєвості протоплазми  всіх  сільськогосподарських  культур.  Калій впливає також на синтез вуглеводів, їх пересування і на процеси газообміну при диханні рослин. Роботами А. В. Володимирова показано, що калій підсилює пересування цукрів з пластинок листків до кореню цукрових буряків, в зв’язку з чим підвищувалась їх цукристість.

  С.С. Баславська довела, що калій за дуже короткий час впливу на рослину змінював співвідношення між білковим і небілковим азотом.

  Дослідження   Н.    С.   Туркової   показали,   що   збільшення вмісту калію в рослинах сприяло підсиленню відновлених властивостей тканий. Причиною цього було значне нагромадження глютатіону. 

    У дослідах І. Р. Юзбашяна  калій   позитивно   впливав  на якість томаті, у складі яких підвищувався вміст сухих речовин, інвертного цукру і вітаміну С; при цьому зменшувалась кислотність плодів  і підвищувалась стійкість їх проти загнивання верхівок.

   В дослідженнях П.   А.   Власюка із  співробітниками різні форми калійних добрив, залежно   від різних   аніонів, неоднаково впливали на врожай і фізіологічні процеси у рослин як із зрошенням,   так і без нього.   Наприклад, у рослин бавовннка сірчанокислий калій   і   калій-магнезія   сприяли   підсиленню   процесів   пересування   цукрів з  листків   до   генеративних   органів, а   хлористий   калій підсилював    нагромадження   цукрів,   але   послаблював пересування їх в інші органи рослин. Сірчанокислі форми калійних добрив підсилювали нагромадження нуклеопротеїдів, а калій-магнезія   збільшувала   вміст   фосфатидів. Одним з найважливіших засобів для підвищення врожайності зернових хлібів в умовах зрошення, як зазначає М. С. Петінов, є безперебійне постачання їх водою і особливо калійним   (на фоні азотного   і   фосфатного)    живленням.

  За  допомогою методу радіоактивного ізотопу  вуглецю 14 встановлено, що листки рослин пшениці за умов зрошення під впливом калійних добрив швидше   і повніше звільняються від нагромаджених продуктів фотосинтезу. При   недостачі  калію,  незважаючи на  повну забезпеченість рослин всіма іншими елементами живлення, процеси пересування і використання вуглеводів  гальмуються, внаслідок чого    при диханні витрачається   велика   кількість білків. Нашими дослідженнями показано, що недостача калію паралізує також активність ферментів, які обумовлюють розклад складних форм вуглеводів і підсилюють обмін речовин у рослин. Тепер встановлено що, недостача калію обумовлює мляву функцію пересування глюкози   і гальмування синтетичних  процесів.

  Численними  дослідженнями, проведеними в нашій  країні, встановлено, що вплив калію  на рослини великою мірою залежить від форми калійних добрив. Наприклад, хлористі  сполуки  калію  сприяють    омолодженню листя, а сірчанокислі, як правило, обумовлюють прискорення їх старіння і відмирання, що особливо спостерігалось на таких культурах, як цукрові буряки, картопля, бавовник і конюшина. 

  Треба також зазначити, що з усіх основних добрив тільки калійні добрива радіоактивні, що також справляє певний вплив на біохімічні і фізіологічні процеси які, відбуваються в рослинах.

  Радіоактивні  властивості калію були відкриті  ще   в 1907  р.  При  цьому було встановлено,  що  ізотоп  калію з атомною вагою 40 і періодом піврозпаду близько 500 млн. років випромінює бета-проміння у вигляді етектронів.

  Вміст радіоактивного ізотопу калію в  калійних добривах становить 0,012% до загальної кількості калію.

  За  даними Є. С. Бурксера, сирі калійні солі завжди характеризуються радіоактивністю, проте радіоактивність калійних солей завжди перевищує радіоактивність калію, що міститься в цих солях в цих солях. Це пояснюється тим що в калійних солях можуть бути сліди радію, торію і гелію які дуже радіоактивні. Всі калійні добрива мають помітну радіоактивність, яка спричинює випромінювання, що потрапляє в рослину.

  Як  показали  численні дослідження вчених, вплив  радіоактивного випромінювання на рослини залежить від проникнення його в тканини, від здатності речовин, що є в організмі, до іонізації, від стадії розвитку і фази росту рослин в момент опромінювання, а також від типу випромінювань і їх дозування. Від великих доз радіоактивного випромінювання виникають каламутність протоплазми і зміна в ній іонного режиму електролітів, структури білкових молекул, що спричинює двофазну  відповідну   реакцію  рослини  на  випромінювання. Під  впливом   випромінювання,   залежно   від   його   доз в  рослині спочатку або прискорюються процеси синтезу, або, якщо дози випромінювання великі, гальмуються процеси розвитку.

  В процесі досліджень виявилося, що у  рослин, опромінюваних в початкові періоди росту, радіоактивність попелу зменшувалась на 24,2% від її природного рівня; це вказувало ніби на заміну частини природної радіоактивності штучною, що відзначали Баранов, Пане і Пенкава.

  Доведено, що реакція організму рослини  на ядерні випромінювання проявлялась у змінах інтенсивності різних фізіологічних процесів, тому позитивний вплив випромінювань на рослини ми пояснюємо роздратуванням протоплазми, яке, проте, не досягає того ступеня, при якому виникають різні патологічні зміни. При цьому спостерігалося, що реакція рослин проявлялась у підвищенні фотосинтезу, залежно від рівня живлення.

  Позитивний  вплив іонізуючих випромінювань  на ріст і врожай особливо яскраво виявлявся при обробці насіння та при позакореневому підживленні озимої пшениці, яка зимувала або довгий час розвивалася при низьких температурах.