Фізіологічне значення калію для рослин

    Радіоактивні ізотопи, в тому числі і радіоактивні  ізотопи калію впливають на рослини неоднаково залежно від умов  живлення та фізіологічного стану організму, його видових, а також сортових особливостей.

  Зазначені особливості калію відіграють велику роль в процесі газообміну і взагалі  в процесах обміну речовин. Дія іонізуючих випромінювань калію, як і випромінювання інших ізотопів, обумовлювала збільшений вміст і нагромадження в тканинах рослин сполук глютатіону, який, маючи в своєму складі сульфгідрильну групу, відіграє велику роль в системі цистин—цистеїн—глютатіон, що впливає на окисно-відновні властивості, урожай і продуктивність рослин.

  Доведено, що в процесі росту рослин під  впливом радіоактивних випромінювань  активність поліфенолоксидази в листках цукрових буряків зменшувалася на час утворення   листків і підвищувалася   під   час   нагромадження цукру в коренях,  а  активність ферменту пероксидази — навпаки, підвищувалася під час утворення листків і зменшувалася в період нагромадження цукру.

  В усіх випадках для рослин, які виросли  з насіння, що піддавалося дії  радіоактивного випромінювання, електрорушійна сила тканин з віком листків, як правило, збільшувалася. При цьому під впливом радіоактивних випромінювань у складі рослин з'являлася збільшена кількість аскорбінової кислоти.

  Отже, збільшення вмісту глютатіону і аскорбінової кислоти треба розглядати як утворення буферних захисних специфічних систем у рослин проти ядерних випромінювань і інших не сприятливих умов зовнішнього середовища. З використанням калійних добрив, які містять радіоактивні ізотопи калію, відкриваються нові можливості для підвищення життєвості і продуктивності рослин.

    Значення калію, як одного з катіонів, який входить до складу рослин, полягає в тому, що він підвищує життєвість протоплазми різних тканин рослинного організму. Визначаючи фізіологічне значення калію, що характеризуються наявністю в них вмісту катіону калію у поєднанні з хлористими і сірчанокислими аніонами.

  Калій відіграє більшу роль у рослинному організмі, беручи участь у регуляції  його основних процесів життєдіяльності.

            1. Активація діяльності ферментів:

  У рослині функціонування більше 60 ферментів  має потребу в участі калію. Калій  підвищує активність амілази (діастази), сахаразы (инвертазы) і протеолитических ферментів. Внаслідок цього підвищується його роль у синтезі сахарози, крохмалю й білків, що приводить до одержання високих урожаїв основних сільськогосподарських культур і підвищенню їхньої якості.

    

  2. Участь у процесі фотосинтезу: 

  Калій регулює діяльність ферментів, які  контролюють протікання процесу  фотосинтезу. Дослідження показали, що зелені листи, у яких утримується  достатня кількість калію, здатні асимілювати  диоксид вуглецю у два рази більше, ніж листи з низьким  змістом калію. Калій сприяє кращому використанню заліза при синтезі хлорофілу. Це особливо помітно при недоліку засвоюваного заліза в ґрунті або в живильному . середовищі  

  3. Регуляція транспорту речовин  у тканинах рослини: 

  Калій регулює процес транспорту речовин  з місця синтезу в органи, що запасають. Транспорт тим ефективніше, чим краще рослина постачена калієм.  

  4. Участь у вуглеводному й білковому  обміні.

  Калій не тільки збільшує зміст вуглеводів, але й змінює співвідношення між  різними групами, сприяючи переходу моносахаридів у сахарозу. При достатньому змісті калію в клітинах рослин поліпшується процес асиміляції азоту, одного з найважливіших елементів для життєдіяльності рослини, і формування протеїнів.  

  5. Вплив на окислювально-відновні  процеси. 

  Ця  роль калію залежить від форми азоту, яким харчуються рослини. При збільшенні концентрації калію на тлі нітратів зміст органічних кислот зменшується, а на тлі аміачного азоту є тенденція до їхнього збільшення.  

  6. Регуляція водного балансу рослин.

  Рослини, у яких утримується достатня кількість калію, здатні ефективніше використати ґрунтову вологу в порівнянні з рослинами з дефіцитом калію. При нормальному змісті калію в рослині для одержання гарного врожаю потрібне менша кількість вологи.  

  7. Підвищення стійкості рослин стосовно холоду, посухам, пестицидам і хворобам.

  Калій збільшує холодостійкість озимих культур  і багаторічних трав. Харчування рослин калієм впливає на якість продукції  при її зберіганні. Відомо, що загнивання корінь багатьох рослин при зимовому зберіганні збільшується при недостатнім харчуванні рослин калієм. При голодуванні калієм цукровий буряк загниває навіть на корені (у поле).  

    Дефіцит калію  в рослині 

  Калій бере участь у багатьох фізіологічних  процесах у рослині, таких як ріст і розмноження, транспорт речовин, передача сигналів й імпульсів. Дефіцит калію приводить до порушення різних метаболічних процесів, що приводить до зниження продуктивності культур й якості врожаю.

  Дослідженнями показано, що при дефіциті калію  зі старих відмерлих органів рослин елемент переміщається в молоді тканини, при цьому використається рослинами повторно (відбувається так називана реутилізація).  
 

  Пшениця

  Недолік калію в рослин пшениці проявляється на нижніх листах, поширюючись на верхні частини рослини залежно від рівня дефіциту елемента. Недостача калію в рослинах пшениці приводить до зниження формування основних ростових гормонів у клітинах. Як й в інших зернових культурах, недолік калію в пшениці часто приводить до ослаблення стебла, що може привести до полягання посівів.

  

  Кукурудза

  Листи рослин кукурудзи, підданих дефіциту калію, стають жовтими на верхівках і  по краях, потім вони стають коричневими, знебарвлюються й відмирають.   При недоліку калію в ґрунті сповільнюється ріст вегетативних органів кукурудзи, гнітиться життєдіяльність кореневої системи, стебла рослин й їхніх опорних корінь слабшають, стають неміцними, і рослини здобувають схильність до полягання. Недостатнє забезпечення кукурудзи калієм приводить до порушення подиху рослин, у процесі якого вони починають витрачати білки замість вуглеводів. Потреба кукурудзи в азоті тісно пов'язана з рівнем калійного харчування й перебуває в прямій залежності від нього: недолік калію може помітно знизити поглинання азоту. Недостача калію приводить до формування качана з неякісним зерном або відсутністю зерен на верхівці.

  

  Цукровий  очерет

  На  дорослих листах рослин цукрового очерету, підданих калійному голодуванню, відзначені хлороз і відмирання верхівкових  і крайових клітин. Верхня поверхня жилок стає червоною.

    

  Соняшник 

  При виникненні дефіциту калію стебла рослин соняшника стають тендітними й тонкими. Недостатнє харчування калієм сприяє формуванню зерна з невеликим  змістом масла; знижується врожай соняшника, а також змінюється рівень змісту насичених і ненасичених жирних кислот. На бідних калієм ґрунтах ріст рослин утруднений.

    

  Картопля 

  Один  з найбільш очевидних ознак недостачі  калію в рослинах картоплі - уповільнення росту, відсутність цвітіння й блакитнувато-зелене фарбування листів. При загостренні  калійного голодування рослини коротшають, листи никнуть і стають жовтими, і в підсумку покриваються плямами. Ситуацію можна поліпшити внесенням калійних добрив. Чіпси, виготовлені з картоплі, вирощеного з рясним застосуванням калійних добрив, мають золотавий відтінок.

    
 

  Бавовна

  У рослині калій досить рухливий, тому при його дефіциті елемент здатний  мігрувати зі старих листів у молоді, отже, перші видимі симптоми недостачі  калію можуть бути відзначені з появою жовтувато-білястого фарбування старих листів, що потім перетворюється у світло-жовтувато-зелену. На листах формуються жовті крапки, центр листової пластинки відмирає, а по краях утворяться коричневі плями. Верхівка й краї загинаються вниз. В остаточному підсумку листи стають коричневими і сухими, а потім обпадають. Бавовняні кульки неправильно розвиваються й мають погану якість.

  

    Вплив калію на  якість урожаю 

  Калій уважають елементом, що відповідає за якість продукції. Елемент може побічно  впливати на якість урожаю, регулюючи  споживання інших елементів харчування.

  Приклади  впливу калію як елемента, відповідального  за якість продукції:

  Калій полегшує адсорбцію азоту, стимулюючи переміщення амінокислот з вегетативних пагонів у зерна, що сприяє утворенню  білків, а також протеїнів, які  забезпечують гарні властивості зерна для випічки.

  Внесення  калію збільшує зміст крохмалю в  рисі, пшениці, соєвих бобах, кунжуті  й у деяких інших фуражних культурах.

  Калій збільшує зміст масла в кунжуті, соєвих бобах, рапсі, арахісі й насіннях бавовни.

  Калій збільшує зміст протеїнів і вітаміну С у картоплі. Крім того, він підвищує врожай більших і середніх по розмірі бульб і перешкоджає зниженню ваги бульб після збору врожаю. Недолік калію приводить до акумуляції відновлених цукрів і знижує зміст крохмалю в бульбах картоплі.

  Калій збільшує розмір бавовняних кульок, поліпшує якість волокна й підвищує відсоток зрілості волокна.

  Достатній зміст калію в цитрусових культурах  забезпечує тонку шкірку плодів і  поліпшує їхній цвіт. Разом з тим  підвищується зміст лимонної й аскорбінової кислот у соку й поліпшуються інші характеристики соку, такі як співвідношення змісту кислот і цукрів і зміст легкорозчинних солей.

  Бідне постачання калієм рослин бананів приводить  до формування хворих плодів з коротким строком зберігання.

  Калій збільшує кількість твердих речовин, цукрів, кислот і каротину у фруктах й овочах і продовжує строк їхнього зберігання.  

    Роль калію на  здоров'я рослин.

  

  Деструкція  калійних добрив один з факторів (таких  же, як клімат, захист рослин, технології культивування й ґрунтові умови), які впливають на здоров'я рослин. Внесення достатніх доз калійних добрив може служити заставою впевненості в тім, що рослини не будуть піддаватися різним захворюванням й ушкодженням паразитами, особливо на ґрунтах, бідних калієм, або в умовах, непридатних для захисту рослин.

    Калій впливає на здатність рослин протистояти паразитам і хворобам, тому що:

  Допомагає позбуватися від патогенів з  організму рослини й запобігати їхній розвиток і розмноження.

  Бере  участь у регуляції внутрішніх процесів метаболізму в рослині, обмежує харчування патогенів, регулює мікроклімат місцеперебування й густоту росту рослин.

  Обмежує поширення патогенів й їхнє розмноження  в рослині завдяки регуляції  складу клітинної стінки клітин, товщини  кутикули й пружності тканин через особисту участь у важливих процесах метаболізму усередині клітини.

  Поліпшує  здатність рослин відновлюватися після  захворювань.

  Правильний  баланс добрив досить важливий для  здоров'я рослин. Інтенсивне внесення азотних добрив здатний порушити розвиток рослини. Калій здатний перешкоджати негативному впливу азотних добрив, за допомогою зниження стимулюючого ефекту азоту на патогени або підвищення його позитивного впливу на врожай. 

    Калій і стійкість  рослин