Дефицит калия , также известный как дефицит калия , представляет собой заболевание растений, которое наиболее часто встречается на легких песчаных почвах , поскольку ионы калия (K + ) хорошо растворимы и легко вымываются из почвы без коллоидов. [1] Недостаток калия также характерен для меловых или торфяных почв с низким содержанием глины . Он также встречается на тяжелых глинах с плохой структурой .
Роль калия в растениях [ править ]
Основная роль калия заключается в обеспечении ионной среды для метаболических процессов в цитозоле и, как таковая, в качестве регулятора различных процессов, включая регуляцию роста. [2] Растениям необходимы ионы калия (K + ) для синтеза белка, а также для открытия и закрытия устьиц , что регулируется протонными насосами, чтобы сделать окружающие замыкающие клетки тургорными или вялыми . Дефицит ионов калия может нарушить способность растения поддерживать эти процессы. Калий также участвует в других физиологических процессах, таких как фотосинтез , синтез белка., активация некоторых ферментов , перенос растворенных веществ флоэмы фотоассимилятов в органы-источники и поддержание баланса катион: анион в цитозоле и вакуоли . [3]
Симптомы дефицита калия [ править ]
Типичные симптомы дефицита калия у растений включают коричневое опаление и скручивание кончиков листьев, а также хлороз (пожелтение) между жилками листьев . На нижней стороне листа могут появиться пурпурные пятна. Рост растений, развитие корней, а также развитие семян и плодов обычно замедляются у растений с дефицитом калия. Часто симптомы дефицита калия сначала появляются на более старых (нижних) листьях, потому что калий является мобильным питательным веществом, а это означает, что растение может выделять калий более молодым листьям, когда у него дефицит калия. [3] Недостаточные растения могут быть более склонны к морозам и болезням, и их симптомы часто можно спутать с ожогами от ветра или засухой. Дефицит чаще всего встречается у нескольких важных фруктовых и овощных культур; особеннокартофель , капуста , помидоры , яблоки , смородина , крыжовник и малина . Также часто поражаются сахарная свекла , злаки и клевер . Специфические симптомы для каждого из этих растений следующие: [4]
У картофеля размер клубней значительно уменьшен, а урожайность низкая. Листья растения кажутся тусклыми и часто сине-зеленого цвета с межжилковым хлорозом. На листьях также появятся маленькие темно-коричневые пятна на нижней стороне и бронзовый оттенок на верхней поверхности.
У капустных зарослей листья сине-зеленого цвета и могут иметь небольшую степень межжилкового хлороза. Обжигание внешних краев листьев является обычным явлением, и листья часто имеют жесткую текстуру из-за медленного роста.
У томатов стебли деревянистые, рост медленный. Листья сине-зеленого цвета, а межжилковое пространство часто бледнеет до бледно-серого цвета. Листья также могут иметь бронзовый оттенок, а на некоторых листочках могут появиться желтые и оранжевые пятна. Плоды часто созревают неравномерно и иногда имеют зеленые пятна возле стеблей.
У яблок листья опалены по краям, часто встречается межжилковый хлороз. Яблочные плоды часто имеют слегка кислый или древесный вкус.
У крыжовника, смородины и малины отмирание побегов и ветвей является обычным явлением, и, хотя растение может давать много бутонов на ранних стадиях дефицита, урожайность фруктов оказывается низкой, а плоды низкого качества.
Дефицит калия и болезни растений [ править ]
Для многих видов растения с дефицитом калия более восприимчивы к морозам и некоторым заболеваниям, чем растения с адекватным уровнем калия. Повышенная сопротивляемость болезням, связанная с адекватным уровнем калия, указывает на то, что калий играет роль в обеспечении устойчивости к болезням , а повышение уровня калия в дефицитных растениях снижает интенсивность многих заболеваний. Однако повышение концентрации калия выше оптимального не обеспечивает большей устойчивости к болезням. В сельском хозяйстве некоторые сорта более эффективно поглощают калий из-за генетических вариаций, и часто эти растения обладают повышенной устойчивостью к болезням. [1]Механизмы, связанные с повышением резистентности хозяина и калия, включают снижение проницаемости клеток и пониженную восприимчивость к проникновению в ткани. Кремнезем , который накапливается в больших количествах при наличии достаточного количества калия, встраивается в клеточные стенки, укрепляя эпидермальный слой, который действует как физический барьер для патогенов . Калий также играет роль в правильном утолщении клеточных стенок . [1] Чтобы помочь при дефиците калия, фермеры и многие производители монокультурных культур используют вермикулит как форму питания, помощи в аэрации почвы, а также удержания воды для помощи в бедных питательными веществами средах. [5]
Адаптация растений к среде с низким содержанием K [ править ]
Когда калий легко доступен в почве, растения поглощают его через каналы плазматической мембраны и высокоаффинные переносчики H + / K + и хранят его в вакуолях. Однако, когда K + присутствует в очень низких концентрациях, вакуолярный K + используется для питания цитоплазмы.
Этот процесс инициируется Ca2 + -зависимой сигнальной сетью, которая индуцирует высвобождение K + из вакуоли в цитозоль.
Профилактика и лечение [ править ]
Наиболее широко используемым калийным удобрением является хлористый калий (хлористый калий). [6] Другие неорганические калийные удобрения включают нитрат калия , сульфат калия , и монокалийфосфат . Калий богатых процедуры , пригодные для органического земледелия включают кормление с домашним окопником жидкостью, добавляя водоросли еду, вермикулит, компост папоротник и компост богат истлевшими банановых корки. [7] Древесная зола также имеет высокое содержание калия, но ее следует использовать с осторожностью, поскольку она влияет на уровень pH. [8]Достаточная влажность необходима для эффективного усвоения калия; низкий уровень воды в почве снижает поглощение K корнями растений. Известкование кислых почв может увеличить удержание калия в некоторых почвах за счет уменьшения выщелачивания; [1] методы, которые увеличивают содержание органических веществ в почве, также могут увеличить задержку калия.
Ссылки [ править ]
- ^ a b c d Datnoff, LE et al. Минеральное питание и болезни растений . Американское фитопатологическое общество, 2007 ISBN 0-89054-346-1
- ^ Ли, РА; Вин Джонс, Р.Г. (1984). «Гипотеза, связывающая критические концентрации калия для роста с распределением и функциями этого иона в растительной клетке» (PDF) . Новый фитолог . 97 (1): 1–13. DOI : 10.1111 / j.1469-8137.1984.tb04103.x . JSTOR 2434189 .
- ^ a b Хопкинс, WG и Huner, NPA Введение в физиологию растений, 4-е издание
- ↑ «Дефицит калия в растениях». Архивировано 28октября 2010 г.в Wayback Machine , 13 декабря 2001 г., 17 ноября 2010 г.
- ^ Ван, Мин; Чжэн, Цинсонг; Шэнь, цижун; Го, Шивэй (апрель 2013 г.). «Критическая роль калия в реакции растений на стресс» . Международный журнал молекулярных наук . 14 (4): 7370–7390. DOI : 10.3390 / ijms14047370 .
- ^ ДЕФРА (2010). Руководство по удобрениям (RB209) (8-е изд.). Норвич: TSO. ISBN 9780112432869.
- ^ Чжао, Дули; Oosterhuis, DM; Беднарз, CW (01.03.2001). «Влияние дефицита калия на фотосинтез, содержание хлорофилла и ультраструктуру хлоропластов хлопковых растений» . Photosynthetica . 39 (1): 103–109. DOI : 10,1023 / A: 1012404204910 . ISSN 1573-9058 .
- ^ «Древесная зола: использование в саду» . www.rhs.org.uk . Проверено 20 августа 2020 .
[1]
- ^ Тан, Рен-Цзе; Чжао, Фу-Гэн; Ян, Ян; Ван, Чао; Ли, Куньлунь; Kleist, Thomas J .; Lemaux, Peggy G .; Луань, Шэн (апрель 2020 г.). «Сигнальная сеть кальция активирует ремобилизацию вакуолярного K +, чтобы позволить растениям адаптироваться к окружающей среде с низким содержанием K» . Природа Растения . 6 (4): 384–393. DOI : 10.1038 / s41477-020-0621-7 . ISSN 2055-0278 . PMID 32231253 . S2CID 214704540 .
