Дефицит калия , также известный как дефицит калия , представляет собой заболевание растений, которое чаще всего встречается на легких песчаных почвах , поскольку ионы калия (K + ) хорошо растворимы и легко выщелачиваются из почв без коллоидов. [1] Дефицит калия также часто встречается на меловых или торфяных почвах с низким содержанием глины . Встречается он также на тяжелых глинах с плохой структурой .
Основная роль калия заключается в обеспечении ионной среды для метаболических процессов в цитозоле и в качестве такового выступает регулятором 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 , делая окружающие замыкающие клетки либо набухшими , либо вялыми . Дефицит ионов калия может ухудшить 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 катионно-анионного баланса в цитозоле и вакуоли . [3]
Типичные симптомы дефицита калия у растений включают коричневые ожоги и скручивание кончиков листьев, а также хлороз (пожелтение) между жилками листьев . На нижней стороне листьев также 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 старых (нижних) листьях, поскольку 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 повреждению и болезням заморозками , и их симптомы часто можно спутать с ветровыми ожогами или засухой. Дефицит наиболее распространен в некоторых важных фруктовых и овощных культурах; особенно картофель , капуста , помидоры , яблоки , смородина , крыжовник и малина . Также часто поражаются сахарная свекла , зерновые и клевер . Конкретные симптомы для каждого из этих растений следующие: [4]
У картофеля размер клубней значительно уменьшен, а урожайность низкая. Листья растения тусклые, часто сине-зеленого цвета с межжилковым хлорозом. На листьях также появятся небольшие темно-коричневые пятна на нижней стороне и бронзовый оттенок на верхней поверхности.
У капусты листья сине-зеленого цвета и могут иметь низкую степень межжилкового хлороза. Ожоги по внешним краям листьев являются обычным явлением, а текстура листьев часто бывает жесткой из-за медленного роста.
У томатов стебли деревянистые, рост медленный. Листья сине-зеленого цвета, а межжилковая область 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 плодоножек.
У яблок листья опалены по краям, нередко наблюдается межжилковый хлороз. Плоды яблони часто имеют слегка кисловатый или древесный вкус.
У крыжовника, смородины и малины часто наблюдается отмирание побегов и ветвей, и хотя на ранних стадиях дефицита растение может давать много цветочных почек, урожайность плодов оказывается низкой, а сами плоды низкого качества.
Для многих видов растения с дефицитом калия более восприимчивы к повреждениям от заморозков и некоторым заболеваниям , чем растения с достаточным уровнем калия. Повышенная устойчивость к болезням, связанная с достаточным уровнем калия, указывает на то, что калий играет роль в обеспечении устойчивости к болезням, а повышение уровня калия в растениях с дефицитом калия снижает интенсивность многих заболеваний. Однако повышение концентрации калия выше оптимального уровня не обеспечивает большей устойчивости к болезням. В сельском хозяйстве некоторые сорта более эффективно усваивают калий из-за генетических вариаций, и часто эти растения обладают повышенной устойчивостью к болезням. [1] Механизмы, связанные с увеличением резистентности хозяина и калия, включают снижение проницаемости клеток и снижение восприимчивости к проникновению в ткани. Кремнезем , который накапливается в больших количествах при наличии достаточного количества калия, включается в клеточные стенки, укрепляя эпидермальный слой, который действует как физический барьер для патогенов . Калий также участвует в правильном утолщении клеточных стенок . [1] Чтобы восполнить дефицит калия, фермеры и многие производители монокультурных культур используют вермикулит в качестве питательной добавки, средства для аэрации почвы, а также для удержания воды в условиях бедности питательными веществами. [5]
Когда калий легко доступен в почве, растение поглощает его через каналы плазматической мембраны и высокоаффинные переносчики H+/K+ и сохраняет его в вакуолях. Однако когда К+ присутствует в очень низких концентрациях, вакуолярный К+ используется для питания цитоплазмы.
Этот процесс инициируется Са2+-зависимой сигнальной сетью, которая индуцирует высвобождение К+ из вакуоли в цитозоль.
Наиболее широко используемым калийным удобрением является хлорид калия (соляная кислота). [6] Другие неорганические калийные удобрения включают нитрат калия , сульфат калия и монокалийфосфат . Древесная зола также имеет высокое содержание калия, но ее следует использовать с осторожностью из-за ее влияния на уровень pH. [7] Для эффективного усвоения калия необходима достаточная влажность; низкий уровень почвенной влаги снижает поглощение калия корнями растений. Известкование кислых почв может увеличить удержание калия в некоторых почвах за счет уменьшения выщелачивания; [1] методы, увеличивающие содержание органического вещества в почве, также могут увеличить удержание калия.
[1]