stringtranslate.com

Дефицит калия (растения)

Симптомы дефицита калия на листе томата
Растение кукурузы с дефицитом калия. Некроз края листа наиболее выражен на самых старых листьях.
Симптомы дефицита калия в фасоли
Виноградный лист с дефицитом калия

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 .

Роль калия в растениях

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]

Симптомы дефицита калия

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.

Дефицит калия и болезни растений

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]

Адаптация растений к среде с низким содержанием калия

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.

Профилактика и лечение

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.

Рекомендации

  1. ^ abcd Datnoff, LE et al. Минеральное питание и болезни растений . Американское фитопатологическое общество, ISBN 2007 г.  0-89054-346-1.
  2. ^ 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. дои : 10.1111/j.1469-8137.1984.tb04103.x . JSTOR  2434189.
  3. ^ Аб Хопкинс, У.Г. и Хунер, NPA. Введение в физиологию растений, 4-е издание.
  4. ^ «Дефицит калия в растениях». Архивировано 28 октября 2010 г. в Wayback Machine , 13 декабря 2001 г., 17 ноября 2010 г.
  5. ^ Ван, Мин; Чжэн, Цинсун; Шен, Цижун; Го, Шивэй (апрель 2013 г.). «Критическая роль калия в реакции растений на стресс». Международный журнал молекулярных наук . 14 (4): 7370–7390. дои : 10.3390/ijms14047370 . ПМЦ 3645691 . ПМИД  23549270. 
  6. ^ ДЕФРА (2010). Руководство по удобрениям (RB209) (8-е изд.). Норвич: ТСО. ISBN 9780112432869.
  7. ^ «Древесная зола: использование в саду». www.rhs.org.uk.Проверено 20 августа 2020 г.

[1]

  1. ^ Тан, Рен-Цзе; Чжао, Фу-Гэн; Ян, Ян; Ван, Чао; Ли, Куньлунь; Клейст, Томас Дж.; Лемо, Пегги Г.; Луань, Шэн (апрель 2020 г.). «Сигнальная сеть кальция активирует вакуолярную ремобилизацию K+, обеспечивая адаптацию растений к среде с низким содержанием калия». Природные растения . 6 (4): 384–393. дои : 10.1038/s41477-020-0621-7. ISSN  2055-0278. PMID  32231253. S2CID  214704540.