جذب پتاسیم به وسیله گیاه
گياهان به طور معمول داراي تمام عناصري هستند كه در خاك و محيط ريشه وجود دارد ولي نسبت آنها با آنچه در محيط ريشه يافت ميشود تفاوت كلي دارد. ميزان پتاسيم قابل جذب در خاكهاي مختلف معمولاً در حدود 0.1 ميزان كلسيم قابل جذب ميباشد، با اين حال مقدار پتاسيم گياه معمولاً 10 برابر كلسيم ميباشد و اين نشان ميدهد كه گياه قدرت انتخابي شديدي براي برخي عناصر مورد نياز خود دارد. جذب يونها توسط ريشه گياهان از طريق دو سازوكار جذب فعال و جذب غير فعال صورت ميگيرد جذب پتاسيم به داخل سيتوپلاسم يا واكوئلهاي سلولهاي ريشه جذب فعال است و احتياج به انرژي دارد بين غلظت پتاسيم محلول اطراف ريشه و مقدار جذب پتاسيم بوسيله گياه رابطة مستقيم وجود دارد. غلظت پتاسيم در محلول خاك در حدود 100 ميكرومول يعني تقريباً 0.10 غلظت پتاسيمي است كه معمولاً در محلولهاي غذايي بكار ميرود. اصولاً پتاسيم محلول خاك كه در تماس با ريشه است آنقدر نيست كه بتواند نياز گياه را تأمين كند. در خيلي از خاكها پتاسيم بايستي از نقاط مختلف به اطراف ريشه حركت كند تا پتاسيم مورد نيازگياه را تأمين نمايد كه در اين حالت نقش غلظت پتاسيم در محلول خاك نقشي اساسي است.
تأثير عوامل گياهي در قابليت جذب پتاسيم
عوامل مختلفي بر ميزان قابليت جذب پتاسيم توسط گياهان مؤثرند كه در يك دستهبندي كلي ميتوان آنها را در دو گروه قرار داد. يك گروه عوامل خاكي هستند كه بر ميزان پتاسيم تبادلي و محلول كه به طور عمده پتاسيم به آساني قابل دسترس يا پتاسيم قابل جذب گياه را تشكيل ميدهند، تأثير ميگذارند به عبارت ديگر شدت پتاسيم و مقدار آن در خاك تحت تأثير اين عوامل است. از جمله اين عوامل نوع كانيها و ميزان مواد آلي در خاك، روابط پتاسيم محلول و تبادلي و همچنين نسبت فعاليت پتاسيم به كلسيم در محلول خاك، روابط پتاسيم تبادلي و غير تبادلي، تأثير يون آمونيوم، مديريت كودهاي آمونيمي و پتاسيمي در خاك و pH خاك ميباشد. مشخصات داخلي گياه تحت عنوان عوامل گياهي مانند مشخصات ريشه، ظرفيت تبادل كاتيوني ريشه، توسعه و شكل ريشه، دما، محيط ريشه، گونه و رقم گياهي نيز در قابليت جذب پتاسيم خاك به وسيله گياه مؤثر ميباشند.
نقش پتاسيم در فيزيولوژي گياه
فعال شدن آنزيمها: گفته ميشود بيش از 50 نوع آنزيم در گياهان وجود دارد كه يا به طور كامل به پتاسيم وابستهاند و يا به وسيله آن تحريك ميشوند. پتاسيم و برخي كاتيونهاي يك ظرفيتي ديگر، با تغيير در ساختمان فضايي پروتئين آنزيم، باعث فعال شدن آن ميشوند.
متابولسيم مواد هيدروكربن: گياهان در ابتداي مبتلا شدن به كمبود پتاسيم معمولاً در انساج خود مقدار زيادي نشاسته و قند ذخيره ميكنند ولي اگر شرايط كمبود براي مدت طولاني باقي بماند ميزان هيدراتهاي كربن در گياه به مراتب كمتر از گياهان بدون كمبود خواهد شد. تجمع مواد هيدروكربن در گياه مبتلا به كمبود به آن علت است كه مواد ساخته شده نميتوانند براي ساخت پروتئين جديد و يا انساج جديد گياهي به كار روند.
ساختن پروتئين: پتاسيم براي ساختن پروتئين در گياهان عالي لازم است. پژوهشها نشان داده است در محيطهاي بدون سلول، جهت ساخت پروتئين به وسيلة ريبوزومهايي كه از جوانههاي گندم جدا شدهاند، وجود غلظت معادل 130 ميليمولار پتاسيم و در حدود 2 ميليمولار منيزيم در محيط ضرورت دارد.
فتوسنتز: پتاسيم در سطوح گوناگون بر فتوسنتز گياهان عالي اثر ميگذارد كه در اين فرآيند، پتاسيم به عنوان يوني است كه در جهت عكس جابهجايي پروتون از درون غشاء تيلاكوئيد در نور حركت ميكند.
تنظيم اسمز: نظر دادهاند كه فشار اسمزي زياد در استوانة مركزي ريشهها براي جابه جايي مواد در آوند چوبي و همچنين ايجاد فشار تورژسانس و موازنة آب در گياهان ضرورت است. در اصول، سازوكارهاي مشابهي در سلولها و در برخي بافتهاي كليه گياهان مسؤول بزرگ شدن سلول و انواع حركتهاي گوناگون هستند.
تقسيم سلولي و رشد: رشد و نمو سريع گياه نياز به پتاسيم كافي دارد. وقتي پتاسيم خاك براي رشد و نمو گياه كافي نباشد اين عنصر از برگهاي پير به برگهاي جوان انتقال داده ميشود و از آنجا به نقاط روينده يا مريستمي ميرود. ميزان پتاسيم در بافتهاي مريستمي نسبت به ساير نقاط بيشتر است. وقتي جوانه رشد خود را انجام ميداد، پتاسيم از آن خارج و در جوانة سال بعد جمع ميشود. در نتيجه كمبود پتاسيم تقسيم سلولي و رشد گياه متوقف ميشود.
باز و بسته شدن روزنهها: در بيشتر گونههاي گياهي، پتاسيم نقش عمدهاي را در تغييرات فشار تورژسانس درون سلولهاي روزنه به عهده دارد. افزايش غلظت پتاسيم در سلولهاي روزنه به جذب آب از سلولهاي پيرامون و به همراه آن، افزايش فشار تورژسانس سلولهاي روزنه و در نتيجه به باز شدن روزنهها منجر ميشود.
افزايش مقاومت به سرمازدگي: گياهاني كه به اندازة كافي پتاسيم دريافت نكردهاند، اغلب به سرمازدگي حساستر هستندكه اين به كمبود آب در سلول مربوط ميشود.
افزايش مقاومت به خشكی: آب به عنوان يكي از اساسيترين نيازهاي حياتي گياهان است به طوري كه هنگام الويت بندي عوامل مؤثر بر رشد گياه، هم از نظر كميت و هم از نظر كيفيت در درجه اول اهميت قرار ميگيرد.
افزايش مقاومت به بيماري: پتاسيم، نه تنها از طريق افزايش فرآيندهاي سوخت و سازي و رشد گياه بر توليد محصول تأثير ميگذارد، بلكه در افزايش مقاومت نسبت به بعضي از بيماريها در بسياري از گونههاي گياهي از اهميت زيادي برخوردار است.
افزايش مقاومت به آفات: در گياهان مبتلا به كمبود پتاسيم، فعاليتهاي سوخت و سازي نظير ساخت پروتئين و متابوليسم هيدروكربنها دچار اختلال گرديده و در نتيجه هيدروكربنها و برخي تركيبات حد واسط نظير تركيبات نیتروژنه محلول در بافتهاي گياهي تجمع مييابد و از طرف ديگر كمبود پتاسيم ديواره سلولي را نسبت به خروج مواد فوق، نشت پذير نموده و بدين ترتيب شرايط مناسب براي حمله آفات به وجود ميآيد.
افزايش مقاومت به خوابيدگي غلات: يكي از بيماريهاي غير پارازيتي غلات را كه پتاسيم با آن رابطهاي مستقيم دارد ميتوان خوابيدن غلات يا ورس دانست. وقتي گياهي از خانواده غلات در شرايط كمبود پتاسيم كشت شود، ميزان بافت اسكلرانشيم كه در واقع بافت چوبي و ستون ساقه است، در ساقه آن كم ميشود و سلولهاي ساقه داراي ديوارة نازك و نرم خواهند بود. اين تغييرات باعث ميشود كه مقاومت ديواره گياه مبتلا به كمبود كاهش يابد.