نقش پتاسیم در گیاه و چرخه آن در خاک

نقش منحصر به فرد پتاسیم در گیاه، به عنوان تنظیم کننده فعالیت های متابولیکی است. این عنصر، تنها ماده مغذی است که در مایعات درون گیاه به حالت محلول باقی می ماند. نیاز پتاسیم در بعضی از گیاهان بیش از سایر مواد مغذی خاک، است.

 

نقش پتاسیم در گیاه

پتاسیم با جابجایی مابعات، مواد مغذی و کربوهیدرات ها در بافت های گیاهی همراه است. این عنصر در فعال شدن آنزیم های گیاهی سهیم است که هر کدام در تولید پروتئین ، نشاسته و آدنوزین تری فسفات (ATP) نقش دارند. تولید ATP می تواند میزان فتوسنتز را تنظیم کند.

پتاسیم همچنین در تنظیم باز و بسته شدن روزنه های گیاهی (stomata)  نقش دارد. باز و بسته شدن روزنه های گیاهی باعث تبادل بخار آب ، اکسیژن و دی اکسید کربن می شود. اگر پتاسیم به مقدار کافی کمبود تأمین نشود ، رشد گیاه متوقف شده و تولید کاهش می یابد.

در گیاهان چند ساله مانند یونجه، پتاسیم در زمستان باعث مقاومت و ماندگاری گیاه می شود. سایر نقش های پتاسیم در گیاه عبارت است از:

- رشد ریشه را افزایش داده و مقاومت به خشکی را بهبود می بخشد.

- حفظ فشار سلولی و کاهش اتلاف آب و پژمردگی

- کمک به فتوسنتز و تولید مواد غذایی

- تنفس سلولی  را کاهش داده و از اتلاف انرژی جلوگیری می کند.

- جابجایی قندها و نشاسته را بیشتر می کند.

- دانه غنی از نشاسته تولید می کند.

- پروتئین گیاهان را افزایش می دهد.

- باعث مقاومت گیاه به بیماری ها می شود

- در تشکیل سلولز نقش دارد.

پتاسیم در خاک

خاک یک منبع بزرگی از پتاسیم است اما در هر زمان، فقط  بخش کمی از آن برای رشد گیاه قابل جذب است زیرا تقریبا کل پتاسیم خاک در اجزا ساختمانی بخش معدنی خاک قرار داشته و برای گیاه قابل حذب نیست.

مقدار پتاسیم موجود در خاک  متغیر است که آن هم به دلیل تفاوت های زیاد در مواد مولد خاک یا سنگ های تشکیل دهنده خاک است و اثر هوازدگی بر روی این مواد مولد نیز نقش دارد. بنابراین ،تامین پتاسیم خاک از طریق کوددهی در خاک های مختلف متفاوت است.

سه شکل از پتاسیم در خاک وجود دارد: غیرقابل جذب، به کندی قابل جذب یا تثبیت شده و به سهولت قابل جذب یا قابل تبادل.

تصویر 1- چرخه پتاسیم

فرم های مختلف پتاسیم در خاک

- مواد معدنی اولیه (پتاسیم غیرقابل جذب):

بسته به نوع خاک ، تقریباً 90 تا 98 درصد کل پتاسیم خاک در این شکل یافت می شود. مواد معدنی فلدسپارها و میکاها بیشتر پتاسیم خاک را دربر دارند و گیاهان نمی توانند از پتاسیم موجود در این فرم  کریستالی  نامحلول استفاده کنند.

با گذشت مدت زمان طولانی ، این مواد معدنی در اثر فرسایش و تجزیه قرار گرفته و پتاسیم موجود در خود را آزاد می کنند. با این حال ، این روند برای تأمین نیازهای کامل پتاسیم محصولات زراعی بسیار کند است. وقتی  که این مواد معدنی دچار هوازدگی و فرسایش می شوند مقداری از پتاسیم آنها به بخش به آرامی قابل جذب وارد می شود و برخی نیز به سمت بخش به راحتی قابل جذب حرکت می کنند (شکل 1 را ببینید).

- مواد معدنی ثانویه (فسفر به آرامی قابل جذب):

تصور می شود که این شکل پتاسیم بین لایه های مواد معدنی کانی های رسی به دام افتاده و معمولاً در آن تثبیت می شود. نکات دیگری که باید در مورد پتاسیم  به آرامی قابل جذب توجه کرد:

-- گیاهان در حال رشد نمی توانند بخش زیادی از آن را در طی یک فصل رشد جذب کنند.

-- این پتاسیم با روشهای معمول آزمایش خاک اندازه گیری نمی شود.

-- این پتاسیم می تواند به عنوان مخزنی برای قابل جذب سریع پتاسیم، استفاده شود.

-- در حالی که مقداری از این پتاسیم می تواند برای استفاده در گیاه و در طی یک فصل رشد آزاد شود ، مقداری از آن نیز می تواند بین لایه های کانی های رس تثبیت شود و بدین ترتیب به پتاسیم  به آرامی قابل جذب تبدیل شود (شکل 1).

-- مقدار این پتاسیم با نوع خاک رسی که در خاک زراعی وجود دارد تغییر می کند.

- پتاسیم محلول (به راحتی قابل جذب):

پتاسیمی که به راحتی برای رشد گیاه در دسترس است پتاسیمی است که در محلول خاک حل می شود (محلول در آب) و در محل های تبادلات ذرات یا کانی های رس نگه داشته می شود که هر کدام از این محل ها در سطح ذرات یا کانی های رس قرار دارد. پتاسیم قابل مبادله ، با روش معمول آزمایش خاک، قابل اندازه گیری می باشد.

گیاهان به آسانی پتاسیم حل شده در محلول خاک را جذب می کنند. به محض اینکه غلظت پتاسیم محلول خاک کاهش یابد پتاسیم اضافی از محل اتصال در کانی های معدنی رس به داخل محلول خاک آزاد می شود. پتاسیم متصل شده به محل های تبادل کانی های معدنی رس نسبت به پتاسیمی که بین لایه های کانی های معدنی خاک رس قرار دارد ، برای رشد گیاه بیشتر قابل جذب است.

یادآوردی می شود فرم "پتاسیم به آرامی قابل جذب" می تواند به فرم "پتاسیم قابل مبادله" و بالعکس تیدیل شده و فرم "قابل مبادله" نیز می تواند به فرم "پتاسیم محلول" و بالعکس تبدیل شود.عواملی که بر میزان تبدیل تأثیر می گذارند شامل جذب ریشه ، کود پتاس جذب شده ، رطوبت خاک و دمای خاک است.

جذب پتاسیم و عوامل کلیدی

عوامل مختلفی روی جذب پتاسیم توسط گیاهان تأثیر می گذارد از جمله می توان به موارد زیر اشاره کرد:

- رطوبت خاک : 

رطوبت بیشتر خاک معمولاً به معنی بالاتر بودن پتاسیم قابل جذب  است. افزایش رطوبت خاک حرکت پتاسیم را به ریشه های گیاه افزایش داده و به دنبال آن،قابل جذب بودن آن را  افزایش می دهد. تحقیقات به طور کلی پاسخهای بیشتری در مورد کوددهی پتاسیم در سالهای خشک نشان داده است.

- تهویه و سطح اکسیژن خاک:

هوا برای تنفس ریشه و جذب پتاسیم لازم است. با افزایش میزان رطوبت خاک تا حد اشباع ، فعالیت ریشه و به دنبال آن جذب پتاسیم کاهش می یابد. میزان اکسیژن در خاک های اشباع بسیار کم است.

- دمای خاک:

فعالیت ریشه ، عملکرد گیاه و فرآیندهای فیزیولوژیکی با افزایش دمای خاک افزایش می یابد و افزایش فعالیت فیزیولوژیکی منجر به افزایش جذب پتاسیم می شود.

دمای مطلوب خاک برای جذب 15 تا 27 درجه سانتیگراد است. جذب پتاسیم در دمای پایین خاک کاهش می یابد.

- سیستم خاک ورزی:

قابل استفاده بودن پتاسیم در سیستم های کاشت بدون شخم و شخم جوی -پشته (ridge-till) کاهش می یابد. علت دقیق این کاهش مشخص نیست ، اگرچه نتایج تحقیقات حاکی از محدود بودن رشد ریشه در کنار توزیع محدود ریشه در خاک است.

منابع پتاسیم

تعداد محدودی از کودهای شیمیایی وجود دارد که در صورت نیاز می توانند پتاسیم  را تأمین کنند. در جدول 1 این مواد معرفی شده است.

جدول 1- منابع معمول کود پتاسیم

اسم کود	فرمول شیمیایی	درصد تقریبی K2O
کلرید پتاسیم	KCL	60-62
سولفات پتاسیم	K2SO4	50
سولفات پتاسیم-منیزیم	K2SO4-2MgSO4	20
تیوسولفات پتاسیم	K2S2O3	17
نیترات پتاسیم	KNO3	44

- کلرید به رنگهای قرمز و صورتی می باشد که دلیل وجود ناخالصی آهن در این کود می باشد هرچند در مشکلی در خصوص جذب پتاسیم ایجاد نخواهد کرد.

- سولفات منیزیم برای سیب زمینی هایی که از چگالی نسبی کمی برخوردارند استفاده می شود. تحقیقات نشان داده است که سیب زمینی هایی که سولفات پتاسیم دربافت کرده اند نسبت به آنهایی که کلرید پتاسیم دریافت کرده اند از چگالی نسبی بیشتری برخوردار بوده اند.

- تیوسولفات پتاسیم را به صورت شیمیاری یا کودپاشی بر روی برگها استفاده می شود. البته ممکن است اثر فیتوکسیک یا سمی بر روی بافتهای گیاه داشته باشد به ویژه وقتی رطوبت خاک کم باشد. در ضمن، در زمانی که دمای هوا بیشتر از 32 درجه سانتیگراد بود از محلول پاشی خودداری گردد. 

- نیترات پتاسیم که دارای پتاسیم سهل الجذب است به دلیل گران بودن آن، در گیاهانی که قیمت بالایی دارند استفاده می شود.

کود دامی

میزان پتاسیم در کود دامی بسته به نوع دام، نوع جیره دام، نحوه نگهداری و فرآوری آن، متغیر است. لذا آزمایش تعیین مواد مغذی کود برای شناخت مقدار پتاسیم آن ضروری است.

کل پتاسیم موجود در کود به آسانی قابل جذب است زیرا این عنصر، از اجزا ساختمانی مولکولهای آلی کود محسوب نمی شود.

ادامه دارد

منبع:

https://extension.umn.edu/phosphorus-and-potassium/potassium-crop-production#:~:text=Potassium%20(K)%20is%20an%20essential,program%20must%20supply%20the%20K.