Значение калия для растений и его содержание в почве
Оглавление
Необменно-поглощенный (фиксированный) калий
Значение калия для растений
Калий является одним из основных элементов питания, наряду с азотом и фосфором. Функция калия в растениях, как и других необходимых для них элементов, строго специфична.
Первые предположения о необходимости калия растениям выразил Ссср в 1804 г. на основании анализа золы растений, в которой всегда присутствовал калий. Затем Либих сделал вывод о необходимости применения калийных удобрений. Первые экспериментальные данные об абсолютной необходимости калия растениям были получены Сальм-Хорстмар в 1846 г.
В отличие от азота и фосфора калий не входит в состав органических соединений в растениях, а находится в клетках растений в ионной форме в виде растворимых солей в клеточном соке и частично в виде недолговечных комплексов с коллоидами цитоплазмы.
Калия значительно больше в молодых жизнеспособных частях и органах растений, чем в старых. Около 80% калия находится в клеточном соке и может легко вымываться водой (дождями и при поливе). Молодые органы растения содержат калия в 3-5 раз больше, чем старые: его больше в тех органах и тканях, где идут интенсивно процессы обмена веществ и деления клеток. При недостатке калия в питательной среде происходит отток его из старейших органов и тканей в молодые растущие органы, где он подвергается повторному использованию (реутилизации).
Физиологические функции калия
Физиологические функции калия в растительном организме разнообразны. Он оказывает положительное влияние на физическое состояние коллоидов цитоплазмы, повышает их обводненность, набухаемость и вязкость, что имеет большое значение для нормального обмена веществ в клетках, а также для повышения устойчивости растений к засухе. При недостатке калия и усилении транспирации растения быстрее теряют тургор и увядают.
Калий положительно влияет на интенсивность фотосинтеза, окислительных процессов и образования органических кислот в растениях, участвует в углеводном и азотном обмене. При недостатке калия в растении тормозится синтез белка, в результате нарушается весь азотный обмен.
Недостаток калия особенно сильно проявляется при питании растений аммонийный азотом. Внесение высоких норм аммонийного азота при недостатке калия приводит к накоплению в растениях большого количества не переработанного аммиака, который оказывает вредное действие на растение. При недостатке калия задерживается превращение простых углеводов в более сложные (олиго- и полисахариды).
Калий повышает активность ферментов, участвующих в углеводном обмене, в частности сахаразы и амилазы. Этим объясняется положительное влияние калийных удобрений на накопление крахмала в клубнях картофеля, сахара в сахарной свекле и других корнеплодах. Под влиянием калия повышается морозоустойчивость растений, что связано с большим содержанием сахаров и увеличением осмотического давления в клетках.
При достаточном калийном питании повышается устойчивость растений к различным заболеваниям, например в зерновых хлебов — к мучнистой росе и ржавчине, в овощных культур, картофеля и корнеплодов — к возбудителям гнилей. Значительно улучшает лежкость плодов и овощей. Калий положительно влияет на прочность стеблей и устойчивость растений к полеганию, на выход и качество волокна льна и конопли.
Содержание калия в клетках растения значительно выше, чем других катионов. Внутриклеточная концентрация калия в растениях в 100-1000 раз превышает его концентрацию в почвенном растворе.
Критический период в потреблении калия растениями приходится на первые 15 дней после всходов. Период максимального потребления совпадает с периодом интенсивного прироста биомассы. Поступление калия заканчивается у льна в фазу цветения, у зерновых и зернобобовых — до цветения, молочной спелости. У других культур период поступления калия в растения более растянут, и проходит в течение всего вегетационного периода (картофель, сахарная свекла, капуста).
Относительное содержание элементов минерального питания в основной и побочной продукции различных сельскохозяйственных культур определяется, прежде всего, их видовыми особенностями, но зависит также от сорта и условий выращивания. Содержание азота и фосфора значительно выше в хозяйственно ценной части урожая — зерне, корне и клубнеплодов, чем в соломе и ботве. Калия же больше содержится в соломе и ботве, чем в товарной части урожая.
Калиелюбивые культуры (сахарная и кормовая свекла, картофель, капуста и кукуруза) потребляют этот элемент гораздо больше, чем зерновые и зернобобовые культуры, лен и травы. Также много калия потребляет подсолнечник.
Общий вынос калия с урожаем сельскохозяйственных культур сильно различается. Это обусловлено особенностями химического состава растений, колебаниями в уровне формирования урожая и изменением его структуры.
Недостаток калия вызывает множество нарушений обмена веществ у растений. В результате производительность растения падает, качество продукции снижается, растения начинают чаще поражаться различными болезнями.
Внешние признаки калийного голодания проявляются в побурении краев листовых пластинок — `краевом запале`. Края и кончики листьев приобретают `обожженный` вид на пластинках появляются мелкие ржавые пятна. При недостатке калия клетки растут неравномерно, что вызывает гофрированность, куполообразное закручивание листьев. В картофеле на листьях появляется также характерный бронзовый налет. Особенно часто недостаток калия проявляется при выращивании более требовательных к этому элементу картофеля, корнеплодов, капусты, силосных культур и многолетних трав. Зерновые злаки менее чувствительны к недостатку калия. Но и они при остром дефиците калия плохо кустятся, междоузлия стеблей укорачиваются, а листья, особенно нижние, вянут даже при достаточном количестве влаги в почве.
Чрезмерное калийное питание растений также негативно сказывается на их росте и развитии. Проявляется оно в возникновении между жилками листьев бледных музыкальных пятен, которые со временем буреют, а затем листья опадают. Поэтому оптимально разработанный план калийного питания растений в значительной степени будет влиять на производительность и качество урожая.
Калий в почве
Содержание калия (K2О) в различных почвах колеблется от 0.5 до 3% и зависит от механического состава. Больше калия содержится в глинистой фракции почвы. Поэтому тяжелые глинистые и суглинистые почвы богаче калием (2-3%), чем песчаные и супесчаные (1.5-2%). Очень бедные калием торфянистые почвы (0.03-0.05%). В большинстве суглинистых почв калия содержится 2-2.5%, то есть значительно больше, чем азота и фосфора. Общий (валовый) калий содержится:
- в составе первичных и вторичных минералов (не менее 91%),
- в обменно-поглощенном (0,5-2%) и необменно-поглощенном (до 9%) состояниях,
- в виде солей почвенного раствора (0.05-0.2%),
- в составе пожнивно-корневых остатков, микроорганизмов (до 0.05%).
По степени подвижности и доступности для растений содержащиеся в почве соединения калия можно разделить на следующие основные формы.
Необменно-поглощенный (фиксированный) калий
Bходит в состав крепких алюмосиликатных минералов, главным образом полевого шпата (ортоклаз и др.) И слюды (мусковит, биотит и др.). Калий полевого шпата малодоступен для растений. Однако под воздействием воды и растворенной в ней углекислоты, изменений температуры среды и деятельности почвенных микроорганизмов происходит постепенное разложение этих минералов с образованием растворимых солей калия. Калий мусковита и биотита доступный растениям.
Обменно-поглощенный калий
Поглощенный почвенными коллоидами, составляет 0.8-1.5% общего содержания калия в почве. Ему принадлежит основная роль в питании растений. Хорошая доступность обменного калия для растений обусловлена его способностью при обмене с другими катионами легко переходить в раствор, из которого он усваивается растениями. При усвоении растениями калия из раствора новые порции его переходят из поглощенного состояния в почвенный раствор. По мере использования обменного калия этот процесс все больше замедляется, а остаточный калий все прочнее удерживается в поглощенном состоянии. Содержание обменного калия может служить показателем степени обеспеченности почвы усваиваемым калием. Обычные и мощные черноземы и сероземы богаче обменным калием, чем дерново-подзолистые почвы, особенно песчаные и супесчаные.
Водорастворимый калий
Представлен различными солями, растворимыми в почвенной влаге (нитраты, фосфаты, сульфаты, хлориды, карбонаты), которые непосредственно усваиваются растениями. Содержание его в почве обычно незначительное (около 1/10 от обменного), так как калий из раствора немедленно переходит в поглощенное состояние и потребляется растениями. В некоторых почвах водорастворимый калий (а также калий, внесенный в почву как удобрение) может поглощаться в необменной форме, в результате снижается доступность его для растений. Необменная фиксация калия, как и иона аммония, наиболее сильно выражена на черноземах и серозёмах, особенно при их попеременном увлажнении и высушивании.
Между различными формами калия в почвах существует динамическое равновесие. Количество водорастворимых форм калия может пополняться за счет обменно-поглощенных, уменьшение которых через некоторое время может возмещаться за счет фиксированной формы. Следует иметь в виду, что при внесении водорастворимых калийных удобрений их трансформация может протекать в обратном направлении. Часть калия теряется из корневого слоя за счет инфильтрации (процесса пропитки и просачивания) от 2% в тяжелых и до 5% на легких почвах от внесенного количества удобрений. Также потери могут происходить от водной или ветровой эрозии.
Итак, главным условием для поддержания оптимального баланса питательных веществ в почве, в том числе и калия, является компенсация затрат за счет применения минеральных и органических удобрений.
Теги: сдать почву на анализ
Популярные запросы
Напишите нам
и мы найдем возможность
для сотрудничества
