پتاسيم(K)

نقش

پتاسیم به طور عمده بخش بزرگی از محتویات هیچ گیاهی را تشکیل نمی دهد ولی در فرایند های متعدد فیزیولوژی رشد گیاه نقش کلیدی دارد، از سنتز پروتئین گرفته تا تعادل و پیوستگی آب در گیاه. کاهش k موجب کمبود رشد گیاه و یا زردی و سوختگی انتهای برگ می شود. همچنان که پتاسیم در گیاه جریان دارد علائم کمبود ابتدا در برگهای پیر ظاهر می شود. از دیگر علائم کمبود پتاسیم در گیاه کاهش استحکام ساقه ی گیاه است که مشکلات بعدی در حمل و نقل مواد را بوجود می آورد و همچنین موجب کمبود مقاومت گیاه در برابر بیماری می شود. بطور کلی پتاسیم در سلولهای گیاهی نقشهای مهمی بر عهده دارد که مختصرا به آنها اشاره می کنیم:

1)  فعالیت آنزیمی: آنزیمها کاتالیستهایی برای انجام واکنشهای شیمیایی هستند که در حین واکنش مصرف نمی شوند. پتاسیم حداقل 60 آنزیم متفاوت را که در رشد گیاه موثرند فعال می کند. به این ترتیب که شکل ظاهری آنزیم را تغییر می دهد و آنرا وارد عمل می کند. همچنین آنیونهای معدنی و دیگر ترکیبات گیاه را از نظر تغذیه ای قابل مصرف می کند. پتاسیم کمک می کند تا Ph بین 7و8 باقی بماند که اپتیمم عمل بسیاری از آنزیمهاست. میزان k در سلول مشخص می کند که چند آنزیم می تواند فعال شود و نسبت فعالیت شیمیایی در آنها چگونه است. بنابراین نسبت انجام واکنش در سلول بستگی به میزان ورود k در سلول دارد.

2)   فتوسنتز: نقش k در فتوسنتز پیچیده است. نقش پتاسیم در فعالیت آنزیمی و تولید ATP در تنظیم سرعت فتوسنتز مهمتر از نقش آن در فعالیت روزنه ای است. وقتی انرژی خورشیدی به ترکیب CO2 و H2O و در نتیجه تشکیل قند منجر می شود، اولین محصول پر انرژی ATP است که به عنوان منبع انرژی در بسیاری از واکنشهای شیمیایی مصرف می شود. بار الکتریکی لازم برای تولید ATP با یون K+ تامین می شود. وقتی میزان K در گیاه کم باشد میزان فتوسنتز و تولید ATP نیز کم می شود و همه ی فرایندها ی وابسته به ATP کاهش می یابد. برعکس آن تنفس سلولی افزایش می یابد که باعث کاهش رشد و نمو در گیاه می شود.

3)  ترابری قندی: قندی که در فتوسنتز ساخته می شود باید در میان آوندها و قسمتهای دیگر گیاه برای مصرف و ذخیره شدن ترابری شود. سیستم ترابری مواد با استفاده از انرژی به فرم  ATP کار می کند. اگر میزان K کم شود میزان ATP نیز کم می شود و سیستم انتقال مواد نیز از کار می افتد.

4)  ترابری آب و مواد غذایی: K همچنین نقش بزرگی در نقل و انتقال آب و مواد غذایی درون آوند آبکشی دارد. وقتی میزان K کاهش یابد جابجایی نیترات و فسفات و کلسیم و منیزیم و آمینواسیدها کاهش می یابد. نقش پتاسیم در انتقال شیره ی پرورده در آوند آبکشی اغلب با آنزیمهای مخصوص و هورمونهای رشد گیاهی تداخل دارد.

5)  سنتز پروتئین: K در سنتز پروتئین ضروری است. خواندن رمزهای ژنتیکی در سلول گیاهی برای ساخت پروتئین و آنزیم که تمام فرایندهای رشد گیاه را تنظیم می کند بدون میزان کافی از پتاسیم غیر ممکن است. وقتی گیاه با کمبود این یون مواجه می شود با وجود مقدار زیاد نیتروژن قابل دسترس پروتئین نمی سازد! بجای آن تراکم مواد خام پروتئین مثل آمینواسیدها و آمیدها و نیتراتها زیاد می شود. آنزیم " نیترات ردو کتاز " ساختار پروتئین را می شکند و پتاسیم مسئول فعالیت و سنتز آن می باشد.

6)  سنتز نشاسته: آنزیمهای دخیل در سنتز نشاسته با پتاسیم فعال می شوند. پس با کاهش میزان K نشاسته کاهش می یابد در حالیکه کربوهیدراتهای قابل حل و ترکیبات نیتروژن افزایش می یابد. همچنین پتاسیم در تنظیم فعالیت فتوسنتزی و تنظیم نسبت تبدیل قند به نشاسته موثر است. در حضور پتاسیم  به اندازه ی کافی و سطوح بالای قند  نشاسته به طرف اندامهای ذخیره ای حرکت می کند. 

علائم کمبود پتاسیم:

گیاهان مبتلا به کمبود پتاسیم معمولا" ضعیف ، کوتاه و کوچک هستند . رشد ساقه اصلی و شاخه ها متوقف گشته و فاصله میان گره ها کوتاه می شود، در صورت شدت کمبود، شاخه ها از انتها شروع به خشک شدن می کنند

بر همكنش مثبت پتاسيم و روي در مقابله با شوري

گياهان حساس به شوري نسبت به مصرف پتاسيم عكس‌العمل مناسب‌تري نشان مي‌دهند. با افزايش نسبت پتاسيم به سديم K/Na) ) در محلول خاك، تحمل گياه به شوري افزايش مي‌يابد. شواهد نشان مي‌دهد كه تحت شرايط شور، علائم كمبود پتاسيم با وجود بالا بودن غلظت آن در برگهاي گندم، همچنان وجود دارد، چون مقداري از پتاسيم جذب شده براي خنثي كردن بار الكتريكي كلر ذخيره شده در واكوئلها تجمع يافته و كمكي به واكنشهاي حياتي نمي‌كند. از اين رو در اين شرايط با افزايش مقدار مصرف سولفات پتاسيم، مي‌توان علاوه بر رفع علائم كمبود، اثرات مسموميت شوري را نيز كاهش داده و عملكرد را افزايش داد (مهاجر ميلاني و همكاران 1378؛ درودي و سيادت، 1378). با افزايش غلظت پتاسيم در محلول خاك، تحمل گياهان به تنش شوري زياد مي‌شود. اين در حالي است كه وقتي ميزان آب قابل دسترسي گياه كم ‌باشد، افزايش پتاسيم حتي در شوريهاي بالا (15 دسي‌زيمنس بر متر) باعث بيشتر شدن تحمل مي‌شود. مصرف سولفات پتاسيم در شرايط شور موجب كاهش اثرات سوء تجمع سديم و كلر در برگهاي گندم شده و در نهايت عملكرد را افزايش مي‌دهد. همچنين حد بحراني پتاسيم براي محصولات زراعي مقاوم به شوري مانند پنبه در شرايط شور (250 ميلي‌گرم در كيلوگرم) بيش از شرايط غير‌شور (210 ميلي‌گرم در كيلوگرم) است و براي گياهان نيمه متحمل و يا حساس به شوري، اين اختلاف بيشتر خواهد بود. با افزايش غلظت پتاسيم و روي در شرايط شور، پراكنش و طول ريشه‌ها زياد مي‌شود كه در نتيجة آن، سطح جذب عناصر غذايي افزايش مي‌يابد. همچنين مصرف سولفات روي در اين شرايط تشكيل آوندهاي چوبي را در گياهان تحت تنش شوري در مقايسه با گياهان بدون مصرف آن بهبود داده و از تخريب آن جلوگيري مي‌كند. از آن جايي كه كلر در رقابت بانيترات خاك، جذب ازت را مختل مي‌نمايد و از سوي ديگر با مصرف پتاسيم، بازيافت ازت افزايش مي‌يابد، به طوري كه به ازاء افزايش هر واحد شوري (بيش از آستانه كاهش گندم) حدود 25 كيلوگرم اوره و 20 كيلوگرم سولفات پتاسيم و 5 كيلوگرم سولفات روي در هر هكتار بيش از مقدار كود توصيه شده در شرايط غير شور پيشنهاد مي‌شود (ملكوتي و همكاران، 1381).

چگونه مي توان ‌ميزان پتاسيم را افزايش داد؟

1) با استفاده از بقاياي محصولات بازيافت شده (مخصوصاً كاه) و كود حيواني كه حاوي پتاسيم است.

2) با جلوگيري كردن از آبشويي خاك با استفاده از پوشش گياهي دائمي و افزايش سطح هوموس خاك.

3) با پوشاندن سطح خاك با مالچ.

اثرات تر و خشك شدن و سيستم هاي كشت بر تثبيت پتاسيم در برخي از خاك ها و رس هاي خوزستان

سيستم كشت تك محصولي نيشكر (Saccharum officinarum L.) و گياهان زراعي ديگر بدون كاربرد كود پتاسيمي ساليان زيادي است كه در جنوب غربي ايران ادامه دارد. با وجود تخليه مقدار زيادي از پتاسيم خاك توسط گياهان زراعي، تاكنون پاسخي به مصرف كودهاي پتاسيمي در اين اراضي گزارش نشده است. آزمايشي با هدف بررسي اثر تر و خشك شدن خاك بر پتاسيم قابل جذب گياه و نيز افزايش پتاسيم قابل جذب خاك پس از افزودن پتاسيم به خاك و رس هاي آن طراحي شد. نتايج نشان داد كه برخلاف خاك ها باير، كاني هاي رسي قابل انبساط در خاك هاي كشت شده تشكيل شده است. عدم وجود اين نوع كاني در اراضي كشت نشده بيانگر نوتشكيلي اين رس ها در خاك هاي كشت شده در اثر كشت و آبياري بود. 30 بار تر و خشك كردن خاك نمونه هاي سطحي اراضي تحت كشت نيشكر، تناوبي و باير در مجاورت پتاسيم، پتاسيم قابل جذب خاك را از 133، 226 و 172 ميلي گرم در كيلوگرم به ترتيب به 266، 447 و 628 افزايش داد. اين نتايج نشان داد كه با وجود تثبيت زياد پتاسيم در لايه سطحي خاك تحت كشت به ويژه نيشكر، مقدار پتاسيم قابل جذب اين خاك ها زياد شده است. تثبيت پتاسيم توسط لايه هاي عمقي خاك كمتر از لايه سطحي بود. هم چنين پس از افزودن پتاسيم به خاك، ميزان تثبيت آن با افزايش دفعات تر و خشك كردن، روند نزولي داشت. تثبيت پتاسيم در خاك ها در راستاي ميزان تغييرات مينرالوژي خاك هاي مذكور و افزايش ظرفيت تبادل كاتيوني بود. براي رس هاي جداسازي شده از اين خاك ها نيز تثبيت پتاسيم به بيشترين ميزان در لايه سطحي رخ داد. اختلاف معني داري از لحاظ مقدار تثبيت پتاسيم توسط رس هاي خاك هاي مذكور براي نوع كشت و عمق در سطح 1% ملاحظه گرديد. مقدار زياد تثبيت پتاسيم به كاني هاي رسي ايليت تخليه شده از پتاسيم توسط كشت و كار نسبت داده شد به طوري كه پس از قرار دادن اين رس ها در مجاورت پتاسيم تثبيت آن، كاني هاي شبه ميكايي در اين رس ها تشكيل شده بود.

اثرات به کارگیری کودهای پتانسیل روی پتاسیم قابل دسترس خاک، غلظت پتاسیم برگی، بارآوری و کیفیت پسته

این تحقیق در مناطق پسته کاری کالیفرنیا انجام گرفت و طرز عمل به این صورت بود که جهت مطالعه اثرات کودهای پتاسیمی 3 آزمایش در شرایط صحرایی در سالهای 96 و 97 بر روی درختان بارور پسته رقو کرمان انجام گردید به این صورت که از سه نوع کود پتاسه ( سولفات، کلرورو نیترات پتاسیم) در 4 میزان 0 ، 100، 200 و 300 پوند در هر ایکر و در دو سیستم آبیاری سطحی و میکرواسپرینگلر استفاده گردید و پتاسیم قابل دسترس در خاک، پتاسیم موجود در برگ، میزان عملکرد و کیفیت پسته مورد ارزیابی قرار گرفت.

در آزمایش جداگانه ای برای تعیین اثرات مصرف گچ در میزان پتاسیم قابل جذب و پتاسیم قابل دسترس از 650 پوند گچ و 200 پوند سولفات پتاسیم در ایکر استفاده گردید نتایج نشان داد که به کار بردن کود پتاسه به میزان قابل توجهی پتاسیم قابل دسترس در خاک، درصد پتاسیم برگ، میزان باردهی درخت و. کیفیت پسته را بهبود بخشید. بهترین تیمار، تیمار 200 پوند در ایکر و سولفات پتاسیم با آبیاری به روش میکرواسپرینگلر به دست آمد.

از طرفی نتایج مشخص نمود که در باغها مورد آزمایش چنانچه میزان کود مصرفی به 300 پوند بر ایکر برسد کاهش محصول دیده می شود که احتمالاً مربوط به فیکسه شدن پتاسیم در خاک می باشد.

در پایان دو سال مطالعه زمانی که کلروپتاسیم به عنوان منبع پتاسیم مصرف گردید میزان تجمع کلر در برگ پسته چندان قابل توجه نبود.

به کارگیری گچ میزان پتاسیم قابل دسترس در خاک را درعمق 30 الی 60 سانتیمتر افزایش داد ولی در پتاسیم برگی، میزان عملکرد و کیفیت پسته اختلاف معنی داری مشاهده نشد.

تحليل

1) از آنجاییکه در کشور ما به کودهای پتاسه اهمیت کمتری داده شده است در این مقاله اهمیت بکارگیری پتاسیم هم در عملکرد و هم در کیفیت پسته کاملاً مشخص و مبین است.

2) با بکاربردن کلرور پتاسیم و اندازه گیری میزان تجمع کلر در برگ مشخص شد که این کود بنا به داشتن کلر نمی تواند در پسته مشکلی ایجاد نماید اگر چه مقدار کلر در برگ کمی افزایش میابد ولیکن این میزان به حدی نیست که بتواند اثرات جانبی بر روی رشد داشته باشد. لذا برخی باغداران که بنا به وجود کلر در کودهای پتاسه کلر دار ، ترس از استفاده دارند می توانند این کود را استفاده نمایند.

3)  بر خلاف برخی مطالعات که نشان داده بود که پتاسیم جذب لوکوس دارد در ارتباط با پسته مشخص شده که با افزایش میزان کودهای پتاسه فقط تا یک میزان خاصی افزایش محصول دیده می شود و بعد از آن میزان خاص با افزایش میزان کودهای پتاسه کاهش محصول پیش می آید.

4) میزان افزایش گچ در این آزمایش اثری برروی جذب پتاسیم نداشت که نشان از این مسئله است که افزودن گچ اثری بر روی میزان غلظت پتاسیم در برگ و میزان عملکرد ندارد.