Физиологическая роль калия в растениях
11. Физиологическая роль калия в метаболизме растений. Влияние избытка и недостатка калия на развитие растений. Формы калийных удобрений.
Калий не входит в состав ни одного из органических веществ клетки; 70% его находится в свободной ионной форме, остальные 30% адсорбируются на поверхности белковых молекул, образуя с ними нестойкие соединения. Следовательно, калий играет в клетке лишь регуляторную роль. Изменяя конформацию белковых молекул, калий активирует многие ферменты темновой фазы фотосинтеза и дыхания (гексокиназу, пируваткиназу, ацетил-КоА-синтетазу, ферменты цикла Кребса), а также ферменты, учавствующие в синтезе белка и полисахаридов. Поскольку калий необходим для образования ди — и полисахаридов, его много в корнеплодах сахарной свеклы, стеблях сахарного тростника, клубнях картофеля, где идет синтез этих веществ. Много калия содержится в меристемах, где интенсивно синтезируются белки. Калий влияет на превращения и передвижения углеводов по растению, что можно объяснить его действием на амилазу и фруктофуранозидазу, активность которых при недостатке элемента сильно падает.
Калиевые насосы – главный механизм устьичных движений. Устьица открываются и закрываются при изменении тургора, вызванного интенсивным транспортом ионов калия между замыкающими клетками устьиц и примыкающими к ним клетками эпидермы. Когда устьица открыты, замыкающие клетки содержат больше ионов калия.
Величина корневого давления и осмотического потенциала ксилемного сока сильно зависит от концентрации калия. Следовательно, для поступления воды растению нужно поглотить огромное количество калия.
Калий снижает вязкость цитоплазмы, повышая ее оводненность, что доказывается уменьшением времени плазмолиза. Недостаток этого элемента в тканях приводит к увяданию растения, а его повышение – к увеличению тургора в клетках. Меньшая вязкость цитоплазмы благоприятствует транспорту в-в, но понижает устойчивость к неблагоприятным внешним условиям.
Концентрация калия в клетке обычно в десятки раз больше, чем во внешней среде. Поэтому в ответ на любое раздражение не только кальций поступает в цитозоль из пулов, но в результате увеличения проницаемости мембран выделяется калий из клетки, что приводит к увеличению вязкости цитоплазмы и, следовательно, устойчивости. Т. обр., изменение соотношения калия и кальция в клетке яв-я одним из факторов регуляции ее устойчивости. Калий уходит из тех органов, которым грозит поврежение.
Чем моложе растение или его орган, тем больше в нем калия. Особенно много калия в меристемах и в клетках зон ратяжения. Макс-е содержание калия в растении зарегистрировано к моменту цветения. В опадающих листьях содержится очень мало калия, тогда как др эл-ты ост-ся в больших кол-х.
Отсутствие прочной связи между калием и составными частями клетки обусловливает способность этого эл-та легко передвигаться из одного органа растения в другой. Он способен к многократной реутилизации. Калий мигрирует из старых листьев по мере того, как снижается их физиологическая активность в более молодые части растения, в которых идет интенсивный синтез органических веществ или быстро делятся клетки. В зависимости от условий освещения и водоснабжения в листе кол-во калия может изменяться довольно быстро. Например, в листе картофеля с 13 ч 45 мин до 15ч 45 мин содержание калия увеличилось примерно на 75%, а в течение следующих двух часов снизилось в полтора раза. Содержание калия в клетке может служить кол-й мерой ее активности.
При недостатке калия резко падает содержание макроэргических соединений, подавляется синтез сахарозы и ее транспорт по флоэме, замедл-я синтез белка. Последнее приводит к торможению роста побегов и к накоплению аммиачного азота в листьях, что может быть причиной аммиачного отравления. У растений, испытывающих недостаток калия, листья желтеют, а потом приобретают красно-фиолетовую окраску.
Большой недостаток калия резко тормозит фотосинтез, т. к. закрываются устьица и в результате сопротивление диффузии СО2 может увеличиться на порядок. Избыток калия в почве преятствует поглощению ионов кальция и магния.
XIV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2022
Целью данной статьи является изучение роли калия в жизнедеятельности растений, а также к чему может привести его дефицит или избыток. Задачами выступают: рассмотрение специфичной роли Калия в растениях ; исследование реки Глядяна на предмет избытка или недостатка Калия.
Калий – химический элемент, играющий важную роль в жизни животных и растений. По степени необходимости стоит в одном ряду с азотом и фосфором. Калий распространен в природе весьма широко [1].
Калий жизненно необходим все животным, растениям и микроорганизмам на планете. Не существует ни одного соединения, состав которых не включал бы калий. Роль калия в тканях животных и органеллах растений очень специфична. Избыток или недостаток калия в них может привести к пагубным последствиям [2].
Калий в растениях выполняет очень важные физиологические функции: стимулирует течение фотосинтеза, повышает отток углеводов из листа в другие органеллы и способствует их накоплению, усиливает накопление моносахаров, увеличивает синтез сахаров и высокомолекулярных углеводов (таких как целюллоза, крахмал и пр.), увеличивает гидрофильность коллоидов протоплазмы, а также играет важную роль в синтезе белков. При недостатке калия происходит снижение синтеза новых белковых молекул и распаду старых [3].
При дефиците калия у растений наблюдаются значительные нарушения обмена веществ: ослабевает деятельность большого количества ферментов, нарушается белковых и углеводный обмен, вследствие чего повышается затрата углеводов на дыхание. Репродуктивность растений сильно падает, снижается всхожесть и жизнеспособность семян. Также понижается прочность соломины, из-за чего растения полегают [4].
Признаки недостатка калия у растений:
Старые листья становятся дырявыми;
Новые листья мелки и будто обожжены по краям;
Прожилки не сохраняют цвет и желтеют вместе с листом;
Ствол длинностебельных растений становится длинный и лысый;
При избыточном калийном питании у растений наблюдается неравномерность созревания растений и это также приводит к полеганию растений и снижению сопротивляемости к грибковым заболеваниям и к неблагоприятным погодным и климатическим условиям. На начальных стадиях при избыточном питании калием происходит ослабление роста растений и удлинение междоузлий. Листья обретают светло-зеленый окрас. При более длительной продолжительности растений калием наблюдается замедление роста, а на листьях появляются пятна. Вследствие чего происходит увядание листьев и их опадание [5].
Окраска цветов становится тусклее;
Быстро желтеет старая листва;
Рост растений замедляется;
Образуются мозаичные пятна на листве в более поздний период;
Для того чтобы проследить влияние калия на растительное сообщество был исследован участок реки Глядяна и его прибрежная растительность.
Река Глядяна – это небольшая равнинная река на территории Притобольного района Курганской области, впадающая в реку Тобол.
Рис. 2 ПДК калия и содержание калия в р. Глядяна
Исследование воды в Реке Глядяна показало, что значение калия водоеме составляет 50 мг/л, что является нормой. (Предельно допустимая концентрация калия в реках рыбохозяйственного значения составляет 120 мг/л).
Это говорит о том, что содержание калия в водоеме естественно и значительного поступления калийсодержащих агентов в стоках с поливных полей и прочих сельскохозяйственных угодий не наблюдается. Также не происходит поступление калия путем промышленных сбросов и в хозяйственно-бытовых сливах.
В ходе исследования прибрежной растительности не было выявлено абсолютно никаких признаков избытка или недостатка калия, что позволяет растениям правильно развиваться.
Видовой состав прибрежно-водной растительности реки Глядяна включает Salix alba, Acorus calamus, Artemisia absinthium, Lactuca serriola, Carex riparia.
При глобальном круговороте калий частично попадает в воды, но его оттуда быстро выхватывают организмы и поглощают глины, из-за чего воды рек бедны калием. Также подвижными формами калия бедны песчаные почвы, которыми представлены прибрежные участки реки Глядяна. Но несмотря на это, обеспечивается достаточное питание растений калием и растения растут и развиваются правильно.
1. Ягодин Б. А., Жуков Ю. П., Кобзаренко В. И. Агрохими– М.: Колос. Агрохимия. [ред.] яБ. А. Ягодина. Москва : Колос, 2002. стр. 584.
2. Григоровская П. И. Калий. Пестициды. ру. [В Интернете] 22 05 2014 г. [ дата обращения: 24.12.2021 г.] https://www. pesticidy. ru/active_nutrient/potassium.
3. Вильдфлуш И. Р., Кукреш С. П., Ионас В. А. Агрохимия: Учебник – 2-е изд. Минск : Ураджай, 2001. стр. 488.
Все материалы на данном сайте взяты из открытых источников — имеют обратную ссылку на материал в интернете или присланы посетителями сайта и предоставляются исключительно в ознакомительных целях. Права на материалы принадлежат их владельцам. Администрация сайта ответственности за содержание материала не несет. Если Вы обнаружили на нашем сайте материалы, которые нарушают авторские права, принадлежащие Вам, Вашей компании или организации, пожалуйста, сообщите нам.
Источник — https://studfile. net/preview/9453600/
