پتاسیم ازجمله عناصر پرمصرف در گیاهان محسوب می‌شود که از نظر فراوانی عنصری هفتمین و از دیدگاه اهمیت تغذیه‌ای برای گیاهان چهارمین عنصر معدنی در لیتوسفر محسوب می‌شود. پتاسیم در گیاه به‌عنوان یک منبع تجدید نشدنی، عنصر غذایی ضروری، حیاتی و پرمصرف محسوب شده و نقش مهمی را در متابولیسم گیاه بازی می‌کند. پتاسیم درصد زیادی از پوسته زمین، مواد معدنی موجود در گیاه و درعین‌حال مواد غذایی خاک را تشکیل می‌دهد. در این مقاله در ارتباط با پتاسیم و نقش آن در گیاهان صحبت خواهیم کرد. در مقالات دیگر پسته رفسنجان می‌توانید در ارتباط با پتاسیم برای درختان بیشتر بخوانید.
پتاسیم چیست؟
پتاسیم به‌طورمعمول فراوان‌ترین عنصر غذایی پرنیاز در 15 سانتی‌متر لایه سطحی خاک است. پتاسیم به دلیل تمایل به واکنش و میل ترکیبی بالا با سایر عناصر هرگز به شکل عنصری در طبیعت یافت نمی‌شود. پتاسیم یکی از مهم‌ترین عناصر غذایی برای گیاهان است و نقش‌های متعدد و حیاتی در فرآیندهای مختلف گیاهی دارد.
این عنصر به‌عنوان یک عنصر غذایی ضروری وظایف بسیار متعددی را در روند حیات گیاه بر عهده دارد. پتاسیم برای گیاه فراوان‌ترین کاتیون موجود در سیتوپلاسم سلول‌ها است.
با وجود اینکه پتاسیم جز اصلی هیچ مولکول آلی یا ساختاری گیاه نیست ولی برای عملکردهای عمومی تمامی سلول‌های زنده لازم و ضروری است.
نیاز پتاسیمی جهت رشد و نمو مطلوب گیاه حدود 20 -50 میلی‌گرم در هر گرم وزن خشک گیاه می‌باشد.
متوسط مقدار پتاسیم در پوسته زمین حدود 23 گرم در کیلوگرم است که بخش اعظم آن به‌صورت پیوند شده با کانی‌های رسی اولیه و ثانویه است.
اکثر خاک‌های جهان ازلحاظ دسترسی پتاسیم جهت تولید عملکردهای مطلوب دچار کمبود هستند.
چگونگی عملکرد پتاسیم در گیاهان
پتاسیم برای گیاه یکی از عناصر غذایی ضروری است. ازجمله عناصری است که اگرچه برخلاف سایر عناصر غذایی ضروری به‌صورت ترکیبات غیر یونی و یا کمپلکس‌های آلی در ساختمان سلول مشاهده نمی‌شود؛ اما وظایف متابولیسمی زیادی در گیاه بر عهده دارد.
شاید کم‌تر عنصری را بتوان نام برد که به اندازه پتاسیم در متابولیسم گیاه حضور فعال داشته باشد. پتاسیم، فعال‌کننده بیش از 60 نوع آنزیم در گیاه است که این آنزیم‌ها کاتالیزور ساخت موادی هستند که عامل تعیین‌کننده عملکرد و کیفیت محصولات کشاورزی می‌باشند.
نشاسته و پروتئین ازجمله این مواد هستند. آنزیم‌ها واسطه‌های بیولوژیکی برای انجام واکنش‌های شیمیایی در سلول‌های زنده می‌باشند که با کنار همدیگر قرار دادن مولکول‌ها باعث رخداد تدریجی واکنش‌های شیمیایی می‌شوند.
درواقع پتاسیم از تغییر شکل ساختاری مکان‌های فعال، این تعداد آنزیم را در اندام گیاه فعال می‌کند. همچنین این عنصر چندین آنیون آلی و سایر ترکیبات را به جهت حفظ و تثبیت PH بین 7-8 خنثی می‌نماید.
پتاسیم و فتوسنتز
این عنصر در فتوسنتز نیز دخالت دارد. پتاسیم از طریق جریان H+ از سرتاسر غشای تیلاکوئید و به‌وسیله برقراری PH ترا غشایی موردنیاز برای سنتز ATP در فرآیند فتوسنتز تأثیر می‌گذارد.
هنگامی که گیاهان دچار کمبود پتاسیم هستند سرعت فتوسنتز و تولید ATP کاهش یافته و همه فرآیندهای مربوط به تولید انرژی کند می‌شوند. در مقابل تنفس گیاه افزایش یافته و باعث کاهش رشد و نمو گیاه می‌شود.
تأثیر پتاسیم در انتقال نیتروژن
عنصر پتاسیم برای گیاه تضمین‌کننده حرکت نیتروژن بوده و به‌عنوان پمپ نیتروژن عمل می‌کند. از دیگر وظایف پتاسیم می‌توان به تسهیل در تبدیل مواد ساخته شده در فتوسنتز به نشاسته، پروتئین و ویتامین و روغن و ذخیره‌سازی آن‌ها اشاره کرد.
سایر نقش‌های پتاسیم
تنظیم اسمزی، رشد سلولی، تنظیم روزنه‌ای و نظام آبی گیاه، بارگیری هیدرات‌های کربن ساخته شده در برگ به آوند آبکش و انتقال آن‌ها در گیاه، تعادل کاتیون-آنیون، مقاومت به بیماری، آفات و سرمازدگی و نیز به‌عنوان کاتیون همراه در انتقال نیترات از دیگر نقش‌های پتاسیم برای گیاه می‌باشد.
همان‌طور که اشاره شد پتاسیم در تنظیم باز و بسته شدن روزنه‌ها نیز دخیل است. باز و بسته شدن روزنه‌های سلول‌های اپیدرمی به علت افزایش فشار، اتساع سلول‌های نگهبان روزنه به تجمع آب و درنهایت تورم سلول‌های نگهبان که در باز و بسته شدن روزنه‌ها مؤثر کمک می‌کند. نسبت نیتروژن به پتاسیم برای گیاه نقش عمده‌ای در ارتباط با مقاومت گیاهان در مقابل بیماری‌ها دارد.
کمبود پتاسیم، سبب تجمع ازت و قندهای ساده شده و به دنبال آن کاهش میزان نشاسته در گیاه را در پی دارد. پتاسیم در ارتباط تنگاتنگ با فرآیندهایی است که منجر به تولید پروتئین در گیاه می‌شوند با وجود اینکه پتاسیم در اکثر مراحل سنتز پروتئین موردنیاز است، در ساختار پروتئین نقشی ندارد.
عمدتاً تحت شرایط کمبود پتاسیم، ترکیبات حاوی ازت همچون اسیدهای آمینه، آمیدها و نیترات‌ها انباشته می‌شوند. علاوه بر این پیشنهاد شده است که پتاسیم در فرآیندهای انتقال و اتصال TRNA به ریبوزوم نیز دخیل است.
پتاسیم عنصر کیفیت در گیاهان
پتاسیم کافی در خاک نه تنها سبب بهبود رشد گیاه می‌شود بلکه در شرایط تنش ازجمله تنش رطوبتی، باعث افزایش تحمل گیاه می‌گردد.
استفاده متعادل از پتاسیم برایگیاه می‌تواند آسیب‌های ناشی از تنش‌های غیر زنده همچون خشکی، شوری، سرما، شدت نور بالا و گرما را کاهش دهد.
عرضه مناسب پتاسیم می‌تواند استرس خشکی را کاهش داده و طول عمر ریشه را افزایش دهد؛ بنابراین طبیعی است چنین عنصری با این وظایف گسترده نه تنها به‌عنوان یک عنصر کلیدی در افزایش عملکرد نقش دارد بلکه اثر آن در بهبود کیفیت نمایان تر است؛ به گونه‌ای که پتاسیم را عنصر کیفیت نامیده‌اند.
البته تأثیر پتاسیم در بهبود کیفیت محصول با کاهش شیوع بیماری و افزایش مقاومت در برابر خوابیدگی یا ورس می‌باشد. پتاسیم به بهبود کیفیت میوه‌ها و دانه‌ها کمک کرده و مقاومت گیاهان در برابر بیماری‌ها را افزایش می‌دهد. این عنصر در تقویت دیواره‌های سلولی نقش داشته و به جلوگیری از نفوذ پاتوژن‌ها کمک می‌کند.
به دلیل نقش پراهمیت پتاسیم در فیزیولوژی گیاهی به‌عنوان شاهرگ حیاتی گیاهان در نواحی خشک و مرطوب دنیا به‌حساب می‌آید و هرگونه نقصان این عنصر اختلالات جبران‌ناپذیری در روند رشد گیاه و کاهش کمی و کیفی محصولات را به دنبال دارد.
سایر وظایف فیزیولوژیکی پتاسیم برای گیاه
الف) کاربرد پتاسیم در سنتز نشاسته و تحریک فعالیت آنزیمی که مسئول سنتز نشاسته هستند مؤثر است. کمبود پتاسیم نشان‌دهنده قابلیت دسترسی محتوی کربوهیدرات محلول در سلول است.
شرایط دسترسی سطوح بالای پتاسیم در سلول باعث انتقال مؤثر مواد قندی به بخش‌های ذخیره‌ای می‌شود. تأثیر پتاسیم روی تبدیل مواد قندی بافت‌های مخزن به انتقال بیشتر مواد قندی می‌شود.
ب) انتقال آبکشی: غلظت بالای پتاسیم در لوله‌های غربالی احتمالاً مربوط به مکانیزم بارگیری ساکارز آوند آبکشی باشد.
ج) تعادل کاتیون-آنیون: پتاسیم برای گیاه در برقراری تعادل (موازنه) آنیون‌های بی‌تحرک در سیتوپلاسم اغلب تمام آنیون‌های متحرک در واکوئل ها و علاوه بر این در آوندهای چوبی و آبکش مؤثر است.
د) پتاسیم بر خنثی سازی الکتریکی آنیون‌های موجود در سیتوپلاسم و واکوئل تأثیر می‌گذارد.
وضعیت پتاسیم در کشاورزی ایران
در رابطه با لزوم افزایش مصرف کودهای پتاسه و کاهش مصرف کودهای فسفاته در کشور ممکن است این سؤال مطرح شود که مصرف پتاسیم در خاک‌های اسیدی مطرح است نه در خاک‌های آهکی؟
در پاسخ باید گفت همان‌طوری که در خاک‌های آهکی، زیادی پتاسیم مطرح است، زیادی کلسیم و منیزیم نیز وجود دارد. تحت چنین شرایطی جذب پتاسیم با دشواری مواجه خواهد بود.
امروزه یکی از راه‌های ارزیابی وضعیت پتاسیم قابل‌استفاده در خاک، استفاده از نسبت پتاسیم به مجموع کلسیم و منیزیم خاک است.
در خاک‌هایی که این نسبت از حدی پایین تر باشد، احتمالاً کمبود پتاسیم و یا حداقل گرسنگی پنهان و درنهایت افت عملکرد کمی و کیفی محصول وجود خواهد داشت.
به عبارت ساده‌تر هر چه قدر مقدار کلسیم و منیزیم قابل‌استفاده خاک‌های کشاورزی افزایش یابد حد بحرانی پتاسیم در چنین خاک‌هایی نیز بالاتر خواهد رفت.
به رغم نیاز فراوان بعضی از محصولات کشاورزی به پتاسیم که گاهی بیشتر از مقدار ازت نیز می‌شود، ولی کودهای پتاسیمی میزان مصرف پایینی دارند.
این شرایط در حالی در جریان است که در بیشتر کشورهای پیشرفته، نسبت ازت به پتاسیم مصرفی تقریباً یک به یک است ولی متأسفانه این نسبت در کشور ما از 15 نیز بیشتر است.
استفاده از کودهای پتاسیمی در ایران موضوع مهمی است. تا پیش‌ازاین گمان می‌رفت که چون بیشتر خاک‌های کشور جوان هستند و شست و شوی آن‌ها نیز اندک است، مصرف پتاسیم برای گیاه ضرورت ندارد.
در حال حاضر کمبود پتاسیم به‌عنوان یک عامل محدودکننده باعث شده است که کاربردهای کودهای پتاسیمی بیش‌ازپیش در سطح کشور مطرح باشد.
کودهای حاوی پتاسیم
کودهای پتاسیمی بسیاری وجود دارد که برای فراهم نمودن نیاز پتاسیمی گیاهان مورداستفاده قرار می‌گیرند. کودهای پتاسیمی زیر به‌طور گسترده‌ای در جهت رشد و نمو گیاهان باغی و زراعی و گلخانه‌ای مورداستفاده قرار می‌گیرند.
کودهای پتاسیمی به همراه غلظت پتاسیم موجود در آن‌ها
| کودها | فرمول | K2o% |
| کلرید پتاسیم (مورات، موریات یا پتاس) | KCL | 60-63 |
| سولفات پتاسیم | K2SO4 | 50-53 |
| سولفات منیزیم پتاسیم | K2SO4.Mgso4 | 22 |
| نیترات پتاسیم | Kno3 | 44 |
| هیدروکسید پتاسیم | koh | 83 |
| ارتوفسفات پتاسیم | K2hpo4 | 50 |
| متافسفات | Kh2po4 | 38 |
روش‌های کاربرد کودهای پتاسیمی
این کودها به‌صورت پخش سطحی یا نواری در مرحله قبل از کاشت بذر یا انتقال نشاء مورداستفاده قرار می‌گیرند. روش‌های کودآبیاری و محلول‌پاشی را نیز می‌توان در شرایط محیطی خاصی به کار بست.
برای اکثر محصولات پتاسیم قبل یا در طول آماده‌سازی بستر خاک مصرف می‌شود. بنابراین زمان مصرف آن کمی قبل از کشت است. اگر خاک سبک باشد 5 تا 10 هفته بعد از اولین مصرف می‌توان مصرف بعدی را انجام داد.
عوامل مؤثر در دسترسی پتاسیم برای گیاه در خاک
- نوع کانی‌های رسی موجود در خاک
- ظرفیت تبادل کاتیونی خاک
- واکنش خاک (شرایط قلیایی و اسیدی)
- مدیریت عملیات خاک
- مقدار پتاسیم قابل‌تبادل در خاک
- رطوبت و دمای خاک
- اثر متقابل سایر یون‌ها
- عوامل یا فاکتورهای گیاهی یعنی رشد و توسعه گیاهان
دلایل کمبود پتاسیم در گیاهان
کمبود پتاسیم برای گیاه باعث بروز یک سری محدودیت‌ها و موانع بزرگی در تولیدات کشاورزی به‌خصوص در خاک‌های درشت یافت شده است.
اگرچه کمبود پتاسیم همانند کمبود ازت و فسفر عمومیت نداشته و در سطح وسیعی گسترش نیافته است؛ اما ممکن است بسیاری خاک‌هایی که در ابتدا غنی از پتاسیم بودند کمبود پتاسیم را به علت حرکت سریع پتاسیم، مصرف زیاد گیاهان و کاربرد ناکافی پتاسیم، رواناب، آبشویی و فرسایش خاک نشان دهند.
به‌طورکلی خاک‌های فرسایش یافته، آبشویی شده و شنی، مستعدترین خاک‌ها برای بروز علائم کمبود پتاسیم هستند.
علائم کمبود پتاسیم
مقدار پتاسیم در گیاه حدود 1-5 درصد وزن خشک برگ‌ها بوده است و غلظت 1.5 تا 3 درصد در برگ های تازه توسعه‌یافته حد کفایت آن است. اگر مقدار پتاسیم از 1.5 درصد پایین تر باشد علائم کمبود و اگر از 5 درصد بالاتر باشد علائم مسمومیت دیده می‌شود که این همان حدود بحرانی پتاسیم است.
علائم کمبود پتاسیم برای گیاه معمولاً در ابتدا از برگ‌های پایینی گیاه شروع می‌شود و تدریجاً به قسمت‌های بالایی گیاه پیشرفت می‌کند و کمبود افزایش می‌یابد. یکی از علائم رایج کمبود پتاسیم سوختگی یا کلروز در امتداد حاشیه برگ‌ها است.
کمبود پتاسیم در گیاه باعث کاهش رشد، رشد ضعیف سیستم ریشه‌ای و تولید ساقه‌ها ضعیف و خوابیدگی در غلات می‌شود.
همچنین کمبود پتاسیم سبب محدودیت در انتقال نیترات از ریشه به اندام‌های هوایی شده و سبب تجمع اسیدهای آمینه در ریشه می‌گردد.
تجمع بیش‌ازحد اسیدهای آمینه در ریشه ممکن است باعث پس دهی نیترات شود که این موضوع از جذب مجدد نیتروژن جلوگیری کرده و برای گیاهان محدودیت در رشد را به دنبال دارد.
در صورت کمبود پتاسیم اکثر فرآیندهای متابولیکی ازجمله فتوسنتز و نقل و انتقال آنزیم‌ها مختل می‌شود به‌طوری‌که هم‌زمان با این عمل سرعت تنفس افزایش یافته و درنتیجه سرعت رشد گیاه و کیفیت محصول کاهش می‌یابد.
کمبود پتاسیم باعث اختلال در رسیدن محصول و کاهش عملکرد محصولات غده‌ای می‌شود. گیاهان دچار کمبود پتاسیم با کاهش تورم سلول‌های زنده گیاهی و شل شدن سلول‌ها به تنش آبی حساس می‌شوند.
سخن پایانی
پتاسیم برای گیاه به‌عنوان یک عنصر غذایی ضروری، حیاتی و پرمصرف محسوب می‌شود و نقش‌های مهمی را در متابولیسم گیاه دارد. رشد آهسته، توسعه ضعیف ریشه‌ها تولید بذرهای ریز و ضعیف و درنتیجه کاهش عملکرد محصولات ازجمله عواملی هستند که در صورت کمبود پتاسیم در گیاه رخ می‌دهند. اکثر خاک‌های جهان ازلحاظ دسترسی پتاسیم جهت تولید عملکردهای مطلوب دچار کمبود هستند. برای رفع مشکل کمبود پتاسیم در گیاهان می‌توان از انواع کودهای پتاسیمی موجود در بازار استفاده کرد تا شاهد افزایش عملکرد و بهبود کیفیت محصولات کشاورزی باشیم.
-_1_350x350.jpg)
11-(1)_350x350.jpg)
