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 همکنش مثبت پتاسیم و روی در مقابله با شوری
گیاهان حساس به شوری نسبت به مصرف پتاسیم عکس‌العمل مناسب‌تری نشان می‌دهند. با افزایش نسبت پتاسیم به سدیم K/Na) ) در محلول خاک، تحمل گیاه به شوری افزایش می‌یابد. شواهد نشان می‌دهد که تحت شرایط شور، علائم کمبود پتاسیم با وجود بالا بودن غلظت آن در برگهای گندم، همچنان وجود دارد، چون مقداری از پتاسیم جذب شده برای خنثی کردن بار الکتریکی کلر ذخیره شده در واکوئلها تجمع یافته و کمکی به واکنشهای حیاتی نمی‌کند.
از این رو در این شرایط با افزایش مقدار مصرف سولفات پتاسیم، می‌توان علاوه بر رفع علائم کمبود، اثرات مسمومیت شوری را نیز کاهش داده و عملکرد را افزایش داد (مهاجر میلانی و همکاران 1378؛ درودی و سیادت، 1378). با افزایش غلظت پتاسیم در محلول خاک، تحمل گیاهان به تنش شوری زیاد می‌شود.
این در حالی است که وقتی میزان آب قابل دسترسی گیاه کم باشد، افزایش پتاسیم حتی در شوریهای بالا (15 دسی‌زیمنس بر متر) باعث بیشتر شدن تحمل می‌شود. مصرف سولفات پتاسیم در شرایط شور موجب کاهش اثرات سوء تجمع سدیم و کلر در برگهای گندم شده و در نهایت عملکرد را افزایش می‌دهد.
همچنین حد بحرانی پتاسیم برای محصولات زراعی مقاوم به شوری مانند پنبه در شرایط شور (250 میلی‌گرم در کیلوگرم) بیش از شرایط غیر‌شور (210 میلی‌گرم در کیلوگرم) است و برای گیاهان نیمه متحمل و یا حساس به شوری، این اختلاف بیشتر خواهد بود. با افزایش غلظت پتاسیم و روی در شرایط شور، پراکنش و طول ریشه‌ها زیاد می‌شود که در نتیجة آن، سطح جذب عناصر غذایی افزایش می‌یابد. همچنین مصرف سولفات روی در این شرایط تشکیل آوندهای چوبی را در گیاهان تحت تنش شوری در مقایسه با گیاهان بدون مصرف آن بهبود داده و از تخریب آن جلوگیری می‌کند.
از آن جایی که کلر در رقابت بانیترات خاک، جذب ازت را مختل می‌نماید و از سوی دیگر با مصرف پتاسیم، بازیافت ازت افزایش می‌یابد، به طوری که به ازاء افزایش هر واحد شوری (بیش از آستانه کاهش گندم) حدود 25 کیلوگرم اوره و 20 کیلوگرم سولفات پتاسیم و 5 کیلوگرم سولفات روی در هر هکتار بیش از مقدار کود توصیه شده در شرایط غیر شور پیشنهاد می‌شود (ملکوتی و همکاران، 1381).
چگونه می توان میزان پتاسیم را افزایش داد؟
1) با استفاده از بقایای محصولات بازیافت شده (مخصوصاً کاه) و کود حیوانی که حاوی پتاسیم است.
2) با جلوگیری کردن از آبشویی خاک با استفاده از پوشش گیاهی دائمی و افزایش سطح هوموس خاک.
3) با پوشاندن سطح خاک با مالچ.
اثرات تر و خشک شدن و سیستم های کشت بر تثبیت پتاسیم در برخی از خاک ها و رس های خوزستان
سیستم کشت تک محصولی نیشکر (Saccharum officinarum L.) و گیاهان زراعی دیگر بدون کاربرد کود پتاسیمی سالیان زیادی است که در جنوب غربی ایران ادامه دارد. با وجود تخلیه مقدار زیادی از پتاسیم خاک توسط گیاهان زراعی، تاکنون پاسخی به مصرف کودهای پتاسیمی در این اراضی گزارش نشده است.
آزمایشی با هدف بررسی اثر تر و خشک شدن خاک بر پتاسیم قابل جذب گیاه و نیز افزایش پتاسیم قابل جذب خاک پس از افزودن پتاسیم به خاک و رس های آن طراحی شد. نتایج نشان داد که برخلاف خاک ها بایر، کانی های رسی قابل انبساط در خاک های کشت شده تشکیل شده است. عدم وجود این نوع کانی در اراضی کشت نشده بیانگر نوتشکیلی این رس ها در خاک های کشت شده در اثر کشت و آبیاری بود. 30 بار تر و خشک کردن خاک نمونه های سطحی اراضی تحت کشت نیشکر، تناوبی و بایر در مجاورت پتاسیم، پتاسیم قابل جذب خاک را از 133، 226 و 172 میلی گرم در کیلوگرم به ترتیب به 266، 447 و 628 افزایش داد.
این نتایج نشان داد که با وجود تثبیت زیاد پتاسیم در لایه سطحی خاک تحت کشت به ویژه نیشکر، مقدار پتاسیم قابل جذب این خاک ها زیاد شده است. تثبیت پتاسیم توسط لایه های عمقی خاک کمتر از لایه سطحی بود. هم چنین پس از افزودن پتاسیم به خاک، میزان تثبیت آن با افزایش دفعات تر و خشک کردن، روند نزولی داشت.
تثبیت پتاسیم در خاک ها در راستای میزان تغییرات مینرالوژی خاک های مذکور و افزایش ظرفیت تبادل کاتیونی بود. برای رس های جداسازی شده از این خاک ها نیز تثبیت پتاسیم به بیشترین میزان در لایه سطحی رخ داد. اختلاف معنی داری از لحاظ مقدار تثبیت پتاسیم توسط رس های خاک های مذکور برای نوع کشت و عمق در سطح 1% ملاحظه گردید. مقدار زیاد تثبیت پتاسیم به کانی های رسی ایلیت تخلیه شده از پتاسیم توسط کشت و کار نسبت داده شد به طوری که پس از قرار دادن این رس ها در مجاورت پتاسیم تثبیت آن، کانی های شبه میکایی در این رس ها تشکیل 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.
تحلیل
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.