Desde a pesquisa de Lebieg sobre a composição química da matéria vegetal, o potássio tem sido classificado como um nutriente essencial para as plantas. Isso foi confirmado por estudos detalhados subsequentes sobre seu papel nos processos vitais das células vegetais. Dentro do grupo dos metais alcalinos, esse elemento ocupa uma posição singular em termos de sua importância para o crescimento e desenvolvimento de todas as plantas, superiores e inferiores. Portanto, as plantas contêm quantidades significativas desse elemento em seus tecidos. O potássio ocupa o oitavo lugar entre os elementos que constituem a crosta terrestre, representando quase 2,5%. Os sais de potássio são encontrados em rochas que, por meio do intemperismo mecânico e químico, fragmentam gradualmente esses minerais, liberando íons K+ na solução do solo. Pequenas quantidades de potássio também são encontradas na atmosfera, por exemplo, em partículas de solo pulverizado e na fumaça e gotículas de água do mar transportadas pelo vento.
- Absorção de Potássio pelas Plantas.
O potássio atinge a superfície da raiz principalmente por difusão. A absorção direta de potássio pelas plantas, ou seja, a quantidade de íons K+ que fluem por unidade de tempo através da membrana citoplasmática da célula radicular, é determinada por:
• a concentração de potássio no floema, que determina a demanda quantitativa da parte aérea por esse nutriente;
• a concentração de cátions K+ no vacúolo, que determina a taxa de transporte iônico da célula radicular para o xilema;
• a taxa de movimento dos íons potássio do apoplasto da raiz através da membrana citoplasmática para o citoplasma.
Em soluções com concentrações muito baixas de potássio, quando a concentração de íons K+ no apoplasto da raiz não excede 0,5 mmol, o potássio é absorvido ativamente por meio de transportadores, de acordo com a curva do sistema de transporte de alta afinidade (HAS), contra o gradiente eletroquímico.
Em soluções com altas concentrações de K+, acima de 0,5-1,0 mmol, o transporte de íons K+ através da membrana citoplasmática segue a curva LATS (sistema de transporte de baixa afinidade), passivamente, via canais iônicos proteicos, com base em diferenças de potencial eletroquímico, apresentando uma eficiência de transporte significativamente menor. Portanto, a nutrição de potássio em plantas é determinada mais pelas condições ambientais do que por suas necessidades nutricionais. A taxa de absorção de potássio é particularmente alta em
plantas jovens, mas, com o tempo, a concentração de potássio nas células diminui devido à redistribuição de órgãos mais velhos para mais jovens. - O Papel do Potássio nas Plantas.
O potássio desempenha múltiplas funções fisiológicas nas plantas, principalmente devido a duas propriedades deste elemento: a velocidade com que os íons K+ atravessam seletivamente as membranas biológicas e a ativação de numerosas enzimas. A primeira determina seu efeito benéfico no gerenciamento da água; este elemento influencia o estado de hidratação dos coloides do plasma celular, enquanto a segunda determina seu papel no metabolismo de carboidratos e nitratos. Sabe-se que o potássio ativa mais de 60 enzimas. Na maioria dos casos, seu efeito sobre as enzimas é específico, ou seja, não pode ser substituído por outros elementos alcalinos. Isso está diretamente relacionado ao volume dos íons hidratados e ao grau de toxicidade desses elementos. Assim, cátions com pequeno volume no estado hidratado (Rb+ e Cs+) e dimensões semelhantes ao K+ têm maior capacidade de ativar enzimas do que cátions com grande volume no estado hidratado (Na+ e Li+). No entanto, Rb+ e Cs+ não podem desempenhar um papel importante porque as concentrações necessárias para ativar as enzimas seriam tóxicas para a planta.
- A interação entre nitrogênio e potássio na fertilização de plantas.
Nitrogênio e potássio são macronutrientes essenciais, mas desempenham funções fisiológicas distintas nas plantas. O nitrogênio, componente de proteínas que constituem as estruturas celulares e enzimas, ocorre nas plantas na forma mineral, como íons NO3, e apenas em pequenas quantidades. O potássio, coenzima e regulador da hidratação celular, está presente na seiva celular apenas na forma iônica. O suprimento insuficiente desse nutriente aumenta a viscosidade citoplasmática, restringindo o crescimento celular e, consequentemente, o da planta como um todo. Está comprovado que a fertilização equilibrada com nitrogênio e potássio aumenta a eficácia de cada um. O potássio é um cátion que auxilia no transporte de nitrato no xilema, afetando significativamente o balanço de nitrogênio da planta. A taxa de acúmulo de potássio nas plantas, no entanto, depende em grande parte do nível de fertilização nitrogenada. Em altas doses de nitrogênio, as plantas absorvem mais nitrogênio e potássio. O suprimento adequado de nitrogênio resulta na produção de mais células formadoras de folhas, com maior volume. - Interações potássio-cálcio-magnésio e interações com ânions.
Outros cátions têm um impacto significativo na absorção de potássio pelas plantas, especialmente em altas concentrações. O mecanismo dessa interação nem sempre é totalmente compreendido. Sabe-se, no entanto, que essas interações são muito complexas, envolvendo interações iônicas diretas e indiretas. Os cátions que podem reduzir a absorção de potássio incluem, com maior frequência, o cálcio, juntamente com o magnésio e, às vezes, o sódio.
O antagonismo entre Ca e K era anteriormente denominado "lei da proporção cálcio-magnésio". Atualmente, aceita-se que esse é um fenômeno bastante geral, envolvendo a competição entre íons por transportadores localizados na membrana plasmática. O excesso de um íon pode inibir a ligação de outro íon ao transportador, reduzindo, assim, sua absorção. Acredita-se que a competição entre outros cátions e o potássio ocorra apenas quando as concentrações de potássio são baixas. De fato, se a concentração de potássio for suficiente, o efeito do cálcio na absorção do íon K+ é muito pequeno. Portanto, concentrações muito baixas ou muito altas de íons Ca2+ não afetam favoravelmente a absorção de potássio pelas plantas.
Uma proporção Ca:K ideal deve existir para que a absorção de nutrientes e o crescimento das plantas ocorram adequadamente. Da mesma forma, a interação com os íons magnésio aumenta em baixas concentrações de potássio. No entanto, em concentrações mais altas de potássio, a absorção de magnésio diminui apenas ligeiramente. Entre os ânions, além dos íons NO3 mencionados anteriormente, os íons cloreto também afetam favoravelmente a absorção de potássio. Os íons sulfato (SO4 2-) dificultam a absorção de K pelas plantas e, similarmente aos íons sulfato, os íons HCO3 também inibem a absorção de potássio pelos tecidos vegetais.
- Sintomas de deficiência e excesso de potássio.
Devido à alta mobilidade desse elemento, os sintomas de deficiência começam nas folhas mais velhas como pequenos pontos pretos, que com o tempo podem aumentar e formar orifícios visíveis. Clorose nas folhas mais velhas, progredindo para necrose, também pode ocorrer. As lesões podem afetar principalmente a ponta da folha ou os tecidos marginais. Na maioria das vezes, os sintomas de excesso estão associados à inibição da absorção de nitrogênio e cálcio pela planta e são característicos da deficiência de nitrogênio e cálcio.
-Lityński T., Jurkowska H "Fertilidade do solo e nutrição das plantas" PWN 1982, Franck B. -Salibury, Cleon Ross "Fisiologia vegetal" PWRiL 1975,
-Zurzycki J. Michniewicz M. "Fisiologia vegetal" PWRiL 1979,
-Anna Nowotna-Mieczyńska "Fisiologia da nutrição mineral das plantas. PWRiL 1965,
-Diana Walstad "Plantas no aquário. Ecologia de plantas aquáticas" Oriol 2007,
-VD Fageria (2001) Interações de nutrientes em plantas cultivadas, Journal Of Plant Nutrition, 24:8, 1269-1290,
-Xinxiang Xu, Xin Du, Fen Wang, Jianchuan Sha, Qian Chen, Ge Tian, Zhanling Zhu, Shunfeng Ge e Yuanmao Jiang
“Efeitos dos níveis de potássio no crescimento da planta, acúmulo e distribuição de carbono e metabolismo de nitrato em
mudas de porta-enxerto anão de macieira” Front. Plant Sci., 23 de junho de 2020.