Rola potasu w prawidłowym rozwoju roślin

Od czasu badan Lebiega nad składem chemicznym masy roślinnej, potas został zaliczony do składników niezbędnych dla roślin. Potwierdziły to późniejsze szczegółowe badania nad rolą w procesach życiowych komórki roślinnej. W grupie metali alkalicznych pierwiastek ten zajmuje wyjątkową pozycję pod względem znaczenia we wzroście i rozwoju wszystkich wyższych i niższych roślin. Stąd też rośliny zawierają znaczne ilości tego pierwiastka w swoich tkankach. Potas zajmuje ósme miejsce w szeregu pierwiastków wchodzących w skład skorupy ziemskiej; jego udział stanowi prawie 2,5%. Źródłem soli potasowych są skały, które w wyniku wietrzenia mechanicznego i chemicznego prowadzą do stopniowego rozdrobnienia tych minerałów, uwalniając z nich jony K + do roztworu glebowego. Pewne niewielkie ilości potasu znajdują się również i w atmosferze np.: w cząstkach rozpylonej gleby, dymach w kroplach wody morskiej roznoszonej przez wiatr.

  1. Pobieranie potasu przez rośliny.
    Potas dociera do powierzchni korzeni głównie na drodze dyfuzji. O bezpośrednim pobieraniu potasu przez roślinę, czyli o ilości kationów K + przepływających w jednostce czasu przez błonę cytoplazmatyczną komórki korzenia, decydują:
    • stężenie potasu we floemie, które warunkuje ilościowe zapotrzebowanie pędów na ten składnik,
    • stężenie kationów K + w wakuoli, decydujące o szybkości transportu jonów z komórki korzenia do ksylemu,
    • szybkość przemieszczania jonów potasu z apoplastu korzenia przez błonę cytoplazmatyczną do cytoplazmy
    W roztworach o bardzo niskim stężeniu potasu, gdy w apoplaście korzenia stężenie jonów K + nie przekracza 0,5 mmol, potas pobierany jest aktywnie za pomocą nośników, zgodnie krzywą HAS ( ang. high affinity transport system), wbrew gradientowi elektrochemicznemu.
    W przypadku roztworów o wysokim stężeniu jonów K + , powyżej 0,5-1,0 mmol, transport jonów K + przez błonę cytoplazmatyczną przebiega zgodnie z krzywą LATS (ang. low affinity transport system), pasywnie, za pomocą białkowych kanałów jonowych, na zasadzie różnic potencjału elektrochemicznego, przy znacznie mniejszej wydajności nośników. Zatem o odżywieniu roślin potasem w większym stopniu decydują warunki środowiska aniżeli ich potrzeby pokarmowe. Tempo pobierania potasu jest szczególnie duże w przypadku roślin
    młodych z czasem jednak stężenie potasu w komórkach maleje w wyniku redystrybucji z organów starszych do młodszych.
  2. Rola potasu w roślinie.
    Potas pełni wielorakie funkcje fizjologiczne w roślinie jest to wynikiem przede wszystkim dwóch właściwości tego pierwiastka, a mianowicie: szybkości z jaką jony K + przechodzą selektywnie przez membrany biologiczne oraz aktywowania licznych enzymów. Pierwsza z tych właściwości decyduje o korzystnym wpływie na gospodarkę wodną; pierwiastek ten wpływa na stan hydratacji koloidów plazmy komórkowej, a druga o jego roli w metabolizmie węglowodanowym i azotanowym. Znane jest działanie aktywujące potasu na ponad 60 enzymów. W większości przypadków działanie na enzymy ma charakter specyficzny, co oznacza, że nie można go zastąpić przez inne pierwiastki alkaliczne. Wiąże się to bezpośrednio z objętością shydratyzowanych jonów oraz ze stopniem toksyczności tych pierwiastków. I tak kationy o małej objętości w stanie shydratyzowanym (Rb + i Cs + ) i zbliżone wymiarami do K + mają większą zdolność do aktywowania enzymów od kationów o dużej objętości w stanie shydratyzowanym (Na + i Li + ). Jednak Rb + i Cs + nie mogą odgrywać większej roli, ponieważ stężenia potrzebne do aktywacji enzymów działałyby na roślinę toksycznie.
  1. Interakcja azotu i potasu w nawożeniu roślin.
    Azot i potas są podstawowymi makroskładnikami, pełnią jednak odmienne funkcje fizjologiczne w roślinie. Azot, będący składnikiem białek budujących struktury komórkowe oraz enzymów, występuje w roślinie w formie mineralnej, w postaci jonów NO 3 – jedynie w niewielkiej ilości. Potas, który jest koenzymem i regulatorem uwodnienia komórek, obecny jest w soku komórkowym wyłącznie w formie jonowej. Niedostateczne zaopatrzenie w ten składnik powoduje wzrost lepkości cytoplazmy, ogranicza wzrost komórek, a tym samym całej rośliny. Udowodniono, że zrównoważone nawożenie azotem i potasem zwiększa efektywność każdego z tych. Potas jest kationem towarzyszącym w transporcie azotanów w ksylemie, przez co w znacznym stopniu wpływa na gospodarkę azotową rośliny. Tempo nagromadzania potasu przez rośliny zależy natomiast w dużym stopniu od poziomu nawożenia azotem. Przy dużych dawkach azotu rośliny pobierają więcej zarówno azotu, jak i potasu. Właściwe zaopatrzenie w azot powoduje wytworzenie większej liczby komórek tworzących liście, o większej objętości.
  2. Interakcje potas-wapń-magnez oraz oddziaływanie z anionami.
    Znaczny wpływ na pobieranie potasu przez rośliny wywierają inne kationy, zwłaszcza przy wysokim ich stężeniu. Mechanizm tego oddziaływania nie zawsze jest dokładnie wyjaśniony. Wiadomo tylko, że oddziaływania te są bardzo skomplikowane, a w grę wchodzi zarówno pośrednie jak i bezpośrednie oddziaływanie jonów. Do kationów, które mogą obniżać pobieranie potasu najczęściej zaliczany jest wapń, a także magnez i niekiedy sód.
    Antagonizm między Ca i K był dawniej określany jako „prawo stosunku wapnia do magnezu”. Obecnie przyjmuje się, że jest to zjawisko o raczej ogólnym charakterze, polegające na współzawodnictwie między jonami w stosunku do nośników znajdujących się w błonie plazmatycznej. Nadmiar jednego jonu może wpływać hamująco na wiązanie innego jonu z nośnikiem i w ten sposób powodować zmniejszanie się jego pobierania. Uważa się, że współzawodnictwo między innymi kationami, a jonem potasowym występuje tylko wówczas, gdy stężenie potasu jest niskie. W istocie jeżeli stężenie potasu jest na wystarczającym poziomie, wpływ wapnia na pobieranie jonów K + jest bardzo niewielki. Tak więc, zbyt niskie i zbyt wysokie stężenie jonów Ca 2+ nie wpływa korzystnie na pobieranie potasu przez rośliny.
    Musi istnieć optymalny stosunek Ca;K, aby pobieranie obu tych składników i wzrost roślin mógł przebiegać prawidłowo. Podobnie sprawa ma się z oddziaływaniem z jonami magnezu, przy niewielkich stężeniach potasu wzrasta pobieranie magnezu. Jednak przy wyższych stężeniach potasu pobieranie magnezu spada tylko nieznacznie. Spośród anionów, oprócz jonów NO 3 – omówionych wcześniej, także jony chlorkowe wpływają korzystnie na pobieranie potasu. Natomiast jony siarczanowe (SO 4 2- ) utrudniają przyswajanie K przez rośliny, analogicznie do siarczanowych jony HCO 3 – również działają hamująco na pobieranie potasu przez tkanki roślin.
  1. Objawy niedoboru i nadmiaru K.
    Objawy niedoboru z uwagi na znaczna mobilność tego pierwiastka, maja swój początek na starszych liściach w postaci małych czarnych kropek, które z czasem mogą powiększyć średnicę do widocznych już dziur. Może też występować chloroza najstarszych liściach przechodząca w nekrozę. Zmiany mogą dotyczyć w pierwszej kolejności tkanek szczytowych lub brzeżnych liści. Najczęściej objawy nadmiaru, związane są z blokowaniem pobierania azotu przez roślinę oraz wapnia i są charakterystyczne dla niedoboru N i Ca.

-Lityński T., Jurkowska H „Żyzność gleby i odżywianie się roślin” PWN 1982,Franck B. -Salibury, Cleon Ross „Fizjologia roślin” PWRiL 1975,
-Zurzycki J. Michniewicz M. „Fizjologia roślin” PWRiL 1979,
-Anna Nowotna-Mieczyńska „Fizjologia mineralnego żywienia roślin. PWRiL 1965,
-Diana Walstad „Rośliny w akwarium. Ekologia roślin wodnych” Oriol 2007,
-V. D. Fageria (2001) Nutrient Interactions In Crop Plants, Journal Of Plant Nutrition, 24:8, 1269-1290,
-Xinxiang Xu, Xin Du, Fen Wang, Jianchuan Sha, Qian Chen, Ge Tian, Zhanling Zhu, Shunfeng Ge and Yuanmao Jiang
“Effects of Potassium Levels on Plant Growth, Accumulation and Distribution of Carbon, and Nitrate Metabolism in Apple
Dwarf Rootstock Seedlings” Front. Plant Sci., 23 June 2020.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *