Значение калия в обмене растительного организма

Калий – один из самых необходимых элементов минераль­ного питания растений. Его содержание в тканях состав­ляет в среднем 0,5–1,2 % в расчете на сухую массу. Содержа­ние калия в клетке в 100-1000 раз превышает его уровень во внешней среде. Его гораздо больше в тканях, чем других катионов.

Калий поступает в растение в виде иона К⁺.

Калий не входит ни в одно органическое соединение. Большая часть его (70 %) в клетке находится в свободной ионной форме и легко извлекается холодной водой, остальные 30 % в адсорбированном состоянии. В противоположность кальцию калий снижает вязкость протоплазмы, повышает ее оводненность. Эта особенность действия калия хорошо проявляется в том, что в его солях плазмолиз имеет выпуклую форму, протоплазма легко отстает от клеточной оболочки. Следовательно, калий является антагонистом кальция.

Калий активирует работу многих ферментных систем, например фермент, катализирующий фосфорилирование сахаров, – гексокиназу, ферменты, катализирующие перенос фосфорной кислоты с пирувата на АДФ (пируваткиназа), а также ферменты, участвующие в образовании АТФ в процессе окислительного фосфорилирования. В связи с этим при недостатке калия резко падает содержание макроэргических фосфатов. Калий активирует и ряд ферментов цикла Кребса. Многие ферменты, участвующие в синтезе белка, требуют для своего действия присутствия калия.

Недостаток калия замедляет транспорт сахарозы по флоэме. Влияние калия на передвижение органических веществ, по гипотезе Спаннера, проявляется благодаря образованию градиента электрического потенциала на ситовидных пластинках, который возникает при циркуляции калия между ситовидной трубкой и сопровождающими клетками.

Соли калия растворимы и участвуют в регуляции осмотического потенциала клетки. В частности, большое значение имеет К⁺ в регуляции работы устьиц. Показано, что открытие устьиц на свету связано с накоплением в замыкающих клетках ионов калия. При этом К⁺ в обмен на Н⁺ поступает из клеток, окружающих устьичные.

При недостатке калия начинается пожелтение листьев снизу вверх – от старых к молодым. Листья желтеют с краев. В дальнейшем их края и верхушки приобретают бурую окраску, иногда с красными «ржавыми» пятнами; происходит отмирание и разрушение этих участков. Листья выглядят как бы обожженными. Снабжение калием особенно важно для молодых, активно растущих органов и тканей. Поэтому при калиевом голодании снижается функционирование камбия, на­рушается развитие сосудистых тканей, уменьшается толщина клеточной стенки эпидермиса и кутикулы, тормозятся про­цессы деления и растяжения клеток. В результате укорачи­вания междоузлий могут образоваться розеточные формы рас­тений. Недостаток калия приводит к снижению доминирую­щего эффекта апикальных почек. Верхушечные и верхушечно-боковые почки перестают развиваться и отмирают, активи­руется рост боковых побегов и растение приобретает форму куста.

Недостаток калия снижает продуктивность фотосинтеза, прежде всего за счет уменьшения скорости оттока ассимилятов из листьев: при калиевом голодании она падает более чем в два раза. В этом случае ни фосфорные, ни азотные удобрения не могут заменить калий.

Дата добавления: 2015-06-26