Влияние цитокинина на рост и развитие проростков пшеницы в зависимости от условий минерального питания

защиты растений от различных неблагоприятных воздействий.

2.4 Роль калия в минеральном питании растений

а) источники калия для растений

Калий представлен в природе тремя изотопами, из которых К39

составляет 93,31% , К40 - 0,01% , К41 - 6,68%. В свободном состоянии он

не встречается в связи с большой химической активностью. Калий является

сильным восстановителем. Он легко отдает свой внешний электрон и

переходит при этом в одновалентный катион.

В почве находится в форме водно-растворимых солей, обменного и

необменного калия, силикатов и алюмосиликатов. До 98% калия,

находящегося в почве, недоступно растениям. Наиболее доступный и важный

для растения - обменный калий. Растения поглощают калий из почвы.

Внутри растительной клетки калий распределен неравномерно.

Его не обнаружили в ядре и хлоропластах. Особенно много калия у

молодых растений, т.е. в период, когда у растений идет интенсивное

деление клеток и синтезируются органические вещества. Максимум калия у

большинства растений отмечен к моменту цветения; особенно это

характерно для злаков.

Физиологическая роль калия еще не достаточно ясна. Однако

имеющийся экспериментальный материал позволяет сделать некоторые

заключения о роли калия в растительных организмах. Важное значение

имеет более или менее устойчивое соотношение концентраций ионов калия,

натрия и кальция в организме. Калий, легко проникая внутрь клетки,

увеличивает проницаемость клеточных мембран для различных веществ, чем

оказывает значительное влияние на обмен веществ в самых разнообразных

направлениях.

Процесс усвоения калия растениями из водных растворов зависит от

состава анионов и катионов, входящих в питательную смесь в последнее

время получены доказательства того, что анионы по степени своего

влияния на интенсивность поглощения калия располагаются в следующий

ряд:

HCO3 > CI > H2PO4 > NO3 > SO4

Катионы вступают в антагонистические взаимоотношения с калием,

что сказывается определенным образом на процессе его поглощения. По

степени проявления антагонизма катионы составляют следующий ряд:

Ca2+ > NH4+ > Na+ > Mg2+

Изучение взаимоотношений калия с другими ионами продолжается в

связи с наличием многих противоречий по этому вопросу.

Процесс усвоения калия зависит от рН среды. Наиболее

благоприятными являются слабо кислая или нейтральная реакция. При

сдвиге рН в сильно кислую или щелочную сторону поглощение калия сильно

тормозится ( Удовенко, Иванов, Ложкина, Урбанович, 1964 ).

В естественных условиях растения используют водно-растворимый

калий, содержание которого в почвенном растворе пополняется за счет

резервов почвенного поглощающего комплекса. Такой процесс идет на

протяжении всей жизни растения ( Чириков, 1951 ).

Взаимосвязь растения с источниками калия в почве можно выразить

схемой, приведены ниже.

Растение

^

калий почвы воднорастворимый

^

калий почвенного поглощающего комплекса,

выделенный в раствор

( Сa2+ , Mg2+ , Na+ , H+ )

б) значение калия в жизни растения

При недостатке калия в питательной среде у растений наблюдаются

признаки калийного голодания. Наблюдается краевой запал листьев. У

некоторых растений развивается хлороз, а у картофеля на листьях

появляется бронзовый оттенок. Признаки голодания раньше проявляются у

старых листьев, а потом и у более молодых. По-видимому, молодые листья

могут некоторое время использовать запасы калия, накопленные в старых

листьях, что свидетельствует о возможности повторного использования

этого элемента. Семена, образовавшиеся у растений в условиях калийного

голодания, нередко теряют всхожесть. Сильно снижается также

устойчивость растений к различным заболеваниям и неблагоприятным

климатическим условиям ( Баранов и Кореньков, 1956 г ).

в) физиологическая роль калия в растениях

Физиологическая роль калия в растениях изучена недостаточно и

многие аспекты влияния калия на процессы, протекающие в растительном

организме, остаются неясными. Можно и сейчас считать в основном

правильной оценку положения, данную М. А. Егоровым еще в 1923 г.: “Не

только исчерпывающего, но и сколько-нибудь полного выяснения значения

калия в жизни растения мы до сих пор не имеем”. Накопленный к

настоящему времени материал по этому вопросу позволяет сформулировать

современные представления о

физиологической роли калия в виде следующих положений.

1. Большое влияние оказывает калий на углеводный обмен растений.

Наличие калия положительно сказывается уже на процессе образования

углеводов при фотосинтезе, а также на процессах преобразования и

передвижения углеводов в растении, что можно объяснить влиянием калия

на активность ферментов амилазы и инвертазы, деятельность которых в

условиях калийной недостаточности сильно тормозится.

2. Калий оказывает глубокое влияние на протоплазму клетки. При его

наличии увеличивается гидратация коллоидов протоплазмы, в связи с чем

снижается ее вязкость, а водоудерживающие силы возрастают, о чем можно

судить по значительному увеличению количества связанной воды.

3. Обеспеченность растений калием положительно влияет на синтез

растениями витаминов (в частности, тиамина), что, по-видимому, тоже

связано с благоприятным ходом синтеза углеводов.

4. Большой интерес для практики представляет отмеченное многими

исследователями положительное влияние калия на структуру урожая, так

как эти показатели являются решающими в создании урожая.

5. При наличии калия повышается устойчивость растений к низким

температурам, засухоустойчивость, а также устойчивость против различных

заболеваний. Установлено в условиях эксперимента, что при недостатке

калия снижается тургорное давление растений, особенно в сухую жаркую

погоду, а транспирация сильно возрастает. Эти явления в естественных

условиях, когда калий постоянно находится в некотором количестве в

почве, выражены не очень сильно (Рогалев, 1958) .

6. Бесспорно, влияние калия на процесс дыхания, однако данные, по

этому вопросу противоречивы. Имеются наблюдения, согласно которым при

калийной недостаточности у растений усиливается процесс дыхания, а при

увеличении содержания калия интенсивность дыхания снижается (Туркова,

1950). В противоположность этому имеются данные о снижении

интенсивности дыхания в разных органов фасоли и кукурузы при отсутствии

калия в питательной среде (Удовенко к Урбанович, 1964). Более вероятной

представляется вторая точка зрения. Она обосновывается данными о том,

что недостаток калия приводит к подавлению синтеза сахарозы и вызывает

торможение, некоторых звеньев окислительных процессов (гликолиза и

цикла Кребса) прежде всего в связи с нарушением процессов метаболизации

фосфата и образования фосфатных макроэргов ( Выскребенцева, 1963 ).

Схема участия калия в реакциях гликолиза и цикла Кребса предложенная

И. Выскребенцевой, имеет следующий вид.

[pic]

На том основании, что калий участвует в реакциях, привходящих к

образованию ацетил-КоА, а значит – непосредственно связан с циклом

Кребса, дано объяснение уменьшению количеств яблочной, а-кетоглутаровой

и янтарной кислот в растениях при недостатке калия и дальше, логично

тем отклонениям, которые имеются в этих же условиях в азотистом обмене,

в частности в процессах образования аминокислот.

Нарушение дыхания непосредственно связано с нарушениями фосфорного

обмена. При недостатке калия в растениях уменьшается содержание фосфора

в нуклеотидах и увеличиваются стабильные, трудно гидролизуемые и бедные

энергией соединения фосфора. По-видимому, в этих условиях затрудняется

процесс ресинтеза макроэргических фосфорных соединений, а главное –

нарушается процесс крайне важного для энергетического обмена растений

окислителъного фосфорилирования. Есть указание на связь калия с

процессами окислительного фосфорилирования в митохондриях. При

недостатке калия снижается коэффициент фосфорилированмй (Р/О), что дает

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8