Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Расстройство растений
Plant disorder
Дефицит калия, также известный как недостаток калия, – это расстройство растений, наиболее часто встречающееся на легких песчаных почвах, поскольку ионы калия (K+) обладают высокой растворимостью и легко вымываются из почв, не содержащих коллоиды. Дефицит калия также распространен в меловых или торфяных почвах с низким содержанием глины. Он также наблюдается на тяжелых глинистых почвах с плохой структурой.
Potassium deficiency, also known as potash deficiency, is a plant disorder that is most common on light, sandy soils, because potassium ions (K+) are highly soluble and will easily leach from soils without colloids. Potassium deficiency is also common in chalky or peaty soils with a low clay content. It is also found on heavy clays with a poor structure.
Роль калия в растениях
Основная роль калия заключается в обеспечении ионной среды для метаболических процессов в цитозоле и, таким образом, он выступает регулятором различных процессов, включая регуляцию роста. Растениям необходимы ионы калия (K+) для синтеза белка и для открытия и закрытия устьиц, которое регулируется протоновыми насосами, заставляя окружающие замыкающие клетки находиться либо в тургорном, либо в увядшем состоянии. Дефицит ионов калия может нарушить способность растения поддерживать эти процессы. Калий также участвует в других физиологических процессах, таких как фотосинтез, синтез белка, активация некоторых ферментов, транспорт фотоассимилятов в органы-источники и поддержание баланса катионов и анионов в цитозоле и вакуоли.
The main role of potassium is to provide the ionic environment for metabolic processes in the cytosol, and as such functions as a regulator of various processes including growth regulation. Plants require potassium ions (K+) for protein synthesis and for the opening and closing of stomata, which is regulated by proton pumps to make surrounding guard cells either turgid or flaccid. A deficiency of potassium ions can impair a plant's ability to maintain these processes. Potassium also functions in other physiological processes such as photosynthesis, protein synthesis, activation of some enzymes, phloem solute transport of photoassimilates into source organs, and maintenance of cation:anion balance in the cytosol and vacuole.
Симптомы дефицита калия
Типичные симптомы дефицита калия у растений включают коричневое опаление и скручивание кончиков листьев, а также хлороз (пожелтение) между жилками листьев. На нижней стороне листьев могут появляться фиолетовые пятна. Рост растений, развитие корней, а также развитие семян и плодов обычно снижаются у растений с дефицитом калия. Часто симптомы дефицита калия впервые проявляются на старых (нижних) листьях, поскольку калий – подвижный питательный элемент, то есть растение способно перераспределять калий на молодые листья при его недостатке. У картофеля значительно уменьшается размер клубней и снижается урожайность. Листья растения выглядят тусклыми и часто имеют сине-зеленый цвет с межжилковым хлорозом. На нижней стороне листьев также появляются мелкие темно-коричневые пятна, а на верхней – бронзовый оттенок. У крестоцветных листья сине-зеленые и могут иметь слабую степень межжилкового хлороза. Характерно опаление по краям листьев, а сами листья часто становятся жесткими из-за замедленного роста. У томатов стебли становятся одревесневшими, а рост – медленным. Листья имеют сине-зеленый цвет, межжилковая область часто выцветает до бледно-серого цвета. Листья также могут приобретать бронзовый оттенок, а на некоторых листочках могут появляться желтые и оранжевые пятна. Плоды часто созревают неравномерно, иногда на стеблевидной части остаются зеленые участки. У яблонь листья обгорают по краям, и межжилковый хлороз распространен. Плоды яблони часто имеют слегка кислый или древесный привкус. У крыжовника, смородины и малины часто наблюдается отмирание побегов и ветвей, и хотя растение может формировать много цветочных почек на ранних стадиях дефицита, урожайность плодов оказывается низкой, а качество плодов – низким.
Typical symptoms of potassium deficiency in plants include brown scorching and curling of leaf tips as well as chlorosis (yellowing) between leaf veins. Purple spots may also appear on the leaf undersides. Plant growth, root development, and seed and fruit development are usually reduced in potassium deficient plants. Often, potassium deficiency symptoms first appear on older (lower) leaves because potassium is a mobile nutrient, meaning that a plant can allocate potassium to younger leaves when it is K deficient. In potatoes, tuber size is much reduced and crop yield is low. The leaves of the plant appear dull and are often blue green in color with interveinal chlorosis. Leaves will also develop small, dark brown spots on the undersides and a bronzed appearance on the upper surfaces. In brassicas, leaves are blue green in color and may have a low degree of interveinal chlorosis. Scorching along the outside edges of leaves is common, and leaves are often tough in texture due to slow growth. In tomatoes, the stems are woody and growth is slow. Leaves are blue green in color, and the interveinal area often fades to a pale gray color. Leaves may also have a bronzed appearance and yellow and orange patches may develop on some of the leaflets. Fruits often ripen unevenly and sometimes have green patches near the stalks. In apples, leaves are scorched around the edges, and interveinal chlorosis is common. Apple fruits often have a slightly acidic or woody taste. In gooseberries, currants, and raspberries, dieback of shoots and branches is common and although the plant may produce many blossom buds in the early stages of deficiency, fruit yields turn out low and the fruits are of poor quality.
Дефицит калия и болезни растений
Для многих видов растения с дефицитом калия более восприимчивы к повреждениям от мороза и определенным заболеваниям, чем растения с достаточным уровнем калия. Повышенная устойчивость к болезням, связанная с достаточным уровнем калия, свидетельствует о роли калия в обеспечении устойчивости к заболеваниям, и было показано, что повышение уровня калия у дефицитных растений снижает степень тяжести многих болезней. Однако увеличение концентрации калия выше оптимального уровня не приводит к большей устойчивости к болезням. В сельском хозяйстве некоторые сорта более эффективно поглощают калий благодаря генетическим различиям, и часто эти растения обладают повышенной устойчивостью к болезням.
For many species, potassium deficient plants are more susceptible to frost damage and certain diseases than plants with adequate potassium levels. Increased disease resistance associated with adequate potassium levels indicates that potassium has roles in providing disease resistance, and increasing the potassium levels of deficient plants have been shown to decrease the intensity of many diseases. However, increasing potassium concentration above the optimal level does not provide greater disease resistance. In agriculture, some cultivars are more efficient at K uptake due to genetic variations, and often these plants have increased disease resistance.
Приспособление растений к среде с низким содержанием К
Когда калий легко доступен в почве, растение поглощает его через каналы плазматической мембраны и высокоаффинные транспортеры H+/K+ и накапливает в вакуолях. Однако, при очень низких концентрациях K+, калий из вакуолей используется для поддержания цитоплазмы. Этот процесс запускается Ca2+-зависимой сигнальной сетью, которая вызывает высвобождение K+ из вакуоли в цитозоль.
When potassium is readily available in the soil, a plant absorb it through plasma membrane channels and high affinity H+/K+ transporters and store it in vacuoles. However, when K+ is present at very low concentrations, vacuolar K+ is used to feed the cytoplasm. This process is initiated by a Ca2+ dependent signaling network which induces the release of K+ from the vacuole to the cytosol.
Профилактика и лечение
Наиболее широко используемым калийным удобрением является хлорид калия (муриат калия). Другие неорганические калийные удобрения включают нитрат калия, сульфат калия и монокалийфосфат. Древесная зола также содержит много калия, но её следует использовать с осторожностью из-за влияния на уровень pH. Для эффективного усвоения калия необходима достаточная влажность; недостаток воды в почве снижает поглощение калия корнями растений. Раскисление кислых почв может повысить удержание калия в некоторых типах почв, уменьшая вымывание.
The most widely used potassium fertilizer is potassium chloride (muriate of potash). Other inorganic potassium fertilizers include potassium nitrate, potassium sulfate, and monopotassium phosphate. Wood ash also has high potassium content but must be used cautiously due its effect on pH level. Adequate moisture is necessary for effective potassium uptake; low soil water reduces K uptake by plant roots. Liming acidic soils can increase potassium retention in some soils by reducing leaching;