تأثير عوامل گياه در قابليت جذب پتاسيم

عوامل مختلفي بر ميزان قابليت جذب پتاسيم توسط گياهان مؤثرند كه در يك دسته بندي كلي مي توان آن ها را در دو گروه قرار داد. يك گروه عوامل خاكي هستند كه بر ميزان پتاسيم تبادلي و محلول كه به طور عمده پتاسيم به آساني قابل دسترس يا پتاسيم قابل جذب گياه را تشكيل مي دهند، تأثير مي گذارند به عبارت ديگر شدت پتاسيم و مقدار آن در خاك تحت تأثير اين عوامل است. از جمله اين عوامل نوع كاني ها و ميزان مواد آلي در خاك، روابط پتاسيم محلول و تبادلي و همچنين نسبت فعاليت پتاسيم به كلسيم در محلول خاك، روابط پتاسيم تبادلي و غير تبادلي، تأثير يون آمونيوم، مديريت كودهاي آمونيمي و پتاسيمي در خاك و PH خاك مي باشد كه در فصل اول به تفصيل در مورد آن ها بحث شده است.

در هر صورت برآيند كليه عواملي كه در قابليت جذب پتاسيم اثر دارند در ميزان جذب اين عنصر به وسيله گياه خلاصه مي شود. جذب پتاسيم يك فرآيند انرژي خواه بوده كه منبع آن انرژي حاصل از تنفس گياه است. بنابراين ميزان اكسيژن و درجه حرارت در آن موثرند. جذب فعال عناصر در خاك تحت شرايط رطوبت، تهويه و گرماي مناسب، بهتر صورت مي گيرد.

نور نيز از جمله عوامل ديگري است كه در جذب پتاسيم موثر است. در تاريكي منبع انرژي براي انتقال فعال عناصر غذايي به تنفس و در روشنائي به فتوسنتز گياه وابسته است. هر عاملي كه باعث محدوديت تشكيل و انتقال مواد غذايي و يا مواد لازم براي تنفس گياه شود م يتواند مانع رشد طبيعي گياه گردد.

وقتي كمبود پتاسيم در گياه اتفاق مي افتد، يك رشته تغييرات مختلف در گياه به وجود مي آيد كه گياه را براي جذب پتاسيم از خاك ناتوان تر مي كند. بنابراين غير از عوامل خارجي يا عوامل خاكي كه در جذب پتاسيم مؤثرند و در بالا نيز به صورت فهرس توار به آن ها اشاره شد، تعدادي عوامل و مشخصات داخلي گياه تحت عنوان عوامل گياهي نيز در قابليت جذب پتاسيم خاك به وسيله گياه مؤثر مي باشند كه اينك به طور اختصار درباره آن ها بحث مي شود.

مشخصات ریشه

ريشه گياه مانند قسمت هوايي داراي مشخصات مخصوص به خود است اگر چه تكامل و شكل يافتن ريشه هرگونه گياه تابع خواص ژنتيكي آن است ولي در عين حال تحت تأثير عوامل فيزيكي و شيميايي خاك نيز مي باشد. با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني معلوم مي شود كه قايل شدن يك حد فاصل بين خاك و ريشه كار مشكلي است. در واقع معلوم نيست كه ريشه گياه در كجا ختم م يشود و خاك از چه محلي شروع خواهد شد. بين ريشه، خاك و ميكروارگانيسم هاي خاك چنان همبستگي شيميايي و بيولوژيكي نزديكي وجود دارد كه محدوده هر يك را م يتوان جزء ديگري نيز به حساب آورد.
از لحاظ مرفولوژي در ريشه چهار منطقه مشخص وجود دارد.

اول، كلاهك ريشه كه حافظ بافت مريستمي است. دوم منطقه بافت هاي مريستمي كه تقسيمات سلولي در آن انجام ميشود. سومين منطقه قسمت سلولهاي در حال رشد است كه با قسمت دوم مجموعا توسعه وطويل شدن ريشه را باعث م يشوند. چهارمين قسمت، منطقه تكامل سلو لها است كه در آن سلولها تكامل يافته و بلافاصله در مدت كوتاه يكي دو روز ريشكها و تارهاي كشنده روي آن ها م يرويند. اين تارها كه عامل گرفتن آب و مواد غذائي هستند، سطح تماس ريشه را با خاك چند صد برابر م يكنند و در جذب مواد مؤثر واقع م يشوند. با اين حال تا ۹۵ درصد پتاسيم مورد نياز گياه بدون تماس ريشه گياه با ذرات خاك در دسترس گياه قرار م يگيرد و آب عامل اساسي در انتقال اين عنصر مي باشد.

تأثير ظرفيت تبادل كاتيوني ريشه

ريشه هاي گياهان داراي ظرفيت تبادل كاتيوني هستند. ظرفيت تبادلي ريشه بر حسب روش اندازه گيري متفاوت بوده و گاهي ارقام تا ۱۰ برابر
تغيير مي كند. ميزان ظرفيت تبادلي ريشه گياهان بين ۹ ميل ياكي والان در ۱۰۰ گرم ريشه در گندم تا ۹۴ ميل ياكي والان در ۱۰۰ گرم ريشه درگياهي به نام درلاركيسپور تغيير مي كند. بطور كلي ظرفيت تبادلي ريشه گياهان دولپ هاي بيش از تك لپ هاي ها است.

فرضيه انتخابي بودن جذب يون ها بوسيله ريشه كه به ظرفيت تبادلي ريشه ارتباط داده ميشود براساس اصول دونن درمورد روابط يون هاي دو ظرفيتي و يك ظرفيتي در محيط تبادلي استوار است. براساس اين اصل، نسبت فعاليت پتاسيم به جذر فعاليت كلسيم و منيزيم مجموع فعاليت در دو طرف يك غشاء نيمه تراوا يكسان است. هر چه ظرفيت تبادلي ريشه بيشتر باشد نسبت يون هاي يك ظرفيتي به دو ظرفيتي آن كمتر م يشود. اين تمايل جذب يون هاي دو ظرفيتي در كلوئيدهايي كه داراي ظرفيت تبادلي بيشتر هستند مربوط به مقدار انرژي پيوندي يا انرژي جذب بيشتر بين كاتيون هاي دو ظرفيتي و اين نوع كلوئيدها مي باشد.

برعكس كلوئيدهايي كه داراي ظرفيت تبادلي كمتر هستند بيشتر تمايل به جذب كاتيون هاي يك ظرفيتي دارند. ريشه يونجه داراي ظرفيت تبادلي بيشتر از غلاتي چون علف بروم م يباشد و بنابراين به كمبود پتاسيم حساسيت بيشتري دارد. اين تفاوت يونجه و علف بروم به علت اثرات دونن در روي سطح ريشه و در داخل فضاي آزاد دونن مي باشد كه در محدود ههاي ذكر شده پتاسيم كمتر و كلسيم بيشتري متمركز م يشود. بنابراين در اثر كم شدن مقدار پتاسيم و همچنين كم بودن نسبت پتاسيم به كلسيم جذب پتاسيم كمتر خواهد شد. بيشترين اثر دونن در محلول خيلي رقيق، در رقتي خيلي كمتر از آنچه در خاك هاي حاصلخيز وجود دارد مشاهده م يشود.

تأثير توسعه و شكل ريشه

توسعه ريشه بيشتر برروي حجم خاكي كه ريشه در بر مي گيرد، يا منطقه اي كه به آن دسترسي پيدا مي كند، تأثيرگذار است. وقتي ريشه گياه به عمق بيشتري نفوذ كند چنانچه خاك زيرين داراي مقدار بيشتري پتاسيم باشد و تهويه آن نيز كافي باشد جذب پتاسيم افزايش مي يابد. به علاوه ريشه هاي عميق دسترسي گياه را به رطوبت موجود در افق هاي زيرين بيشتر م يكنند و چون انتهاي ريشه ها قدرت جذب كافي دارند بالطبع مقدار بيشتري آب نيز جذب مي گردد.

نتيجه كاربردي حاصل از اين اطلاعات آن است كه در فصل خشك يا مواقعي كه احتمال بروز تنش خشكي در طول فصل رشد براي گياه وجود دارد بهتر
است كودهاي فسفري و پتاسيمي را با شخم در عمق بيشتري قرارداد تا بهتر قابل جذب باشند.

وقتي مقدار بيشتري ماده غذائي در خاك باشد تراكم ريش هها نيز زيادتر مي شود. به كار بردن ازت، فسفر و پتاسيم باعث تشكيل انشعابات بيشتر ريشه در اغلب گياهان مي شود. مصرف كود باعث تشكيل آنزيم و مواد تنظيم كننده رشد شده و تعداد بيشتري ريشه تشكيل مي شود.

بیشتر بخوانید:

اشکال مختلف پتاسیم در خاک

تاثیر کود نیترات دار بر کشاورزی

کود اسید هیومیک و کاربردهای آن

كمبود پتاسيم و ساير عناصر غذائي لازم براي گياه، مانع رشد طبيعي ريشه شده و در اين صورت ريشه گستردگي لازم براي جذب عناصر ديگر را نيز نخواهد داشت براين اساس خاك هاي حاصلخيز علاوه بر آن كه داراي عناصر غذايي كافي هستند قدرت جذب گياه را نيز توسعه مي بخشند.

كود پاشي پتاسيم را بايستي با توجه به شكل ريشه انجام داد. در مورد گياهاني كه ريشه افشان دارند مانند گندم و غلات روش كوددهي مي تواند به صورت نواري در كنار رديف كاشت صورت گيرد. در مورد گياهاني كه ريشه راست دارند مانند يونجه، گوج هفرنگي، چغندر قند و پنبه اگر كود ۵ سانتي متري زير و كنار بذر قرار داده شود، قابليت جذب آن براي گياه بيشتر خواهد بود.

تعداد ريشه ها و نزديكي آن ها به يكديگر عامل ديگري در جذب پتاسيم است. وقتي تراكم بوته زياد باشد احتمال اينكه مقدار بيشتري پتاسيم در واحد سطح از خاك خارج شود بيشتر است. در عين حال بايستي در نظر داشت كه تراكم خيلي زياد ممكن است باعث تشديد كمبود عناصر غذايي خاك شود. به هر حال در تراكم بيشتر بوته مقدار جذب پتاسيم بيشتر مي شود.

تأثير دما

در بررسي قابليت جذب پتاسيم به وسيله گياه نبايستي اثر دما را در فعاليت هاي حياتي گياه ناديده گرفت. اصولاً افزايش درجه حرارت محيط باعث جذب بيشتر مواد غذايي از جمله پتاسيم مي شود ولي عكس العمل گياهان در اين مورد متفاوت است. گياهان گرمسيري معمولاً جذب پتاسيم خود را با افزايش درجه حرارت افزايش ميدهند ولي گياهان سردسيري تا حدي پيش مي روند و از آن پس جذب پتاسيم آن ها كاهش مي يابد. به هرحال
براي هر گياهي درجه حرارت مطلوبي را مي توان تعيين نمود كه در مقادير كمتر و يا بيشتر از آن جذب پتاسيم كاهش مي يابد.

تأثير محيط ريشه

محيطي از خاك كه در اختيار ريشه قرار دارد و ريشه ها را در بر ميگيرد، محيط ريشه يا ريزوسفر گفته مي شود. موجودات ذر هبيني متعددي در اطراف ريشه ها فعاليت مي كنند. جمعيت باكتري ها، قارچ ها و ساير گونه هاي ميكربي در سطح ريشه و تارهاي كشنده تا حدود ۱۲۰ برابر جمعيت اين موجودات در خارج از محيط ريشه است. محيط ريشه يا ريزوسفر هرگونه گياهي مختص آن گياه مي باشد. كمك گياه به توسعه ميكروفلور با مواد مترشحه، انساج جدا شده و قطعات مرده ريشه كه م يتوانند انرژي، كربن، ازت و عوامل رشدي آن ها را عرضه كنند تأمين مي شود. تنفس ريشه و ميكروفلور خاك مولد مقدار قابل توجهي گا زكربنيك است كه در حل كردن پتاسيم و جذب آن به وسيله گياه مؤثر است. اصولاً گياهاني كه در محيط استريل و بدون جمعيت ميكربي كاشته مي شوند رشد و نمو و جذب پتاسيم كمتري دارند تا آن ها كه در محيط عادي كاشته شوند.

ميكوريزها قارچه ايي هستند كه به صورت همزيست با ريشه گياه زندگي مي كنند. اين قارچ ها ضمن توسعه بر روي ريشه گياه و درون سلولهاي ريشه، در خاك نيز ريشه هاي خود را پراكنده مي كنند. بدين صورت كه امروزه تصور بر اين است كه ميسليوم اين قارچ ها مانند تارهاي كشنده ريشه عمل مي كند و در منطقه وسيعي از خاك پراكنده شده و در واقع باعث افزايش سطح جذب براي آب و مواد غذايي مي شوند.

اثر گونه و رقم گياهي

مقدار نياز پتاسيمي گياهان متفاوت است. گياهاني كه مواد قندي و نشاسته اي توليد مي كنند مانند چغندر قند، نيشكر و سيب زميني نياز بيشتري به اين عنصر دارند. عامل ديگر ميزان محصول گياه است. كرفس با عملكرد حدود ۱۷۰ تن محصول مقدار فو قالعاده اي پتاسيم از خاك برداشت مي كند در صورتي كه پنبه مقدار خيلي جزئي پتاسيم از خاك خارج مي كند، عامل سوم سرعت جذب پتاسيم و طول دوره رشد گياه است. به عنوان مثال، بعضي گياهان براي مدت ۵ ماه در خاك هستند در صورتي كه برخي ديگر در مدتي كمتر از ۲ ماه رشدشان كامل شده و برداشت مي شوند. براي گياهان زودرس و سريع الرشد فراهم بودن پتاسيم و سرعت آزاد شدن پتاسيم از فرمهاي غير قابل جذب به شكل قابل جذب بسيار مهم است. براي مثال لوبيا سبز در ۵۵ روز از لحاظ تجاري رسيده است، گوجه فرنگي تقريباً ۱۲۰ روز در زمين است در صورتي كه نيشكر ممكن است تا نزديك يك سال در خاك بماند.

بالاخره عامل چهارم، زمان نياز حداكثر گياه به پتاسيم است كه بايستي مورد توجه قرار گيرد. در عمل خاكي ممكن است داراي مقدار كافي پتاسيم باشد ولي در موقع رشد حداكثر گياه، به اندازه كافي پتاسيم از خاك آزاد نشود. در يونجه ۶ تن و مقدار پتاسيم / محصول يك چين كه در مدت يك ماه توليد مي شود ممكن است تا ۵ محتوي آن در حدود ۱۵۰ كيلوگرم در هكتار باشد. ذرت در ۵۰ روز اول نموخود در حدود ۵۰ درصد پتاسيم مورد نياز و لوبيا سبز ۸۰ درصد نياز خود در طول فصل رشد را جذب مي كنند، در صورتي كه در همين مدت سويا فقط ۲۰ درصد نياز خود را از خاك استخراج مي كند.

تأثير جذب تماسي

وقتي گياه در سوسپانسيون رسي كاشته شود پتاسيم مي تواند مستقيماً از محل هاي تبادلي روي سطح رس به محل هاي تبادلي ريشه انتقال داده شود در اين حالت گياه هم به پتاسيم محلول و هم به پتاسيم تبادلي دسترسي دارد. اين تبادل پتاسيم مستقيماً از سوسپانسيون رس به ريشه گياه را تبادل تماسي مي نامند. در اين حالت ريشه و ذره رس بايستي آنقدر نزديك هم شوند تا ميدان الكتريكي يون پتاسيم روي رس و هيدروژن روي ريشه تداخل كنند و تبادل انجام شود. به هر حال اگرچه تبادل تماسي به عنوان يكي از مكانيزمهاي جذب عناصر غذايي و به ويژه جذب پتاسيم توسط ريشه گياه محسوب مي شود اما مقدار پتاسيم جذب شده توسط اين مكانيزم در مقايسه با جريان توده اي و به ويژه فرآيند پخشيدگي بسيار ناچيز است.

منبع:

پتاسیم در کشاورزی – پروفسور محمدجعفر ملکوتی، دکتر علی اصغر شهابی و دکتر کامبیز بازرگان