11. Физиологическая роль калия в метаболизме растений. Влияние избытка и недостатка калия на развитие растений. Формы калийных удобрений.

Калий не входит в состав ни одного из органических веществ клетки; 70% его находится в свободной ионной форме, остальные 30% адсорбируются на поверхности белковых молекул, образуя с ними нестойкие соединения. Следовательно, калий играет в клетке лишь регуляторную роль. Изменяя конформацию белковых молекул, калий активирует многие ферменты темновой фазы фотосинтеза и дыхания (гексокиназу, пируваткиназу, ацетил-КоА-синтетазу, ферменты цикла Кребса), а также ферменты, учавствующие в синтезе белка и полисахаридов. Поскольку калий необходим для образования ди- и полисахаридов, его много в корнеплодах сахарной свеклы, стеблях сахарного тростника, клубнях картофеля, где идет синтез этих веществ. Много калия содержится в меристемах, где интенсивно синтезируются белки. Калий влияет на превращения и передвижения углеводов по растению, что можно объяснить его действием на амилазу и фруктофуранозидазу, активность которых при недостатке элемента сильно падает.

Калиевые насосы – главный механизм устьичных движений. Устьица открываются и закрываются при изменении тургора, вызванного интенсивным транспортом ионов калия между замыкающими клетками устьиц и примыкающими к ним клетками эпидермы. Когда устьица открыты, замыкающие клетки содержат больше ионов калия.

Величина корневого давления и осмотического потенциала ксилемного сока сильно зависит от концентрации калия. Следовательно, для поступления воды растению нужно поглотить огромное количество калия.

Калий снижает вязкость цитоплазмы, повышая ее оводненность, что доказывается уменьшением времени плазмолиза. Недостаток этого элемента в тканях приводит к увяданию растения, а его повышение – к увеличению тургора в клетках. Меньшая вязкость цитоплазмы благоприятствует транспорту в-в, но понижает устойчивость к неблагоприятным внешним условиям.

Концентрация калия в клетке обычно в десятки раз больше, чем во внешней среде. Поэтому в ответ на любое раздражение не только кальций поступает в цитозоль из пулов, но в результате увеличения проницаемости мембран выделяется калий из клетки, что приводит к увеличению вязкости цитоплазмы и, следовательно, устойчивости. Т.обр., изменение соотношения калия и кальция в клетке яв-я одним из факторов регуляции ее устойчивости. Калий уходит из тех органов, которым грозит поврежение.

Чем моложе растение или его орган, тем больше в нем калия. Особенно много калия в меристемах и в клетках зон ратяжения. Макс-е содержание калия в растении зарегистрировано к моменту цветения. В опадающих листьях содержится очень мало калия, тогда как др эл-ты ост-ся в больших кол-х.

Отсутствие прочной связи между калием и составными частями клетки обусловливает способность этого эл-та легко передвигаться из одного органа растения в другой. Он способен к многократной реутилизации. Калий мигрирует из старых листьев по мере того, как снижается их физиологическая активность в более молодые части растения, в которых идет интенсивный синтез органических веществ или быстро делятся клетки. В зависимости от условий освещения и водоснабжения в листе кол-во калия может изменяться довольно быстро. Например, в листе картофеля с 13 ч 45 мин до 15ч 45 мин содержание калия увеличилось примерно на 75%, а в течение следующих двух часов снизилось в полтора раза. Содержание калия в клетке может служить кол-й мерой ее активности.

При недостатке калия резко падает содержание макроэргических соединений, подавляется синтез сахарозы и ее транспорт по флоэме, замедл-я синтез белка. Последнее приводит к торможению роста побегов и к накоплению аммиачного азота в листьях, что может быть причиной аммиачного отравления. У растений, испытывающих недостаток калия, листья желтеют, а потом приобретают красно-фиолетовую окраску.

Большой недостаток калия резко тормозит фотосинтез, т.к. закрываются устьица и в результате сопротивление диффузии СО2 может увеличиться на порядок. Избыток калия в почве преятствует поглощению ионов кальция и магния.