پتاسیم تقریباً در تمام فرآیندهای متابولیسمی گیاه نقش دارد. پتاسیم به
صورت یون با صرف انرژی از خاک جذب شده، وظایف برقراری پتانسیل اسمزی، فعال
کردن آنزیمها (بعنوان کوآنزیـم)، تثبیـــت PH، سنتـز پروتئیـن، حرکات
روزنـه ای Stomatal Movement، انبساط سلولی، فتوسنتـز، و تعادل آنیونی و۰۰۰
را درگیاه به عهـده دارد. قسمت اعظم پتاسیم موجود در گیاه بصورت ترکیبات
معدنــی در سیتوپلاسم واکوئل مشاهده گردیده، و برعکس فسفـر و ازت در
ترکیبات سلولــی شرکت ندارد و عمده نقش آن در فعل و انفعالات گیاهی است.
بین تولید نشاستـه و قنـد و مقدار پتاسیم رابطه مثبتـی وجود دارد. پتاسیـم
فعالیـت دیاستـازی و قنـدسازی را در گیـاه افزایش داده و بدیـن ترتیـب از
عمل یـخ زدن در داخل سلول های گیاهـی تا حدود زیادی می کاهـد، و به همیـن
دلیـل است که می گوینـد: پتاسیم مقاومـــت گیاهان را به سرما افزایش می
دهد. ثابــت شـده است که وقتی مقـدار پتاسیــم در سلول های درخت کاج ۳/۰%
باشـد فقط ۴ روز در مقابل خشکی مقاومت می کند در حالیکه اگر مقدار آن به
۳/۱% برسد، مقاومت درخت تا ۷ روز افزایش می یابد، بنابراین پتاسیم در
افزایش مقاومت گیاه در مقابل خشکی هم موثر است. پتاسیم متابولیسم ازت را در
گیـاه مسـاعـد می کند. این عنصر برای گیاهان روغنی لازم بوده و مقدار و
فعالیت تولیـد مواد روغنی را در سلولهای گیاهی افزایش می دهد. اکثر گیاهان
در موقع رشد و نمو به پتاسیم زیادی احتیاج دارند و این نیاز در درختان میوه
تمام مدت فعالیــت را شامـل می شود. پتاسیـم در درختان میـوه در عمــــل
فتوسنتــز، تشکیـل هیدرات کربن، تشکیل پروتئین، و کنترل و جلوگیری از تبخیر
و تعرق نقش مهمـی ایفا می نماید. یون پتاسیم با تجمع در روزنه ها باعث
منفی تر شدن فشار اسمـزی و جذب آب می گردد که در نهایت به باز شدن روزنه و
وقوع عمل تبادلات فتوسنتزی می انجامد.
پتاسیم در گیاه متحرک بوده و به
خاطــر تامین نیاز گیاه به کاتـیون تک ظرفیتــی در چندیـن واکنش آنزیمی
شرکت می کند. پتاسیم به عنوان فعال کننده تعدادی از آنزیم های گیاهی عمل می
نماید. ایوانز و سرجـــر(۱۹۹۶) لیستی از ۴۶ آنزیم شناخته شده را که پتاسیم
به عنوان فعال کننده آنها نقش دارد، تهیــه نموده انــد. این آنزیــم ها
در واکنش های متابولیسمـی مربوط به کربوهیـدارت ها، اسیـدهای نوکلوئیک،
نوکلئوتیدها، اسیدهای آمینه و سنتز پروتئیــن و اسیــد فولیـک به عنـوان
کاتالیــزور عمل می نماید.
جذب یـون پتاسیم به داخل سیتوپلاسـم یا
واکوئل سلول های ریشه با جذب فعال صورت می گیرد و احتیاج به انرژی
دارد(انرژی خواه است). دیواره ای که پتاسیــم از آن عبور می کند غشا
پلاسمایـــی است، که سیتوپلاسم را احاطه کرده است. پتاسیم فراوانترین
کاتیون موجود در سیتوپلاسم است. پتاسیم ماده ای مهم در انبساط سلولـــی
بوده و رشد سریع درخــت در شرایط کمبود پتاسیم دچار اشکال می شود. انبساط
سلولی شامل تشکیل یک واکوئــل بزرگ مرکزی است که بالاخـص درمیـوه می تواند
بیش از ۹۰% حجم سلول را اشغال نماید. این مطلب که انبساط سلولی درنتیجه
تراکم پتاسیم در سلولها و واکوئلها بوجود می آید، اثبات شده است (پتاسیم
برای بزرگ شــدن اندازه میــوه امری ضروری می باشد). پتاسیم درمحدوده ۷/۰ –
۱% وزن خشک برگ، باعث افزایش وزن و اندازه میــوه می شود، و وقتی غلظت
پتاسیــم قبـل از تیمار بیش از ۱% باشد، هیــچ اثری ملاحظه نخواهد شد.
در
برخی از گیاهان پتاسیم به همراه قندهای احیا کننده می توانند به صورت
مکمـل هم، فشار اسمزی لازم برای انبساط سلولی را فراهم بنماید. چگونگی
عملکرد پتاسیــم و سوربیتــول به عنوان دو ماده فعال در فشاراسمزی و بزرگ
شدن میوه ها، هنوز روشن نشده است. پتاسیم علاوه بر نقشـی که در آوندهای
چوبی وآبکش دارد، در حفظ تعادل یون های غیـرمتحرک سیتوپلاسم و آنیون های
متحرک واکوئل نقش مهمی را ایفا می کند.
تجمـع اسیدهای آلی اغلب حاصل
انتقال پتاسیم به داخل سیتوپلاســم است، بدون اینکـه آنیونها را با خود به
همراه ببرد. برای ایجاد حالت موازنـه در پتاسیم نامتعادل، نیاز به سنتـزهای
ضریـب ترکیبـی برای مولکول های اسیدهای آلی است. در هلو کوددهی پتاسیمی
باعث افزایش میزان اسید موجود در تیتراسیون میوه می گردد. اسیــد تولیــدی
در درختان میوه اغلــب مالات است که می تواند مجدداً به ریشه منتقل شده و
یا در بافت متراکم گردد.
پتاسیم نقش مهمی را در فعال کردن آنزیمهای احیا
کننده گازکربنیک ایفاء می نماید. بطور خلاصه دراعمال زیستی چندی به شرح
زیر دخالت دارد:
– در متابولیسم ازت و سنتز پروتئینها نقش دارد
– آنزیمهای مختلف(بیش از ۶۰ نوع آنزیم را فعال می کند) را فعال می کند
– کار روزنه ها و روابط آبی گیاه را تنظیم می کند
– در سوخت و ساز کربوهیدرات ها و عمل فتوسنتز نقش دارد
– فعالیت های عناصر کانی اساسی و گوناگون را تنظیم و کنترل می کند
– خنثی سازی اسیدهای آلی(از نظر فیزیولوژیکی دارای اهمیت فراوانی است) را برعهده دارد
– تسریع رشد در سلولهای مریستیمی را باعث می شود
– باعث افزایش مقاومت گیاهان در برابر کم آبی، سرمازدگی، آفات و بیماری ها می گردد
– تاثیر شدت نور را متعادل کرده، غلظت کلروفیل و عمل کربن گیری را افزایش می دهد
– طول عمر گل های شاخه بریده و خاصیت انباری محصولات را افزایش می دهد
– بازدهی(راندمان) آب آبیاری و کودهای ازته را افزایش می دهد
– فعالیـــت ریزوبیـــوم های تثبیـــت کننـده ازت را افزایش داده، مانع تجمع نیتــرات در سبزی ها و صیفی جات می گردد
– برروی Source و Sink ، و فرآیند انتقال مواد از منبع به مخزن دخالت دارد
– پتاسیم باعث افزایش سطح برگ، و افزایش بازده فتوسنتز می شود، همچنین شدت فتوسنتز را هم بالا می برد
– تحمل گیاه را به شوری افزایش داده، تنش رطوبتــی را کاهش و تنش های اقلیمــی را به حداقــل ممکن می رساند
– کارایـــی تعرق گیاه درشرایط تنش آبی را به دلیل افزایش تعداد و قطر دسته های آوندی افزایش می دهد
– پتاسیم استقامت بافتهای مختلف گیاهان را افزایش می دهد
میزان
پتاسیـــم موجـود در بافت های گیاهی از گیاهی به گیاه دیگر متفاوت بوده،
حتی بین ارقام نیز تفاوت هایی دیده می شود. شرایط محیطی هم در تعیین حد
بحرانــی پتاسیم تاثیر دارند. معمولاً یون پتاسیم به اندازه ۱/۰ مقدار یون
کلسیم در خاک، بصورت قابل جذب وجود دارد. اما مقدار آن در گیاه ۱۰ برابر
کلسیـــم است. در گیاه، ازت بصورت پروتئیــــن تکامـــل می یابد. پروتئیـن
ها از ترکیبات ضــروری آنزیمها می باشند و در اصــل آنزیمها انواعـی از
پروتئیــن بوده، بیشتـر پروتئین گیاهان جوان بصورت آنزیم می باشند.
پتاسیم
بیشتـــر آنزیم هایی را فعال می کند که باعث تجمع ترکیبات مولکول بزرگ،
مانند نشاستــه و پروتئین می شوند. موادی که در برگ ساخته می شود باید به
نقاط زاینــده و ذخیــره ای گیاه انتقال داده شود. هرچه میزان پتاسیم گیاه
به مقدار بهینه یا اپتیمـــم نزدیک تر باشد انتقــال این مواد نیـــز
سریعتر خواهد شد. در گوجه فرنگـــی با افزایش میزان پتاسیم انتقال مواد از
برگ به میـوه ها بیشتر می گردد. مصرف پتاسیم کافی در گیاهان باعث پاییـــن
آمدن مصرف آب برای تولیـد هر واحد ماده خشک گیاهی می شود. در ضمن وقتی گیاه
در معرض کم آبـــی باشد شــدت کربن گیری در گیاهان مبتـلا به کمبـود
پتاسیـم به صفـر نزدیک می شود، در حالـــی که در گیاهان با پتاسیم کافی
همچنان عمل فتوسنتـــز ادامه می یابـــد. بنابر آنچه که گفتـه شد، پتاسیم
باعث افزایش راندمان آب می گردد؛ پتاسیم در افزایش راندمان آب اثرات مستقیم
و غیر مستقیمی دارد، از اثرات مستقیــم آن می توان به افزایش جذب آب،
کاهـش تعرق، و سایر مکانیسم ها اشاره کرد. مثلاً مکانیسمـــی در گیاهان
مناطــق خشک وجود دارد بنام مکانیسم تنظیم اسمزی Osmotic adjastment که
اینگونـــه گیاهان با جـذب زیاد املاح و یون ها، وتجمع آنها در برگ ها باعث
منفی تر شدن پتانسیل آب در درون گیاه می شوند و این امر به جذب آب کمک می
کند. اثر غیر مستقیم مصرف پتاسیم بدین صورت است که با مصرف پتاسیم
عملکـــرد تولید افزایش می یابـــــد و در نتیجه واحـدهای آب لازم برای
تولید محصول کمتر می شود، این مسئله در کشوری مانند ایران حائز اهمیت است.
پتاسیم
باعـث افزایش مقـاومت گیاه نسبت به آفـات و بیماری هـا می گردد؛ بدیـن
صورت کــــه ایـن عنصر باعث کلفتی کوتیکول برگ گردیده، در خنثی کردن
نیتروژن اثــــر دارد، در بعضـی از گیاهان پتاسیم ترکیباتی را تولیــد می
کند که برای عامـل بیماریزا سمی است، مثلاً در سیب زمینی که گیاهی پتاس
دوســ-ت است، مصرف پتاس تولیـــد اسیدآمینه ای بنام آرژنیـن را افزایش می
دهد و آرژنین برروی قارچ فیتوفتـرا که باعث مرگ و میر بوته های سیب زمینی
می گردد اثر سمی دارد. پتاسیم در گیاهان مختلف با افزایش غلظت شیره سلولی،
کاهش نقطه انجماد، و کاهش آب آزاد سلول (آب اکثراً با دیواره سلولی پیوند
می یابد) از سرمازدگی گیاه جلوگیری می کند.
منبع