Η συμβολή του Καλίου στην ανάπτυξη των φυτών

Transcript

1 Η συμβολή του Καλίου στην ανάπτυξη των φυτών

2 1. Τα φυτά δεσμεύουν την ηλιακή ενέργεια E H 2 O CO 2 χλωροφύλλη σάκχαρα Ηηλιακήενέργεια μετατρέπεται σε χημική ενέργεια μέσω της φωτοσύνθεσης. Αν και όλα τα έμβια όντα πάνω στη γη εξαρτώνται από την ηλιακή ενέργεια, μόνο τα φυτά μπορούν να την εκμεταλλευτούν. Μέρος της προσπίπτουσας ηλιακής ενέργειας προσλαμβάνεται στα πράσινα όργανα των φυτών, όπου υπάρχει χλωροφύλλη και μετατρέπεται σε χημική ενέργεια, μέσω της σύνθεσης σακχάρων από διοξείδιο του άνθρακα CO 2 (από την ατμόσφαιρα) και νερό H 2 O (κυρίωςαπότοέδαφος).

3 2. Το κάλιο προάγει την φωτοσύνθεση Μεγαλύτερη αφομοίωση CO 2 CO 2 (mg/dm 2 /hr) 6 CO 2 +12H 2 O + Ενέργεια =C 2 H 12 O O H 2 O Συγκέντρωση Κ στα φύλλα (% επί ξηράς ουσίας) σε υψηλότερη συγκέντρωση Κ Η φωτοσύνθεση ή αφομοίωση διοξειδίου του άνθρακα, περιγράφεται από την αντίδραση: 6CO 2 +12H 2 O+Ενέργεια (ηλιακή) C 2 H 12 O 6 (σάκχαρα)+6o 2 (οξυγόνο)+6h 2 O(νερό). Καθώς το κάλιο είναι ζωτικής σημασίας για την δραστηριότητα πολλών ενζύμων που δρουν στην φωτοσύνθεση, έμμεσα συμμετέχει κι αυτό στην διαδικασία της φωτοσύνθεσης. Έρευνες έχουν δείξει πως υψηλές συγκεντρώσεις Κ στα φύλλα συνδέονται άμεσα με μεγαλύτερη αφομοίωση CO 2.

4 3. Το κάλιο επιταχύνει τον ρυθμό μεταφοράς στο φλοιό Ελαιούχα φυτά Ροή χυμού στο φλοιό (ml/φυτό) Υψηλό Κ Χαμηλό Κ Χρόνος (λεπτά) Τα σάκχαρα που παράγονται από την φωτοσύνθεση μαζί με άλλα στοιχεία που προσλαμβάνονται μεταφέρονται από τα φύλλα στα αποθηκευτικά όργανα (π.χ. τους καρπούς). Η ροή αυτών στο φλοίωμα, μέσω του οποίου γίνεται αυτή η μεταφορά, είναι ταχύτερη όταν τα φυτά τροφοδοτούνται επαρκώς με κάλιο. Σε αυτό το συμπέρασμα κατέληξαν έρευνες σε ελαιούχα φυτά των οποίων η παραγωγή φλοιώματος αυξάνεται μετά από χαράξεις και τομές.

5 4. Το κάλιο επιταχύνει την μεταφορά των θρεπτικών Ζαχαροκάλαμο Μετακίνηση του 14 C σε ζαχαροκάλαμο που αναπτύχθηκε σε πλούσιο (+Κ) ή φτωχό(-κ) σε κάλιο διάλυμα ανάπτυξης, 90 λεπτά της ώρας μετά την εφαρμογή 14 CΟ 2 (% προσληφθείσας ποσότητας). Ανίχνευση 14 C90 λεπτάμετάσε: Έλασμα φύλλου Κολεός φύλλου Γόνατο φύλλου Καλάμι φύλλου Σύνολο: 98,3 99,9 Η μελέτη της κίνησης του ραδιενεργού και άρα ανιχνεύσιμου άνθρακα 14 μέσα στο φλοίωμα των φυτών, σε πειράματα που έγιναν σε ζαχαροκάλαμο που είχε αναπτυχθεί σε διάλυμα υψηλής συγκέντρωσης καλίου, έδειξε πως η μετακίνηση των προϊόντων μεταβολισμού (σακχάρων από την φωτοσύνθεση) από τα φύλλα στο καλάμι ξεπέρασε το 20% μόλις μετά από 1½ ώρα από την εφαρμογή, όταν στον μάρτυρα ζαχαροκάλαμο που είχε αναπτυχθεί σε διάλυμα ανάπτυξης με χαμηλότερη συγκέντρωση καλίου, ήταν λιγότερο από 0,05%.

6 5. Το κάλιο ενισχύει την αποθησαύριση των θρεπτικών Πατάτα Η συμμετοχή του καλίου στην πρόσληψη του ανιχνεύσιμου 14 C από τα φύλλα και η μεταφορά του στους κονδύλους της πατάτας, 6 εβδομάδες μετά την άνθηση. Πρόσληψη 14 CΟ 2 (μci/φυτό). Ποσοστιαία κατανομή στα διάφορα μέρη του φυτού, 24 ώρες μετά την εφαρμογή του 14 CΟ 2. Φύλλα Κόνδυλοι Ρίζες Συγκέντρωση Κ στο διάλυμα θρέψης (me/l). Η ταχεία μεταφορά των προϊόντων μεταβολισμού στα αποθησαυριστικά όργανα είναι πολύ σημαντική απλά επειδή η ταχεία απομάκρυνσή τους από τα σημεία παραγωγής των προκαλεί την παραγωγή νέων με τον ίδιο ρυθμό κι έτσι μεγαλύτερες ποσότητες αποθησαυριστικών ουσιών τελικά καταλήγουν στα σημεία αποθήκευσης κι έτσι αυξάνεται η παραγόμενη σοδειά. Σε πειράματα πατάτας που αναπτυσσόταν σε πλούσιο σε κάλιο θρεπτικό διάλυμα, βρέθηκαν τα εντυπωσιακά αποτελέσματα που φαίνονται παραπάνω.

7 6. Το κάλιο βελτιώνει το γέμισμα των καρπών Σιτάρι Σοδειά Ανταλλάξιμο Κ/100g εδάφους ανά ομάδα 2411mg 30mg φυτών Αρ. στάχεων Αρ. καρπών ανά στάχυ Βάρος 100 καρπών (g) 11mg/100g 30mg/100g Σοδειά καρπού (g) Απεικόνιση μέσου μεγέθους καρπού σιταριού (πείραμα σε 5 ποικιλίες 4 επαναλήψεις) Η παραγωγή καρπού στα σιτηρά εξαρτάται από (α) τον αριθμό των στάχεων / μονάδα επιφανείας (β) τον αριθμό των ώριμων καρπών / στάχυ (γ) το βάρος κάθε καρπού. Έτσι, το κάλιο διαμέσου της έμμεσης συμμετοχής του στην διαδικασία της φωτοσύνθεσης και της μεταφοράς των προϊόντων της στους καρπούς, επηρεάζει τόσο το (β) όσο και το (γ).

8 7. Το κάλιο παρατείνει την αφομοίωση => αυξάνει τη σοδειά Τομάτα Σοδειά Μάρτυρας Κ-ούχος λίπανση Όψιμη καλλιέργεια g/φυτό καρποί/φυτό Πρώιμη καλλιέργεια g/φυτό καρποί/φυτό Σύνολο g/φυτό καρποί/φυτό Η βλαστητική ανάπτυξη, ηκαρπόδεση, ηανάπτυξηκαιηωρίμανσητωνκαρπών. είναι βιολογικές διεργασίες που καταλύονται από ένζυμα. Η επίδραση του καλίου σε ένα σημαντικό αριθμό ενζύμων είναι τέτοια που παρατείνει την δράση τους και άρα βοηθά στην παραγωγή υψηλότερων αποδόσεων και ποιότητας σοδειά, παρατείνοντας και τον χρόνο συλλογής. Τα φυτά που δέχονται πλούσια καλιούχα λίπανση είναι έτσι ικανά να αποδίδουν καλύτερα. Επιπλέον η παράταση των χρόνων ανάπτυξης και ωρίμανσης βοηθά τους παραγωγούς να διαθέτουν τα προϊόντα τους στις αγορές σε καλύτερες τιμές καθόσον δεν προσφέρουν όλη τους την ποσότητα μαζί, αλλά σταδιακά.

9 8. Το κάλιο ευνοεί την παραγωγή πρωτεϊνών Καπνός Πρόσληψη αζώτου 15 Ν. και χρήση του για σχηματισμό πρωτεϊνών, 5 ώρες μετά την εφαρμογή. mg/φυτό Πρωτεϊνικό Κ Πρωτεϊνικό Κ Χαμηλό Κ Αμινικό (διαλυτό) Κ Αμινικό (διαλυτό) Κ Υψηλό Κ Νιτρικό Κ Νιτρικό Κ Η πρόσληψη και αξιοποίηση του αζώτου, του πιο σημαντικού θρεπτικού στοιχείου για τα φυτά, είναι στενά συνδεδεμένη με την αντίστοιχη πρόσληψη και αξιοποίηση του καλίου. Πειράματα με το ισότοπο 15 Ν έδειξαν πως τα επαρκώς τροφοδοτούμενα με κάλιο φυτά προσλαμβάνουν το άζωτο σε μεγαλύτερες ποσότητες και το μετασχηματίζουν με ταχύτερο ρυθμό σε πρωτεΐνη. Αντίθετα, τα ελλιπώς τροφοδοτούμενα φυτά με κάλιο διατηρούν το άζωτο που προσλαμβάνουν σε νιτρική μορφή και μορφή διαλυτών αμινών σε βάρος της παραγωγής πρωτεϊνών.

10 9. Το κάλιο βελτιώνει την αποτελεσματικότητα του αζώτου Κριθάρι g/φυτό Η επίδραση της τροφοδοσίας αζώτου στην παραγωγή καρπού, όταν μεταβάλλεται η παροχή καλίου, στο κριθάρι. Καθώς η πρόσληψη και αξιοποίηση αζώτου προάγεται από το κάλιο, η αποτελεσματικότητα της αζωτούχου λίπανσης τελικά εξαρτάται από την καλιούχο λίπανση που πρέπει να είναι ανάλογη. Η άμεση σύνδεση Ν Κ έχει αποτελέσει το θέμα πλειάδας ερευνών. Σε υδροπονική καλλιέργεια κριθαριού μεγαλύτερη σοδειά παρατηρήθηκε όταν δίνονταν αναλογικά υψηλές ποσότητες και των δύο αυτών στοιχείων.

11 10. Το κάλιο βελτιώνει την αποτελεσματικότητα του αζώτου Τσάι Σοδειά φύλλων τσαγιού (T/ha) Δοκιμή (kg/ha) Η επίδραση της τροφοδοσίας αζώτου στην παραγωγή φύλλων τσαγιού, όταν μεταβάλλεται η παροχή καλίου, μετά την συμπλήρωση 30ετίας. Η θετική σχέση Ν Κ έχει παρατηρηθεί για πολλά χρόνια. Σε ορισμένες μάλιστα περιπτώσεις, όπως αυτή του τσαγιού έχει βρεθεί πως αν και την πρώτη δεκαετία από την εγκατάσταση της φυτείας δεν παρατηρούνται τόσο μεγάλες επιδράσεις στην τελική σοδειά, όσο μετά από αυτήν. Έτσι την 3η δεκαετία βρέθηκε πως η αύξηση της παρεχόμενης καλιούχας λίπανσης είχε πιο θεαματικά αποτελέσματα στην σχέση παρεχόμενης αζωτούχας λίπανσης παραγόμενης σοδειάς φύλλων.

12 11. Το κάλιο ενισχύει την δέσμευση του αζώτου Ηαφομοίωσητου ατμοσφαιρικού αζώτου στα κουκιά. Άζωτο που προσλαμβάνεται στις ρίζες από τα φυμάτια (μg 15 Ν/φυτό/12ωρο). Πλήθος φυματίων ανά φυτό. Νωπό βάρος ανά φυμάτιο (mg). Συγκέντρωση καλίου στο εδαφοδιάλυμα (me/l). Κουκιά Όλα τα φυτά της οικογένειας Leguminosae έχουν αναπτύξει μια συμβιωτική σχέση με τα βακτήρια του γένους Rhizobium στις ρίζες τους, όπου αναπτύσσουν φυμάτια και από εκεί τροφοδοτούν τα φυτά με δεσμευμένο ατμοσφαιρικό άζωτο. Αυτή η συμβίωση λειτουργεί αποδοτικότερα για τα φυτά όταν στο έδαφος τα επίπεδα διαθέσιμου καλίου είναι υψηλά. Σε δοκιμές που έγιναν σε θερμοκηπιακές καλλιέργειες κουκιών με το ανιχνεύσιμο ισότοπο αζώτου 15 N 2, βρέθηκε πως όταν εφαρμόσθηκε καλιούχος λίπανση ο πληθυσμός των βακτηρίων αυξήθηκε σημαντικά (πλήθος x βάρος φυματίων) όμως η αζωτοδέσμευση σχεδόν διπλασιάσθηκε αυξήθηκε πιο θεαματικά.

13 12. Το κάλιο ενισχύει την δέσμευση του αζώτου Ζωοτροφές Αζωτοδέσμευση (kg N/ha) Μάρτυρας Κ=58.3 Απόδοση Κ= Περιεχόμενο άζωτο στη ζωοτροφή (μέση ετήσια τιμή για 5 έτη kg/ha) Δοκιμή Κ 2 O(kg/ha/έτος) Μηδική + γρασίδια Τριφύλλι ladino + γρασίδια Μέσος όρος Η θετική επίδραση του καλίου στην δέσμευση αζώτου στα Leguminosae έχει χρησιμοποιηθεί και στην παραγωγή ζωοτροφών. Σε πειραματικές δοκιμές που έγιναν σε ανοικτές εκτάσεις παραγωγής φυτών για ζωοτροφές, στις οποίες έπεφταν σε ετήσια βάση 300kg K 2 O/ha διαπιστώθηκε μεγαλύτερη αζωτοδέσμευση έως και +127,8 kg Ν/haσε σχέση με τον μάρτυρα, στον οποίο δεν εφαρμόσθηκε καμία καλιούχος λίπανση. Σε κάθε επιπλέον κιλόδηλαδή εφαρμοζόμενης καλιούχας λίπανση παρατηρήθηκε επιπλέον αύξηση της δέσμευσης ατμοσφαιρικού αζώτου κατά 0,4kg.

14 13. Το κάλιο βελτιώνει την αποτελεσματικότητα του νερού Ζαχαρότευτλα Συγκέντρωση καλίου στο θρεπτικό διάλυμα (me K/l) Βάρος ριζικού συστήματος (g/φυτό ) Συνολικό νερό που απορροφάται από τη ρίζα (l) Απορροφηθέν νερό που αντιστοιχεί σε ένα γραμμάριο ριζικού συστήματος Από έρευνες έχει βρεθεί πως τα επαρκώς τροφοδοτούμενα με κάλιο φυτά μπορούν να εκμεταλλευτούν την εδαφική υγρασία ενώ τα φυτά που με έλλειψη καλίου όχι. Συνεπώς, τα φυτά που δέχονται τις βέλτιστες εισροές σε κάλιο δεν έχουν τόσο μεγάλες ανάγκες σε άρδευση όσο τα φυτά που δεν λιπαίνονται κανονικά με κάλιο. Ηάρδευση μπορεί να είναι πιο αραιή και ελαφρώς μικρότερη.

15 14. Εξασφαλίστε την παραγωγή σας με κάλιο Σιτάρι - Κριθάρι Αποτελέσματα από καλές κλιματικά χρονιές Αποτελέσματα από κακές κλιματικά χρονιές Κ 0 =3280 kg/ha K 2 =+623 kg/ha Κ 0 =5680 kg/ha K 2 =+340 kg/ha Αύξηση της σοδειάς σε καρπό λόγω καλίου Οι κυριότεροι παράγοντες που καθορίζουν την παραγωγή κατά σειρά.... σημαντικότητας είναι το κλίμα, το έδαφος και οι καλλιεργητικές τεχνικές, μέσα στις οποίες εμπεριέχεται και η λίπανση. Αν και το κλίμα σε υπαίθριες καλλιέργειες δεν μπορούμε να το αλλάξουμε (ενώ το έδαφος μακροπρόθεσμα μπορούμε να το βελτιώσουμε), η προσθήκη ισορροπημένης λίπανσης πλούσιας σε κάλιο μπορεί να επιδείξει θεαματικές αυξήσεις στην παραγωγή ακόμακαι σε κακές χρονιές ή με άλλα λόγια μπορεί να περιορίσει θεαματικά τις απώλειες σε κακές κλιματικά χρονιές.

16 15. Εξασφαλίστε την παραγωγή σας με κάλιο Τα οφέλη του καλίου στα φυτά: Προάγει την φωτοσύνθεση Επιταχύνει την μεταφορά των προϊόντων μεταβολισμού Ενισχύει την αποθήκευση αποθησαυριστικών ουσιών Ευνοεί την παραγωγή πρωτεϊνών Βελτιώνει την αποτελεσματικότητα του παρεχόμενου αζώτου Βοηθά την αζωτοδέσμευση από την ατμόσφαιρα Αυξάνει την αποτελεσματικότητα της υδατικής διαχείρισης Το κλίμα αλλάζει, η συνεισφορά του καλίου στην ανάπτυξη των φυτών παραμένει σταθερά μεγάλη. Πηγή στοιχείων παρουσίασης: International Potash Institute