Чему способствуют калийные удобрения у растения

Азот можно легко получить из органики — побочного продукта животноводства. А вот калия в ионной форме в почве недостаточно, так как он слишком легко вступает в реакции и связывается с другими элементами. И пока химикам не удалось обнаружить ни одного органического соединения, содержащего калий в легко усвояемой растениями форме. А для обеспечения культурных растений этим архиважным элементом одной золой не обойтись.

Третий архиважный элемент

Калий вместе с азотом и фосфором входит в триаду (N-P-K) жизненно необходимых элементов питания растительных организмов. Впервые вывод том, что этот элемент особенно важен для растений, сделал швейцарский биолог Никола-Теодор де Соссюр в 1804 году.

Основоположник учения о минеральном питании растений немецкий химик Юстус фон Либих указал на необходимость применения калийных удобрений. А князь Фридрих цу Зальм-Хорстмар экспериментально доказал, что «растения отчаянно нуждаются в калии». Он писал своему другу: «Мои попытки заменить его похожими элементами оказались тщетны».

Третий архиважный элемент

Калий входит в состав почти двухсот с лишним энзимов (ферментов), участвующих в основных метаболических процессах в организме растений. Он присутствует в любой клетке от кончика корня до зернышка пыльцы.

Роль калия в жизни растений и экономике

Калий — один из главных участников самых разных физиологических процессов:

• регулирует фотосинтез;
• усиливает отток углеводов от листьев к другим органам растения и синтез сахаров и иных высокомолекулярных соединений, а значит, увеличивает сахаристость плодов, крахмалистость клубней, образование пектина, целлюлозы и пр. Помидоры становятся вкуснее, картошка — питательнее, волокно льна — длиннее, а зерновые — более устойчивыми к полеганию и насыщенными растительным белком;
• способствует накоплению углеводов в клетках, а это влияет на повышение осмотического давления, и, как следствие, увеличивается устойчивость растения и к засухе, и к переувлажнению;
• участвует в синтезе белков.

Калий присутствует абсолютно во всех растениях и их частях

Использование калийных удобрений не только увеличивает количество крахмала в картофеле или сахара в свекле (что уже положительно влияет на экономику), но и позволяет перевозить различную сельхозпродукцию на дальние расстояния и успешно хранить ее. Так, 100 лет назад, до начала применения калийных удобрений, тропические фрукты в Европе были редкостью и стоили огромных денег, потому что большая часть груза манго, бананов и авокадо просто сгнивала по дороге. Конечно, сейчас появились более быстрые транспортные решения и огромные рефрижераторы, но немалую роль в получении фруктов и овощей надлежащего потребительского качества играет именно калий.

Как человек решил проблему калийного голода

Человек занимается сельским хозяйством уже почти 12 тысячелетий, но только к началу прошлого века ученые смогли понять необходимость использования калийных удобрений. И, проникшись важностью этого элемента в жизни растений, создали организацию, назвав ее Международным институтом фосфора и калия. Позже она была преобразована в Международный институт питания растений. И эта трансформация названий, мне кажется, говорит сама за себя.

Откуда берется калий

Калий имеет высокую химическую активность, поэтому его невозможно найти в природе в чистом виде — только в форме солей. Эта же активность делает его важным химическим реагентом в самых разных отраслях промышленности. Калий необходим в производстве мыла, красителей, стекла, используется в золотодобыче и газовой отрасли, в медицине (например, известная всем марганцовка — это перманганат калия), применяется в гальванопластике и пайке цветных металлов, пиротехнике и, конечно, в сельском хозяйстве. Проще назвать отрасли, где он не требуется, чем перечислять все способы использования.

Сильвинит — осадочная горная порода. Этот калийный минерал в настоящее время используют как сырье для получения хлорида калия

В прежние времена основным источником солей калия был поташ — углекислый калий, или карбонат калия (K₂CO₃). В английском, польском, французском, португальском, испанском языках калий до сих пор называют potassium. Поташ получали из золы, и основные его производства были сосредоточены в странах, богатых лесом, — в России и Северной Америке. Петр I ввел государственную монополию на производство поташа: «Нигде никому отнюдь поташа не делать и никому не продавать под страхом ссылки в вечную каторжную работу».

Первое месторождение калийной соли обнаружили в 1851 году случайно (искали обычную соль) на севере Германии. На некоторое время эта страна стала единственным в мире поставщиком сильвинитовой руды — главного источника калия.

Свод шахты по добыче сильвинитовой руды. Красные вкрапления — это и есть соли калия

А спустя 74 года в России вспомнили ремарку некоего картографа в составленном им «Описании Пермской губернии за 1800 год» о найденной соли — «горькой и розовой, от которой болит живот». В октябре 1925 года под руководством профессора Павла Ивановича Преображенского было открыто месторождение калийно-магниевых солей — Верхнекамское. На сегодняшний день Россия — один из крупнейших мировых поставщиков калийных удобрений (после Канады и Белоруссии).

Калийные удобрения: какие бывают

Калийные удобрения подразделяются в зависимости от процентного содержания оксида калия (K₂O). Назовем их основные характеристики и способы применения.

Сырые калийные соли

Их получают размолом природных калийных солей (сильвинит содержит 12-15 % оксида калия и 45 % оксида натрия, каинит — 10 % оксида калия и 6 % оксида магния). В сырых калийных удобрениях действующего вещества немного, к тому же содержится большое количество примесей. Поэтому чаще всего их используют непосредственно в местах добычи сырья: транспортировать их просто невыгодно. Также в них много хлора — в 4 раза больше, чем калия, и применение их для хлорофобных культур (винограда, пасленовых, цитрусовых, тыкв, фасоли, ягодных культур) невозможно. Зато сахарная свекла, редис, шпинат, мангольд, сельдерей, морковь не чувствительны к хлору и положительно реагируют на большое количество натрия — его в сырых калийных удобрениях в 2,5 раза больше, чем калия.

Концентрированные

Все это — продукты промышленной переработки калийных руд.

• Хлористый калий. Самое концентрированное (содержит до 60 % оксида калия) из предлагаемых садоводам калийных удобрений — и одно из наиболее распространенных и экономичных. Выпускается в двух вариантах — гранулированном (серые или розовые крупные кристаллы или гранулы) и молотом. Можно использовать как основное удобрение и для регулярных подкормок. Единственный минус — большое содержание хлора. Поэтому для хлорофобных культур (картофеля, лука, капусты, винограда и др.) рекомендуют использовать только при основном осеннем внесении или заменить на бесхлорные калийные удобрения (о них расскажем ниже).

Калийные удобрения составляют пятую часть всех производимых минеральных удобрений в мире

• 40%-ная калийная соль. Получается при смешивании сильвинита (реже — каинита) тонкого помола с хлористым калием. По своему составу и действию занимает промежуточное положение между сырыми калийными удобрениями и хлористым калием: в калийной соли оксида калия должно быть не менее 40 %, а хлора и натрия — меньше, чем в сильвините или каините.
• Хлоркалий-электролит — мелкокристаллический сильно пылящий порошок белого цвета с желтоватым оттенком. По своему действию и количеству основных действующих веществ аналогичен хлористому калию, но имеет в составе еще магний и натрий (примерно по 5 %). Поэтому наиболее эффективен на почвах с недостатком магния.
• Сернокислый калий (сульфат калия) — бесхлорное удобрение, содержащее 50 % оксида калия. Мелкокристаллический порошок белого, чуть желтоватого цвета, применяется в качестве подкормки на культурах, чувствительных к хлору.

Калийные удобрения наиболее эффективны на легких песчаных и торфяных почвах

• Калимагнезия — смесь оксида калия (29 %) и оксида магния (9 %). Это удобрение можно смело применять под все культуры (оно ведь тоже не содержит хлора) и в качестве основного, и для периодических подкормок.
• Калимаг — калийно-магниевый (калийно-магнезиальный) концентрат. По эффективности и составу (18-20 % оксида калия и 8-9 % оксида магния) это средство близко к калимагнезии. Способы применения аналогичные.
• Калийсодержащая цементная пыль — смесь карбонатов, сульфатов и силикатов калия, отходы цементного производства. Это бесхлорное удобрение с содержанием действующего вещества от 10 до 35 %. Отлично подходит для почв с повышенной кислотностью, так как в состав входит еще и известь.

Зола — наше все

Отдельно следует сказать про золу — калийное удобрение, которое каждый может произвести самостоятельно у себя в печке. Зола содержит калий в виде поташа (карбоната калия). Его количество зависит от исходного сырья, то есть от вида сгоревшего топлива. Как и цементная пыль, зола одновременно и становится известковым удобрением (хороша для кислых почв), и подходит под любые культуры, потому что не имеет в своем составе хлора.

Зола — калийное удобрение, которое можно приготовить самостоятельно

Эффективность золы как калийного удобрения люди оценили еще на заре своей сельскохозяйственной деятельности, не подозревая о том, что это заслуга калия. При подсечном земледелии никаких иных удобрений, кроме золы от сгоревшего леса, не использовалось, но урожайность была очень высокой. Подробнее об этом вы можете прочитать в статье Подсечно-огневое земледелие: об этом не рассказывали в учебниках.

В нашем маркете вы можете выбрать удобрения для разных целей применения. Выбрать калийные удобрения.

Источник

Сельское хозяйство | UniversityAgro.ru

Агрономия, земледелие, сельское хозяйство

Home » Агрохимия » Калий в жизни растений

Популярные статьи

Калий в жизни растений

Калий — химический элемент, наряду с азотом и фосфором является важнейшим элементом питания растений. Попытки заменить его близкими элементами (натрием, литием, рубидием) оказались безуспешными.

Впервые предположение о необходимости калия для растений были высказаны Сосюром в 1804 г. на основании химического анализа золы растений, в которой всегда присутствовал калий. Позже Либих сделал вывод о необходимости использования калийных удобрений. Первые экспериментальные подтверждения о необходимости калия растениям получены Сальм-Горстмаром в 1846 г.

Содержание калия в растительном организме

Калий в растениях сосредоточен главным образом в цитоплазме и вакуолях клеток в ионной форме. Не входит в состав органических соединений, но участвует в фотосинтезе. Примерно 80% калия находится в клеточном соке растений и может легко вымываться водой, например дождями и особенно из старых листьев, остальные 20% удерживаются в обменно-поглощенном состоянии коллоидами цитоплазмы. Он усиливает гидратацию коллоидов цитоплазмы, повышая водоудерживающую силу и засухоустойчивость растений. Около 1% необменно поглощается митохондриями.

В дневное время суток, калий, сохраняя подвижность, удерживается в клетках растений. Ночью, когда фотосинтез останавливается, часть калия может выделяться через корневую систему, но при появлении первых лучей Солнца, вновь поглощается растением.

В молодых органах растений содержат в 3-5 раз больше калия, чем в старых: его содержание выше в органах и тканях, где интенсивно протекают процессы обмена веществ и деления клеток. Поэтому калий также называют элементом молодости. Калий в больших количествах содержится в пыльце растений. Так, в золе пыльцы кукурузы содержится до 35,5% калия, тогда как на кальций, магний, серу и фосфор приходится в сумме 24,7%. Подвижность калия обусловливает его реутилизацию за счет перемещения из старых листьев в молодые. Поэтому его распределение в растениях характеризуется базипептальным градиентом концентрации, то есть его содержание в листьях и стебле в пересчете на единицу сухого вещества увеличивается снизу в верх.

В клеточном соке содержание калия значительно выше, чем других катионов, и в 100-1000 раз превышает концентрацию в почвенном растворе.

В отличие от азота и фосфора калий концентрируется в вегетативных органах, а не в репродуктивных. Так, в соломе злаков калия в 2 раза больше, а в стеблях кукурузы — в 5 раз, чем в зерне. Поэтому вынос калия с нетоварной частью урожая, обычно больше, чем с товарной, за исключением зернобобовых растений.

Содержание калия в растениях может меняться в зависимости от климатических условий, применяемой агротехники, плодородия почв.

В зерне зерновых культур содержится 15% от всего количества калия в урожае, в соломе — 85%. В клубнях картофеля — до 95%, в ботве — до 5% от общего выноса.

Таблица. Среднее содержание K₂O в урожае некоторых сельскохозяйственных культур, % на абсолютно сухое вещество (по Петербургскому)

Значение калия

Калий регулирует фотосинтез, увеличивает отток углеводов из пластинки листа в другие органы, участвует в синтезе сахаров и высокомолекулярных углеводов — крахмала, целлюлозы, пектиновых веществ, ксиланов.

Калий способствует накоплению моносахаридов в плодовых и овощных культурах, сахарозы в корнеплодах, крахмала в картофеле, утолщает стенки клеток соломины злаковых культур, повышает устойчивость к полеганию, у льна и конопли улучшает качество волокна.

Благодаря накоплению углеводов в клетках растений, калий усиливает осмотическое давление клеточного сока, тем самым повышая холодоустойчивость и морозостойкость растений.

Таблица. Влияние калия на содержание редуцирующих сахаров, сахарозы и крахмала в листьях и черешках томата, % (по Багаеву)

Накопление калия в хлоропластах и митохондриях способствует стабилизации их структуру и образованию АТФ. Он увеличивает гидрофильность коллоидов протоплазмы, при этом уменьшается транспирация, что способствует растениям лучше переносить кратковременные засухи.

Калий участвует в синтезе и обмене белков. При его недостатке синтез снижается с одновременным распадом старых молекул белков. В растениях накапливаются аминокислоты. Оптимизированное калийное питание приводит к повышению доли белка в растениях пшеницы. Усиливается синтез аспарагина и глютамина. Положительное действие калия на синтез белков связано с его влиянием на накопление и трансформацию углеводов (углеводы в процессе дыхания образуют кетокислоты, из которых синтезируются аминокислоты), а также с усилением ферментативной активности синтеза белка.

Калий катализирует синтез витаминов тиамина и рибофлавина, регулирует функционирование замыкающих клеток устьиц листьев.

Калий поглощается растениями в виде катиона и в этой форме остается в клетках и является основным противоионом отрицательно заряженных анионов клетки. Калий создает разность электрических потенциалов между клеткой и средой.

Участвуя в важнейших биохимических процессах, калий повышает устойчивость к различным заболеваниям в течение вегетации и в послеуборочный период, улучшает лежкость плодов и овощей.

Критический период в потреблении калия растениями приходится на первые 15 дней после появления всходов. Период максимального потребления, чаще всего, совпадает с периодом интенсивного прироста биологической массы. У некоторых культур, например, льна, поступление калия останавливается к фазе полного цветения или к цветению — началу молочной спелости, как у зерновых и зернобобовых. У других культур поступление более растянуто и происходит в течение всего вегетационного периода, как у картофеля, сахарной свеклы, капусты.

В районах, в которых действие калийных удобрений наиболее эффективно, их применение обеспечивает на каждый килограмм внесенного калия удобрений прибавку урожая: 2-3 кг зерна, 20-33 кг картофеля, 35-40 кг сахарной свеклы, 1-1,5 кг льноволокна, 20-33 кг сена сеяных трав и 8-18 кг сена луговых трав.

Источник