نقش پتاسیم در رشد و نمو گیاهان

پتاسیم با نماد شیمیایی (K) یکی از ۱۷ عنصر ضروری برای رشد و تولیدمثل در گیاهان است. این عنصر مانند نیتروژن (N) و فسفر (P) جزئی از مواد مغذی‌ اصلی (ماکرو) است. پتاس با فرمول شیمیایی K_۲O شناخته شده و برای بیان مقدار مواد کودی مختلف که حاوی پتاسیم هستند استفاده می‌شود، این مواد شامل کلرید پتاسیم (KCI)، سولفات پتاسیم (K_۲SO_۴)، سولفات پتاسیم و منیزیم (K_۲SO_۴ ۲MgSO_۴) و نیترات پتاسیم (KNO_۳).

پتاسیم در گیاهان

در تمامی فرآیندهایی که برای حفظ رشد و تولیدمثل گیاه انجام می‌شود، پتاسیم نقش اساسی دارد. کمبود پتاسیم در گیاه موجب کاهش مقاومت گیاه به خشکی، غرق‌آبی و دماهای بالا و پایین می‌شود. همچنین کمبود پتاسیم موجب کاهش مقاومت گیاه در مقابل آفت‌ها، عوامل بیماری‌زا و حمله نماتدها می‌شود. به‌دلیل اینکه پتاسیم سلامت کلی اندام‌های در حال رشد را بهبود می‌بخشد و از گیاه در مقابل بیماری‌ها محافظت می‌کند، این عنصر به‌عنوان ماده مغذی که «کیفیت» را حفظ می‌کند شناخته می‌شود. پتاسیم، کیفیت عواملی چون اندازه، شکل، رنگ و قدرت دانه و بذر را تحت تأثیر قرار می‌دهد، همچنین این ماده کیفیت الیاف پنبه را بهبود می‌بخشد. پتاسیم موجب افزایش برداشت محصول می‌شود زیرا:

• رشد ریشه را افزایش می‌دهد و تحمل در برابر خشکی را بهبود می‌بخشد.
• سلولوز تولید می‌کند و موجب کاهش lodging در گیاه می‌شود.
• حداقل ۶۰ نوع آنزیم که در رشد مؤثر هستند را فعال می‌سازد.
• در فرآیند فتوسنتز و تولید غذا نقش دارد.
• در انتقال قندها و نشاسته‌ها کمک می‌کند.
• موجب تولید دانه‌هایی با نشاسته زیاد می‌شود.
• میزان پروتئین موجود در گیاه را افزایش می‌دهد.
• آماس گیاهی را حفظ کرده، کمبود آب و پلاسیدگی گیاه را کاهش می‌دهد.
• از گسترش بیماری‌ها و نماتدهای گیاهی جلوگیری می‌کند.

جذب پتاسیم توسط محصولات

زمان جذب پتاسیم در گیاهان مختلف باهم متفاوت است. با این حال، عموماً گیاهان اغلب نیاز پتاسیم خود را مانند نیتروژن و فسفر در مراحل اولیه رشد جذب می‌کنند. آزمایشاتی که برروی جذب پتاسیم توسط ذرت انجام‌شد نشان داد که ۷۰ الی ۸۰٪ از میزان جذب در زمان ابریشم‌سازی صورت می‌گیرد، پس از گذشت سه الی چهار هفته از زمان ابریشم‌سازی نیز ۱۰۰٪ مقدار جذب پتاسیم انجام شده‌است. انتقال پتاسیم از برگ‌ها و ساقه‌ها به‌سمت دانه نسبت به فسفر و نیتروژن کمتر است. در زمان تشکیل دانه منبع پتاسیم نقش ضروری ندارد.

محصول	تولید (تن در هکتار)	جذب پتاس (کیلوگرم بر هکتار)
یونجه	۴۵ کیلوگرم بر  تن	۶۷۵
ذرت	۱۲٫۵ تن در هکتار	۲۹۹
پنبه (لیف)	۱۷۰۰ کیلوگرم در هکتار	۲۳۶
دانه سورگوم	۹۰۰ کیلوگرم در هکتار	۲۷۰
بادام زمینی	۴۵۰۰ کیلوگرم در هکتار	۲۰۸
دانه سویا	۳۷۵۰ کیلوگرم در هکتار	۲۳۰
گندم	۵ تن در هکتار	۱۸۲

نکته: محتوای پتاسیم موجود در کودها با K_۲O نشان داده می‌شود، با این حال چنین ترکیبی در کودها وجود ندارد و در نتیجه این ماده نه توسط گیاه جذب می‌شود و نه در آن یافت می‌شود. تحلیل بافت گیاه و خاک معمولاً با درصد پتاسیم بیان می‌شوند (K)، اما کودها به شکل پتاس K_۲O بیان می‌شوند. برای تبدیل K به K_۲O مقدار K را در ۱٫۲ ضرب کنید. برای تبدیل K_۲O به K مقدار K_۲O را در ۰٫۸۳ ضرب کنید.

حذف پتاسیم در محصولات

جذب و کاربرد مواد مغذی فرآیندی مهم در گیاه است، اما گیاهان بیش از آنچه که پتاسیم با برداشت محصول از خاک حذف می‌شود، از خاک پتاسیم جذب می‌کنند. برای مثال، برای تولید ۱۲ تن محصول ذرت در هر هکتار، گیاه نیاز دارد که ۳۰۰ کیلوگرم در هکتار پتاس جذب و استفاده کند. اما بعد از اینکه دانه‌های ذرت برداشت شد، تنها ۱۱۲ کیلوگرم در تن یا معادل ۵۶ کیلوگرم در هکتار است از مقدار پتاس خاک حذف می‌شود. اگر ذرت به‌صورت علف‌های سبز برداشت می‌شد، ۳٫۳ کیلوگرم بر تن از مقدار پتاس زمین کم می‌شد. بنابراین، ۸۰ تن بر هکتار محصول سبز می‌تواند ۲۶۳ کیلوگرم بر هکتار از پتاس را حذف کند. مدیریت برداشت محصول عامل مهمی در تنظیم برنامه کوددهی پتاس است. در هنگام برداشت محصول، اگر تمام گیاه از خاک خارج شود، مانند یونجه، بایستی از پتاس بیشتری برای جایگزینی در خاک استفاده کرد. اما در حالتی که دانه، الیاف یا میوه برداشت می‌گردد مقدار پتاس مورد نیاز کمتر است. اغلب پس از برداشت یونجه و محصولات سبز، حذف پتاس از خاک می‌تواند راهنمای مناسبی در برنامه‌ریزی کوددهی به خاک باشد. در مورد سایر محصولات، مانند دانه‌ها، آزمایش خاک بهترین پیشنهاد را ارائه می‌نماید.

محصول	میزان حذف پتاس
یونجه	۴۹.۰ lb/ton
دانه ذرت	۰٫۲۵ lb/bu
ذرت سبز	۷٫۳۰ lb/ton
کوفلن (الیاف)	۱۹٫۰ lb/bale
دانه سورگوم	۰٫۲۷ lb/bu
بادام زمینی (دانه)	۱۷٫۰ lb/ton
دانه برنج	۰٫۱۶ lb/bu
دانه سویا	۱٫۱۸ lb/bu
چقندرقند	۳٫۵۰ lb/ton
بوریا (DM)	۵۴٫۰ lb/ton
دانه گندم بهاری	۰٫۳۳ lb/bu
دانه گندم زمستانی	۰٫۲۹ lb/bu

علائم کمبود پتاسیم

انتقال پتاسیم در داخل گیاه بسیار بالاست به‌نحوی که می‌تواند از بافت‌های پیر به‌سمت بافت‌های جوان حرکت کند. در نتیجه، علائم کمبود پتاسیم در مرحله اول در برگ‌های پایینی گیاه دیده می‌شود و سپس با افزایش کمبود این ماده علائم به‌سمت قسمت‌های بالایی گیاه حرکت می‌کند. یکی از شایع‌ترین علائم کمبود پتاسیم در گیاه سوختگی زردرنگ (کلروز) است که در حاشیه برگ اتفاق می‌افتد. در حالت‌های شدیدتر، حاشیه سوخته برگ از آن جدا می‌شود. درمورد گیاهانی که برگ‌های پهن دارند، مانند سویا یا پنبه، تمامی برگ ممکن است فرو بیفتد که نتیجه آن از بین رفتن گیاه پیش از بلوغ است.

گیاهانی که با کمبود پتاسیم مواجه می‌شوند رشد کندی دارند و توسعه سیستم ریشه ضعیف است. ساقه‌ها ضعیف هستند و غلاتی مانند ذرت و دانه‌های کوچک دچار رکود در رشد می‌شوند. سبزی و حبوبات معمولاً در رقابت برای دستیابی به پتاسیم ضعیف هستند و توسط علف‌هایی که در اطراف قرار دارند، کنار زده می‌شوند. وقتی پتاسیم کافی نیست گیاهان چندساله‌ای مانند یونجه و چمن درمعرض سرمازدگی قرار می‌گیرند.

پتاسیم خاک

پتاسیم نسبتاً غیرقابل‌دسترس

بین ۹۰ تا ۹۸٪ از کل پتاسیم موجود در خاک، در مواد معدنی اولیه غیرمحلول وجود دارد که در مقابل تجزیه شیمیایی مقاوم هستند. آن‌ها پتاسیم را به آرامی آزاد می‌کنند و مقدار آن نسبت به نیازی که محصولات در حال رشد دارند، کم است.

پتاسیم با دسترسی اندک

این شکل از پتاسیم در حدود ۱ تا ۱۰ درصد از منبع پتاسیم را شامل می‌شود که منشأ آن یا مواد معدنی اولیه حل‌شده در خاک است یا از کودهای پتاسیم ناشی می‌شود. این پتاسیم به سطح ذرات رس می‌چسبد که در این حالت یا با آن‌ها پیوند برقرار می‌کند یا به‌صورت تثبیت‌شده در می‌آید. در نتیجه پتاسیمی که بین لایه‌های رس قرارگرفته است به آرامی در اختیار گیاه قرار می‌گیرد. مقدار واقعی پتاسیم در دسترس در این شیوه به نوع و مقدار رسی که موجود است بستگی دارد.

پتاسیم قابل دسترس

پتاسیمی که به‌راحتی در دسترس گیاه قرار می‌گیرد بین ۰٫۱ تا ۲ درصد از کل پتاسیم موجود در خاک است. این پتاسیم در ترکیب خاک به‌صورت حل‌شده قرار دارد و در مبادلات رس و مواد ارگانیک حفظ می‌شود. این پتاسیم «قابل تبادل» است زیرا توسط یون‌های با بارمثبت دیگر (کاتیون‌ها) قابلیت جایگزینی دارد که شامل هیدروژن،‌ کلسیم و منیزیم هستند. این تبادل به‌سرعت و مکرراً انجام می‌شود. پتاسیم موجود در محلول خاک ممکن است یا توسط گیاه جذب شود یا به‌وسیله آب‌شویی از بین برود، این اتفاق معمولاً در خاک‌های شنی با بافت درشت بیشتر دیده می‌شود.

پتاسیم و تعادل مواد مغذی در گیاه

برای بیشترین جذب پتاسیم از کود، باید سایر مواد مغذی در گیاه کافی باشند، بین پتاسیم و برخی از مواد مغذی ارتباطات خاصی وجود دارد. کوددهی بالای پتاسیم ممکن است باعث دسترسی کمتر گیاه به منیزیم شود. در نتیجه گیاهی که در حال رشد است با کمبود منیزیم مواجه شده و از سوی دیگر نیز منیزیم موجود در خاک هم کم می‌شود. این مشکل اغلب برای محصولاتی که در خاک‌های شنی قرار دارند بروز می‌کند. در طرف مقابل، وقتی گیاه در خاکی رشد می‌کند که منیزیم فراوان دارد از کمبود پتاسیم رنج خواهد برد، اگر خاک مقدار فسفر بالا و پتاسیم کم داشته باشد این مشکل بیشتر خود را نشان می‌دهد.

آب‌شویی پتاسیم در خاک‌های شنی اسیدی را می‌توان به‌کمک آهکی‌کردن خاک pH را از ۶٫۲ تا ۶٫۵ کاهش داد. با این حال استفاده از نرخ‌ بالای آهک در خاکی که کمبود پتاسیم دارد ممکن است موجب کمبود پتاسیم در گیاهان در حال رشد شود. این مشکل اغلب برای خاک‌هایی رخ می‌دهد که رس نوع ۲:۱ در آن فراوان است (مانند رس‌های مونت‌موری‌لونیت). درمورد رس‌های نوع ۱:۱ (مانند کائولینیت) این مشکل کمتر دیده می‌شود.

کودهای پتاسیم (پتاس)

به‌علت فعالیت بالای عنصر پتاسیم، این ماده در حالت خالص در طبیعت یافت نمی‌شود. البته می‌توان به خالص‌سازی این ماده پرداخت، اما باید در روغن مخصوصی نگهداری شود تا خالص باقی بماند و از واکنش‌های شدید محافظت شود. ذخایر پتاس به‌شکل صفحات نمکی جامد در زیر پوسته سطح زمین و زیر دریاها و دریاچه‌های در حال نابودی یافت می‌شود.

مواد کودهای مختلف پتاسیم و درصد مواد مغذی در آن‌ها

ماده	فرمول شیمیایی	N	P۲O۵	K۲O	S	MG
کلراید پتاسیم	KCl			۶۰-۶۲
سولفات پتاسیم	K۲SO۴			۵۰-۵۲	۱۸
سولفات منیزیم پتاسیم	K۲SO۴ ۲MgSO۴			۲۲	۲۲	۱۱
نیترات پتاسیم	KNO۳	۱۳		۴۴
نیترات سدیم پتاسیم	KNa(NO۳)۲	۱۵		۱۴
هیدرواکسید پتاسیم	KOH			۸۳
کربنات پتاسیم	K۲CO۳KHCO۳			< ۶۸
اورتوفسفات پتاسیم	KH۲PO۴K۲HPO۴		۳۰-۶۰	۳۰-۵۰
پلی‌فساف پتاسیم	K۴P۲O۷		۴۰-۶۰	۲۲-۴۸
متافسفات پتاسیم	KPO۳		۵۵-۵۷	۳۸

نحوه استفاده از کودهای پتاسیم

نحوه‌ی استفاده‌ی مکانی (Placement)

کودهای پتاسیم مرسوم کاملاً در آب حل می‌شوند و گاهی اوقات محتوای نمک بالایی دارند. در نتیجه وقتی خیلی به بذر یا پیوند نزدیک باشد ممکن است موجب کاهش جوانه‌زنی بذر و مرگ گیاه شوند. این آسیب وارده از کود بیشتر در خاک‌های شنی تحت شرایط خشکی و با نرخ کوددهی بالا رخ می‌دهد، به‌ویژه در مورد نیتروژن و پتاسیم این حالت بیشتر دیده می‌شود. برخی از محصولات مانند سویا، پنبه و بادام‌زمینی نسبت به ذرت،‌ به آسیب کود حساس‌تر هستند. برای جلوگیری از این آسیب باید نحوه‌ی کوددهی به‌گونه‌ای باشد که از اطراف بذر حدود ۷٫۵ سانتی‌متر و از زیر بذر حدود ۵ سانتی‌متر فاصله داشته باشد. زمانی که نرخ استفاده از پتاسیم کم است یا سطح پتاسیم خاک پایین است، استفاده از نوار موقعیت برای کوددهی پتاسیم مؤثرتر از حالت استفاده گسترده است.

نحوه‌ی استفاده گسترده (Broadcast)

اگر چنانچه از کود پتاسیم زمانی استفاده کنیم که کمترین کشت در زمین وجود دارد، نتیجه این می‌شود که بیشتر پتاسیم مورد استفاده در ۲٫۵ الی ۵ سانتی‌متری سطح خاک باقی می‌ماند؛ این در حالی است که اگر روی زمین کشت متداول وجود داشته باشد بیشتر کود در بخش شخم‌زده شده خاک توزیع می‌شود. ذرت به‌علت سیستم ریشه قوی که در سطح بالایی خاک دارد، در شرایط بدون کشت مقدار پتاسیم موردنیاز خود را جذب می‌کند. تحلیل برگ ذرت نشان می‌دهد که محتوای پتاسیم کمتری در شرایط حداقل کشت نسبت به کشت متداول وجود دارد،‌ علت آن یکی موقعیت استفاده از پتاسیم و دیگری هوادهی ضعیف‌تر است. برای ذخیره پتاسیم کافی می‌توان در شرایط بدون کشت از نرخ بالاتری از کوددهی استفاده کرد.