Роль калия в жизни растенийeeca-ru.ipni.net/ipniweb/region/eecaru.nsf/0...Пресс-тур ОАО «Уралкалий», 29 мая 2013 г. Роль калия

Пресс-тур ОАО «Уралкалий», 29 мая 2013 г.

Роль калия в жизни растений

Носов Владимир Владимирович Региональный директор по Югу и Востоку России, к.б.н. Филиал «Международного института питания растений» в РФ 125466, Москва, ул. Ландышевая, д. 12, офис 17 B Тел.: (495) 580 64 14 [email protected] www.ipni.net eeca-ru.ipni.net

http://eeca-ru.ipni.net/


Содержание презентации

Плодородие почвы Значение калия для растений Повышение урожая и качества в результате

применения калийных удобрений Внешние признаки недостатка калия у

растений Значение калия для здоровья человека


Плодородие почвы


Закон минимума Закон минимума был сформулирован немецким

химиком Юстусом Либихом (работы 1840-1855 гг.). Согласно этому закону, действие отдельного фактора тем сильнее, чем больше он находится в минимуме по сравнению с другими факторами. Другими словами, урожай лимитируется содержанием в почве элементов питания, находящихся в минимуме. Либих объяснил истощение почвы и выдвинул теорию возврата в почву элементов питания, отчуждаемых с урожаем. Теория минерального питания растений стала коренным переворотом в науке.

Аналогичные идеи были опубликованы ранее соотечественником и коллегой Либиха Карлом Шпренгелем (работы 1826-1828 гг.). Поэтому все-таки справедливее называть данный закон «законом минимума Шпренгеля-Либиха».

Источник: van der Ploeg et al., 1999 (цит. по IPI)


Круговорот калия

Источник: адаптировано из IPI, 2012


Анализ почвы позволяет определить ее обеспеченность элементами питания

Обеспечен-ность калием

Содержание калия в почве Метод

Кирсанова Метод

Чирикова Метод

Мачигина Очень низкая 0 - 40 0 - 20 < 100

Низкая 41 - 80 21 - 40 101 - 200

Средняя 81 - 120 41 - 80 201 - 300

Повышенная 121 - 170 81 - 120 301 - 400

Высокая 171 - 250 121 - 180 401 - 600

Очень высокая > 250 > 180 > 600

* Подвижный калий (мг К2О/кг почвы): метод Кирсанова – вытяжка 0.2 М HCl, метод Чирикова – вытяжка 0.5 М СН3СООН, метод Мачигина – вытяжка 1% (NH4)2CO3

Фото: А.П. Цирулев, 2011


Значение калия для растений


Физиологические функции калия:

Источник: В.В. Прокошев, И.П. Дерюгин, 2000

Калий участвует во многих физиологических процессах, протекающих в растении: повышает фотосинтетическую активность, ускоряет отток и

способствует накоплению продуктов фотосинтеза; активизирует функционирование свыше 60-ти ферментов и

ферментных систем; повышает скорость усвоения азота, образование белка и снижает

содержание нитратов в сельскохозяйственной продукции; оптимизирует кислотно-щелочной баланс; усиливает синтез целлюлозы и пектиновых веществ, что

увеличивает толщину клеточных стенок и повышает прочность тканей;

усиливает азотфиксацию и способствует формированию клубеньков на корнях бобовых культур;

снижает интенсивность транспирации и повышает водоудерживающую способность листьев;

снижает поступление радионуклидов в растения.


Значение калия для растений

Источник: адаптировано из В.В. Прокошев, И.П. Дерюгин, 2000

КАЛИЙ оптимизирует

повышает улучшает

Эффективность других элементов

питания

Минеральный состав продукции

Содержание витаминов

Содержание незаменимых аминокислот

Товарность и сохранность продукции

Структуру урожая

Устойчивость к полеганию

Зимостойкость

Засухоустойчи-вость

Иммунитет к болезням и вредителям

Продуктивность пашни

Качество продуктов

переработки


Калий повышает устойчивость растений к засухе

Испарение воды листьями растений осуществляются через поры на поверхности листа (устьица). Калий регулирует движения устьиц.

При недостатке калия закрытие устьиц протекает медленно, вызывая излишние потери воды растением. Опыт, проведенный с растениями ячменя показал, что в засушливых и ветренных условиях при достаточном питании калием устьица закрываются через 5 мин, а при недостатке калия – только через 45 мин.

Источник: P. Imas, 2003; G.R. Kantharaj (preuniversity.grkraj.org); P.A. Gething, 1990

http://preuniversity.grkraj.org/


Калий повышает устойчивость растений к полеганию

При оптимальном питании калием у злаковых культур увеличивается толщина стенок соломины, что делает ее более устойчивой к полеганию.

Источник: S. Kant and U. Kafkafi, 2001; K.M. Bhiah et al., 2010

Без калия С калием

Поперечный срез стебля пшеницы Опыт Университета Новой Англии (Австралия)

Низкая обеспеченность

калием

Хорошая обеспеченность

калием


Калий повышает устойчивость растений к болезням

Без калия С калием Калий увеличивает прочность растительных тканей, толщину клеточных стенок и

защитного восковидного слоя (кутикулы) у растений. При недостатке калия в растительных клетках накапливаются органические соединения, служащие благоприятной средой для развития болезнетворных микроорганизмов. Ломкость стеблей и обвисание початков – типичные признаки фузариозных стеблевых гнилей кукурузы, усиливающихся при недостатке калия.

Источник:Ji-yun Jin et al., 2007


Калий повышает устойчивость растений к болезням

Полевые опыты IPI на полях фермеров в штате Чхаттисгарх, Индия (март 2005). Почва – краснозем. Клубни 3-х растений.



Калий повышает устойчивость растений к вредителям

Источник: цит по Т. Bruulsema et al., 2010

Полевой опыт Университета штата Мичиган (США)

При недостатке калия в растительных клетках накапливаются органические соединения, служащие благоприятной средой для питания вредителей. Содержание аспарагина в растительном соке повышается при снижении обеспеченности почвы калием (эта аминокислота выделяется для поддержания осмотического баланса при недостатке калия у растений). Аспарагин – хорошая «пища» для тли.


Калий снижает поступление радионуклидов в растения

Источник: Ю.В. Путятин и др., 2005

Яровой рапс. Полевой опыт Института почвоведения и агрохимии НАН Беларуси на дерново-подзолистой супесчаной почве в Гомельской обл. Республики Беларусь. Фон – N90P90, без известкования.

120

140

160

180

200

60 120 180

137 C

s, Б

к/кг

сем

ян

Доза калия, кг/га

Цезий-137

120

140

160

180

200

60 120 180

90Sr

, Бк/

кг с

емян


Стронций-90


Повышение урожая и качества в результате применения калийных удобрений


Озимая пшеница

Вариант опыта

Предшественник – подсолнечник

Предшественник – соя

Урожай зерна,

т/га

Прибавка, %


т/га

Прибавка, %

Без калия 4.92 - 6.29 -

С калием 5.44 11 6.64 6

Опыты ВНИИ масличных культур на выщелоченном черноземе в Краснодарском крае. Средние данные за 19 лет. Фон N120P90, доза К – 60 кг/га.

Источник: цит. по Малюга Н.Г., 2012


Яровая пшеница

Источник: Е.В. Агафонов и В.Н. Олейнов, 2008

Сорт Вариант опыта


т/га

Прибавка, %

Новодонская Без калия 2.21 -

С калием 2.55 15

Вольнодонская Без калия 2.03 -

С калием 2.45 21

3-х летние (2003-05) полевые опыты Донского ГАУ на черноземе южном в Ростовской обл. Сорта яровой твердой пшеницы. Фон N60P60, доза К – 40 кг/га.


Яровая пшеница

2.40

3.49

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

Урож

ай з

ерна

, т/гa


Опыт проведен в 2011 г. в сотрудничестве с Башкирским ГАУ в Республике Башкортостан на черноземе выщелоченном. Фон – N150P25, доза К – 28 кг/га. Проведена обработка семян Cu и Zn.


Пшеница

Полевые опыты IPI на полях фермеров в районе Динаджпур, Бангладеш (март 2005). Аллювиальная песчаная почва. Колосья 5-ти растений.



Гречиха

Источник: Р.Р. Дашкина, Н.В. Чечеткина, 2010

Полевой опыт РГАЗУ на серой лесной почве Республики Татарстан. Среднее за 2008-2009 гг. Фон – N50P20, 1-я и 2-я дозы К – 20 и 40 кг/га соответственно.


Урожай зерна, т/га

Прибавка, %

Низкая доза калия 1.57 -

Рекоменд. доза калия 1.91 22


Люцерна

Источник: Е.В. Думачева, И.К. Ткаченко, 2010

3-х летние полевые опыты (2000-03) Белгородского ГУ на черноземе типичном Белгородской обл. Фон - P60. При внесении калия повышалось содержание незаменимых аминокислот, что улучшало биологическую ценность корма.

14

15

16

17

18

19

6.0

6.5

7.0

7.5

8.0

8.5

9.0

0 60 90 120Доза калия, кг/га

Урожай сухого вещества, т/га

Сырой протеин в зеленой массе, %

Урожай сухого вещества, т/га

Сырой протеин в зеленой массе, %


Луговые травы

Вахтово-мятликовый заболоченный луг: 3-х летние полевые опыты (2008-2010 гг.) Бурятской ГСХА и ИОЭБ на торфяной почве Республики Бурятия. Фон - N60P60Cu5.

Источник: Е.С. Кoрнакова и др., 2012

5.90

7.64

8.40

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

9.0

0 30 60 90

Урож

ай с

ена,

т/га



Кукуруза


Урожай зерна, т/га

Прибавка, %

2011 2012 2011 2012

Без калия 8.43 7.38 - -

С калием 8.99 7.50 7 2

Опыты проводятся в хозяйствах Ростовской обл. в сотрудничестве с ЮФУ. Почва – чернозем обыкновенный карбонатный. Средние данные за 2011-2012 гг. Урожайность – при влажности 15.5%. Проведена обработка семян Zn. Фон - N100P80, доза К – 60 кг/га.


Соя


Урожай семян,

т/га

Прибавка, %

Сырой протеин,

%

Без калия 1.87 - 39.4

С калием 2.36 26 41.2

3-х летние (2000-02) полевые опыты Донского ГАУ на черноземе обыкновенном в Ростовской обл.). Фон - N60P90, доза К – 60 кг/га.

Источник: Е.В. Агафонов и С.А. Гужвин, 2008


Сахарная свёкла


Урожай корнеплодов,

т/га

Прибавка, %

Сахаристость, %

Сбор сахара,

т/га

Прибавка, %

Без калия 39.1 - 15.8 6.18 -

С калием 42.7 9 16.0 6.83 11

Полевой опыт Краснодарского НИИСХ (Северокубанская СХОС) на черноземе обыкновенном в Краснодарском крае. Усредненные данные за 3 ротации севооборота (1979-2008 гг.). Фон - N60P80, доза K – 60 кг/га.

Источник: С.И. Баршадская и Ф.И. Дерека, 2012


Картофель

17.0

17.8

18.7

16

17

18

19

0 30 60

Урож

ай к

лубн

ей, т

/га


3-х летние полевые опыты (1999-2001) Красноярского ГАУ на черноземе выщелоченном в Красноярском крае. Фон - N60P60.

Источник: Е.И. Волошин, 2006


Картофель

3-х летние полевые опыты (1999-2001) Красноярского ГАУ на черноземе выщелоченном (Красноярский край). Фон N60P60, доза К – 60 кг/га.



Масса клубней с одного куста, г

всего крупных, >100 г

средних, >50 г

мелких, <50 г

Без калия 444 224 126 95

С калием 497 267 140 91


Картофель


3-х летние полевые опыты (1999-2001) Красноярского ГАУ на черноземе выщелоченном (Красноярский край). Фон - N60P60.

12.6 12.7

13.1

12.0

12.5

13.0

13.5

0 30 60

Крах

мал

, %



Картофель

Полевые опыты IPI на полях фермеров в штате Чхаттисгарх, Индия (март 2005). Почва – краснозем. Товарные клубни 3-х растений.



Овощные корнеплоды

Источник: В.А. Борисов и др., 2012

Полевой опыт ВНИИ овощеводства на аллювиальной почве Московской обл. Средние данные за 2008-11 гг. Зимнее хранение корнеплодов при 0-1°С. Выход товарной продукции – % к исходной массе продукции. Фон - N60P60, доза К – 120 кг/га.

85

90

95

100

Дайкон Редька черная

Брюква Репа

Вы

ход

това

рной

пр

одук

ции

посл

е хр

анен

ия,

%

Без калия

С калием


Репа

Полевой опыт ВНИИ овощеводства на аллювиальной почве Московской обл. Средние данные за 2007-10 гг. Фон - N60P60, доза К - 120 кг/га.

Источник: В.А. Борисов и др., 2012


Глюкоза, %

Дисахариды (сахароза и

др.), %

Витамин С, мг-%

Нитраты, мг/кг

Без калия 1.3 3.0 16.2 176

С калием 1.6 3.4 20.5 112


Баклажан

Полевые опыты IPI на полях фермеров в штате Чхаттисгарх, Индия (февраль 2005). Почва – краснозем.

Без калия Низкая доза калия

Рекомендуемая доза калия


Внешние признаки недостатка калия у растений


Общие признаки

«Краевой ожог» нижних листьев – характерный признак недостатка калия у растений.

Калий – подвижный элемент в растении и

легко передвигается из старых частей растения в активно растущие молодые. Поэтому недостаток калия сначала проявляется на нижних листьях. Верхние листья при этом остаются зелеными и сохраняют здоровый вид.


Кукуруза

Источник: C.R. Crozier; M.K. Sharma and P. Kumar (IPNI Crop Nutrient Deficiency Image Collection)


Пшеница

Источник: M.K. Sharma and P. Kumar (IPNI Crop Nutrient Deficiency Image Collection)


Соя

Источник:E. Francisco (IPNI Crop Nutrient Deficiency Image Collection)


Рапс

Источник: K+S KALI GmbH


Люцерна

Источник: A.E. Ludwick (IPNI Crop Nutrient Deficiency Image Collection)


Тыква

Источник: T.N. Rao (IPNI Crop Nutrient Deficiency Image Collection)


Яблоня

Источник: IPN (IPNI Crop Nutrient Deficiency Image Collection)


Значение калия для здоровья человека


Калий и здоровье человека

Источник: J. Anderson et al., 2008

Суточная потребность человека в калии составляет 4.7 г (К).

Богатая калием диета рекомендуется при повышенном артериальном давлении. Предполагается, что это способствует выведению излишних количеств натрия из организма. Калий и натрий отвечают за поддержании водного баланса в организме человека.

При тяжелой мышечной нагрузке также необходимо употреблять богатые калием продукты. Это требуется для компенсации потерь калия из мышц при нагрузке (а также небольших потерь калия при потообразовании) и позволяет избежать возможных судорожных явлений в мышцах и кардиоваскулярных нарушений.


Содержание калия в овощах и фруктах

Источник: адаптировано из USDA (цит по J. Wiebel, 1997)

Овощи и фрукты (съедобная часть) К, мг/кг Кол-во продукта, кг/день Шпинат 4700 1.0 Капуста листовая (Brassica oleracea L., var. acephala) 4500 1.0 Картофель 4070 1.2 Брокколи 3820 1.2 Горчица (зелень) 3770 1.2 Кольраби 3720 1.3 Банан 3700 1.3 Морковь, сельдерей 3410 1.4 Свекла столовая 3350 1.4 Горох овощной (зеленый горошек) 3160 1.5 Слива 2990 1.6 Цветная капуста 2950 1.6 Водяной кресс (Nasturtium officinale L.) 2820 1.7 Абрикос 2810 1.7


Спасибо за внимание!

Выше урожай и качество, сохраняя окружающую среду... С помощью науки

www.ipni.net

Documents

Роль калия в жизни растенийeeca-ru.ipni.net/ipniweb/region/eecaru.nsf/0...Пресс-тур ОАО «Уралкалий», 29 мая 2013 г. Роль калия