Miért nélkülözhetetlen a növényeknek?
Az előző számban elkezdtünk egy két részből álló cikksorozatot, amelyben a foszforral foglalkoztunk: bemutattuk természetbeni előfordulását, felhasználását és talajbeli tulajdonságait. Ezek ismeretében hatékonyabbá tehetjük a trágyázást. Most a kálium következik.
Miért különleges elem a kálium? Egy kis kémia
A kálium egy alkálifém: késsel vágható, ezüstös színű könnyűfém. Érdekessége, hogy elégetve fakóibolya lánggal ég. Nagy reakcióképessége miatt könnyen oxidálódik, például vízzel heves reakcióba lép, ezért az elemi fémet teljesen zártan kell tárolni. A műtrágyagyártás mellett a robbanóanyagok és a tűzijátékok előállításánál is használják.
Hol található a természetben a kálium?
A természetben a kálium ásványokban található, amelyek közül a leggyakoribbak a földpát, a biotit és a muszkovit (csillámok). Szilikátokban is előfordul (K-, Al-szilikát), de magas káliumtartalmú az illit is. Ezenkívül megtalálható szulfátokban, borátokban és kloridokban is. A mikroszervezetek szintén tartalmaznak káliumot, hektáronként akár 3 tonnányit is.
Mennyi kálium hasznosul ténylegesen?
A talajban nagy mennyiségű kálium raktározódik, de jelentős része (akár 98–99%) a növények számára felvehetetlen formában van. A könnyen elérhető kálium egyik része a talajoldatban lévő ion, a másik pedig a kolloidok felületén adszorbeált forma, ahonnan ioncserével szabadulhat fel. A nem kicserélhető, ezért nem mobilis kálium az agyagásványokban, illetve a primer ásványok kristályrácsaiban található. A talajban négy formában fordul elő, de növénytermesztési szempontból csak az első kettő hasznosítható a növények táplálására. Ez a mennyiség azonban a teljes káliumtartalomnak mindössze körülbelül 1%-át jelenti.
A kálium körforgalma
Vegyük a talajt alapnak, és különböztessünk meg egy bevételi és egy kiadási oldalt. A bevételi oldalon a talajba természetes úton is kerülhet kálium: állati és növényi maradványokból, valamint a csapadék révén, amely évente hektáronként 2–6 kilogrammal növeli a mennyiségét.
Emberi tevékenység következtében pedig szerves- és műtrágyázás által. A humuszanyagok is tartalmaznak káliumot, de jelentősége csekély a talajoldat káliumionnal való ellátásában. A talaj szervesanyag-készletéből a mikroorganizmusok beépítik a káliumot saját szervezetükbe, amely így felszabadul ugyan, de a mikrobákban újra lekötődik. Erre az oldalra tehető a talajban lévő ásványokból, mállás útján felszabaduló, nagy mennyiségű kálium is. Ennek a folyamatnak van egy kémiai és egy fizikai oldala is, a nedvességfelvétel, majd kiszáradás, fagyás-olvadás. A kiadási oldalon – ha a mennyiségeket vesszük alapul – a terméssel elvitt kálium a legjelentősebb, évente akár 300 kg tiszta hatóanyag is lehet hektáronként.
Létezik a kálium-fixáció is: ilyenkor a káliumionok az agyagásványok rétegrácsaiban kötődnek le. Azokon a talajokon, ahol magas az illitkoncentráció, ez az irreverzibilis folyamat erőteljesebben zajlik. Mállás során ugyanis az illitekből montmorillonitok, a montmorillonitokból vermikulitok, szmektitek, kálium-fixáló agyagásványok keletkeznek. A hosszú mállási folyamat során ezekből az agyagásványokból ismét felszabadulhat a kálium. A kálium mennyiséget csökkenti a kimosódás is, amely jelentős mértékben függ a talajok agyagtartalmától. Homoktalajok esetében, ahol kevés a kolloid, akár 10-szer annyi kálium mosódhat ki, mint egy agyagos talajnál, itt nagyon csekély, évi 1–2 kg lehet hektáronként.
A talajoldatban dinamikus egyensúly van a kicserélhető és a nem kicserélhető káliumionok között. Érdekesség, hogy a kálium erős kémiai kötéseket nem képez, így az elhalt növényi maradványokból ion formájában kimosódik.
Kálium a növényben
A talajoldat 1 litere körülbelül 1–100 mg káliumot tartalmaz, a növények innen veszik fel gyökereikkel K+ formájában, aktív (a gyökérlégzésből nyert energiával) ioncserével. Ebből következik, hogy levegőtlen, hideg talajokon csökken a kálium felvétele. Az alacsony pH és az ionantagonizmus (a nagy mennyiségű kalcium és magnézium) szintén gátolhatja a felvételét. Szerepe összetett: elsősorban a növények vízháztartását szabályozza, befolyásolja a sejtek ozmotikus nyomását, és javítja a vízfelhasználás hatékonyságát.
A párologtatásra is hatással van azáltal, hogy szabályozza a sztómazáró sejteket. A gyökerek vízfelvételére is hat. Másik fontos szerepe a betegségellenállóság fokozásában rejlik. Vastagítja a sejtfalakat, a bőrszövetet, így a gombafonalak behatolása a sejtekbe, sejtközötti térbe nehezebbé válik, emellett a fagy- és szárazságtűrést is javítja, a szárdőlést pedig csökkenti. A dohány esetében javítja a levelek éghetőségét, és ezzel együtt a minőségüket is. Enzimaktivátorként is működik: szerepet játszik a szénhidrát-, fehérje- és nukleinsav-szintézis folyamataiban részt vevő enzimeknél.
Érdekesség, hogy a talajoldatban – a savanyú talajokat kivéve, ahol a kálium felvétele gátolt – a kalcium- és magnéziumionok nagyobb arányban vannak jelen, mint a kálium, a növény mégis képes ezeknél több káliumot felvenni. Ennek oka az aktív transzport. A növények gyökerei által könnyen kicserélhető kálium a fentebb említett agyagásványok és a szerves anyagok felületének negatív töltésű helyein kötött, ahonnan egy ugyanolyan méretű és vegyértékű ammóniumionra cserélődik. Azonban a káliumionok kötődése nem olyan erős, mint a kalcium- és magnéziumionoké.
Hogyan ismerhető fel időben a hiánya?
A látható tünetek – a levélcsúcstól induló levélszéli barnulás és elhalás – ennél az elemnél csak később jelentkeznek. Ekkorra a növény már egy ideje „éhezik”, így a terméscsökkenés bekövetkezése is valószínűbb. Ha kevés a kálium a növényben, az idősebb levelekből képes a fiatal levelek felé vándorolni, ezért a hiány először az idősebb leveleken jelenik meg. Nem kielégítő káliumellátás esetén a növények száraz időben hamarabb lankadnak. A hiány eleinte klorofillvesztéssel járhat, majd a tünetek súlyosbodásával a levelek csúcsa és szélei feltűnően barnulnak és száradnak. Betegségre hajlamosabb lesz az állomány. A káliummal jól ellátott növény szárazanyagában – kortól és fajtól függően – 3–6% is lehet a káliumtartalom, míg hiány esetén 1,5% alá is csökkenhet.
Mi történik, ha túl sok a kálium?
A káliumon, mint tápanyagot nagyon nehéz „túladagolni”, de ha mégis túl sok, a növények magnéziumból és kalciumból nem lesznek képesek a szükséges mennyiséget felvenni, így ezen elemek hiánytünetei lesznek észlelhetők.
A kálium trágyázása
A káliumműtrágyákat alapvetően kőzetekből állítják elő. Legnagyobb lelőhelyeik Németországban, Kanadában, Izraelben, az Amerikai Egyesült Államokban, Oroszországban és Fehéroroszországban találhatók. A leggyakrabban előforduló és legegyszerűbb káliumásvány a szilvin, amelyben KCl formájában található. A káliumsók ősi tengerek kiszáradása során rakódtak le, később betemetődtek, innen lehet őket bányászni. Először Strassfurtban találtak ilyen lelőhelyet. Felhasználásuk a 19. század közepéig nyúlik vissza. Manapság a káliumműtrágyákból többféle is létezik:
‑ KCL, vagy más néven kálisó: hatóanyagtartalma megközelítőleg 40, 50 és 60% is lehet. Alkalmazásuknál figyelni kell a kezelendő kultúra igényeire, mert a kertészeti növények zöme kloridérzékeny, így inkább az ismert szántóföldi növényfajoknál használjuk.
‑ KNO₃, kálium-nitrát: 45%-ban tartalmaz kálium-hatóanyagot, emellett közel 14% nitrogént is biztosít a növénynek.
‑ Kálium-szulfát (K2SO4): 48–52% kálium mellett 18% kén trágyázását is meg tudjuk oldani vele.
‑ Leginkább kertészeti kultúráknál használatos a tökéletesen oldódó kálium-foszfát (KH₂PO₄). A káliumműtrágyák hatóanyagtartalmát oxid formában fejezzük ki (K2O% = 0,83 K%).
Általában őszi alaptrágyaként juttatjuk ki őket, homoktalajokon azonban célszerűbb a tavaszi kijuttatás kolloidszegény tulajdonságuk miatt. Bár nem általános, de startertrágyaként is alkalmazhatók, illetve minőségjavítás céljából fejtrágyázásra is használhatók. Ezekben az esetekben azonban könnyen oldódó formát érdemes választani.
Láthatjuk, hogy mind az előző számban tárgyalt foszfor, mind a kálium fontos részét kell, hogy képezze trágyázásunknak. A tápanyag-gazdálkodás során érdemes odafigyelni talajaink készleteire. Bár a káliumműtrágyák a nitrogénhez képest drágábbak, termesztett növényeink egészséges, egyenletes fejlődéséhez elengedhetetlenek.
SZERZŐ: DR. DÓKA LAJOS FÜLÖP ADJUNKTUS, DR. SZABÓ ÉVA ADJUNKTUS, DR. SZABÓ ANDRÁS ADJUNKTUS • DE MÉK NÖVÉNYTUDOMÁNYI INTÉZET
MezőHír Tudástár: kálium a növényekben – a kálium javítja a növények vízháztartását, ellenállóságát és terméshozamát. Hiánya barnulást, túladagolása tápanyag-egyensúlyzavart okoz.
