Fyziológia rastlín - Draslík

Celkový obsah draslíka v pôde je až 10-násobne vyšší ako dusíka a fosforu, čo možno vysvetliť tým, že už samé horniny, z ktorých pôdy vznikali, obsahujú draslík (trachyty 3 – 5 %, žuly, ruly 4 – 6 %). Pôdy obsahujú od 0,8 – 3,2 i viac % draslíka. Zvyšovaním hlinitého i ílovitého podielu sa zvyšuje aj obsah draslíka v pôde. Z hľadiska prístupnosti pre rastliny a druhu väzby sa rozlišujú 3 skupiny draslíka v pôde:
1.draslík nevýmenný
2.draslík výmenný
3.draslík rozpustný vo vode

Medzi minerály s väčším obsahom draslíka patria:
1.Sľudy (biolit, muskovit)
2.Živce (ortoklas, albit, anortit)
3.Ílové minerály (ilit, glaukonit)

Draslík má veľký význam pre vyššie i nižšie rastliny. Zatiaľ čo živočíšny organizmus dáva prednosť sodíku pred draslíkom pri rastlinách je to opačne. Rastliny sú schopné prijímať draslík v množstvách, ktoré podstatne prevyšujú jeho koncentráciu v okolitom prostredí. V rastlinnom organizme je prevažná časť draslíka (viac ako 4/5 celkového obsahu) v iónovej forme v bunkovom roztoku. Pozoroval sa transport draslíka zo starých listov a pletív k mladým listom a výhonkom. To poukazuje na možnosť druhotného využitia draslíka v rastlinnom organizme počas vegetácie tzv. reutilizácie. Premiestňovanie draslíka z listov a stebiel do trhových produktov je pri rozličných rastlinách rozdielne. Pri obilninách sa premiestňuje z listov a stebiel do zrna podstatne menej draslíka ako dusíka a fosforu – draslík sa viac hromadí v slame. Naproti tomu pri zemiakoch sa podstatná časť draslíka premiestni do hľúz. Obsah draslíka v rastlinách veľmi kolíše, v sušine je v závislosti od druhu orgánu a veku rastlín 0,25 do 7,47 % draslíka. Obsah draslíka v sušine rastlín sa počas vegetácie znižuje. Draslík sa koncentruje v meristematických pletivách, kde prebiehajú najaktívnejšie procesy metabolizmu. Fyziologická funkcia draslíka sa zisťuje predovšetkým z prejavov jeho nedostatku, lebo aj v súčasnosti lepšie poznáme dôsledky jeho nedostatku, než vlastný mechanizmus jeho účinku. Pri sledovaní vplyvu nedostatku draslíka sa zistilo, že plní v rastlinách viac fyziologických funkcií:

1.Ovplyvňuje metabolizmus cukrov – napr. v zemiakových hľúzach sa pri veľkom nedostatku draslíka (v pieskových kultúrach) obsah škrobu znížil na 7 % oproti 17 % v nádobách s plnou živnou zmesou a absolútne množstvo sa znížilo z 92 gramov na 2,5 gramu. Zistilo sa, že draslík vplýva nielen na celkové množstvo vytvorených cukrov, ale mení aj pomer medzi jednotlivými ich skupinami. Viacerí autori sa zhodujú v tom, že draslík priaznivo ovplyvňuje veľkosť efektívnej plochy listového povrchu a tým aj priebeh fotosyntetických procesov v rastlinách. Draslík v mitochondriách aktivizuje cytochrómový systém a je nevyhnutný pre normálny priebeh fosforilácie.
2.Draslík vplýva na metabolizmus dusíka v rastlinách a tvorbu bielkovín – v prítomnosti draslíka rastliny prijímajú viac dusíka a súčasne sa vytvára aj viac organických dusíkatých látok. Pri nedostatku draslíka v rastlinách sa znižuje syntéza bielkovín, zvyšuje sa obsah voľných aminokyselín a môže dokonca nastať aj hromadenie toxických dusíkatých látok ako je diamín a putrescín.
3.Draslík aktivizuje rozličné enzýmy - v súčasnosti je známych viac ako 40 enzýmov, ktoré sa vo väčšej, alebo menšej miere aktivizujú draslíkom. (CR – invertáza)
4.Draslík koordinuje osmotický tlak v bunkách – zvyšuje hydrofilnosť koloidov plazmy a tak pozitívne ovplyvňuje vodný režim rastlín. Draslík zvyšuje turgor buniek a vďaka tomu udržuje vnútorný tlak aj v pletivách rastlín. Zvýšením turgoru buniek sa môže pri rastlinách hnojených draslíkom ovplyvniť odolnosť proti mrazu. Zvyšuje osmotický tlak, čím utvára lepšie podmienky pre retenciu vody.
5.Nedostatok draslíka zvyšuje intenzitu dýchania, potláča syntézu sacharózy a brzdí niektoré časti oxidačných procesov spojených s tvorbou fosforečných nakroergických väzieb.
Stupeň výživy rastlín draslíkom sa prejavuje na vonkajšom tvare a anatomickej stavbe jednotlivých orgánov rastlín. Steblá obilnín majú pri nedostatku draslíka krátke internódiá, rastliny slabšie odnožujú, listy sú ovisnuté, hoci rastlina je dostatočne zásobená vodou. Pre veľkom nedostatku draslíka sa objavujú na čepeliach listov hnedé škvrny. Pre nerovnomernosť rastu listovej čepele sú listy nepravidelné. Rastliny sú málo odolné proti hubovým chorobám. Korene cukrovej repy a zemiakové hľuzy ľahko zahnívajú. Príznaky hladovania sa prejavujú najprv na starých listoch, pretože mladé listy určitý čas využívajú draslík zo starých orgánov. Pri nedostatku draslíka sa slabo diferencuje koreňová sústava, znižuje sa počet koreňových vláskov, koreň je krátky. Semená majú zníženú klíčivosť, ovocie a plody sa ťažko uskladňujú a majú zlú kvalitu. Symptómy nedostatku draslíka sa prejavuje svetlo zeleným sfarbením listov. Pri karfiole sa objavujú kučeravé, svetlo zelené listy. Medzi rastliny náročné na draslík, sa okrem už spomínaných zemiakov, CR, zaraďujú aj karfiol, fazuľa, hrach a špenát.

Draslík je v rastline veľmi pohyblivý a môže sa redistribuovať zo starších do mladších pletív. Dokazuje to aj fakt, že vo floémovej šťave tvorí až 80 % obsahu všetkých katiónov. Spomedzi katiónov sa v metabolizme rastliny najviac uplatňuje draslík. Jeho príjem je vysoký aj vtedy, keď ho je v pôdnom roztoku relatívne málo. Hlavným rysom sorpcie draslíka je aktívny príjem v smere jeho elektrochemického gradientu („do kopca“). Jeho retencia v bunkách je poerne vysoká a vyplavuje sa v stresových situáciách. Kompetetívne ovplyvňuje príjem H, Ca, Mg a Na.
Je zaujímavé, že počas rastu sa obsah K v bunkách nemení. Pre metabolizmus bunky je významný K cytoplazmy vo vakuolách, v ktorých sa nachádza v soliach (KNO, KCl) má iba fyzikálny význam (osmotický). Z toho vyplýva, že K má význam:

1.v aktivácii enzýmov
2.v stabilizácii konromačného stavu enzýmov a membrán
3. v regulácii turgoru, objemu buniek a osmotického stavu
4.v konzervácii energie viazanej na membrány, v ktorej je hlavným sprievodným iónom protínovej pumpy
5.v cytoplazmatickej regulácii pH

Príjem, resp. výmena iónov medzi cytoplazou a okolím sa uskutočňuje aj tzv. iónovými pumpami.Tieto predstavujú bielkoviny, ktoré prenášajú – pumpujú ióny z jednej strany membrány na druhú. Týmto spôsobom môže dojsť napríklad k príjmu K vzájomnou výmenou za katión vodíka v cytoplazme. Príjem K koreňmi rastlín závisí od jeho koncentrácie v pôdnom roztoku.

Celkovo možno zhrnúť, že v procese evolúcie živé organizmy prijímali len tie prvky,ktoré svojimi fyzikálno – chemickými vlastnosťami najviac zodpovedali ich potrebám. Preto prítomnosť každého prvku je prísne špecifická a daný prvok nemôže byť nahradený iným prvkom podobných vlastností. Každý prvok má nielen fyzikálno – chemické vlasntosti ale aj funkcie, pri ktorých sa dosahuje maximálna ekonomičnosť reakcií. Z týchto pozícií účasť draslíka v životnom procese organizmu je špecifická a polyfunkcionálna.