鉀與氮磷一樣,是農(nóng)作物的三大元素之一。土壤中有硫酸鉀、氯化鉀等鹽類存在,這些鹽在水中電離后游離出鉀離子,進入植物根部。它在植株體內(nèi)主要以無機態(tài)存在,部分在原生質(zhì)中處于吸附狀態(tài)。與氮磷不同,鉀不參與體內(nèi)重要有機化合物的組成。鉀主要集中在植物最活躍的部分,如幼葉、形成層等。
鉀對于酶有活化作用。在化學反應過程中,酶起著催化劑的作用。酶將各種分子聚集在一起,促進化學反應的進行。植物生長過程所涉及的60多種不同類型的酶均需要鉀加以“活化”。鉀可改變酶分子的物理構型,使適宜的化學活性位點暴露出來,參加反應。如鉀是丙酮酸激酶的活化劑之一,影響呼吸速率。在核酸和蛋白質(zhì)合成的過程中,鉀離子也起活化作用,所以鉀能促進呼吸進程及核算和蛋白質(zhì)的形成。細胞的含鉀量可決定酶的活化量,進而決定化學放映的速度,因此,鉀進入細胞的含鉀量可決定酶的活化量,進而決定化學反應的速度,因此,鉀進入細胞的速度可控制某一反應進行的速度。鉀對酶的活化作用或許是鉀在植物生長過程中最重要的功能之一。
鉀對糖類的合成和運輸有一定的影響。鉀可能參與磷酸化過程,影響葡萄糖的集合。鉀肥充足時,體內(nèi)的蔗糖、淀粉、纖維素和木質(zhì)素含量較高,葡萄糖積累較少。
鉀促進蛋白質(zhì)的合成。在將氨基酸運輸至蛋白質(zhì)合成位置,酶的活化以及平衡電荷等方面,鉀起著關鍵作用。蛋白質(zhì)合成的各個主要步驟均需要鉀。如果沒有充裕的鉀,難以“讀取”在植物細胞內(nèi)合成蛋白質(zhì)及調(diào)節(jié)生長所需酶的基因密碼。鉀肥充足時,形成蛋白質(zhì)較多,可溶性氮則減少。
鉀與蛋白質(zhì)在植物體中的分布也是一致的,例如,生長點、形成層等蛋白質(zhì)豐富的部位,同時也有許多鉀離子。富有蛋白質(zhì)的豆科植物籽粒的鉀含量,比禾本科植物高。所有這些現(xiàn)象,都說明鉀和蛋白質(zhì)合成有密切的關系。
當鉀進去氣孔兩側的保衛(wèi)細胞時,細胞因充水而膨脹,孔隙張開,使氣體能自由進出。當供水不足時,鉀則被泵出保衛(wèi)細胞外,孔隙關閉,以防水分虧損。若供鉀不足,氣孔將變得反應遲鈍,造成水蒸氣逸損;反之,供鉀充足的指數(shù)則不宜遭受水分脅迫。
在植物通過木質(zhì)部將水分和養(yǎng)分運輸至植株各部位的過程中,鉀亦起著重要的作用。若供鉀減少,硝酸鹽、硫酸鹽、鈣、鎂以及氨基酸的轉移將受到抑制。正如鉀在韌皮部運輸系統(tǒng)中的作用一樣,鉀在木質(zhì)部運輸系統(tǒng)的作用通常與轉性酶和植物生長激素密切相關。供鉀充足方可保證這些系統(tǒng)高效率地運轉。
在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)商,鉀供應充分時,糖類合成加強,纖維素和木質(zhì)素含量提高,莖稈堅韌,抗倒伏。由于鉀能促進糖分轉化和運輸,使光合產(chǎn)物迅速運到塊莖、塊根或種子,促進塊莖、塊根膨大,種子飽滿。栽培馬鈴薯、甘薯、甜菜等作物時使用鉀肥,增產(chǎn)顯著。鉀不足時,植株莖稈弱易倒伏,抗旱性和抗寒性均差,葉片細胞失水,蛋白質(zhì)假體,葉綠素破壞,所以葉色變黃,逐漸壞死;葉緣枯焦,生長較慢,而葉中部生長較快,整片葉子形成杯狀彎卷或皺起來。