أهميته لحياة النبات

البوتاسيوم أحد العناصر الرئيسية الثلاثة الضرورية لمحاصيل الحقل. وبما أنه يلعب دوراً في عمل الثغور، فإنه يساهم في تقليل تعرّق النبات (النتح) وبالتالي يزيد من تحمّله للجفاف.

ينظم تبادل الأيونات داخل الخلية، ويدعم تكوّن الكربوهيدرات في الورقة، ويسهّل نقل هذه الكربوهيدرات إلى أعضاء التخزين (الدرنات والجذور والثمار). كما يقوي البوتاسيوم جدران الخلايا، ويزيد من مقاومة النباتات للرقاد ومن قدرتها على مقاومة الأمراض وهجمات الآفات.

آليات الامتصاص

يمتص الجذر البوتاسيوم بسهولة إلى حد كبير من محلول التربة على هيئة أيونات K⁺. يدخل النبات بشكل سلبي مع الماء بحسب تركيزه في محلول التربة، وهو شديد الحركة داخل النبات وبين الخلايا أيضاً.

التفاعلات والخصائص الفريدة

غالباً ما تستهلك النباتات البوتاسيوم دون تنظيم صارم؛ لذلك فإن البوتاسيوم الزائد الممتص يُعاد عادةً إلى وسط التربة عبر إفرازات الجذور (الإفرازات).

يتم تجديد البوتاسيوم الذائب المتاح للمحاصيل في محلول التربة باستمرار بواسطة معقّد الطين–الدبال. يعتمد هذا التجديد إلى حد كبير على ظروف رطوبة التربة (مراحل الرطب والجاف) وعلى المناخ الموسمي. وبما أن البوتاسيوم يذوب في الماء، فإن توفره ينخفض بسرعة في الظروف الجافة؛ وعلى العكس، قد تزداد عملية غسل البوتاسيوم ونقله (leaching) عند توفر الماء بشكل مفرط.

مخطط الدورة

1. تُعدّ مخلفات الحيوانات وبقايا النباتات والمنتجات الثانوية العضوية الأخرى الناتجة عن الأنشطة البشرية مصدراً مهماً للأسمدة من حيث البوتاسيوم.

2. يُستخرج البوتاسيوم غالباً من المناجم في صورة خليط مع أملاح الصوديوم وأحياناً أملاح المغنيسيوم. ثم يُنقّى ويحوَّل إلى أسمدة بوتاسيوم قابلة للاستخدام في الزراعة.

3. يوجد البوتاسيوم في التربة على هيئة كاتيون K⁺ ضمن تركيب المعادن، أو ممتصّاً على سطح معادن الطين، أو ذائباً في ماء التربة.

4. يكون غسل البوتاسيوم الذائب ونقله أكثر وضوحاً، خاصة في الترب الرملية ذات السعة التبادلية الكاتيونية (CEC) المنخفضة.

5. كما أن الجريان السطحي والتعرية (البوتاسيوم المرتبط بالجسيمات الصلبة) من الآليات التي تؤدي إلى نقل البوتاسيوم خارج الحقل.

6. لا تستطيع جذور النبات امتصاص البوتاسيوم إلا في صورة أيون K⁺ المذاب في محلول التربة.

المؤشر (INDIKATÖR)

في تحاليل التربة يُقاس البوتاسيوم غالباً على أنه بوتاسيوم قابل للتبادل (exchangeable) باستخدام طرق استخلاص متشابهة إلى حد كبير بين المختبرات. ويتم التفسير عبر التحقق مما إذا كانت كمية البوتاسيوم المُحلّلة تعادل نحو %4 من السعة التبادلية الكاتيونية (CEC) أم لا. لذلك، لتقييم إمداد التربة بالبوتاسيوم بشكل صحيح يجب معرفة قيمة CEC أيضاً.

جدول الحساسية والأعراض

يظهر نقص البوتاسيوم أولاً في الأوراق المسنّة. اصفرار نصل الورقة ثم تحوّله إلى اللون البني وجفاف النسيج؛ وفي النهاية تظهر مناطق نخرية تشبه الاحتراق على حواف الأوراق.

الزيادة والاحتياج

قد يؤثر البوتاسيوم الزائد سلباً على جودة المحصول؛ فعلى سبيل المثال قد يؤدي في الشمندر السكري إلى كمية أقل من السكر القابل للاستخلاص، وفي البطاطس إلى انخفاض نسبة المادة الجافة.

يمكن أن تقلل زيادة البوتاسيوم من امتصاص المغنيسيوم. كما أنها قد تعيق أيضاً امتصاص عناصر أخرى، خاصة إذا لم يكن الحديد والمنغنيز متوفرين بشكل كافٍ، مما يؤدي إلى ظهور أعراض النقص.

الأصل

إن إجمالي البوتاسيوم الموجود في التربة يكون غالباً ذا أصل ناري (الميكا، فلسبار البوتاسيوم وغيرها) ومحتجزاً داخل جسيمات الصخر الأم. يتحرر هذا البوتاسيوم الجيولوجي مع الزمن عبر التجوية؛ إلا أن هذه العملية تستغرق وقتاً طويلاً جداً ولا تكفي وحدها لتلبية احتياجات النبات.

أما مصادر البوتاسيوم القابلة للذوبان في الماء والتي يمكن استخدامها في التسميد فهي أندر؛ وتوجد أساساً في أحواض الملح والبحار القديمة في أوروبا الشرقية وأمريكا الشمالية. تشكلت هذه الأحواض نتيجة تبخر الماء وترسّب الأملاح، ثم غُطّيت لاحقاً بطبقات رسوبية أخرى فحُميت من التعرية.

تحتوي هذه المناجم على السيلفينيت، وهو خليط من أملاح مختلفة قابلة للذوبان في الماء، وعلى رأسها كلوريد البوتاسيوم وكلوريد الصوديوم وأملاح المغنيسيوم. تُصنَّف هذه الخلطات عبر عمليات الفصل الفيزيائي والتنقية، ثم تُحوَّل إلى أسمدة بوتاسيوم مناسبة للاستخدام الزراعي.

العوامل الأساسية المفتاحية

المحتوى في التربة

يُحسب التسميد البوتاسيومي المطلوب عبر أخذ كمية ما يسحبه المحصول من التربة والمستوى الذي يجب الحفاظ عليه في التربة بعين الاعتبار. ليست كمية البوتاسيوم القابلة للاستخلاص المطلقة هي الأهم، بل نسبة K⁺ ضمن CEC. عادةً ما يُعدّ %4 من CEC في الصورة الأيونية كافياً. ومع زيادة CEC يرتفع أيضاً مستوى K المستهدف في التربة.

المناخ

إن تعاقب دورات الجفاف والبلل يؤثر إيجابياً في تحرير البوتاسيوم من معادن الطين وإعادة تزويد محلول التربة به. وعلى العكس، فإن البلل المفرط لفترة طويلة أو الجفاف الطويل قد يعيقان انفصال البوتاسيوم من بنية الطين وتجددَه في المحلول.

الرقم الهيدروجيني (pH)

يؤثر pH في البوتاسيوم بشكل غير مباشر عبر جودة معقّد الطين–الدبال ومستوى النشاط الميكروبي. في الترب ذات النشاط الميكروبي المرتفع يتم تمعدن كمية أكبر من البوتاسيوم ونقلها إلى محلول التربة.

التضاد

يرتبط البوتاسيوم بعلاقة تضاد مع المغنيسيوم. وغالباً ما يكون ترتيب أولوية الارتباط في معقّد الطين على النحو التالي: Ca > Mg > K > Na. إن زيادة البوتاسيوم قد تجعل ارتباط المغنيسيوم (وجزئياً الكاتيونات الأخرى) وامتصاصه من قبل النبات أكثر صعوبة.