Дефіцит калію в ґрунті: як виявити і швидко виміряти

Калій (K) – це необхідний макроелемент для росту і розвитку рослин. Він відіграє вирішальну роль у фотосинтезі, активації ферментів, регуляції води та загальному метаболізмі рослин. Дефіцит калію в ґрунті може призвести до зниження врожайності, погіршення здоров'я рослин та підвищеної сприйнятливості до хвороб і стресів навколишнього середовища.

Причини дефіциту калію

1. Тип ґрунту: піщані та сильно вивітрені ґрунти, як правило, мають низьку здатність утримувати калій.

2. Вилуговування: надмірні опади або зрошення можуть вимити калій із кореневої зони.

3. Незбалансоване удобрення: надмірне використання азоту (N) і фосфору (P) без достатнього внесення калію може спричинити дефіцит.
4. Високі врожаї: високоврожайні культури витягують велику кількість калію з ґрунту, виснажуючи наявні резерви.
5. pH ґрунту: надзвичайно кислі або лужні ґрунти можуть впливати на доступність калію. Підтримуйте рівень pH між 6,0‒7,0.
6. Мінералогія глини: ґрунти, багаті на певні типи глини (наприклад, каолініт), мають нижчий рівень утримання калію.

Симптоми дефіциту калію

1. Симптоми на листі

• Пожовтіння або потемніння країв листя (хлороз і некроз).

• Спочатку уражаються старі листки, а потім молодші.
• Скручування та в’янення листя під впливом стресу.

2. Вплив на ріст

• Уповільнений ріст рослин через зменшення розмноження клітин.
• Слабкі стебла, що призводять до вилягання у зернових культурах.

3. Вплив на репродуктивну функцію

• Поганий розвиток плодів і насіння.
• Знижена стійкість до посухи, шкідників та хвороб.

Діагностика дефіциту калію

1. Аналіз ґрунту. Вимірює рівень обмінного та доступного калію.

2. Аналіз тканин рослин. Підтверджує дефіцит калію в тканинах рослин.

3. Польове спостереження. Виявляє візуальні симптоми в уражених культур.

LAQUAtwin – це серія компактних тестерів якості води. Використовуючи технологію іонно-специфічного електрода (ISE), вони доступні для вимірювання провідності, іонів кальцію, нітрат-іонів, іонів калію, іонів натрію та pH.

Використовуючи лише одну краплю зразка, фірмові плоскі датчики LAQUAtwin можуть швидко і точно вимірювати значення хімічних параметрів для перевірки якості харчових продуктів на виробничих лініях.

Вимірювання калію в ґрунті

Простий метод для швидкого вимірювання іонів калію в ґрунті – це використання калій-іонометра LAQUAtwin K-11. Метод екстракції такий самий, як і лабораторний метод.

Наступна процедура пояснює, як можна виміряти K+ з хорошою кореляцією з аналітичними лабораторними тестами.

Метод

1. Помістіть по 1 г кожного зразка ґрунту висушеного на повітрі (чотири зразки) у скляні мензурки об'ємом 100 мл, по дві мензурки на кожен зразок ґрунту.
2. Підготуйте два види екстракції на кожен зразок ґрунту: один шляхом додавання 20 мл 1 моль/л CH3COONH4 в одну мензурку та 20 мл 0,01 моль/л CH3COONH4 в іншу.
3. Струшуйте мензурки приблизно 1 годину, щоб витягти K+ з ґрунту, за допомогою настільного шейкера.
4. Калібруйте LAQUAtwin K-11 стандартними розчинами K+ 150 мг/л та 2000 мг/л, що входять до складу пристрою.
5. Виміряйте концентрацію іонів калію у фільтрованому розчині за допомогою каліброваного K-11 та за допомогою ICP-OES (наприклад, HORIBA Jobin Yvon, модель ULTIMA2).
6. Виконайте це вимірювання з 4 різними зразками.

Результати і переваги

Таблиця. Концентрації K⁺, виміряні за допомогою ICP-OES і LAQUAtwin, екстрагованої з 1 моль/л CH3COONH4 та 0,01 моль/л CH3COONH4. (Одиниця вимірювання: мг/л)

Рисунок 1. Зміна ефективності екстракції залежно від концентрації CH3COONH4 (моль/л).

Ефективність екстракції відрізнятиметься між зразками ґрунту.

LAQUAtwin K-11 дає змогу проводити просте визначення калію на місці, що забезпечує точність, близьку до лабораторних методів.

У таблиці 1 наведено результати ICP-OES та LAQUAtwin K+, екстрагованого з 1 моль/л та 0,01 моль/л CH3COONH4.

На рисунку 1 показано ефективність екстракції калію, виміряну за допомогою ICP-OES.

Встановивши екстракцію 1 моль/л CH3COONH4 як 100 %, на графіку зображено тенденцію ефективності залежно від різної концентрації CH3COONH4.

На рисунку 2 показано кореляцію між вимірюваннями ICPOES та LAQUAtwin K+ з екстракцією 0,01 моль/л CH3COONH4.

Рисунок 2. Зв’язок між виміряними значеннями K+ (моль/л) за допомогою ICP-OES і за допомогою LAQUAtwin.

Дефіцит калію в ґрунті може суттєво вплинути на здоров’я і врожайність культур. Регулярне тестування ґрунту та тканин рослин, збалансоване удобрення і належний догляд за ґрунтом є важливими для підтримки достатнього рівня калію.