1.    Các Thước Đo Về Hiệu Quả Sử Dụng Kali Ở Cây Trồng

Có nhiều thuật ngữ xác định các khía cạnh hiệu quả sử dụng kali của cây trồng. Một số thuật ngữ được sử dụng thường xuyên trong bối cảnh nông nghiệp là: 

-       Hiệu quả sử dụng kali nông học được định nghĩa là năng suất cây trồng (Y) trên một đơn vị kali hữu hiệu (Ka) từ đất và phân bón (g Y/g Ka).

-       Hiệu suất hấp thu kali của cây trồng được định nghĩa là hàm lượng kali trong cây trồng (Kcây trồng) trên một đơn vị kali hữu hiệu trong đất và phân bón (g K cây trồng /g Ka).

-       Hiệu suất sử dụng kali của cây trồng được định nghĩa là năng suất trên một đơn vị hàm lượng kali trong cây trồng (g Y/g Kcây trồng). 

2.    Sự Khác Biệt Trong Việc Hấp Thu Và Sử Dụng Kali Trong Các Loài Cây Trồng

a.    Động học của sự hấp thu kali

Tốc độ hấp thu kali của rễ được xác định bởi cả khả năng hấp thu kali của tế bào, ái lực với kali trong dung dịch ở vùng rễ và nồng độ kali trong dung dịch ở vùng rễ ở trạng thái cân bằng dòng chảy kali. 

Sự khác biệt về khả năng hấp thụ kali của rễ đã được quan sát thấy giữa các kiểu gen của nhiều loại cây trồng và khi được khảo nghiệm ở nồng độ K⁺ thấp trong dung dịch ở vùng rễ, các kiểu gen của lúa mạch, cải thảo, cà chua và khoai tây có khả năng hấp thụ kali ở rễ lớn nhất thường có hiệu suất hấp thu kali lớn nhất.

b.    Phát triển và kiến ​​trúc hệ thống rễ

Nói chung, khả năng lấy thức ăn từ đất của hệ thống rễ có liên quan đến chiều dài rễ và sự tương tác trực tiếp với vùng rễ, thông qua diện tích bề mặt rễ.

Có sự khác biệt đáng kể giữa các kiểu gen của các loài cây trồng về chiều dài và kiến trúc của hệ thống rễ, sự phân bố của rễ trong đất, sự phong phú, chiều dài và tuổi thọ của lông rễ.

Khi so sánh ở mức cung cấp kali thấp, kiểu gen của bắp, gạo, lúa mì, khoai tây, cà chua, cải thảo, và bông vải có lượng rễ lớn hơn thì có hiệu suất hấp thu kali lớn hơn, và thường sinh trưởng nhanh hơn cũng như có năng suất cao hơn các kiểu gen khác. 

c.     Dịch tiết rễ

Khi khả năng hấp thụ kali của tế bào rễ vượt quá tốc độ mà kali có thể được cung cấp cho rễ, thì sự hấp thu kali được xác định bằng tốc độ mà kali có thể được bổ sung ở bề mặt rễ. 

Điều này được xác định cả bởi sự di chuyển của dung dịch đến bề mặt rễ, vốn thường bị chi phối bởi sự thoát hơi nước và khả năng huy động kali không trao đổi từ đất của cây trồng, vốn chịu ảnh hưởng của dịch tiết ra từ rễ.

Có sự khác biệt đáng kể giữa các kiểu gen trong các loài thực vật về cả thành phần và số lượng dịch tiết ra từ rễ có thể tạo ra sự giải phóng kali không trao đổi từ đất. Ví dụ, các kiểu gen của lúa mạch, lúa mì, ngô và lúa miến khác nhau rất nhiều trong việc tiết ra malate và citrate vào vùng rễ.

Các kiểu gen của khoai tây có hiệu suất hấp thu kali của lớn hơn huy động nhiều kali không trao đổi hơn các kiểu gen khác.

3. Sự Khác Biệt Về Hiệu Suất Sử Dụng Kali Của Cây Trồng

a.    Sự phân vùng của kali trong tế bào và sự thay thế của kali bằng các ion khác

Trong các ngăn hoạt động trao đổi chất, chẳng hạn như dịch bào, ti thể và lạp thể, nồng độ K⁺ phải được duy trì ở khoảng 100 mM để đảm bảo chức năng của protein và cung cấp sự cân bằng điện tích. 

Khi kali được cung cấp hạn chế, các ngăn trao đổi chất này được ưu tiên hơn và kali của tế bào có thể được giảm bớt bằng cách thay thế kali ở không bào bằng các nguyên tố khác. 

Do đó, người ta đã quan sát thấy rằng các kiểu gen của lúa mạch ít nhạy cảm với các triệu chứng thiếu kali sẽ phân chia kali hiệu quả hơn từ không bào đến tế bào chất của tế bào rễ ở nơi được cung cấp kali thấp.

Đối với cà chua và bắp được trồng trong điều kiện giàu natri và hạn chế kali tương quan với khả năng thay thế Kali bằng Natri dưới dạng thẩm thấu không bào.

b.    Phân vùng và bố trí lại kali trong cây 

Kali cần thiết cho quá trình mở khí khổng, hiệu suất quang hợp và sự di chuyển của các sản phẩm quang hợp đến các mô đang phát triển.

Khả năng duy trì sự trao đổi khí, quang hợp và chuyển vị mạch rây đến các mô đang phát triển trong điều kiện cung cấp kali bị hạn chế đòi hỏi sự tái phân bố kali hiệu quả từ các mô già sang mô non. 

Do đó, sự phân bố lại kali trong cây có thể đóng góp đáng kể vào hiệu suất sử dụng kali của cây trồng. Ví dụ, khả năng phân bố lại kali từ lá già đến lá non có mối tương quan với hiệu suất sử dụng kali của cây trồng lớn hơn giữa các kiểu gen của khoai mì và lúa; khả năng duy trì quang hợp ở mức cung cấp kali thấp tương quan với sự phát triển tốt hơn giữa các kiểu gen đậu nành. 

Sự khác biệt về chỉ số thu hoạch (khả năng chuyển carbon vào các mô thu hoạch), là một đặc điểm thành phần của hiệu suất sử dụng kali của cây trồng, góp phần vào sự khác biệt về năng suất giữa các loại lúa, lúa mì, đậu thông thường, kiểu gen khoai lang và bông, đặc biệt khi được trồng với nguồn cung cấp kali thấp.

Sự khác biệt về hiệu suất hấp thu kali của các loài cây trồng bao gồm sự khác biệt về: 

(1) khả năng hấp thụ K⁺ của tế bào rễ ở điều kiện vùng rễ có nồng độ K⁺ thấp.

(2) khả năng phát triển hệ thống rễ và khai thác thể tích đất một cách hiệu quả.

(3) khả năng của bộ rễ tạo ra sự giải phóng kali không thể trao đổi từ đất, tùy thuộc vào loài cây trồng và môi trường mà chúng được trồng.

Hiệu suất sử dụng kali của cây trồng đối với sự phát triển sinh dưỡng không phải lúc nào cũng tương quan với hiệu suất sử dụng kali của cây trồng đối với năng suất. 

Công ty TNHH Funo biên tập