Kalium

Kalium - Makronæringsstoff hos plantene. Kalium tas opp av røttene som kaliumkation (K+), et hydratisert enverdig kation. Kalium inngår til forskjell fra de andre makronæringsstoffene ikke i noen kjemiske strukturer, men er et viktig ion i opprettholdelsen av osmotisk trykk (turgortrykk) i cellen, finnes i høye konsentrasjoner (ca. 0.1 molar (M) = ca. 100 millimolar (mM))i cytoplasma,  og påvirker en rekke fysiologiske og biokjemiske prosesser i plantene. Flere enzymer i planter er avhengig av høye konsentrasjoner av kalium for å kunne virke optimalt.

Kalium binder seg til negative ladninger, deltar bl.a. i åpning og lukking av spalteåpningene og påvirker derved transpirasjon og fotosyntese, deltar i  fototropisme, bevegelse av blad via pulvinusceller (nyktinasti), floemtransort og gir stressbeskyttelse mot abiotisk og biotisk stress. Mange enzymer trenger høye konsentrasjoner av kalium for å fungere optimalt f.eks. stabiliserer enzymene stivelse syntase, H+-ATPase i plasmamembranen og pyruvat kinase. Overskudd av kalium blir lagret i vakuolene, og er viktig for vekst av cellen. Kalium er viktig for elektrolyttbalanse, og hos dyr og mennesker deltar kalium i overføring av nerveimpulser via natrium-kalium pumper og aksjonspotensialer.

Kalium kan også fremstilles fra aske. Pottaske var utgangspunktet for det engelske navnet pottasium for kalium, gitt av den engelske kjemikeren Humphry Davy (1778-1829). Davy greide i 1807 å isolere både natrium og kalium, og kalte de nye grunnstoffene henholdsvis sodium og pottasium (fra pottaske), som er de engelske navnene idag. Gruppen med kalium og natrium i det periodiske system ble kalt alkalimetaller. Davy isolerte deretter flere andre grunnstoffer som kalsium, strontium, barium, magnesium og bor. Pottaske, navn etter aske fra brenning av plantemateriale, inneholder flere forskjellige kaliumsalter, og blir brukt som gjødsel. Natriumkarbonat (soda) fra saltsjøer i Egypt ble, sammen med pottaske (begge kalt niter), brukt til å lage såpe fra fett. Pottaske virker alkalisk og man klarte etterhvert å isolere en basisk kaliumforbindelse som ble kalt alcali vegetabile eller kali. Natriumsaltet ble kalt alcali minerale eller natron.

Kalium danner løselige salter som kaliumsulfat (K2SO4), kaliumkarbonat (K2CO3) og kaliumklorid (KCl, sylvitt), og i uløselig form i kalifeltspat (KAlSi3O8) og polyhalitt (K2Ca2Mg(SO4)4·2H2O) . Konsentrasjonen av kalium i jord er fra ca. 0.1 - 1 mM.  Kalium tilføres via mineralgjødsel (kunstgjødsel) som angitt som ekvivalenter med kaliumoksid (K2O), av historiske årsaker. Kalium er sammen med fosfat en begrenset ressurs. Når kaliumklorid (KCl) løses lett i vann legger det seg kapper med vannmolekyler rundt kationet K+ og anionet Cl-, noe som gir hydratiserte ioner og minker den elektrostatiske tilstrekningen.

Kalium tas opp via kalium-proton kotransport (symport), med  høyaffinitets- og lavaffinitetsopptakssystemer i røttene. I cellene fraktes kalium via spenningsregulerte og ikke-spenningsregulerte kaliumkanaler (styrt av membranpotensialet)  i plasmamembraner og vakuolemembraner.

Kaliummangel

Mangel på kalium viser seg på de eldste bladene som blir slappe, klorotiske og får nekrotiske flekker i spiss og kanter på blad og mellom ledningsstrenger. Kaliummangel gjør at bladene krøller seg. Stenglene blir korte, slanke og svake med korte internodier,  og korn blir lett utsatt for legde og rotråtesopp ved kaliummangel.Kalium flyttes lett via silvevet (floemet) fra eldre til yngre deler av planten hvis det oppstår mangel. Eldre blad blir klorotiske og får nekrotiske flekker på bladene. Kaliummangel oppstår lettest på sand- og myrjord.  

Kalium og opptak av radioaktivt cesium

Kalium hører med til alkalimetallene og opptakssystemet som tar opp kalium i plantene kan også ta opp cesium og rubidium. Derav kan radioaktivt cesium bla. 137Cs etter atomverkulykker og atombomber komme inn i næringskjedene. Radioaktivt cesium bindes sterkere til jordkolloidene enn kalium, og opptak av radioaktivt cesium er spesielt stort i utmarksområder som i utgangspunktet har lave kaliumkonsentrasjoner.

Tilbake til hovedside

Publisert 4. feb. 2011 10:27 - Sist endret 19. mars 2019 14:40