среда, 11 августа 2010 г.

Калий (первая шпаргалка - Том Бар)

В рамках проекта по "Занимательной биохимии аквариумных растений", я собираю материал про макрокатионы... уж очень много непонимания в среде аквариумистов по этому вопросу.
А чего требовать от рядовых аквариумистов если даже Том Бар не понимает роли Калия в растительной клетке.
Почему я в этом уверен?
Да вот посмотрите на избранные материалы из его "Репортов".

Barr Report, Volume1, Issue 9, 2005
Potassium dynamics in Aquatic Macrophytes
Выдержки для цитирования:
Калий (К+) третий наиболее важный элемент в питании растений после азота(N) и фосфора(P) и часто список удобрений начинается надписью на мешке соотношением этих трёх элементов NPK. Его важная роль в росте и развитии растений известна уже более 150 лет (Liebig, 1840). Буковка «К», используемая в обозначении этого элемента пришла к нам от Германского слова kalium. В колониальные времена, люди сжигали деревья, и другие органические вещества в горшках для производства мыла. Этот пепел промывали и позволяли воде испариться, оставляя осадок солей калия. Люди называли этот осадок “pot ashes”/горшочный пепел или "potash"/калий. Эти соли варили с животным жиром и так производили мыло. В 1868 году, Сэмюэл Уильям Джексон, ботаник из штата Коннектикут, сжег растения и проанализировал пепел. Джексон выяснил, что растения состоят из большого количества калия, а также других минералов. Его работа привела к применению удобрений с целью повышения урожая зерновых. Как правило, калий не ограничен в водных экосистемах (Wetzel 1975), и большинство погруженных растений могут легко получить этот элемент из воды (Барко и Смарт-1981). Это важно для роста и развития всех растений. Он поглощается корнями растений, а также через листья, как катион (K+), форма, в которой он свободно движется по растению. Барко и др. показал, что водные растения поглощают калий, в основном, через листву. (Барко и др., 1988). Хотя это исследование часто цитируется, это не означает, что все виды водных растений способны на такой вид поглощения, но это представляется справедливым для практического выращивания большинства водных растений в аквариуме. Рядовой аквариумист, не имеющий специального образования, должен осторожно использовать научные данные и сравнивать исследования по широкому кругу растений (сравнительные исследования и обзорные статьи по текущим и прошлым исследованиям), чтобы делать обобщения по всем, или большинству, видов растений. Дальнейшие исследования большего количества видов показали, что обычно Калий поглощается из воды (Барка 1991) (Carignan.1982). В отличие от всех других основных элементов, калий не входит в состав ни одной из важных составных компонентов растений задействованных в метаболизме, типа как белков, хлорофилла, жиров и углеводов. По этой причине его роль более трудно определить, и несмотря на многочисленные исследования, мы до сих пор не можем подтвердить понимание роли калия. Этот элемент присутствует во всех частях растения в больших или достаточно больших пропорциях. Кажется, он имеет особое значение в листьях и в точках роста, поскольку они особенно богаты калием. Возможно, весь калий в растениях присутствует в растворимой форме и большая его часть, содержится в клеточном соке и цитоплазме. Он является выдающимся среди питательных элементов по мобильности и растворимости в тканях растений, и эти свойства используются самим растением для предотвращения недостатка калия в зонах роста (повторного использования посредством перекачки из старых тканей), где этот элемент находится в дефиците.


Из старых постов Тома Бара:
"Если ты добавляешь добросовестно количества No3 через KNo3, получишь хорошие параметры аквариума, не имеет значения, сколько рыб там плавает, Я подозреваю, что тебе не надо добавлять Калий отдельно. Стив Диксон и Я делаем так некоторое время, бывали времена, когда аквариумисты совсем не добавляли сульфат калия, вот и мы обходимся без него. И мы не нашли никакой разницы. Стив подтвердит, что не надо добавлять Калий отдельно, если вы добавляете его через KNo3. Если вы поддерживаете 6.4 ррм по No3, значит вы имеете 4 ррм К из э того KN03. Многие удобрения, типа TMG, содержат Кали. Я считаю, маловероятной необходимость в ДОПОЛНИТЕЛЬНОМ Калии для хорошего роста растений. Глядя на баланс масс N/K+ соотношение более/менее у растений находится в районе 1.5/1 (Эпштейнб 1972). Приняв во внимание часть О3 в No3 и выделив элементарный N мы получаем избыток калия 1.5/4.4=0.34 Азота на каждый Калий. То есть мы имеем более, чем трехкратное превышение в концентрации Калия, над тем, что получается из соотношения Эпштейна для азота/калия = 1.5/1. Следует отметить, что существуют другие источники азота, разложение растений, рыбьи фекалии, но нельзя отрицать, что из этих же источников может пополняться и концентрация Калия. Я очень сомневаюсь, что добавление Калия в виде K2So4 существенно повлияет на эту ситуацию".


Магний может замещать калий при низком кальции (Wallander and Wickman, 1999). В случае МАКРО, при чрезмерном количество Магний будет конкурировать с Калием в захвате (активное поглощение растительной клеткой калия из окружающей среды) и может вызывать его дефицит, что хорошо согласуется с работой других исследователей (Taiz Zeglar, 1998). Многочисленный исследования показали, что Аммоний конкурирует с Калием в захвате (Wang et al, 1996) (Gazzarrini et al, 1999).


Итак, может ли избыточный Калий быть причиной нарушения поглощения Са++ как утверждают многие аквариумисты?
Путаница в этом вопросе возникла когда аквариумисты стали цитировать работы не разобравшись в сути исследований. В используемых цитатах основанием действия Кальция, как вторичного передатчика в Калиевой передаче сигнала. В данном случае "поглощение Кальция при передаче сигнала" это нечто другое, чем поглощение Кальция из окружающей среды.


Преобразования энергии, синтез углеводов и их перемещение, метаболизм Азота и другие метаболические процессы у растений находятся под контролем ферментных систем, около 50 из которых активируются Калием. Это еще раз указывает на универсальность и многогранную роль, которую Калий играет в растениях. Для того, чтобы нормально функционировать, метаболические процессы требуют соответствующей гидратации и кислотности внутри клеток растений. Калий снова участвует в обоих этих процессах. Он помогает регулировать осмотический потенциал в клетках растений в корнях, чтобы позволить им поглощать воду из почвы. Во всем растении, Калий активизирует движение воды и растворенных веществ, он регулирует открытие устьиц и, таким образом, поглощение диоксида углерода, и это влияет на рН клеток растений. Это доминантный каунтер-ионн для нейтрализации большого избытка отрицательного заряда на белках и нуклеиновых кислотах.


Захват Калия, как было предложено, является более сложным, чем двойной механизмом поглощения предложенный Epstein в 1950 году. Это две ферментные системы - одна с высоким сродством к Калию захватывает его из окружающей среды в диапазоне 10-40 мкM и имеет высокой избирательностью для Kалия, а другая система захвата Калия из окружающей среды с низким сродством которая захватывает Калий в диапазоне концентраций в районе 10 мМ, но обладает слабой избирательностью к катионам Калия, то есть гребет все, что издалека похоже на Калий.


практический опыт с более, чем тремястами видов аквариумных растений на протяжении многих лет, и консенсус многими аквариумистов показал, что хороший уровень Калия в аквариуме около 10-40 ppm


Концентрация Калия в растительных вакуолях варьируются от 10 до 400 мм, и предполагается, что на вакуолярной мембране существует потенциал -20 МВ, которые не является четко обозначеной движущей силой для движения Калия в одну или другую сторону. Это означает, что канал-опосредованный транспорт ионов либо из цитозоля, либо в цитозоль возможен. Существует три основных типа каналов в растительных вакуолях, которые могут переносить Калий. Эти медленные вакуолярные каналы (SV), быстрые вакуолярные каналы (FV) и вакуолярные Калиевые каналы (ВК), которые все были определены методом фиксации локального потенциала.

Комментариев нет: