Razumijevanje kalijuma u vinogradu. Siromašan kalijum. Tako važan, a opet tako često pogrešno shvaćen. Mnogo puta se očekuje da se kalijum (K) ponaša kao i drugi makronutrijenti, odnosno slično azotu, fosforu, sumporu, magnezijumu i kalcijumu. Ali priroda je odredila da kalijum slijedi drugačiji put. Za rukovodioce vinograda, jedinstvenost kalijuma predstavlja neke izazove. U ovom članku, u nastojanju da efikasno upravljamo kalijumom, pokušat ćemo produbiti naše razumijevanje istog u čokotu vinove loze i naravno u zoni korijena u vinogradu, kao i mogućnosti đubrenja.
Kalijum u čokotu vinove loze – čemu služi
Većina makronutrijenata, mineralnih hranljivih materija potrebnih biljkama u relativno velikim količinama, uglavnom imaju strukturne funkcije u vinovoj lozi. Azot, fosfor, sumpor i magnezijum su komponente velikih molekula, poput aminokiselina, nukleinskih kiselina i hlorofila, dok je kalcijum dio ćelijskih zidova. Kalijum, nasuprot tome, ostaje slobodan i vrlo mobilan pozitivno nabijeni jon (katjon) koji se lako kreće unutar čokota vinove loze i akumulira u njihovim ćelijama. Ove osobine doprinose esencijalnoj ulozi kalijuma u tkivima vinove loze.
Kalijum se kreće kroz vinovu lozu unutar soka vaskularnog tkiva, kao i unutar i izvan tekućine (citoplazme) unutar ćelija. Pritom obavlja četiri važne funkcije. Prvo, kalijum aktivira preko 50 enzima, uključujući neke uključene u metabolizam ugljenohidrata i sintezu proteina. Drugo, pomaže u regulaciji pH vrijednosti unutar ćelija za vrijednosti između 7 i 8, što je optimalno za fiziološke procese. Treće, svojim pozitivnim nabojem neutrališe negativni naboj anjona (negativno nabijenih jona), poput nitrata, dok se kreće od korijena do izdanaka. Četvrto, kao rastvoreni hemijski jon (otopljena materija), kalijum je osmotski regulator, doprinoseći energetskim gradijentima kroz ćelijske membrane. U toj ulozi, kalijum pomaže u održavanju turgidnosti ćelija, podstiče širenje ćelija i olakšava prelaz šećera u vaskularna tkiva (floem) i njihovu translokaciju iz izvornih organa u organe koji ih koriste. To efikasno čini tokom sazrijevanja bobica, uvlačeći šećere proizvedene u listovima u ćelije bobica.
Razumijevanje kalijuma u vinogradu – Nedostatak kalijuma
S obzirom na važnost ovih funkcija, nedostatak kalijuma je razumljivo remetilački. Smanjuje ugljenohidrate, smanjujući sintezu novih ugljenohidrata (fotosinteza) i povećavajući potrošnju postojećih ugljenohidrata (disanje). Nedostatak kalijuma takođe oštećuje metabolizam azota u čokotu, smanjujući proizvodnju proteina. Ovi poremećaji ugljenohidrata i azota ograničavaju rast vinove loze, uključujući rast korijena, izdanaka (lastara) i bobica. Istovremeno, nedostatak kalijuma smanjuje toleranciju vinove loze na sušu i povećava njenu osjetljivost na uvenuće i oštećenja uzrokovana stresom (foto 1).
Vizualni simptomi nedostatka kalijuma uključuju izblijedjelo žutilo (hlorozu), ponekad sa mrtvim mrljama ili malim mrljama, na listovima. U ranoj vegetacijskoj sezoni, nedostatak kalijuma može se manifestovati kao smanjeno zametanje bobica, a kasnije kao neujednačena boja bobica i inhibirano sazrijevanje bobica. Povećana osjetljivost na pepelnicu i botritis te prerano starenje listova su drugi aspekti nedostatka kalijuma kod vinove loze. Nakon berbe, sok kojem nedostaje kalijuma sklon je posmeđivanju i zastoju u fermentaciji. A budući da nedostatak kalijuma inhibira sazrijevanje izdanaka, pogođene loze su sklone oštećenjima od hladnoće.
Kalijum u tlu – gdje se nalazi?
Vrlo malo kalijuma je dostupno korijenu vinove loze u većini vinogradarskih tala. Lako dostupan kalijum u tlu gotovo se u potpunosti sastoji od kalijuma rastvorenog u rastvoru tla, odnosno tečnosti unutar tla. Ovakav kalijum se obično naziva rastvorljivi kalijum (foto 2). Kao i u tkivima vinove loze, kalijum u rastvoru tla nije dio većih molekula, već ostaje slobodan jon. Kao rezultat toga, ovisno o teksturi tla i drugim faktorima, rastvorljivi kalijum se može isprati iz površinskog sloja tla sa vodom koja se cijedi prema dolje.
Za razliku od rastvorljivog kalijuma, većina nekih vinogradskih tala sadrži obilje kalijuma koji je nedostupan korijenju vinove loze. Zapravo, najveća zaliha kalijuma nalazi se unutar struktura primarnih mineralnih čestica (Šema 1). Strukturni mineral kalijum vrlo sporo postaje dostupan jer se ovi sitni fragmenti stijena raspadaju zbog kombinovanog djelovanja vremenskih uticaja. Uključujući vazduh, vodu i organske produkte mikroba i drugih stanovnika tla. Nekoliko primarnih minerala (liskun) može reapsorbovati male količine kalijuma iz rastvora tla. Važno je napomenuti da je, za razliku od azota, fosfora i sumpora, razgradnja organske materije u tlu beznačajan izvor kalijuma za vinovu lozu.
Razumijevanje kalijuma u vinogradu
Kada je dovoljno obilan, izmjenjivi kalijum će nadoknaditi osiromašenu količinu kalijuma u rastvoru tla (šema 1). Ovaj fond se sastoji od kalijuma apsorbovanog i labavo zadržanog, zajedno sa drugim pozitivno nabijenim jonima, na ili vrlo blizu površina negativno nabijenih čestica tla. To su uglavnom čestice gline i organske materije. Naprimjer, pjeskovita tla u Kaliforniji, koja imaju malo gline i organske materije, imaju malo izmjenjivog kalijuma. Ipak, čak i pod najboljim okolnostima, kombinacija izmjenjivog i rastvorljivog kalijuma, dva najdostupnija fonda kalijuma, obično predstavlja manje od 2% ukupnog kalijuma u tlu.
Četvrti bazen, neizmjenjivi kalijum, je kalijum zarobljen unutar slojeva sekundarnih minerala gline (šema 1). Ovaj bazen kalijuma je posebno važan u mnogim glinenim tlima. Kada se navlaže, ove aktivne čestice gline bubre i šire se, omogućavajući kalijumu da uđe u prostore između njihovih pločastih slojeva, a kada se dovoljno osuše, skupljaju se i urušavaju, fiksirajući kalijum unutra. Shodno tome, kalijum koji je migrirao tokom zime dok su tla bila vlažna postaje uglavnom fiksiran i nedostupan tokom ljeta dok su tla suva. Takva fiksacija se ne događa u značajnoj mjeri za druge mineralne hranljive materije i kao takva, to je još jedan jedinstveni aspekt kalijuma.
U bilo kojem tlu, relativni sadržaj kalijuma od četiri kalijumska oblika (stanja/bazena) – mineralnom, neizmjenjivom, izmjenjivom i rastvorljivom – zavisi od njegovog mineralnog sastava i stepena trošenja, što takođe utiče na njegovu sposobnost apsorpcije i fiksiranja kalijuma. Nadalje, četiri bazena/stanja se preklapaju i, u različitom stepenu, kretanje kalijuma između bazena je dvosmjerno. Zbog toga će se dio dodanog kalijumovog đubriva premjestiti iz rastvora tla u druge bazene, čime će se smanjiti efikasnost đubrenja.
Kalijum u tlu – kako ga korijenje dobija
Vinova loza apsorbuje kalijum iz tla uglavnom na dva načina. Nijedan od njih nije posebno brz. Prvi uključuje kretanje kalijuma prema korijenu vinove loze. Neki mineralni nutrijenti u tlu lako teku do korijena vinove loze dok korijen apsorbuje vodu. Neki stručnjaci predpostavljaju da i kalijum to čini, ali osim ako nije nedavno primijenjena velika doza rastvorljivog kalijumskog đubriva, to se ne događa. Umjesto toga, kalijum se, zbog svoje niske koncentracije u rastvoru tla, kreće na vrlo kratke udaljenosti (obično manje od 0,4 cm) u tlu, prvenstveno nasumičnim kretanjem unutar tankih filmova vode koji prijanjaju uz čestice tla; proces koji se naziva difuzija.
Gradijent koncentracije stvoren iscrpljivanjem rastvora kalijuma u blizini površine korijena pokretačka je sila difuzije. Takvo iscrpljivanje rezultat je aktivnog usvajanja kalijuma od strane ćelija korijena vinove loze, što je fiziološki proces koji troši energiju. Na taj način, vinova loza može održavati unutrašnju koncentraciju kalijuma koja je veća od one u rastvoru tla. Kako usvajanje iscrpljuje rastvorljivi kalijum u tlu, izmjenjivi kalijum ulazi u rastvor da ga nadoknadi. Ipak, brzina usvajanja kalijuma često premašuje kapacitet tla da obezbijedi kalijum.
Zbijenost tala i Razumijevanje kalijuma u vinogradu
Dok apsorpcija kalijuma korijenom inicira i održava difuziju, sadržaj vode u tlu utiče na njenu brzinu. Kao takva, niska vlažnost tla, koja je tipična nakon zametanja bobica pod rasporedima regulisanog deficitarnog navodnjavanja (Regulated Deficit Irrigation-RDI), ograničava debljinu vodenih filmova koji služe kao putevi za kretanje kalijuma u tlima vinograda, povećavajući rizik od nedostatka kalijuma u vinovoj lozi. Zbijenost tla, koja smanjuje poroznost tla, može slično inhibirati kretanje kalijuma.
Drugi način na koji vinova loza dobija kalijum je širenjem korijenja u neiskorišćeno tlo. Shodno tome, sve što ograničava korijenov sistem vinove loze može izazvati nedostatak kalijuma, uključujući niske temperature tla, zasićenost tla, zbijanje tla, glinovit ili tvrd podzemni sloj, štetočine i bolesti koje se prenose zemljištem i drugi stresni faktori koji utiču na vinovu lozu (foto 2).
Kalijum u tlu – Konkurencija
Kalijum se u različitom stepenu takmiči sa drugim pozitivno nabijenim mineralnim hranljivim materijama u zoni korijena. I kalcijum i magnezijum imaju veći afinitet za mjesta izmjene na površinama čestica tla nego kalijum. Posljedično, oba istiskuju apsorbovani kalijum, čime se smanjuje zaliha rezervnog kalijuma.
Nadalje, i magnezijum i kalcijum se takmiče sa kalijumom za apsorpciju od strane korijena vinove loze. Ovaj efekat je posebno problem za tla kalifornijskih vinograda koja su relativno bogata apsorbovanim magnezijumom i relativno niskim apsorbovanim kalijumom (zasićenost magnezijum bazom ≥ 20% i zasićenost kalijum bazom ≤ 3%). Kada su zasićenja dovoljno visoka, natrijum i amonijak se takođe takmiče sa kalijumom za apsorpciju.
Kalijum u čokotu vinove loze – potražnja i konkurencija
Potražnja za kalijumom unutar vinove loze stalno raste na početku vegetacije, a ubrzava se nakon cvatnje. U početku, kalijum remobilizovan iz rezervi pohranjenih u drvenastim tkivima zadovoljava ovu internu potrebu. Ali kako se tlo zagrijava i aktivnost korijena povećava, unos kalijuma iz tla postaje primarni izvor.
Nakon zametanja bobica, dolazi do porasta potrebe za kalijumom koji je otprilike proporcionalan povećanju veličine i broja bobica. Tokom ovog perioda, bobicama je potreban kalijum kako bi ispunile svoje brojne funkcije za normalan razvoj, uključujući uvećanje i sazrijevanje. Stoga su bobice glavni korisnici kalijuma, uveliko crpeći zalihe kalijuma (foto 3). Kada sazriju, bobice će sadržavati oko 2,5 kilograma ili više kalijuma po toni, što je više od sadržaja bilo kojeg drugog mineralnog hranljivog sastojka (Tabela 1). Podjednako važno, nakon azota, kalijum je drugi najzastupljeniji mineralni hranljivi sastojak u vinovoj lozi.
Tabela 1. Mineralni nutrijenti – količine u zrelom grožđu
Razumijevanje kalijuma u vinogradu
Nije iznenađujuće, s obzirom na nedovoljnu zalihu kalijuma u većini vinogradskih tala i izazove za korijenov sistem u njegovom usvajanju, potreba za kalijumom za rast i razvoj bobica često nije u potpunosti zadovoljena. U slučajevima nedostatka, bobice crpe kalijum iz drugih tkiva vinove loze. Kao rezultat unutrašnje konkurencije između organa vinove loze za kalijumom, simptomi nedostatka mogu se pojaviti sredinom vegetacije na listovima na sredini izdanka i kasno u sezoni na vršnim listovima (foto 4).
Upravljanje kalijumom u vinogradima
Dosljedno učinkovito upravljanje kalijumom u vinogradima uključuje razmatranje faktora ponude, potražnje i nabavke predstavljenih u ovom članku. Počinje sa zonom korijena kojom se upravlja za optimalno funkcionisanje, uključujući one funkcije koje utiču na vodu i korijenje. Slijedi primjena dodatnog kalijuma kao đubriva proporcionalno ciljanom prinosu grožđa i odgovarajućoj potražnji za grožđem.
Uobičajena organska đubriva, stajsko đubrivo i kompost sadrže kalijum. Međutim, za razliku od azota, fosfora i sumpora, sadržaj kalijuma u ovim đubrivima nije dovoljan da zadovolji potrebe vinove loze kada se primjenjuju u tipičnim količinama. Shodno tome, što se tiče kalijuma za vinovu lozu, koristi od primijenjene organske materije su uglavnom indirektne i uglavnom se zasnivaju na njihovom uticaju na stanovnike tla, uključujući korijenje vinove loze.
Tradicionalna metoda za snabdijevanje vinograda dodatnim kalijumom uključuje primjenu velikih doza (više od 1125 kg/ha) suvih kalijumovih đubriva preko tla. Tradicionalna đubriva su kalijum sulfat (sporo topiva so) i kalijum hlorid, koji je pogodan samo za dobro drenirana tla zbog zabrinutosti oko uticaja viška hlorida na vinovu lozu. Jesen je uobičajeno vrijeme primjene, što omogućava zimskim kišama da otopi đubrivo, čineći kalijum dostupnim vinovoj lozi u sledećoj vegetaciji.
Primjena đubriva
Cilj primjene visokih stopa suvih đubriva je zasićenje kapaciteta tla vinograda za fiksiranje kalijuma, čime se osigurava da će određena količina ostati dostupna korijenju vinove loze. Shodno tome, suva kalijeva đubriva se obično rasipaju po površini tla ili se zagrće u tlo uz redove vinove loze. (Primjena suvih kalijevih đubriva je učinkovitija na pjeskovitijim tlima).
Ove primjene koncentrisanog kalijuma često su uspješne pri površinskom navodnjavanju, a korisni efekti ponekad traju nekoliko godina. Međutim, manje su učinkovite pri navodnjavanju kap po kap, gdje se aktivne korijenove zone povlače od pojaseva đubriva jer se vlaga od zimskih kiša smanjuje. Zbog toga, vinova loza navodnjavana kap po kap, đubrena na ovaj način, često ima manjak kalijuma tokom vegetacije.
U stvari, za većinu vinograda, potpuna ovisnost o primjeni đubriva prije sezone dovodi do nedostatka kalijuma u različitim stepenima tokom sezone, što se može očekivati s obzirom na izazove u ponudi, potražnji i nabavci ovog hranljivog sastojka.
Korjenova zona
Znatno smanjena veličina korjenovih zona sredinom vegetacije u vinogradima koji se navodnjavaju kap po kap, područja su koncentrisane aktivnosti korijena, uključujući unos kalijuma. Kao posljedica toga, zaliha dostupnog kalijuma u ovim komprimiranim zonama korijena se brzo troši. Ovi događaji se podudaraju sa povećanom potrebom za kalijumom u fazi razvoja bobica i, shodno tome, povećanim rizikom od nedostatka kalijuma u vinovoj lozi. Srećom, u isto vrijeme, vinova loza brzo reaguje na umjerene doze kalijumovih đubriva primijenjenih u zoni kap po kap, posebno tekućih đubriva koja sadrže kalijum u lako rastvorljivom obliku.
Kalijum tiosulfat (KTS) i kalijum bikarbonat (0-0-30) su možda dva najčešće korištena tekuća kalijumova đubriva za fertirigaciju tokom sezone. Tipične količine su 47 litara/ha. što je ekvivalentno oko 14 kg kalijuma po primjeni ili manje. Ovisno o nivou roda, mogu biti potrebne dvije ili više primjena između zametanja bobica i berbe. Primjena kalijumovog đubriva u kombinaciji sa azotom, fosforom i sumporom, kao u NPK mješavini kao što je 3-12-14-4(S), obično povećava apsorpciju kalijuma više nego što je moguće kada se kalijum primjenjuje sam. Takve mješavine su posebno korisne nakon berbe za podsticanje ublažavanja stresa i skladištenja kalijuma u drvenastim tkivima vinove loze za upotrebu sledeće sezone.
Folijarno đubrenje je još jedna opcija za dopunjavanje zaliha kalijuma u vinogradu tokom sezone. U tu svrhu razvijeno je nekoliko visoko apsorpcijskih kalijumovih đubriva. Uključujući formulacije koje sadrže kalijum helat ili kombinacije sa aminokiselinama, organskim kiselinama, flavonolima ili molekulama šećera. Za vinograde sa suvim uzgojem/bez navodnjavanja, folijarna đubriva su posebno korisna za dopunjavanje suvih đubriva primijenjenih u tlu tokom sezone. Zbog svojih relativno kratkoročnih učinaka, folijarna đubriva mogu zahtijevati višestruku primjenu.
Zaključci
Razumijevanje kalijuma u vinogradu. Održavanje adekvatne količine kalijuma u vinovoj lozi je neophodno za konzistentne prinose visokokvalitetnog grožđa, kao i za minimiziranje stresa vinove loze. Istovremeno, jedinstvene karakteristike kalijuma čine ga jednim od najizazovnijih mineralnih hranljivih materija za upravljanje u vinogradima. Nekoliko faktora koji doprinose ograničenoj dostupnosti u tlu i poteškoćama u razvoju korijena, kao i velika potražnja pri porastu i razvoju bobica tokom vegetacije, spadaju među izazove upravljanja kalijumom. Osnovno razumijevanje ovih faktora, kao i određeno poznavanje kalijumovih đubriva i njihove primjene, fundamentalno je za uspješno upravljanje kalijumom.
Razumijevanje kalijuma u vinogradu. Literaturni izvori dati u orginalnom radu daju mnogo više podataka o ovoj problematici.
Pogledati i: https://ovinu.info/lisna-dijagnostika-znaci-nedostatka-hranljivih-elemenata/
Stan Grant: Towards An Understanding Of Vineyard Potassium (Ka razumijevanju vinogradskog kalijuma). Izvor: https://lodigrowers.com/. Objavljeno: 26.08.2024. Prevod i obrada teksta: Dragutin Mijatović
