Какова роль калия в жизни растений


Роль калия в жизни растений

Николай Вишенский

Калий наряду с азотом и фосфором относится к главным элементам питания растений. Он, безусловно, необходим всем растениям, животным и микроорганизмам. Попытки заменить калий близкими к нему элементами (натрием, литием, рубидием) оказались безрезультатными. Функция калия в растениях. как и других необходимых для них элементов, строго специфична.

Впервые предположение о необходимости калия растениям высказал Сосюр в 1804 г. на основании анализа золы растений, в которой всегда присутствовал калий. Затем Либих сделал заключение о необходимости применения калийных удобрений. Первые экспериментальные данные об абсолютной необходимости калия растениям были получены Сальм-Горстмаром в 1846 г.

В растениях калий находится в ионной форме. До сих пор неизвестно ни одно органическое соединение, в состав которого входил бы этот элемент. Калий содержится в основном в цитоплазме и вакуолях клеток; в ядрах и пластидах он отсутствует.

Около 80% калия находится в клеточном соке и может легко вымываться водой (например, дождями), особенно из старых листьев. В дневное время суток, когда в растениях активно протекают все биохимические процессы, калий, сохраняя легкую подвижность, все же удерживается в клетках освещенного растения. Ночью, когда процессы фотосинтеза прекращаются, часть калия может выделяться через корни, чтобы потом, с появлением первого солнечного луча, вновь поглощаться растением.

Примерно 20% калия удерживается в клетках растений в обменнопоглощенном состоянии коллоидами цитоплазмы и до 1% его необменно поглощается митохондриями.

Молодые органы растений содержат калия в 3-5 раз больше, чем старые: его больше в тех органах и тканях, где интенсивно идут процессы обмена веществ и деления клеток. Поэтому калий иногда называют элементом молодости. Много калия в пыльце растений. В золе пыльцы кукурузы содержится до 35,5% калия, а кальция, магния, серы и фосфора, вместе взятых — лишь 24,7%. Легкая подвижность калия в растениях обусловливает его реутилизацию путем перемещения из старых листьев в молодые. Поэтому его распределение в растениях характеризуется базипептальным градиентом концентрации, то есть его содержание в листьях и частях стебля в пересчете на единицу сухого вещества возрастает снизу  вверх.

Физиологические функции калия весьма разнообразны. Установлено, что он стимулирует нормальное течение фотосинтеза, усиливает отток углеводов из пластинки листа в другие органы, а также синтез сахаров и высокомолекулярных углеводов — крахмала, целлюлозы, пектиновых веществ, ксиланов.

Калий усиливает накопление моносахаров в плодовых и овощных культурах, повышает содержание сахарозы в корнеплодах, крахмала в картофеле, утолщает стенки клеток соломины злаковых культур и повышает устойчивость хлебов к полеганию, а у льна и конопли улучшает качество волокна.

Способствуя накоплению углеводов в клетках растений, калий увеличивает осмотическое давление клеточного сока и тем самым повышает холодоустойчивость и морозостойкость растений.

Накапливаясь в хлоропластах и митохондриях, калий стабилизирует их структуру и способствует образованию АТФ. Калий увеличивает гидрофильность коллоидов протоплазмы; при этом снижается транспирация, что помогает растениям лучше переносить кратковременные засухи.

Калий играет важную роль в синтезе и обновлении белков в растениях. При его недостатке синтез белков резко снижается и одновременно происходит распад старых белковых молекул. В растениях накапливаются растворимые азотные соединения (свободные аминокислоты). Улучшение калийного питания сопровождается повышением удельного веса белкового азота в растениях пшеницы. Усиливается также синтез амидов (аспарагина и глютамина). Положительное влияние калия на синтез белков связано, по-видимому, во-первых, с его влиянием на накопление и трансформацию углеводов (а последние, как известно, в процессе дыхания дают кетокислоты — материал для построения аминокислот) и, во-вторых, с усилением под влиянием калия деятельности ферментов, участвующих в синтезе белка.

Калий поглощается растениями в виде катиона и, очевидно, в такой форме остается в клетке, образуя лишь слабые связи с ее веществами. В такой форме калий является основным противоионом для нейтрализации отрицательно заряженных компонентов клетки, а также создает разность электрических потенциалов между клеткой и средой. Возможно, именно в этом проявляется специфическая функция калия как незаменимого элемента питания.

Активизируя важнейшие биохимические процессы в клетках растений, калий повышает их устойчивость к различным заболеваниям как в течение вегетации, так и в послеуборочный период, значительно улучшает лежкость плодов и овощей.

Содержание калия в клетках растений существенно выше, чем других катионов. Внутриклеточная концентрация калия в растениях во много раз (в 100-1000) превышает его концентрацию в почвенном растворе.

Критический период в потреблении калия растениями приходится на первые 15 дней после всходов. Период максимального потребления, как правило, совпадает с периодом интенсивного прироста биологической массы. У одних растений поступление калия заканчивается уже к фазе полного цветения (лен) или к цветению — началу молочной спелости (зерновые и зернобобовые). У других растений оно более растянуто и происходит в течение всего вегетационного периода (картофель, сахарная свекла, капуста).

В отличие от азота и фосфора, калия больше в вегетативных органах растений, чем в репродуктивных. Например, в соломе большинства злаков калия больше почти в 2 раза, а в стеблях кукурузы — в 5 раз, чем в зерне. Поэтому вынос К2О с нетоварной частью урожая, как правило, выше, чем с товарной (за исключением зернобобовых).

Калиелюбивые культуры — сахарная и кормовая свекла, картофель, овощи — потребляют этот элемент гораздо больше, чем зерновые и зернобобовые культуры, лен и многолетние травы. Также много калия потребляет подсолнечник. В соотношении N : Р: К у калиефилов преобладает калий (2,5-4,5 : 1 : 3,5-6), а у зерновых культур — азот (2,5-3 : 1 : 1,5-2,2).

Недостаток калия вызывает множество нарушений обмена веществ у растений: ослабляется деятельность ряда ферментов, нарушается углеводный и белковый обмен, повышаются затраты углеводов на дыхание. В итоге продуктивность растений падает, качество продукции снижается. У зерновых образуется щуплое зерно, снижаются всхожесть и жизнеспособность семян. Нередко из-за ухудшения прочности соломины хлеба полегают. Уменьшается содержание крахмала в клубнях картофеля, сахарозы в корнеплодах сахарной свеклы, пектиновых веществ в плодах и ягодах. Урожайность зерновых, плодовых и овощных культур падает, снижается содержание витаминов в продукции. При дефиците калия возрастает поражаемость растений различными болезнями.

Внешне калийное голодание растений проявляется в первую очередь на листьях нижнего яруса: они преждевременно желтеют, начиная с краев; в дальнейшем края буреют, а затем отмирают и разрушаются, вследствие чего они выглядят, как обожженные. Это явление получило название «краевой ожог». Дефицит калия сказывается и на снижении тургора, листья вянут и поникают. Чаще всего недостаток калия проявляется в период интенсивного роста растений (в середине вегетации), когда его содержание в клетках растений снижается в 3-5 раз в сравнении с нормой.

Сильнее от недостатка калия страдают калиелюбивые культуры.

Чрезмерное калийное питание растений также негативно отражается на их росте и развитии. Проявляется оно в возникновении между жилками листьев бледных мозаичных пятен, которые со временем буреют, а затем листья опадают.

Таким образом, регулируя уровень калийного питания растений, можно в значительной мере влиять на их продуктивность и качество получаемой продукции.

Круговорот и баланс калия в земледелии 

Калий — один из основных биогенных элементов. Его круговорот в биоценозах весьма интенсивен. Содержание калия в биомассе различных биоценозов колеблется от 20 (пустыня) до 2000 кг/га (дубравы).

Замкнутый цикл круговорота питательных веществ в естественных  биоценозах и аккумулирующая деятельность растений приводят к перераспределению калия в пределах корнеобитаемого слоя почвы и постепенному обогащению этим элементом ее верхних горизонтов.

В агроценозах круговорот и баланс калия зависят в основном от хозяйственной деятельности землепользователей: обеспеченности удобрениями, специализации хозяйств и др.

Валовые запасы калия в почвах во много раз (в 5-50) выше, чем азота и фосфора. Этого нельзя не учитывать.

Часть калия теряется из корнеобитаемого слоя почвы за счет инфильтрации: на легких почвах около 5 %, на тяжелых — около 2 % от внесенного количества удобрений. На интенсивность этого процесса оказывают влияние гранулометрический состав почвы и ее водный режим, дозы удобрений, особенности культур.

Часть калия почвы теряется в результате водной и ветровой эрозии. По усредненным данным, это составляет 4-8 кг/га. Обычно считается, что расходные статьи потерь калия от эрозии компенсируются поступлением его с семенами (около 2 кг/га) и осадками (2-6 кг/га).

Следует иметь в виду, что некоторая часть обменного калия может переходить в почве в фиксированное (необменно-поглощенное) состояние и тем самым изыматься из доступного для растений фонда калия. Установлено также, что в снабжении растений калием принимают участие не только пахотные, но и подпахотные горизонты почв. Тем самым расход калия из пахотного слоя уменьшается. Например, в опытах на дерновоподзолистых почвах подсолнечник и люпин в среднем около 32 % калия от общего его выноса потребляли из подпахотных горизонтов.

Состав и свойства калийных удобрений

Промышленные калийные удобрения подразделяют на концентрированные (хлористый калий, сернокислый калий, хлористый калий — электролит, калийная соль, калимагнезия, калийно-магниевый концентрат) и сырые (сильвинит и каинит).

Сырые калийные соли.

Получают путем дробления и размола природных калийных солей. Обычно для этой цели используют более концентрированные пласты месторождений. Применять сырые калийные соли целесообразно лишь вблизи месторождений калийных руд, так как они имеют низкое содержание К2О и большое количество примесей. Они содержат много хлора, что также ограничивает их применение.

Из сырых калийных солей наиболее распространены сильвинит и каинит.

Сильвинит — пКС1 + mNaCl. Содержит 12-15% К2О и 35-40% ^2О. Выпускается в грубом помоле (размер кристаллов 1-5 мм и более). Розовато-бурый с включением синих кристаллов. При хранении во влажном помещении отсыревает, а при высыхании слеживается. Перевозят бестарным способом. Применяют под натриелюбивые культуры.

Каинит — КО . MgSO4.3h3O с примесью №0. Содержит 10% К2О, 6-7% MgO, 32-35% а, 22-25% №2О, 15-17% SО4. Это крупные кристаллы розовато-бурого цвета. Влажность не более 5%. Получают при размоле каинитовой или каинитово-лангбей-нитовой руды. Не слеживается, транспортируют навалом (насыпью).

Концентрированные калийные удобрения. Хлористый калий, хлорид калия — КО. Это основное калийное удобрение. Его производство составляет 80-90% от общего производства калийных удобрений. Получают хлорид калия в основном из сильвинита, который представляет собой смесь (агломерат) сильвина (КО) и галита (№0), содержащую 12-15% К2О. В химически чистом хлориде содержится 63,1% К2О. В зависимости от способа производства хлорид калия, поставляемый сельскому хозяйству, содержит от 57 до 60% К2О. Это мелкокристаллический порошок розового или белого цвета с сероватым оттенком.

 

Хлористый калий производят несколькими способами. Полученный белый мелкокристаллический хлорид калия при хранении сильно слеживается.

Отход производства содержит до 95% №0 и служит материалом для получения соды, технической поваренной соли.

Флотационный хлорид калия имеет более крупные естественные кристаллы розового цвета. Гидрофобные добавки (жирные амины), используемые в процессе флотации, существенно уменьшают гигроскопичность и слеживаемость удобрения.

Этот способ производства хлористого калия получил наибольшее распространение.

Сульфат калия — K2SО4. Это высококонцентрированное бесхлорное удобрение. Содержит 46-50% К2О. Мелкокристаллический порошок белого цвета с желтым оттенком, влажность 1,2%. Не слеживается, транспортируется в мешках или насыпью (без тары). Получают в процессе комплексной переработки полиминеральных калийных руд (лангбейнита, шенита) конверсией (обменным разложением) хлоридом калия, а также как побочный продукт ряда химических производств.

По сравнению с хлорсодержащими калийными удобрениями K2SО4 обеспечивает достоверные прибавки урожая винограда, гречихи, табака и других хлорофобных культур. Это удобрение широко используют в овощеводстве, особенно в защищенном грунте. Наличие серы в удобрении положительно влияет на продуктивность крестоцветных, бобовых и некоторых других культур.

Однако себестоимость сульфата калия гораздо выше, чем всех других калийных удобрений.

Калимагнезия, сульфат калия-магния — K2SО4 . MgSО4. Содержит 29% К2О и 9% MgO. Получают путем перекристаллизации из природных сульфатных солей, в основном из шенита. Поэтому это удобрение иногда называют шенитом. Белый сильнопылящий порошок с сероватым или розоватым оттенком либо серовато-розовые гранулы неправильной формы. Не слеживается, транспортируется в мешках или насыпью. Используется в первую очередь под культуры, чувствительные к хлору или на легких почвах.

Калимаг, калийно-магнезиальный концентрат — K2SО4 . 2MgSО4. Получают из сульфатных калий-маг-нийсодержащих минералов путем их обогащения. Содержит 18-20% К2О и 8-9% MgO. Выпускается в виде гранул серого цвета. Не слеживается, транспортируется насыпью. По эффективности приближается к калимагнезии.

Хлоркалий электролит — КО с примесями №0 и MgCl2. Это побочный продукт при производстве магния из карналлита. Содержит 34-42% КА, по 5% MgO и №2О и до 50% а. Сильнопылящий мелкокристаллический порошок с желтым оттенком. Не слеживается, его перевозят в бумажных мешках или насыпью. По эффективности приближается к хлористому калию; на бедных магнием почвах более эффективен, чем КО.

Цементная пыль. Отход производства цемента, бесхлорное калийное удобрение. Содержит от 10-15 до 35% К2О. Калий содержится в виде карбонатов, бикарбонатов, сульфатов и в небольшом количестве силикатов. Имеются также гипс, оксид кальция, полуторные оксиды и некоторые микроэлементы. Калийные соли цементной пыли растворимы в воде и доступны растениям. Применяют в качестве основного удобрения, в первую очередь на кислых почвах и под хлорофобные культуры.

Печная зола. Местное калийно-фосфорно-известковое удобрение. Калий содержится в золе в виде поташа (К2СО3). Содержание К2О в золе существенно колеблется в зависимости от источника топлива. Например, зола лиственных пород содержит 1014% К2О, 7% Р2О5, 36% СаО, зола хвойных пород — 3-7% К2О, 2,0-2,5% Р2О5 и 25-30% СаО. Молодые деревья при сжигании дают больше золы, в которой и содержание питательных элементов выше. Печная зола — достаточно эффективное удобрение для всех культур (особенно для хлорофобных) и для всех почв (в первую очередь для кислых).

Взаимодействие калийных удобрений с почвой

Калийные удобрения хорошо растворимы в воде. При внесении в почву они растворяются в почвенном растворе, а затем вступают во взаимодействие с почвенным поглощающим комплексом по типу обменного (физико-химического), а частично и необменного поглощения.

Обменное поглощение катионов калия почвой составляет небольшую часть от всей емкости поглощения. Реакция обменного поглощения катионов калия почвой обратима.

В результате перехода калия в обменно-поглощенное состояние ограничивается его подвижность в почве и предотвращается вымывание за пределы пахотного слоя, за исключением легких почв с низкой емкостью поглощения. Обменно-поглощенный почвой калий удобрений хорошо доступен растениям.

Вторичные процессы взаимодействия почвенного раствора с почвенным поглощающим комплексом постепенно вытесняют из него катионы калия. Активное участие в таком обмене принимает и корневая система растений благодаря корневым выделениям.

На кислых и сильнокислых почвах (в особенности легкого гранулометрического состава), имеющих в составе ППК обменный водород и алюминий, при внесении калийных удобрений наблюдается заметное подкисление почвенного раствора. Поэтому на таких почвах эффективность калийных удобрений снижается.

Кроме того, дополнительное подкисление почвенного раствора происходит и за счет проявления физиологической кислотности калийных солей. Однако следует отметить, что физиологическая кислотность у калийных удобрений значительно меньше, чем у аммонийных, и проявляется она, как правило, только при длительном применении этих удобрений под калиелюбивые культуры, потребляющие большое количество калия.

Необменный (фиксированный) калий обладает значительно меньшей подвижностью, чем обменно-поглощенный. Переход его в раствор и доступность растениям значительно затруднены.

Фиксация калия удобрений разными почвами в зависимости от их минералогического состава и дозы удобрений может составлять от 14 до 82 % от внесенного количества.

При внесении крупнокристаллических или гранулированных удобрений фиксация калия почвой снижалась на 20-30% из-за меньшего контакта удобрения с почвой.

Размер необменного поглощения калия зависит и от дозы вносимого удобрения. Абсолютное количество фиксированного калия при увеличении дозы калийных удобрений резко возрастает, хотя в процентном отношении к внесенной дозе наблюдается понижение фиксации. Потенциальная способность почвы фиксировать калий очень велика.

При систематическом применении калийных удобрений и положительном балансе калия (т. е. при превышении внесенного калия удобрений над его выносом растениями) в почве повышается содержание как подвижных форм калия (водорастворимый и обменный), так и его фиксированных форм.

В условиях дефицита калийных удобрений (т. е. при отрицательном балансе калия) происходит обратный процесс. По мере расходования растениями доступных форм калия (водорастворимого и обменного) происходит постепенный переход фиксированного калия, а отчасти и калия кристаллической решетки в более подвижные формы. Например, в опыте на суглинистой почве (Англия) за 101 год растения вынесли с урожаями в 3-4 раза больше калия, чем его содержалось в почве в обменной форме.

Применение калийных удобрений на различных почвах

В районах эффективного действия калийных удобрений они обеспечивают на каждый килограмм внесенного калия удобрений прибавку урожая: зерна 2-3 кг, картофеля 2033, сахарной свеклы 35-40, льноволокна 1-1,5, сена сеяных трав 20-33 и сена луговых трав 8-18 кг.

Эффективность калийных удобрений зависит от почвенно-климатических условий и биологических особенностей возделываемых культур.

Что касается почвенных факторов, то здесь основным является обеспеченность почв доступным для растений калием (сумма водорастворимого и обменного калия).

Применение калийных удобрений наиболее эффективно на песчаных, супесчаных, дерново-подзолистых, торфяно-болотных и пойменных почвах, а также на красноземах. Положительное действие на урожай растений оказывают калийные удобрения и в зоне достаточного увлажнения на суглинистых дерново-подзолистых, серых лесных почвах, оподзоленных и выщелоченных черноземах (в случаях низкой и средней обеспеченности их калием).

На типичных, обыкновенных, южных черноземах, каштановых почвах и сероземах действие калийных удобрений в большинстве случаев слабое или совсем не проявляется. Применение калийных удобрений оправдано в этих условиях только под калиелюбивые культуры — сахарную свеклу, подсолнечник, овощные, а также на каштановых почвах и сероземах при орошении.

На солонцах, обычно богатых калием, калийные удобрения не применяют, так как они усиливают солонцеватость этих почв и не дают ожидаемого эффекта.

Калийные удобрения, как правило, оказывают положительное влияние на урожай растений при содержании в почве подвижного калия на уровне 1-3-го классов. При более высокой обеспеченности почв калием эффективность калийных удобрений снижается и определяется в основном составом культур севооборота, уровнем применяемых доз азотных и фосфорных удобрений и других агротехнических мероприятий.

Основные принципы оптимизации применения калийных удобрений следующие.

  1. Применение калийных удобрений с учетом обеспеченности почв калием, гранулометрического состава почв, биологических особенностей сельскохозяйственных растений и форм калийных удобрений.
  2. Повышение общего уровня культуры земледелия, окультуренности почв, соблюдение сбалансированного питания растений калием и другими питательными элементами (в первую очередь азотом и фосфором).

Эффективность калийных удобрений (как и фосфорных, и азотных) на слабокислых и нейтральных почвах заметно возрастает по сравнению с сильнокислыми почвами.

Поэтому известкование кислых почв — один из обязательных приемов повышения эффективности калийных удобрений. Однако из-за антагонизма ионов калия и кальция на произвесткованных почвах возникает потребность в повышении доз калийных удобрений.

Применение навоза, который сам является хорошим источником калия для растений, как правило, снижает действие минеральных калийных удобрений.

Наибольшая эффективность калийных удобрений достигается при оптимальном соотношении их с азотными и фосфорными. Одностороннее применение калийных удобрений возможно на осушенных торфяниках и торфяно-болотных почвах, обеспеченных другими элементами питания.

В ассортименте калийных удобрений преобладают хлорсодержащие формы. На почвах среднего и тяжелого гранулометрического состава такие удобрения в полной дозе (за исключением небольшой дозы в рядки под некоторые культуры) целесообразно вносить осенью. При этом удобрения размещают в более влажном слое почвы, где развивается основная масса корней, и они лучше усваиваются растениями, а хлор вымывается осенне-весенними осадками из пахотного слоя и не оказывает отрицательного действия на хлорофобные культуры. Только на легких, а также на торфяно-болотных и пойменных почвах калийные удобрения следует вносить весной. Под пропашные и овощные культуры в таких случаях часть общей дозы калия целесообразно давать в подкормку.

В севообороте калийные удобрения в первую очередь вносят под калиелюбивые культуры, которые дают при этом более заметные прибавки урожая.

Лен и конопля потребляют сравнительно немного калия, но их слабая корневая система не может в обычных условиях обеспечить эти растения достаточным количеством калия. Поэтому под эти культуры следует вносить повышенные дозы калийных удобрений.

Под хлорофобные культуры целесообразно применять удобрения с минимальным содержанием хлора. Опыты с картофелем показали, что применение хлорсодержащих калийных удобрений снижает количество крахмала на 7-15% по сравнению с удобрениями, не содержащими хлор.

Использование калия - Biology Wise

Использование калия

Понравилось? Поделись!

Калий используется в различных отраслях промышленности, а также в биологических целях. В этой статье BiologyWise рассказывается о некоторых ключевых применениях калия в различных сферах жизни.

Калий - химический элемент, который обозначается химическим символом K. Это седьмой по количеству доступный металл, обнаруженный на поверхности Земли.Это щелочной металл, который находится в первой группе таблицы Менделеева. Этот элемент в своей элементарной форме имеет серебристо-белый цвет и является высокореактивным веществом.

Используется в теле

Хотели бы вы написать нам? Что ж, мы ищем хороших писателей, которые хотят распространять информацию. Свяжитесь с нами, и мы поговорим ...

Давайте работать вместе!

Калий - важный минерал для нашего организма. Он играет жизненно важную роль в нормальном функционировании организма.Это помогает поддерживать уровень кислотности и кровяное давление. Он необходим для передачи электрических сигналов от нервов к клеткам и наоборот. Он также выполняет другие функции, такие как регулирование водного баланса, сокращение мышц (в том числе сердечных мышц), метаболизм белков и т. Д. Очень важно, чтобы уровни калия в организме человека были должным образом сбалансированы. Это связано с тем, что слишком много этого элемента в крови приводит к состоянию, называемому гиперкалиемией, а слишком маленькое - к гипокалиемии.

Симптомы дефицита калия включают судороги в ногах, утомляемость, слабость, нерегулярное сердцебиение, паралич мышц и т. Д. С другой стороны, избыток этого элемента в крови может привести к снижению артериального давления и даже сердечному приступу. Однако высокий уровень калия возникает в основном из-за некоторых основных проблем со здоровьем.

Этот элемент находит множество применений в медицине. Хлорид калия (KCl) используется для приготовления добавок, которые используются для лечения дефицита, вызванного низким уровнем этого элемента в организме.Он также используется в мочегонных препаратах, и использование таких лекарств вызывает потерю калия из организма. Таким образом, он входит в состав пищевых добавок, чтобы восполнить эту потерю.

Используется в растениях

Калий - важное питательное вещество для растений. Этот элемент помогает контролировать функционирование устьиц, присутствующих в клетках растений, и различных ферментов растений. Это позволяет устьицам эффективно регулировать воду в растении и уменьшать потерю воды через нее. Таким образом, он заботится о здоровье растений.В отсутствие калия растения подвержены болезням и не выдерживают теплового стресса. Растения могут получать этот элемент в виде минерала из почвы. Однако, если в почве дефицит калия, то в качестве удобрения используют нитрат калия.

Промышленное использование

Различные соединения этого элемента широко используются в различных отраслях промышленности. Вот некоторые из основных промышленных применений:

  • Гидроксид калия (КОН) имеет сильные основные свойства.Поэтому он используется для нейтрализации кислот и, таким образом, помогает контролировать значение pH. Его используют при приготовлении разных видов полезных солей. Он используется для омыления жирных и маслянистых веществ и в различных реакциях гидролиза.
  • Элемент образует сплав с натрием, известный как NaK, который находится в жидком состоянии при комнатной температуре. Этот сплав используется в качестве осушителя для производства различных сухих растворителей. Он также используется в качестве среды для передачи тепла в нескольких отраслях промышленности.
  • Хромат калия (K 2 CrO 4 ) - это соединение, которое широко используется в производстве различных предметов повседневного использования. К ним относятся чернила, красители, безопасные спички, фейерверки, мухобойка и т. Д. Это необходимо также при дублении кожи.
  • Цианид калия способен растворять драгоценные металлы, такие как золото и серебро. По этой причине он находит основное промышленное применение в добыче золота. Пары этого элемента нашли свое применение в различных разновидностях магнитометров.Карбонат калия (K 2 CO 3 ) часто называют калием и используют для производства мыла и стекла.

При хранении элементарного калия следует соблюдать осторожность, поскольку он является реактивным элементом. Когда он вступает в контакт с водой (включая атмосферную влагу), он довольно бурно реагирует и выделяет водород и большое количество тепла, которое при высвобождении может привести к огромному взрыву. По этой причине в целях безопасности его следует хранить в керосине.При обращении с этим элементом следует прикрывать тело защитным снаряжением, чтобы избежать несчастных случаев.

Похожие сообщения

  • Использование Algae

    Водоросли - это группа автотрофных и эукариотических организмов. Помимо того, что они являются чрезвычайно питательными продуктами, они все чаще используются в промышленных целях. Узнайте несколько действительно интересных способов использования водорослей,…

  • Кровеносная система крысы

    Система кровообращения и анатомия сердца крысы очень похожи на человеческие.Сердце крысы действует как насосный орган, а…

Получайте обновления прямо на ваш почтовый ящик
Подпишитесь, чтобы получать самые свежие и лучшие статьи с нашего сайта автоматически каждую неделю (плюс-минус) ... прямо на ваш почтовый ящик. ,

фактов о калии | Живая наука

Кабум! Чистый калий - металл с высокой реакционной способностью. Под воздействием воды он взрывается фиолетовым пламенем, поэтому в целях безопасности его обычно хранят под минеральным маслом.

По данным Национальной лаборатории линейных ускорителей Джефферсона, из-за своей реакционной способности калий в природе не является свободным. Однако минералы и соединения, содержащие калий, распространены: это седьмой по распространенности элемент в земной коре.

Природные соли калия, такие как селитра и калий, использовались веками, но никто не выделял калий до 1807 года, когда корнуоллский химик Хамфри Дэви решил пропустить электрический ток через влажный калий (карбонат калия).Ток разорвал связи, удерживающие соединение вместе. По данным Фонда химического наследия, позже Дэви повторил этот трюк, чтобы обнаружить натрий.

По данным Королевского химического общества, именно Дэви первым заметил наблюдаемую здесь взрывную пурпурную реакцию калия на воду. Возгорание происходит из-за того, что комбинация калия и воды создает гидроксид калия (КОН) и водород, а также выделяет тепло. Тепло воспламеняет водород, и весь шебанг взрывается.

Только факты

По данным Национальной лаборатории линейных ускорителей Джефферсона, свойства серебра следующие:

  • Атомный номер (количество протонов в ядре): 19
  • Атомный символ (в Периодической таблице элементов): K (от латинского слова «щелочь», kalium .)
  • Атомный вес (средняя масса атома): 39,0983
  • Плотность: 0,89 грамма на кубический сантиметр
  • Фаза при комнатной температуре: твердое вещество
  • Точка плавления: 146 ,08 градусов по Фаренгейту (63,38 градусов по Цельсию)
  • Точка кипения: 1398 градусов по Фаренгейту (1032 градусов по Цельсию)
  • Количество изотопов (атомов одного и того же элемента с разным количеством нейтронов): 29; 3 встречающихся в природе
  • Наиболее распространенные изотопы: K-39 (естественное изобилие 93,3%), K-40 (естественное изобилие 0,0117%), K-41 (естественное изобилие 6,73%)

Обычные, а иногда и смертельные

Около 2,4 По данным Королевского химического общества, процент массы земной коры составляет калий, включая миллиарды тонн хлорида калия.Неудивительно, что люди использовали этот ресурс. Селитра (нитрат калия) использовалась для консервирования продуктов в средние века и является частью пороха, изобретенного в Китае IX века. Квасцы калия (KAI (SO 4 ) 2 ) могут обнаруживаться в вашем дезодоранте (он подавляет рост бактерий) или при производстве текстиля и кожи. Калий, общий термин для любой соли, содержащей водорастворимый калий, является основным ингредиентом удобрений.

Слово «поташ» происходит от слова «зола» и восходит к первоначальному методу производства этих солей.Растения богаты калием, поэтому люди собирают древесную золу и высасывают соли калия для использования в удобрениях. По данным RSC, в настоящее время добывается калий, ежегодно с Земли извлекается 35 миллионов метрических тонн.

Калий также является необходимым для жизни питательным веществом; как электролит он проводит электрические сигналы в организме; Наряду с натрием он имеет решающее значение для правильного сокращения мышц. Лекарство хлорид калия обычно используется для лечения дефицита калия, но доза создает яд: хлорид калия также используется в смертельных инъекциях.В достаточно больших количествах лекарство останавливает сердце, нарушая электрические сигналы, которые заставляют мышцы сокращаться и расслабляться, согласно отчету о болезни 2012 года в журнале «Отчеты о случаях неотложной медицины».

(Изображение предоставлено Грегом Робсоном / Creative Commons, Андрей Маринкас Shutterstock)

Кто знал?

  • Низкий уровень калия в организме называется гипокалиемией. По данным Медицинского центра Университета Мэриленда, симптомы включают мышечные судороги, слабость и нерегулярное сердцебиение.Высокий уровень калия, называемый гиперкалиемией, вызывает аналогичные симптомы.
  • Однако уровень калия может быть низким и без этих крайних симптомов. Исследование 2008 года, опубликованное в журнале Hypertension, показало, что некоторые лекарства от артериального давления могут приводить к снижению уровня калия, что, в свою очередь, повышает риск диабета 2 типа.
  • Звучит весело: по словам лаборанта Хамфри Дэви, ученый с ликованием отреагировал, когда обнаружил свой новый элемент. «Мне сказал мистер Эдмунд Дэви, его родственник и помощник ... когда он увидел, как мельчайшие шарики калия прорвались сквозь корку поташа и загорелись при входе в атмосферу [Хамфри Дэви] не смог сдержать своей радости - он действительно танцевал по комнате в экстатическом восторге », - писал Джон Дэви в своих« Воспоминаниях о жизни сэра Хэмфри Дэви »."

Текущее исследование

Калий, наряду со своим партнером в преступлении, натрием, имеет решающее значение для поддержания артериального давления, помимо других видов деятельности в организме. В связи с этим Министерство сельского хозяйства США рекомендует взрослым потреблять 4,7 грамма калия. в день, в то время как Всемирная организация здравоохранения призывает к несколько меньшему потреблению - 3,5 грамма.

Калий не привлекает столько внимания в популярной прессе, как натрий, но он чрезвычайно важен, - сказала Сильвия Вассертхейл-Смоллер, почетный профессор эпидемиологии в Медицинском колледже Альберта Эйнштейна в Нью-Йорке.В сентябре 2014 года Вассертхайл-Смоллер и ее коллеги обнаружили, что диета с высоким содержанием калия связана с меньшим количеством инсультов у женщин в постменопаузе. В целом, женщины, которые потребляли больше всего калия в своем рационе, имели на 12 процентов меньше шансов получить инсульт в течение 11-летнего периода исследования.

Примечательно, что, как сказал Вассертхайль-Смоллер Live Science, защитный эффект калия «выходит за рамки артериального давления». Исследователи сообщили в журнале Stroke, что женщины, у которых не было высокого кровяного давления, получили большую пользу для здоровья от калия, чем женщины с высоким кровяным давлением.Среди женщин с нормальным артериальным давлением вероятность инсульта у тех, кто ел больше всего калия, на 21 процент ниже, чем у тех, кто ел меньше всего.

«Калий участвует в здоровье клеток и кровеносных сосудов», - сказал Вассертхайль-Смоллер. «Мы не совсем уверены в механизме, но есть что-то в потреблении калия, которое снижает риск инсульта».

По словам Вассертхайль-Смоллер, калий содержится во многих продуктах, в первую очередь в бананах. Он также содержится в картофеле, листовой зелени, лососе, абрикосах, кабачках, томатной пасте и молоке.Но есть вероятность, что вы не достигнете рекомендуемой нормы потребления этого питательного вещества.

Исследование, опубликованное в журнале BMJ Open в 2015 году, показало, что только около 20 процентов американцев достигают целей ВОЗ по потреблению калия. В других странах дела шли не намного лучше: только около 5 процентов мексиканцев, 23 процента жителей Франции и 8 процентов британцев смогли съесть достаточное количество калия.

Данные подтверждают, что люди не получают достаточного количества калия для оптимального здоровья, сказал исследователь Адам Древновски, эпидемиолог Вашингтонского университета.С другой стороны, низкий уровень соблюдения рекомендаций свидетельствует о том, что поставленные цели недостижимы, - говорится в заявлении Древновски.

«Шансы на то, что большинство населения достигнет этих целей, близки к нулю», - сказал он.

Аналогичным образом, среди пожилых женщин, участвовавших в исследовании Вассертхайль-Смоллер, только 2,8 процента выполнили цели Министерства сельского хозяйства США по калию и только 16,6 процента достигли целей ВОЗ.

Частично проблема, по словам Древновски, заключается в том, что натрий и калий входят в состав многих продуктов, поэтому попытки сократить потребление натрия часто также сокращают калий - только примерно на 0.3 процентам американцев удалось выполнить рекомендации ВОЗ по содержанию натрия и калия. (Ученые в настоящее время спорят о том, насколько потребление натрия влияет на артериальное давление и здоровье сердца, или же соотношение натрия и калия важнее).

Должностные лица общественного здравоохранения должны работать, чтобы рассказать о калии, сказал Вассертхайль-Смоллер. По ее словам, диета с высоким содержанием необработанных продуктов, фруктов и овощей обычно является диетой с высоким содержанием калия.

«Главное - обратить внимание на продукты, богатые калием, и есть их», - сказала она.

Следите за Live Science @livescience , Facebook и Google+ .

Дополнительные ресурсы

.

Часто задаваемые вопросы о йодиде калия

На этой странице:

Указатель страниц всех часто задаваемых вопросов

Что такое йодид калия?

Йодид калия - это соль, похожая на поваренную соль. Его химический символ - KI. Его обычно добавляют в поваренную соль, чтобы сделать ее «йодированной». Йодид калия, если его принимать вовремя и в соответствующей дозировке, блокирует поглощение щитовидной железой радиоактивного йода и, таким образом, может снизить риск рака щитовидной железы и других заболеваний, которые в противном случае могли бы быть вызваны воздействием радиоактивного йода, который может распространяться в тяжелых условиях. ядерная авария.

Какова роль йодида калия в обеспечении готовности к радиационным аварийным ситуациям?

Йодид калия - это особый вид защитной меры, поскольку он обеспечивает очень специализированную защиту. Йодид калия защищает щитовидную железу от внутреннего поглощения радиоактивного йода, которое может высвободиться в маловероятном случае аварии на ядерном реакторе.

Целью готовности к радиационной аварийной ситуации является защита людей от последствий радиационного облучения после аварии на атомной электростанции.Эвакуация является наиболее эффективной защитной мерой в случае радиационной аварийной ситуации, поскольку она защищает все тело (включая щитовидную железу и другие органы) от всех радионуклидов и всех путей облучения. Администрирование KI может быть разумным, разумным и недорогим дополнением к укрытию на месте и эвакуации.

Какая польза от приема йодида калия во время радиологической аварии?

Когда йодид калия попадает в организм, он попадает в щитовидную железу.В правильной дозировке и в подходящее время он эффективно насыщает щитовидную железу таким образом, что вдыхаемый или проглоченный радиоактивный йод не накапливается в щитовидной железе. Снижается риск поражения щитовидной железы. Такие эффекты на щитовидную железу, возникающие в результате поглощения радиоактивного йода при вдыхании или проглатывании, или и того, и другого, могут привести к острым, хроническим и замедленным эффектам. Острые эффекты от высоких доз включают тиреоидит, в то время как хронические и отсроченные эффекты включают гипотиреоз, узелки щитовидной железы и рак щитовидной железы.

Означает ли это правило, что американские ядерные реакторы менее безопасны?

В 2001 году СРН пересмотрел свои правила готовности к чрезвычайным ситуациям, согласно которым государства с населением в пределах 10-мильной зоны аварийного планирования коммерческих атомных электростанций рассматривали включение йодида калия в качестве меры защиты населения в качестве дополнения к укрытию и эвакуации в маловероятное событие - серьезная авария на атомной электростанции.

Правило не означает, что нынешнее поколение атомных электростанций менее безопасно, чем считалось ранее. Напротив, в настоящее время есть признаки того, что безопасность атомной электростанции значительно повысилась с тех пор, как существующие требования аварийной готовности вступили в силу после аварии на Три-Майл-Айленд-2 в 1979 году.

Почему правило требует, чтобы государства рассматривали возможность использования йодида калия вместо того, чтобы предписывать его использование?

NRC не будет требовать использования йодида калия населением, потому что NRC считает, что текущие меры аварийного планирования и защиты - эвакуация и укрытие - адекватны и защищают здоровье и безопасность населения.Тем не менее, NRC признает дополнительную ценность йодида калия и прерогативу штатов решать вопрос о целесообразности использования йодида калия своими гражданами.

NRC считает, что окончательное правило вместе с решением о предоставлении финансирования для закупки штата йодида калия обеспечивает надлежащий баланс между поощрением (но не требованием) государственных органов к использованию преимуществ йодида калия.

Требуя рассмотрения использования йодида калия, Комиссия признает важную роль штатов и местных органов власти в вопросах чрезвычайного планирования.

Это правило применяется к правительствам штатов и племен, у которых есть атомная электростанция в пределах своих границ, и к населению в пределах 10-мильной зоны аварийного планирования, а также к местным органам власти, назначенным государствами для запроса финансирования йодида калия.

Что означает для государства рассмотрение вопроса об использовании йодида калия?

Штат, рассматривающий возможность использования йодида калия, должен по крайней мере пересмотреть постановление (66 FR 5427; 19 января 2001 г.), Федеральную политику по использованию йодида калия, руководящие принципы Управления по контролю за продуктами и лекарствами (FDA) «Йодид калия как щитовидная железа. Блокирующий агент в радиационных аварийных ситуациях », руководящие принципы FEMA и отказ от ответственности NRC, и вкратце обсудит позицию государства в отношении использования йодида калия населением в маловероятном случае серьезной аварии ядерного реактора.

По опыту NRC, государства периодически пересматривают свои планы готовности к чрезвычайным ситуациям, чтобы обеспечить их актуальность и учесть возможность изменения обстоятельств в любой местности. NRC ожидает, что государства, которые регулярно планируют периодические обзоры своих планов готовности к чрезвычайным ситуациям, рассмотрят использование йодида калия во время их первого запланированного обзора. NRC ожидает, что государства, которые обычно не проводят такие проверки, будут рассматривать возможность использования йодида калия всякий раз, когда они планируют периодические учения по обеспечению готовности к чрезвычайным ситуациям.

Какие вопросы следует учитывать государствам при принятии решения о том, включать ли использование йодида калия в свои планы действий в чрезвычайных ситуациях?

Соображения, которые должны быть оценены государственными и местными властями при принятии решения о введении программы использования йодида калия населением, включают следующее:

  • Следует ли распространять йодид калия среди населения до аварии или как можно скорее после аварии.
  • Будет ли снижен риск радиоактивного облучения, если начнется эвакуация населения в целом (с использованием или без использования йодида калия) или если население в целом защищено и начато введение йодида калия.
  • Как йодид калия будет распределяться во время чрезвычайной ситуации.
  • Какие предположения следует сделать о его фактической доступности и использовании в случае аварии, если йодид калия распределяется заранее?
  • Какая медицинская помощь будет доступна лицам, у которых могут быть побочные реакции на йодид калия?
  • Как медицинские органы будут рекомендовать населению принимать йодид калия и при каких обстоятельствах будет дан этот совет (т.е., методы общественного просвещения, информации и обучения).
  • Как власти будут предоставлять йодид калия временному населению.

Каковы рекомендуемые дозировки йодида калия?

FDA - это федеральное агентство, ответственное за решения о соответствующих пороговых значениях и дозировках для использования йодида калия. FDA опубликовало свои окончательные рекомендации по использованию йодида калия и включило пересмотренные дозировки и уровни вмешательства: «Йодид калия как блокатор щитовидной железы в радиационных чрезвычайных ситуациях."Кроме того, FDA опубликовало руководство по домашней процедуре приготовления таблеток йодида калия младенцам и маленьким детям в домашних условиях, а также ответило на часто задаваемые вопросы о йодиде калия (KI). Чтобы облегчить использование KI в чрезвычайных ситуациях, 23 декабря 2002 г. FDA опубликовало Руководство для отраслевых KI при радиационных аварийных ситуациях - вопросы и ответы.

Могут ли отдельные лица получать йодид калия?

FDA одобрило йодид калия в качестве лекарства, отпускаемого без рецепта.Как и в случае с любым лекарством, люди должны проконсультироваться со своим врачом или фармацевтом перед его использованием.

Почему КИ предоставляется только в 10-мильной ОЭЗ вокруг АЭС?

Население, ближайшее (в пределах 10-мильной ОЭЗ) к АЭС, подвержено наибольшему риску воздействия радиации и радиоактивных материалов. Целью готовности к радиационной аварийной ситуации является защита людей от последствий радиационного облучения после аварии на атомной электростанции.Эвакуация является наиболее эффективной защитной мерой в случае радиационной аварийной ситуации, поскольку она защищает все тело (включая щитовидную железу и другие органы) от всех радионуклидов и всех путей облучения. Однако в ситуациях, когда эвакуация невозможна, укрытие на месте заменяется эффективным защитным действием. Кроме того, введение йодида калия является разумным, разумным и недорогим дополнением как к эвакуации, так и к укрытию. Когда население эвакуируется из района и запрещается употребление потенциально загрязненных пищевых продуктов, риск дальнейшего воздействия радиоактивного йода на щитовидную железу практически устраняется.

Почему NRC предоставляет только два планшета KI на человека?

Таблетки при необходимости можно использовать для дополнения эвакуации или укрытия. После того, как люди эвакуируются из зоны, они больше не будут подвергаться воздействию значительного количества радиоактивного йода. Таблетки KI, если их принимать в соответствующей дозировке и время, блокируют работу щитовидной железы, предотвращая поглощение радиоактивного йода. Любой радиоактивный йод, попавший в организм после употребления KI, быстро выводится из организма.Две таблетки защищают щитовидную железу примерно на 48 часов.

Будет ли КИ эффективен в случае теракта или грязной бомбы?

Если террористы нападают либо на атомную электростанцию, либо с помощью «грязной» бомбы, должен быть выпущен радиоактивный йод, чтобы йодид калия (KI) был необходим. Йодид калия защищает щитовидную железу только от внутреннего поглощения радиоактивного йода.

Атомная электростанция будет давать рекомендации по защитным действиям, основанные на текущих планах действий в чрезвычайных ситуациях, которые могут включать рекомендацию использовать KI в качестве дополнения к эвакуации и / или укрытию.В случае «грязной» бомбы защитные меры будут приняты в соответствии с представляемой угрозой. Если бомба содержала радиоактивный йод, то применение КИ может оказаться целесообразным. Однако радиоактивный йод не считается жизнеспособным компонентом грязной бомбы из-за его относительно короткого периода полураспада и трудностей с получением значительных количеств. Более подробную информацию о грязных бомбах и ответных действиях на террористическую деятельность можно найти на веб-странице Nuclear Security and Safeguards. Дополнительную информацию можно найти в Министерстве внутренней безопасности.

Включили ли другие федеральные агентства йодид калия в свои планы действий в чрезвычайных ситуациях?

Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов, а также Центры по контролю и профилактике заболеваний разместили информацию о KI на своих веб-сайтах.

Какой срок хранения таблеток КИ?

Как и все лекарственные препараты, производитель должен указать срок годности препарата либо на упаковке, либо на таблетке в индивидуальной упаковке.NRC распространяет две таблетки йодида калия, 130 и 65 мг. Срок годности таблеток IOSAT 130 мг составляет 7 лет, а таблеток ThyroSafe 65 мг - 6 лет.

Для государств, заинтересованных в продлении срока годности KI, FDA опубликовало руководство по продлению срока годности таблетированной формы йодида калия. Продление срока хранения таблеток KI возможно за счет присущей им стабильности химической формы. Однако таблетки должны храниться в условиях, указанных производителем, чтобы можно было продлить срок годности.Кроме того, это руководство предназначено только для федеральных агентств, правительств штатов и местного самоуправления, которые поддерживают запасы KI в соответствии с условиями, указанными производителем.

Жидкий состав KI также имеет срок годности 5 лет. Руководство по расширению не распространяется на эту форму продукта.

Безопасно ли принимать таблетки KI с истекшим сроком годности?

Да, таблетки йодида калия по своей природе стабильны и со временем не теряют своей эффективности.Производители должны маркировать свои продукты сроком годности, чтобы потребители могли покупать безопасные и полезные продукты.

Согласно руководству FDA по продлению срока годности, многолетние исследования подтвердили, что ни один из компонентов таблеток KI, включая активный ингредиент, не имеет значительного потенциала химического разложения или взаимодействия с другими компонентами или с компонентами укупорочного средства контейнера. система при хранении в соответствии с указаниями. На сегодняшний день единственными наблюдаемыми изменениями во время тестирования стабильности (срока годности) было несоответствие некоторых партий таблеток KI требованиям к растворимости.Некоторым протестированным таблеткам для растворения требовалось немного больше указанного времени. Даже в случае отказа такого рода изделие остается в рабочем состоянии. В таких случаях могут быть предоставлены инструкции по измельчению таблеток и смешиванию их с соком или другой жидкостью перед введением, как это рекомендуется для экстренного педиатрического дозирования.

Каковы требования, если государство решит продлить срок хранения своих запасов KI?

Решение о продлении срока годности таблеток йодида калия остается за Штатами.FDA в письме от 15 февраля 2007 года в NRC заявило, что FDA не имеет каких-либо правил или политики относительно применения продленного срока годности к партиям, которые были произведены до введения продленного срока годности. Однако FDA не возражает против такой практики до тех пор, пока ведутся соответствующие записи и это является научно обоснованным. Было бы считаться научно обоснованным, если бы партии с продленным сроком годности не имели существенных отличий в рецептуре, процессе производства или упаковочных материалах от текущих партий.Письмо ... в NRC от адвоката Anbex, Inc. от 23 января 2007 г. указывает на то, что дело обстоит именно так. Компания RECIP, производитель таблеток по 65 мг, предоставила номера партий и увеличенный срок годности.

Государства должны вести записи о текущих номерах партий запасов и сроках годности, а также о новых сроках годности вместе с основными документами для своего решения (письмо от Anbex, RECIP и FDA). Складываемые товары должны храниться в соответствии с производителями? рекомендации.

Если государство решит продлить срок хранения своих запасов KI, будут ли они иметь право на пополнение запасов KI в будущем?

Да, NRC пополнит запасы KI в подходящее время тем государствам, которые решат увеличить текущие запасы KI.

Каковы результаты исследования Национальной академии наук о распределении и применении йодида калия?

С отчетом Национальной академии наук можно ознакомиться по адресу http: // books.nap.edu/openbook.php?isbn=0309090989&page=1

Последняя редакция / обновление страницы 30 марта 2016 г.

,

Смотрите также