鉱物の風化:
カリウム(K+)は、主に雲母や長石などの土壌鉱物に保存されています。時間が経つにつれて、これらのミネラルは、水、酸、微生物の作用により風化プロセスを受けます。その結果、K+イオンはミネラルから放出され、植物の取り込みに利用できるようになります。
カチオン交換:
土壌粒子は、粘土鉱物と有機物の存在により、負の電荷を運びます。これらの負に帯電した粒子は、陽イオン交換と呼ばれるプロセスを通じて、K+を含む積極的に帯電したイオンを引き付けます。植物の根が水素イオン(H+)を土壌に放出すると、土壌粒子に保持されているK+イオンを置き換え、K+が根によって吸収できるようにします。
微生物活性:
細菌や真菌などの土壌微生物は、鉱物からK+を放出する上で重要な役割を果たします。それらは、複雑な鉱物を分解する有機酸と酵素を産生し、K+イオンを土壌溶液に解放します。菌根菌は、植物の根との共生関係を確立し、土壌への範囲を伸ばし、K+およびその他の栄養素の取り込みを強化します。
ルート滲出液:
植物の根は、根の滲出液としてまとめて知られているさまざまな有機化合物を、周囲の土壌に放出します。これらの滲出液には、化学環境を変化させ、Kを含む鉱物の溶解を促進できる有機酸、糖、および酵素が含まれています。根の放出は土壌を酸性化し、土壌粒子からのK+イオンの放出をさらに促進します。
生物学的サイクリング:
葉、茎、根を含む植物残基には、かなりの量のK+が含まれています。これらの残基が分解すると、K+は微生物活性を通じて土壌に戻されます。ミミズやその他の土壌生物は、土壌を穴を掘って混合し、土壌プロファイル全体にK+を分布させることにより、K+のサイクリングにさらに寄与します。
カリウム受精:
場合によっては、作物のニーズを満たすために追加のK+が必要になる場合があります。カリウム肥料を適用して、土壌中のK+レベルを補充できます。塩化カリウム(KCl)や硫酸カリウム(K2SO4)などの肥料は、一般に植物のK+の容易に利用可能な供給源を提供するために使用されます。
これらのメカニズムを理解することにより、適切な土壌管理慣行を実装して、カリウムの生物学的利用能を高め、最適な植物の成長と栄養利用を確保することができます。