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Potassium availability in relation to soil moisture

I. Effect of soil moisture on potassium diffusion, root growth and potassium uptake of onion plants

Kaliumverfügbar keit in Beziehung zur Bodenfeuchte

I. Wirkung des Wassergehaltes auf die K-Diffusion, das Wurzelwachstum und die K-Aufnahme von Zwiebelpflanzen

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Summary

The objective of this research is to evaluate the influence of soil water content on

  • - the mobility of potassium in soil,

  • - plant growth and

  • - K uptake of plants.

The mobility of K increased with soil moisture. Increasing the volumetric water content (θ) from the 0.1 to 0.4 resulted in a rise of the effective diffusion coefficient (De) by a factor of about 10. This is mainly due to the increase of the tortuosity or impedance factor with higher soil moisture.

In order to relate K mobility in soil to the availability of K for plant uptake, onion plants were grown in special containers under constant water content in the range of 0.1 to 0.4 cm3 H2O cm−3 of soil. Results are

  • - both K content and growth of the plants increased with soil moisture,

  • - water content below θ=0.1 reduced root growth

  • - K inflow per unit of root surface increased with soil moisture. Maximum rate of inflow occurred with θ=0.25 in the soil used.

It is therefore concluded that soil moisture affected K availability by affecting both K mobility and root growth.

Zusammenfassung

Die Arbeit hat das Ziel, den Einfluss des Wassergehaltes des Bodens auf

  • - die Mobilität der Kaliumionen im Boden,

  • - das Pflanzenwachstum und

  • - die K-Aufnahme

Zu bestimmen. Hierzu wurden einerseits Messungen der Mobilität von Kalium im Boden durch-geführt. Sie ergaben eine Erhöhung des effektiven Diffusionskoeffizienten (De) mit ansteigendem volumetrischen Wassergehalt (θ). De nahm um mehr als das Zehnfache zu während θ von 0,1 auf 0,4 anstieg. Dies ist der Erhöhung des Tortuositäts-oder Widerstands-faktors mit steigendem Wassergehalt zuzuschreiben. Um zu prüfen, in welchem Masse die Diffusionsbedingungen im Boden die Pflanzenverfügbarkeit von Kalium beeinflussen, wurde ein Vegetationsversuch durchgeführt. Hierzu wurden Zwiebelpflanzen in speziellen Versuchsgefässen bei konstanten Wassergehalten zwischen 0,1 und 0,4 cm3 H2O/cm3 Boden kultiviert. Die Ergebnisse sind:

  • - K-Konzentration und Ertrag der Pflanzen wurden mit zunehmedem Bodenwassergehalt erhöht.

  • - Der Wassergehalt des Bodens beeinflusste das Wurzelwachstum; unter θ=0,1 nahm die Wurzellänge stark ab.

  • - Die K-Aufnahmerate eines Wurzelabschnitts stieg mit dem Wassergehalt an; bei θ=0,25 war die maximale Aufnahmerate in diesem Boden erreicht.

Bie niedrigem Wassergehalt des Bodens wird die Kalium-Verfügbarkeit demnach beeinträchtigt sowohl durch den Rückgang der Mobilität von Kalium im Boden als auch die Verringerung des Wurzelwachstums.

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Kuchenbuch, R., Claassen, N. & Jungk, A. Potassium availability in relation to soil moisture. Plant Soil 95, 221–231 (1986). https://doi.org/10.1007/BF02375074

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