The Sodium and Potassium Balance in Plants: The Dose Makes the Poison
DOI:
https://doi.org/10.24310/enbio.17.192.2025.22852Keywords:
sodium, potassium, salinity, nutrition, plantsAbstract
Although sodium (Na) and potassium (K) have similar abundances in the Earth’s crust, all living
organisms preferentially accumulate K within their cells while avoiding high levels of Na. In plants, Na toxicity is the
main harmful effect of salinity. To counteract this, plants possess a network of ion transporters, among which the SOS
(Salt Overly Sensitive) pathway stands out for its functional importance. This pathway promotes Na extrusion from
root cells into the medium or its loading into the xylem, allowing proper Na distribution to the shoots and dilution
through growth. Potassium uptake, on the other hand, relies on a complex and redundant system of ion transporters
that ensures adequate nutrition under widely varying K availability, often capturing all available K from the medium.
However, this strong affinity for K can lead to toxicity when uptake becomes uncoupled from its tissue distribution
or vacuolar storage. Furthermore, under K deficiency, many plants actively accumulate Na to substitute for K in
osmoregulatory functions. Thus, the distinction between nutrient and toxin becomes blurred, recalling Paracelsus’s
principle that “the dose makes the poison”.
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