Журнал для овощеводов и садоводов

Минеральное питание: кальций и магний

Кальций и магний – едва ли не самые упущенные из внимания макроэлементы. Зачастую производитель подкармливает ими растение только «по случаю», то есть, с целью укрепить клеточную стенку, увеличить плотность плодов. Мы часто забываем, что оптимальное количество этих элементов необходимо растению на протяжении всей вегетации.

Одна из причин пренебрежения кальциево-магниевым питанием – агроном не всегда понимает роль этих элементов достаточно глубоко. Вторая – растения получают ощутимое количество этих элементов и без человеческого вмешательства. Третья – специфический набор удобрений. Но давайте обо всем подробнее.
Источники кальция и магния
Одна из ключевых проблем кальциево-магниевых удобрений – их низкая растворимость. Если перечислить наиболее популярные соединения: карбонаты (известняковые материалы), сульфаты и гидраты сульфатов (гипсы), фосфаты (суперфосфат, содержит кальций), кальциевая селитра (содержит кальций), калимагнезия и сульфат магния (содержат магний), то можно заметить, что наиболее распространенные в сельском хозяйстве те виды удобрений, что имеют низкую растворимость или значимое содержание других элементов питания в своем составе. Поэтому их внесение требует более тщательной интеграции в общую систему удобрения.
Однако потребность культуры в этих элементов в ощутимых масштабах перекрывается самим фактом полива. Химические мелиоранты (карбонаты, гидрокарбонаты, сульфаты), искусственное внесение которых обходится в немалую сумму, практически всегда содержатся в воде, взятой из естественных источников. Количество в ней конкретно кальция и магния принято называть «жесткостью воды».
По данным Украинского Водного Общества, лишь одна область Украины (Ивано-Франковская) имеет низкую жесткость воды со скважины (74%). В 7 областях доминирует умеренная жесткость: Закарпатская (51%), Волынская (55%), Ровенская (59%), Житомирская (37%), Киевская (60%), Черниговская (49%), Сумская (55%). Даже в этих регионах, в среднем, один из трех-четырех образцов показал высокую жесткость. В остальных областях доминирует жесткая вода. В частности, это 83% проб в Днепропетровской области, 52% в Запорожской (и 30% — умеренная жесткость), 57% в Херсонской (и 21% — умеренная жесткость), 54% в Николаевской (и 35% — умеренная жесткость), от 60 до 80% в Винницкой, Хмельницкой, Черновицкой, Кировоградской, Харьковской, Луганской и Донецкой областях, более 50 – в Полтавской, Львовской, Тернопольской.
Жесткой можно называть воду, если она содержит более 10°Ж (1°Ж = 1 мг-экв./л).
В среднем, один мг-экв./л жесткости равняется 500 мг/л ионов кальция и магния. То есть, при поливе 1 м3 водой с жесткостью, скажем, в 6 мг-экв./л, вносится 120 грамм, в первую очередь, кальция (примерно, 90-95%). Это сравнительно с использованием 400 грамм кальциевой селитры. Несложно посчитать, что 1 полив в норме 3 м3 на сотку теплицы эквивалентен внесению 1,2 кг удобрения. Но доступность этих, в частности карбонатных, соединений далека от полной. К тому же, химическая природа этих веществ при такой концентрации скорее вредоносна, чем полезна.
115 грамм кальция на тонну воды – это 115 мг/л, что практически перекрывает рекомендуемую норму (125-165 мг/л). Однако если он представлен в виде гидрокарбонатов (временная жесткость), то, попадая в почву со щелочным pH, кальций в карбонатных соединениях замещается натрием, что чревато содовым засолением. Постоянная жесткость (сульфаты и хлориды кальция и магния), напротив, является ценным источником этих элементов для растения.
Бороться с временной жесткостью не слишком сложно – поможет и простое отстаивание воды. Это уменьшит не только содержание гидрокарбонатов, но и хлоридов. Минус такого метода – выпадение в осадок солей кальция и магния, а также риск создать комфортные условия для развития микроорганизмов в воде.
Существующие методы химического смягчения воды, как правило, базируются на замещении кальция натрием, что, однако, не подходит для сельского хозяйства. Такой метод ведет к образованию соды, следовательно, засоления почвы.
С другой стороны, жесткость не является проблемой для воды с кислотной реакцией среды. А большинство современных комплексных удобрений для фертигации имеют те или иные механизмы подкисления рабочего раствора. В таких условиях карбонаты распадаются (как сода в одной ложке с уксусом), но это не приводит к потере кальция и магния. Для закрытого грунта так же есть смысл применять лимонную кислоту. Она не только устраняет временную жесткость воды, увеличивает кислотность рабочего раствора, но и является агентом хелатирования разных элементов (в том числе, кальция, магния и железа). Популярностью пользуется и щавелевая кислота, но она, напротив, способна связывать некоторые микроэлементы и может оказывать отрицательное влияние на растение.

Кальциевое питание
В растении кальций находится в виде солей органических (щавелевая, пектиновая) и неорганических кислот (фосфаты, сульфаты, карбонаты). Накапливается элемент в тканях постепенно, в течение их жизни, поэтому в стареющих клетках его гораздо больше, чем в молодых и, как следствие, дефицит этого элемента проявляется на новых листьях, быстрорастущих плодах. Однако даже если удалось верно диагностировать проблему (например, сложно перепутать вершинную гниль томатов с чем-либо еще), это еще не повод, теряя голову, высыпать мешок кальциевой селитры в бак для фертигации.
Кальций, магний, железо и другие катионы часто ингибируют друг друга. Другими словами, если растению недостаточно кальция, то чаще всего следует не повысить нормы его внесения (как уже говорилось, жесткость воды это делает за вас), а повысить его доступность растению.
Что можно применить в первую очередь – это внесение азотной кислоты на щелочных почвах. Дело в том, что нитратная форма азота (которая является анионом) способствует лучшему проникновению кальция в клетку. И является едва не единственным анионом, который образовывает с кальцием хорошо растворимую в воде соль (кальциевую селитру), в отличие от фосфорной группы (суперфосфат) и сульфатной группы (гипсы). Конкурировать с селитрой могут только хлориды (и другие соединения галогенов, которые не используют в сельском хозяйстве: фтор, бром и йод). А вот аммонийная форма азота является катионом и блокирует кальций (смотрите абзац выше). Помните, что карбамид (мочевина) не доступен растению сразу после внесения, а требует микробиологического разложения. В результате последнего карбамид превращается в карбонат аммония, который состоит, собственно, из карбонат-аниона и аммонийной группы. Первый связывает кальций в нерастворимую форму, второй, как уже говорилось, является его антагонистом.
Но самыми «заядлыми» врагами кальция являются натрий и калий, а также – низкая подвижность в растении. Не более 60-65% соединений кальция в растении являются водорастворимыми. Этот элемент является сильным коагулятором, то есть, способен связывать коллоиды. Это и объясняет его главную роль – в почве он, связывая грунтовые коллоиды, формирует структуру почвы (то есть, не дает ей рассыпаться в пыль), а в растениях кальций с пектиновыми веществами создает надежный каркас для клеточной стенки. Это свойство принесло ему известность как элементу, повышающему плотность плодов, прочности цветоносов (особенно, тюльпанов), элементу, препятствующему проникновению в клетку патогенов.
Но свойства кальция – незаменимое преимущество и большая проблема одновременно. Так сложилось, что наибольшую потребность в нем ощущают молодые клетки, в первую очередь – корневые волоски. Поэтому кальциевое питания растений должно быть бесперебойным. Это одна из причин, почему он так необходим в начальные фазы развития. Кальций также помогает молодому растению более эффективно расходовать запасные белковые вещества из семян. Он регулирует передвижение углеводов, превращение азотистых веществ, усиливает обмен веществ в целом.
Этот элемент так же важен и внутри клетки, ведь его соединения — фундамент физико-химических свойств цитоплазмы, они необходимы для работы различных ферментов.

Мир вокруг магния
Однажды один из фермеров сказал мне: «Задача агронома – вырастить оптимальное количество здоровых листьев». Эта, казалось бы, очевидная позиция гораздо глубже, чем кажется на первый взгляд. Мы часто ставим перед собой разные цели: получить прибыль, получить урожай, прокормить семью, но не всегда задумываемся, что задача агронома – не вырастить урожай. Это задача растения, заложенная в его генетический код селекционерами. К слову, они с этим неплохо справляются. Наша же задача – проследить, чтобы растению было достаточно солнечного света, и вырастить здоровый лист, способный использовать потенциал солнечной энергии.
Почему лист столь важен? Для начала – оглянитесь. Вас окружают сотни, а, может, тысячи разных биологических видов. Огромную долю занимают микроорганизмы и членистоногие (насекомые, паукообразные и т.д.). Но все они объединены трофической цепью (цепочками питания). Если не смотреть на это как на банальное утоление голода, питание – это единственная возможность использовать энергию, скрытую в другом организме. Ведь каждое наше движение, даже каждая секунда нашего существования заставляют нас расходовать энергию и ее запас нужно пополнять. Один лишь факт того, что человек – существо теплокровное, уже говорит о том, что мы постоянно расходуем углеводы на обогрев своего тела. И, кажется, все логично. Мы едим, отнимая энергию у организма, который, в свою очередь, отнял ее у другого. Но… кто является самым первым источником энергии? Кто производит ее сам, не отнимая у другого? Это не растение, это – Солнце. А уникальность растений в том, что они – единственные существа, способные превращать световую энергию солнца в химическую энергию сухих веществ, что в самой большой степени ложиться на плечи листьев.
Весь наш мир – это процесс превращения энергии, в основании которого – фотосинтез. В свою очередь, фотосинтез возможен благодаря хлорофиллу, а ядром хлорофилла является магний. Наш мир живет вокруг этого элемента и, к сожалению, многие не отдают ему должного внимания.
Традиционно, недостаток магния, как и любого другого элемента – это не единичная, а системная проблема. Ведь сыграв свою роль в синтезе углеводов, он принимает активное участие в их транспорте. В случае магниевого голодания, даже, когда фотосинтез протекает нормально, его продукты (сахара) скапливаются в листьях, не перемещаясь в корневую систему. Это нарушает фундаментальное равновесие в растительном организме: корень поставляет листьям воду и минеральные вещества, листья поставляют корням органические вещества (энергию для их работы, роста и развития).
Один из приятных моментов – магний настолько важен растению, что оно никогда не ленится оставлять немного данного элемента про запас. Это сильно упрощает систему удобрения: листовые подкормки магнием следует проводить в течение всей вегетации, пропорционально калийному питания (калий – главный антагонист магния). А растение самостоятельно усвоит и распределит элемент соответственно своих потребностей.

Взаимоотношения между элементами
Кальций и магний, как уже говорилось, практически не образовывают растворимых минеральных солей. Следовательно, синергизм элементов наблюдается лишь с нитратной группой и, частично, сульфатами для магния. Фосфорные удобрения напротив, блокирует кальций и магний, однако сам фосфор более эффективно усваивается при достаточном обеспечении растения кальцием и магнием, в том числе, благодаря более развитой корневой системе.
Кальций нежелательно применять с удобрениями, содержащими бор, марганец, медь и цинк. При возможности, эти подкормки нужно применять раздельно. Но главная проблема – это схожесть химических свойств именно кальция и магния. Внесение одного элемента практически всегда блокирует второй. На практике, именно баланс кальций : магний — наиболее важен.

Удобрения
Яркое различие между этими элементами – их подвижность. Даже симптомы дефицита магния проявляются на нижних листьях, а кальция – на верхних, молодых. Кальций настолько слабо мобилен элемент, что его долю в тех или иных частях растения можно регулировать непосредственно технологией подкормки. Проще говоря, кальций попадает только в те части растения, куда попал рабочий раствор. И это – один из тех элементов, для которых хелатирование не просто повышает процент усвоения, но и может быть необходимым условием для самого факта проникновения действующего вещества в растение.
И все же есть много причин, почему не утратили популярность сравнительно старые удобрения: кальциевая и магниевая селитры, сульфат магния. В первую очередь, оба элемента необходимы растению в больших количествах, что снижает экономическую привлекательность хелатирования. Также, становится ребром и вопрос экономики, ведь использование кальциевых удобрений позволяет при значительно меньших затратах на килограмм действующего вещества благоприятно повлиять не только на растение, но и на почву. В свою очередь, это может дать толчок для развития корневой системы, то есть, повысить устойчивость растения к засухе, к интенсивному питанию. Ну и главное – на рынке не слишком много комплексных удобрений для фертигации, в состав которых входит кальций.
Последний факт особенно стоит внимания производителей, предпочитающих интенсивные технологии со значительным применением удобрений. Ведь понимая примерно, какое количество удобрений будет применено в следующем сезоне, основную дозу кальция нужно внести еще до посева или высадки рассады, равномерно распределив удобрение по всему активному горизонту.
Но и как сказано в начале статьи, расчет необходимой дозы удобрения невозможен, если нет результатов агрохимических анализов почвы и поливной воды.
Похожую позицию в системе удобрения занимает и магний. Между этими элементами есть три существенных различия: ощутимое количество кальция (но не магния) вносится с фосфорными удобрениями, сульфат магния растворим в воде (в отличие от гипсов) и может стать одним из источников серы для крестоцветных культур, магний гораздо чаще входит в состав современных комплексных удобрений. Ко всему, сульфат магния может иметь и фитотоксичность для растений, чем уступает магниевой селитре.
Но в первую очередь, идея этой статьи в том, что внесение кальция и магния не должно восприниматься фермером, как операция «по случаю». Эти элементы играют важную роль во многих физиологических процессах внутри растения, но их дефицит становится заметным невооруженному глазу, когда проблема уже стоит острым углом. И главное – всего пара анализов и примерное понимание существующей системы удобрения в следующем сезоне позволит «накормить» растение с максимальным экономическим эффектом.

Владимир Горный