ЖУРНАЛ ДЛЯ ОВОЧІВНИКІВ ТА САДІВНИКІВ

Микроэлементы и с чем их едят. Знакомое слово, но не всегда – знакомое понятие

 

Даже самые знающие специалисты не смогут дать исчерпывающего ответа о функциях разных элементов питания растений, тем более, создать легкий метод расчета норм их внесения. Слишком многие факторы влияют на минеральное питание растений, но общие тенденции стоит знать, ведь они давно стали фундаментальными в вопросах удобрения.

В 1949 году Василий Робертович Вильямс выявил один из основоположных законов современного земледелия – незаменимости факторов, названый в честь ученого законом Вильямса. Последний утверждает, что полное отсутствие какого-либо фактора существования растения не может быть компенсировано другим фактором.
Вопреки уже общепринятому мнению, один фактор, все же может компенсировать дефицит второго, если его уровень присутствия находится в недостатке, а не отсутствует полностью (закон Рюбеля). Так, например, при недостатке света в теплице активность фотосинтеза может поддерживаться высокой концентрацией углекислого газа, а небольшой дефицит калия компенсируется натрием. Но не стоит сомневаться, что при полном отсутствии того же света или калия растение не сможет выжить, сколько бы углекислого газа или натрия не находилось в доступе к растению.
Дело в том, что каждый процесс внутри растения (и не только) протекает, зависимо от многих условий. Тот же фотосинтез – это химическая реакция, суть которой – превращения углекислого газа и воды в глюкозу с поглощением световой энергии. Как и в любой другой реакции, стоит увеличить присутствие любого из этих факторов, и реакция начнет протекать быстрее, наоборот, при снижении присутствия – медленнее. То есть, в данном примере повышение концентрации углекислого газа ускорит реакцию настолько, насколько ее замедляет слабый дефицит света. Но солнце нужно растению не только для фотосинтеза. Например, многие гормоны роста (те же ауксины) выделяются при солнечном свете, не зависимо от концентрации углекислого газа, поэтому растение выживет, но будет развиваться иначе. Следовательно, избежать влияния на урожайность не удастся.
Пример для понимания. Скорость движения машины также зависит от многих факторов: качество дороги, состояние деталей, мощность двигателя, количество топлива, подаваемого в двигатель. Логично, что при спущенных колесах или разбитой дороге скорость машины будет ниже, но стоит увеличить расход топлива и скорость движения снова вырастет. Напротив, выехав на хорошую магистраль, получится резко снизить расход топлива или заставить машину двигаться еще быстрее. А что такое хорошая магистраль? В первую очередь – ровная дорога. Насколько ровная? Будь асфальт «слишком ровным» – он стал бы скользким для машины, что закончилось бы плохим сцеплением колес с дорожным покрытием. Аналогично, давление воздуха в колесах не должно быть не слишком низким и не слишком высоким, и влияют эти факторы не только на скорость автомобиля. Расход топлива – куда более интересный показатель, ведь слишком малым он не покажется с экономической точки зрения, а вот слишком большой бьет по карману заметнее всего. Получается, что для достижения определенной скорости движения автомобиля с максимальной выгодой, нам нужны: оптимально ровная дорога, оптимально накачанные колеса и соответствующая подача топлива в двигатель. Ну и водительское удостоверение, разумеется.
Вернемся к растению. Не только качество дороги, но и погодные условия нам регулировать не под силу: каждый день меняется количество солнечного света, тепла и т.п. Наши накачанные шины – это вопрос плодородия почвы и поливов. Да, мы можем их регулировать (в разумных пределах), но недостаточно оперативно. Шину невозможно накачать на ходу, а систему полива – смонтировать в краткие сроки без предварительного проектирования, похожая ситуация и с плодородием почвы.
Что касается дороги – это погодные условия. Мы вовсе не можем повлиять на их качество, по крайней мере, без огромных инвестиций, которые далеко не всегда окупаемы. Конечно, на Западе уже не в новинку производство растений в полностью контролируемой среде (PlantLab), но какова цена?
Вот и получается, что «на ходу» мы можем только регулировать расход топлива – сбалансированная система удобрения. При том, в растении все гораздо сложнее, ведь сам «расход» тоже имеет ряд факторов – соотношения разных элементов, в зависимости от которого они приносят пользу или вред.

Кто важнее?
На вопрос, какие элементы нужно вносить в первую очередь, однозначным будет ответ: «азот, фосфор, калий». NPK заслужено являются фундаментом в системе удобрения, ведь они – макроэлементы. К слову, чем отличаются макроэлементы от мезо- и микроэлементов? В основе классификации всего один фактор – содержание этих элементов в растении. Макроэлементом можно назвать любой элемент, содержание которого выше, чем 0,01%. Кстати, далеко не азот доминирует в этом списке, ведь растение до 90% состоит из воды, а вода – из водорода и кислорода. Они же входят в состав органических веществ, в основе которых лежит углерод. Вот и получается, что больше всего растение потребляет именно эти элементы, но растение обеспечивается ими не путем удобрения, а поливами и газацией в теплицах. Мезоэлементы составляют 0,001-0,01% от массы растения, а микроэлементы – менее 0,001%. Логично сейчас было бы сказать, какие элементы относятся к какой группе, вот только в различных растениях один и тот же элемент может выступать в роли как макро- так и микроэлементом. Уже не говоря о том, какой непостоянной является группа мезоэлементов, да и содержится их в растении – почти вся таблица Менделеева. Посему логично выделить только важнейшие из этого списка, разделив их на две группы: макро- и микроэлементов.
В традиции «Школы АгроНАВИГАТОРА», перейдем к практическому примеру. Чтобы приготовить борщ, нам нужны не только овощи «борщевого набора», но и вода, соль, перец, мясо, а в некоторых случаях не менее важно добавить зелень или кильку. Для аналогии представим, что овощи (лук, свекла, морковь, картофель), мясо и вода – макроэлементы. Они составляют основную часть блюда. Логично ли, что борщ можно сварить без соли, приправ и зелени? Не логично, ведь каждая его составляющая имеет одинаковое влияние на вкус, даже если ее содержание в блюде сравнительно низкое. Всего щепотка перца имеет даже большее влияние на вкус блюда, что и килограмм картофеля. А, в зависимости от рецепта, оптимальное количество тех или иных продуктов будет разным. Например, в легкий летний борщ нужно добавлять больше зелени, чем обычно, а килька вовсе не всегда входит в рецепт.
Как существуют разные предпочтения в питании людей, так и невозможно придумать идеальный рецепт питания под каждую культуру с минимальным количеством элементов. Картофель не заменит перец, перец не заменит картофель, а один элемент питания никогда не заменит второй, в каком бы количестве он не находился.
Возникает логичный вопрос: а зачем тогда вообще классифицировать их на макро- и микроэлементы? На самом деле, растение не слышало о нашей классификации, она призвана сугубо для нашего удобства. Макроэлементы (N, P, K, S, Ca, Mg) можно вносить в разброс и их нужно вносить всегда (как минимум, NPK), микроэлементы (Mn, Cu, Zn, Mo, B, Ni, Si, Se) вносят локально, чаще – по листу или семенам, их нужно вносить только в конкретных ситуациях. Хотя, и этот подход – не строгое правило. Например, подкормки серой проводят на всех крестоцветных и луковичных культурах, преимущественно по листу, но очень редко ей уделяют внимание в других случаях. Да и внесения кальция в разброс (известкование) редко воспринимают как удобрение. А в посевах бобовых молибдену уделяют больше внимания, чем железу, хотя его содержание в азотфиксирующем Fe-Mo-белке гораздо выше. Посему я только призываю читателя этой статьи относиться к микроэлементам индивидуально, не забывая о регулярном агрохимическом анализе почвы.

Роль микроэлементов
Каждый отдельный микроэлемент играет свою индивидуальную роль в жизни растений. Но, в целом, все микроэлементы являются активаторами разных ферментов, многие даже входят в их состав. Спорную позицию занимает только бор. Любые, не только микроэлементы, в оптимальном содержании обеспечивают активное развитие растения, препятствуют поражению болезнями и стрессовыми условиями. Не нужно ставить перед собой вопрос «что я получу, если внесу комплексные удобрения», ведь ответом всегда будет урожай. Куда правильнее задавать вопрос «что будет с растением в случае дефицита того или иного элемента?», но это тема не для одной статьи.
Основное, что следует выделить – одна из первоочередных функций элементов питания – регулирование режимов других элементов, то есть недостаток или избыток одного элемента может сильно влиять на функции и усвояемость другого. Таким образом, бор всегда добавляют при внесении кальция, марганец регулирует обмен железа, а все элементы с переменной степенью окисления (железо, марганец, цинк) так или иначе влияют на азотный обмен в клетке, медь увеличивает усвояемость азота и фосфора, способствует их накоплению.
Зачастую возникает вопрос, какие растения более отзывчивы к подкормкам комплексным удобрением? Существует несколько расплывчатая классификация, согласно которой меньше всего выносят с урожаем (но хорошо усваивают из почвы) микроэлементы зернобобовые, кукуруза, картофель. Промежуточную позицию занимают другие овощи на богаре, особенно – корнеплоды. Наиболее требовательны овощи на орошаемых землях и в закрытом грунте.

Так с чем же их едят?
Кроме уже упомянутых биологических особенностей культуры, есть вполне знакомые факторы, определяющие необходимость внесения тех или иных элементов. Первый – содержание доступных форм элемента в почве, второй – его усвоение при существующем уровне кислотности грунта. Но не будем вдаваться в детали, достаточно напомнить о существовании знакомой уже схемы и необходимости агрохимического анализа.
Куда более интересен вопрос – форма подачи элемента. Рынок переполнен комплексными удобрениями как для корневой подкормки, так и для внекорневой. Эффективность их, разумеется, разная, в том числе, для каждого элемента.
Встречаются более конкретные цифры, свидетельствующие, сколько необходимо внести различных элементов в почву, чтобы получить тот же эффект, что и при внесении 1 кг той же формы элемента по листу (то есть, сколько нужно внести «под корень», чтобы растение получило столько же). Как правило, это сугубо маркетинговый ход. Действительно, внекорневая подкормка часто имеет ощутимо выше эффективность по ряду факторов: контролируемый pH, легкое проникновение в растительный организм, низкая вероятность взаимодействия с другими веществами, в результате чего элемент перейдет в недоступную форму. Но она не должна расцениваться как основной источник, особенно, макроэлементов. Да и ее эффективность зависит от некоторых факторов. Например, низкая относительная влажность воздуха приведет к тому, что капля высохнет раньше, чем растение усвоит из нее необходимые ионы, а в результате на листе останутся кристаллы (что нежелательно). И чем хуже растение усваивает конкретный элемент питания, тем ниже продуктивность подкормки и больше кристаллов останется на поверхности листа. К тому же, многие соли проявляют сильную фитотоксичность.
До сих пор бытует мнение, что элементы питания потребляются растением только в составе неорганических (минеральных веществ), поэтому органические удобрения требуют минерализации. Но уже внутри растения эти элементы плотно связываются в органические комплексы, вне состава которых многие из элементов даже не движутся по растению. Именно этот механизм лежит в основе хелатирования микроэлементов. Не новость, что такие соединения, хоть и являются органическими, усваиваются растением очень легко.
Любой хелат должен содержать активное вещество (микроэлемент) и хелатирующий агент. Кстати, список последних не ограничивается лишь ЭДТА. Существуют несколько классов хелатирующих агентов. Основные: кислоты, содержащие карбоксильную группу (ЭДТА, ДТПА, ДБТА, ЭДДЯ) и фосфоновые кислоты (ОЭДФ и НТФ).
И сразу к практике. Одна из причин, почему различные культуры требуют кардинально разных норм удобрения – физиологическая активность корневой системы. Твердая фаза почвы состоит из органических веществ (гумус и неразложенные остатки организмов) и минеральной составляющей (глина и песок – частички тех или иных минералов). Но каждый из этих минералов так же имеет свою химическую формулу, в том числе, они содержат и макро-, и микроэлементы. Задумайтесь, если наш организм состоит из того, что мы едим, то организм растения – из того, что оно может взять в почве. Достаточно подсчитать баланс калия или фосфора в почве и получится, что с урожаем всегда выносится больше, чем «исчезает» с поля. Но почему одни растения могут взять больше других? Все дело в количестве органических кислот, которые выделяет их корневая система. И тут мы возвращаемся к нашим хелатирующим агентам – это тоже органические кислоты. Мы не можем заставить растение выделять больше кислот, но мы можем дать ему уже готовый продукт, и оно поглотит наш хелат как родной.
Разумеется, каждый агент имеет свои преимущества и недостатки. Кстати, ЭДТА – далеко не лучший из списка. Она непригодна для корневых подкормок на карбонатных и щелочных почвах (pH>8), неустойчива к работе микрофлоры. В первую очередь, популярность ЭДТА – следствие ее низкой стоимости и растворимости в воде хелатов кальция и магния. Соединения последних с ОЭДФ нерастворимы в воде, поэтому вода, которая содержит много кальция с магнием (в том числе, жесткая вода), непригодна для внесения ОЭДФ-хелатов. Но ЭДТА не образовывает комплексы с бором и молибденом, подвергается гидролизу.
ОЭДФ имеет широкий диапазон pH (4,5-11), не забивает капельные трубки, поэтому лучше подходит, чем ЭДТА, для корневых подкормок. В результате распада ОЭДФ высвобождаются регуляторы роста, вещества с фунгицидным действием.
Конечно, это лишь поверхностное освещение подкормок растений микроэлементами. Но цель школы «АгроНАВИГАТОРА» – подать необходимые азы для лучшего понимания процессов внутри растения. До следующего урока!

Владимир Горный