Минеральное питание растений
Важнейшим фактором любого производства является качество и количество сырья.
Невозможно сшить хорошую одежду, не имея достаточно качественной ткани.
Не сварить сыра без хорошего молока. Не испечь хлеба без качественной пшеницы.
Также важно, что есть не только основное, но и второстепенное сырье. Кроме ткани, для одежды нужны пуговицы и иглы, для сыра надо специальные соли и специи, а к хлебу добавляют сахар и дрожжи.
И эти составляющие, хоть и не кажутся такими важными, но также должны быть хорошего качества и в достаточном количестве.
В овощеводстве используют разное сырье, но всегда делают это рационально?
Минеральный рацион питания растения
Растение является достаточно автономным организмом, поэтому большую часть ресурсов получает от природы.Это наше благословение и проклятие одновременно. Очень хорошо, что солнечное тепло, углекислый газ и много других природных составляющих является качественным.
Не существует какого-то “технического” тепла, которое можно было бы подать растению, но оно не могла бы им согреться.
Солнечный свет также не может быть некачественным, ведь растение привыкло расти именно под его лучами.
Эти ресурсы качественные, и могут быть только в неоптимальном количестве, а наше проклятие заключается в том, что этот дефицит чрезвычайно трудно скорректировать в поле.
Почти всегда является качественной и дождевая вода, и не всегда – добытая из скважины. Но чаще всего меняется качество минерального питания.
Любой элемент питания, необходимый растению, может находиться в соединениях низкого качества с его точки зрения. То есть, он не удовлетворяет потребности нашей культуры.
Элементы могут находится в достаточном количестве, но в некондиционном состоянии. Мы научились производить минеральные удобрения, которые быстро потребляются растением, но лишь частично.
Все, что не было потреблено культурой, превращается в балласт. Сегодня существуют качественные удобрения, но и они не показывают 100%-й эффективности.
Так как же как отыскать механизм повышения качества системы минеральных удобрений, когда она уже построена на самых лучших удобрениях?
Роль корневой системы в минеральном питании растений
Когда речь заходит о минеральном питании, стоит вспомнить о роли корневой системы. Этот орган растения всегда был и остается недооцененным.
На большинстве рисунков мы изображаем подземную часть растения равной надземной. Но истинная картина сильно отличается от нашего видения.
В 1937 году немецкий натуралист Диттмер решил оценить корневую систему одного растения озимой ржи.
От себя напомню, что в те времена еще не было карликовых сортов, поэтому надземная масса ржи была колоссальной, могла превышать высоту в 2 метра.
Достаточно весомый показатель, но какой же оказалась корневая система? Смогла ли она преодолеть этот рубеж?
Оказалось, что общая длина корневой системы достигала 650 км. Это как от Москвы до Чебоксар, Саранска, или Пензы. И, на минутку, это длина только корневищ, которых растение отрастила 14 миллионов.
Но если добавить длину корневых волосков, то она достигает (!) 10 миллионов километров, что в 250 раз больше длины экватора Земли.
Таких волосков у растения ржи оказалось 15 миллиардов. То есть, по два на каждого современного жителя Земли.
Если усреднить, то ежесуточный прирост корневой системы озимой ржи составил 5 км корней и 80 км корневых волосков (119 млн штук).
Чтобы сравнить, насколько корневая система больше по сравнению с листовой массой, на 1 м2 посева оптимальным является размещение 4-6 м2 листовой поверхности.
При норме стояния в 4 млн/га растений это получается 0,015 м2 фотосинтезирующих листьев на одно растение. А поглотительная площадь корневых волосков – 400 м2, то есть в 27 тысяч раз больше.
Зубастые корешки
Такие невероятные масштабы корневой системы нужны растению для достижения двух целей: потребления воды и элементов питания.
С влагой все несколько проще. Чем больше концентрация осмотических веществ в растении и больше влаги в почве, тем легче ее употреблять.
А вот успешность минерального питания зависит от того, насколько "острые зубы" у растения.
В общем, существует два механизма потребления элементов питания растением: пассивный и активный.
Пассивный механизм существует по принципу “не бей лежачего”. Суть его заключается в том, что когда растение пьет воду из грунта, то она попадает к ведущей ткани не чистой, а в смеси с солями.
То есть, растение пьет не чистую воду, а почвенный раствор. В определенном смысле, она потребляет минеральную воду, богатую теми или иными элементами питания.
Но, в отличие от человека, она не имеет возможности выбора, ей доступен лишь тот почвенный раствор, что ее окружает.
Поэтому растения, которые любят калий, хорошо себя чувствуют на южных почвах, которые обогащены этим элементом питания и не очень хорошо на подзолистых и песчаных почвах.
Интересный факт: песчаные грунты, преимущественно, образованны из кварца, полевых шпатов и слюд. А полевые шпаты и слюды – это силикатные минералы.
То есть, "бедные калием" песчаные грунты могут содержать десятки тонн этого элемента, а также значительные количества кальция, магния, железа, микроэлементов.
И они находятся в форме силикатов, которые не растворяются в воде (это обычный песок). Поэтому пассивный механизм питания не способен обеспечить растение элементами питания, потому что они не попадают в почвенный раствор.
Растения не смогли бы выжить, если бы потребляли только растворенные в воде элементы питания.
К счастью, они вооружены еще и активным механизмом питания, который играет роль “зубов” для корневой системы, не буквально.
Дело в том, что растению нужны лишь конкретные элементы питания в конкретном количестве.
Например, на почвах, богатых калием и натрием, вместе с водой растение будет получать оба элемента в неконтролируемых ею концентрациях.
Логично, что ее клетки должны вобрать калий, а натрий – оставить снаружи. Такой способ питания называется активным.
В отличие от пассивного, он является очень селективным (потребляет только полезные элементы), но и очень энергозатратным.
Это можно сравнить с производством угля и железа. Уголь мы просто выкапываем из-под земли и сжигаем его в таком виде, как оно образовалось, получая кучу вредных выбросов серы и тяжелых металлов.
Очистка угля была бы слишком затратной. А вот железную руду мы не можем использовать в первозданном виде, поэтому и очищаем от всех примесей, оставляя чистое железо.
Это сложный процесс, который требует много энергии, но мы производим именно то, что нужно.
Конечно, ни мы, ни растение не можем очищать абсолютно все, что берем с земли. Так же мы не можем и вовсе отказаться от очистки.
Именно поэтому пассивный и активный механизм питания являются одинаково важными.
Ионные помпы (насосы)
Активный механизм минерального питания базируется на обмене заряженных частиц. То есть, если растению нужен положительно-заряженный калий, она должна обменять его на другую молекулу с таким же зарядом.
Казалось бы, таким образом клетка ничего не выигрывает, а лишь обменивает одни полезные элементы на другие.
Но к счастью, это не так. Как вариант, она может отдавать в почву токсичные метаболиты. Это побочные продукты, которые растению вредны, но обязательно образуются, когда она создает что-то полезное.
Это все равно, что создать грузовик, который будет возить дрова от леса до лесопилки, сжигая опилки, а не дизель.
Такими продуктами могут быть не только токсины, но и органические кислоты. Растение покупает из почвы полезные элементы питания за кислоты, которые постепенно растворяют почвенные минералы, переводя их в доступную форму.
Значение активного механизма питания растений
Хочется подытожить основную пользу, которую растение получает от собственного механизма минерального питания (это не полный список).
Селективное потребление ионов. В почвах, особенно органических, очень много солей, и не все они нужны растению в одинаковом количестве. Благодаря активному поглощению, каждая клетка растения получает именно тот элемент питания, который ей нужен и оставляет вредные составляющие за пределами клетки.
Выведение токсинов. Растение буквально получает полезное, отдавая вредно. Далеко не все токсины можно вывести таким путем, и все равно, это важная для клетки операция.
Поддержка стабильного уровня продуктивности (урожайности). Даже, если не вносить под культуру микроэлементы, растение будет потреблять из почвы и формировать определенный урожай. Во многих случаях это возможно благодаря активному механизма минерального питания.
Как стимулировать активный механизм минерального питания растений?
У каждого хорошего агронома возникнут два логических вопроса:
Как помочь растению еще лучше использовать собственный клеточный потенциал?
Какая с того будет польза?
Начнем со второго. Если стимулировать растение лучше поглощать элементы питания, это гарантированно увеличит ее урожайность и иммунитет к болезням.
Мы привыкли, что продуктивность культуры напрямую зависит от уровня вносимых удобрений, но при чрезмерно высоких нормах наблюдается обратный эффект.
Тому есть два объяснения. Во-первых, с повышением концентрации почвенного раствора, растению труднее принимать пищу и влагу из почвы.
Во-вторых, чрезмерные концентрации одних элементов блокируют поступление других (антагонизм ионов).
Поэтому современная технология должна помогать растению получить больше элементов питания по той же нормы удобрения, и это возможно.
Дело в том, что любое удобрение потребляется только частично.
Например, в 1 центнере суперфосфата содержится 16-20 кг фосфора (P2O5), который потребляется растением на 40-50% – это только 5-10 кг фосфора поступает в растения из центнера удобрения.
Все остальное переходит в недоступные формы и аккумулируется в почве.
Такая же ситуация может наблюдаться и с микроудобрениями в форме простых солей (сульфатов, нитратов и др.).
И мы, якобы, вносим удобрения с благими намерениями, но просто засаливаем грунт.
Как результат, из года в год удобрений приходится вносить больше, а их эффективность снижается.
Чтобы решить эту проблему, итальянские ученые компании Валагро предлагают фермерам использовать кайгидрин ACTIWAVE®.
Это новая молекула, которая помогает растению лучше впитывать элементы питания из почвы и облегчает движение этого элемента по проводящим тканям.
Как показала листовая диагностика в многочисленных опытах , биостимулятор на основе кайгидрина ACTIWAVE® увеличил поглощения азота из удобрений на 7%, калия – на 26%, фосфора – на 13%, кальция – на 19%., магния – на 37%, железа – на 20%, цинка – на 51%, меди и бора – на 70%, марганца – на 91%.
Кроме лучшего поглощения элементов питания из почвы, растение начинает их разумно использовать.
Каждая клетка получает необходимый ей элемент в нужном количестве. В своем роде, кайгидрин улучшает “логистику” питательных веществ в растении.
Таким образом, мы не просто вносим удобрение, мы помогаем ему попасть именно в ту клетку, которая его требует.
Таким образом, внесение кайгидрин помогает снизить затраты удобрений, предупреждать засоление почвы и улучшить качество продукции.
Вместо того, чтобы засаливать почву, элементы питания потребляются культурой, двигаясь именно в ту часть растения, где они повысят урожайность.
В результате применения кайгидрин ACTIWAVE® прирост урожая томатов составил 22% в первой волне и 18% во второй. Рекомендовано применять 2-3 внесения от цветения до созревания плодов в норме 10-15 л/га.
На индетерминантных тепличных томатах проводят дополнительное внесение через 2 недели после предыдущего (300-500 мл/100л воды).
Кроме кайгидрин, ACTIWAVE® содержит бетаины, которые защищают корневую систему от стрессов, альгиновую кислоту, которая улучшает структуру почвы.
После применения плоды становятся крупнее, в них значительно снижается уровень нитратов. Это позволяет вырастить больше продукции лучшего качества при меньших затрат.
К оглавлению раздела