Микроудобрения и особенности их применения

МИНЕРАЛЬНЫЕ СОЛИ КАК МИКРОУДОБРЕНИЯ

На сегодня в хозяйствах нередко используют как однокомпонентные микроудобрения минеральные соли или их смеси в одном баковом растворе, что обусловлено их низкой стоимостью и доступностью. Это преимущественно сульфаты меди, цинка, марганца, кобальта,  раствор кристаллического йода, ванадат натрия или аммония, борная кислота или бура. К преимуществам сульфатов следует отнести тот факт, что, помимо микроэлемента, они поставляют сульфат-ион, сера которого хорошо усваивается растением. Но, как показала практика, минеральные соли микроэлементов по своей эффективности уступают более широко применяемым хелатным соединениям микроэлементов, поскольку хелаты в дозах, в 2-10 раз меньше, чем минеральные соли (в эквиваленте микроэлементов), обеспечивают одинаковые прибавки урожаев основных сельскохозяйственных культур.

Применение микроудобрений на основе минеральных солей, наряду с дешевизной и доступностью, имеет также ряд недостатков:

• смешивание различных солей в одном рабочем растворе часто приводит к их взаимодействию, вследствие чего образуются нерастворимые и недоступные для растений соединения;
• при высокой жесткости воды рабочего раствора удобрения в форме минеральных солей взаимодействуют с солями жесткости, образуя осадок – карбонаты примененных микроэлементов и малорастворимый сульфат кальция. Это приводит к закупорке форсунок опрыскивателя и снижает эффективность удобрений;
• микроэлементы в форме солей слабо проникают через восковое покрытие листьев, труднодоступны для растений, эффективны только на слабокислых и кислых почвах;
• происходит засоление почв различными соединениями, например NaCl.

МИКРОУДОБРЕНИЯ В ФОРМЕ ФОСФИТОВ-СОЛЕЙ ФОСФОРИСТОЙ КИСЛОТЫ

Для активного роста и высокой производительности растениям, кроме биогенных микроэлементов, крайне необходим фосфор, особенно на ранних стадиях развития – для формирования более развитой и физиологически активной корневой системы. Фосфор – это основной элемент стартового питания растений, особенно в засушливых условиях и при низкой температуре окружающей среды. Поэтому привлекательной и актуальной стала идея создать микроудобрения содержащие в своем составе усваиваемые соединения фосфора. Известно, что растения усваивают фосфор только в форме фосфатов. Но фосфаты всех биогенных металлов нерастворимы в воде. В связи с этим некоторые отечественные производители микроудобрений производят их на основе фосфитов.

Соли фосфористой кислоты-фосфиты, в отличие от фосфатов, хорошо растворимы в воде. При обработке вегетирующих растений водными растворами фосфитов последние из листьев поступают в корневую систему, где уменьшают развитие ее корневых гнилей, стимулируют защитные механизмы самого растения. В программе питания растений фосфором нельзя говорить о какой-либо замене фосфатов фосфитами. На сегодняшний день нет доказательств того, что фосфиты могут быть непосредственно использованы растением в качестве источника фосфора, для этого необходимо окисление фосфита до фосфата. Но в научной литературе до сих пор не описано ферментов, которые могли бы обеспечить этот процесс. Именно поэтому на этикетках микроудобрений с фосфитами некорректно размещать информацию о содержании в них усвояемого фосфора.

Большинство зарубежных фирм используют фосфиты как продукты с фунгицидной активностью, поскольку этот эффект фосфитов хорошо заметен при использовании таких препаратов, особенно при защите растений от ложной мучнистой росы и грибов рода Phytophtora.

Однако фосфиты могут образовывать токсичные продукты со многими органическими веществами как в баковой смеси, так и в почве. Фосфиты не только не являются источниками элементов питания для растений, а наоборот, даже в очень низких концентрациях проявляют токсичность по отношению ко всем живым организмам.

ГУМИНОВЫЕ ПРЕПАРАТЫ

Обычно гуминовые препараты в сухом веществе содержат 60-65% гуматов, семь основных микроэлементов (Fe, Mn, Zn, Mo, Си, Co, B) в виде комплексных соединений с гуминовыми кислотами и незначительное количество макроэлементов. Гуминовые препараты хорошо растворимы в воде. Однако концентрация микроэлементов в гуматах очень низкая, поэтому их нельзя рассматривать как серьезный источник этих микроэлементов для растений.

По сути, гуминовые препараты – это хорошие органические удобрения, а не микроудобрения, поскольку высокая щелочность жидких гуминовых препаратов затрудняет их обогащение микроэлементами в форме классических хелатов.

МИКРОЭЛЕМЕНТЫ В ХЕЛАТНОЙ ФОРМЕ

В последние годы наиболее востребованными стали хелатные микроудобрения на основе синтетических органических кислот. Применение таких удобрений – удобный, эффективный и экономически оправданный способ обеспечения растений элементами, которые способствуют их активному росту и усилению иммунитета. Преимущества таких микроудобрений оценили уже миллионы аграриев.

В производстве хелатных микроудобрений используют ряд различных органических кислот. Производство подавляющего большинства микроудобрений базируется на двух компонентах – ЭДТА (этилендиаминтетрауксусная кислота) и ОЭДФ (оксиэтилидендифосфоновая кислота). Основным свойством наиболее распространенного ЭДТА является способность связывать ионы некоторых элементов, среди которых Ca2+, Fe3+, Cu2+, Ni2+,Co2+,Zn2+ с образованием стабильных комплексов – хелатов (от греческого chele – крабова клешня). Конечно, аграриев прежде всего интересует влияние удобрений из ЭДТА на продуктивность растений, биологическую активность почвы и экономическую эффективность их применения. И вот тут как раз и скрыта череда нюансов, которые проявляются не сразу:

• доказано, что микроудобрения на основе ЭДТА малоэффективны при корневой подкормке растений на карбонатных и щелочных почвах (pH ≥8);
• ЭДТА способна забирать и связывать кальций из любых живых и минеральных структур, где он содержится, в том числе из растительных клеток. Но кальций – важный макроэлемент, который участвует в ключевых физиологических и биохимических процессах живого организма, его недостаток приводит к снижению урожайности, ухудшению качества семян и плодов, уменьшение сроков их хранения. Поэтому после внесения микроудобрений на основе ЭДТА рекомендовано проводить внекорневую обработку растений удобрениями, содержащими кальций;
• ЭДТА практически не усваивается растениями. Отдав растению микроэлемент, хелатант попадает в почву, концентрируясь в основном в его верхнем 10-сантиметровом слое, и поскольку ЭДТА – очень устойчивое соединение, то, оказавшись в земле, оно не разрушается, а начинает связывать токсичные металлы, в том числе ртуть, кадмий, мышьяк, свинец и другие. Эти металлы, находясь в почве в виде малорастворимых солей, плохо усваиваются растениями. А образование растворимых комплексов ЭДТА с этими токсичными металлами приводит к более интенсивному и неконтролируемому их поглощению корневой системой растений. Исследованиями доказано, что этот процесс негативно влияет на накопление растениями токсичных металлов даже на третий год после однократного внесения удобрений с ЭДТА. В итоге концентрация токсичных металлов в растениях может расти до критического уровня, что приводит к их угнетению, уменьшению урожайности и снижению качества продукции;
• масштабное применение удобрений из ЭДТА повышает риск ее негативного воздействия на окружающую среду, поскольку это химическое соединение плохо разрушается в природе. Поэтому за довольно короткое время она стала одним из наиболее распространенных антропогенных загрязнителей, в том числе мирового океана.

В долгосрочной перспективе массовое применение удобрений с ЭДТА может привести к увеличению загрязнения сельскохозяйственных земель, деградации почв, снижения урожайности.

Известно, что ЭДТА способна отнимать и связывать кальций из любых живых и минеральных структур, в том числе и из растительных клеток. Поэтому, после внесения микроудобрений на основе ЭДТА рекомендовано проводить внекорневую обработку растений кальцием.

Второй широко применяемый в производстве микроудобрений хелатирующий агент-это ОЭДФ. На основе этой кислоты могут быть получены стабильные индивидуальные хелаты металлов и их композиции различного состава. По своей структуре ОЭДФ близка к природным соединениям на основе полифосфатов. При ее разложении образуются химические соединения, не токсичные для растений. Хелаты, полученные на основе ОЭДФ, эффективны на почвах различной кислотности (рН 4,5–11,0), они проявляют антивирусное действие и стимулируют рост растений. Основным недостатком ОЭДФ является ее слабая хелатирующая способность относительно ионов железа, меди и цинка. В рабочем растворе, особенно при высокой жесткости воды, эти важные биологические элементы замещаются кальцием и их эффективность существенно снижается. С экологической точки зрения хелаты на основе ОЭДФ менее опасны, чем соединения на основе ЭДТА. Однако под действием биологических факторов хелаты на основе ОЭДФ практически не разлагаются. А их абиотическое разложение в естественных условиях, особенно в водоемах под действием света, приводит к образованию ацетатов и фосфатов.