ОСОБЕННОСТИ ВЫНОСА ВАЖНЕЙШИХ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ РАСТЕНИЯМИ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ ИЗ ПОЧВЫ И ОБОСНОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНОГО СОСТАВА МИКРОУДОБРЕНИЯ ДЛЯ ЛИСТОВОЙ ПОДКОРМКИ

Сахарная свекла является культурой очень требовательной к условиям произрастания. Высокую урожайность и качество получаемой продукции (фабричные или маточные корнеплоды, семена) можно получить лишь при условии полного удовлетворения всех требований, предъявляемых к почвенно- климатическим условиям возделывания, в том числе питанию и агротехнике. Сахарная свекла относится к культурам с высоким выносом питательных веществ из почвы. Так, фабричные посевы сахарной свеклы при урожае основной продукции 400-500 ц/га выносят из почвы с 1 га: 180-250 кг азота, 55-80 кг фосфора, 250- 400 кг калия, 50-100 кг натрия и кальция, 60-100 кг магния и 25-40 кг серы [1]. Потребность в этих элементах питания удовлетворяется преимущественно основным и предпосевным внесением минеральных удобрений и корневой подкормкой.  Однако,  растениям для нормального развития, формирования качественного и высокого урожая кроме перечисленных выше макро- и мезоэлементов требуются еще и микроэлементы: железо (Fe), марганец (Mn), бор (B), цинк (Zn) и медь (Cu), поступление которых в растения варьирует от десятков до сотен грамм с гектара в зависимости от конкретного элемента и типа почвы.

Многие микроэлементы являются составными частями или активаторами ряда ферментов. Так, железо (Fe) входит в состав окислительно-восстановительных ферментов, участвует в синтезе хлорофилла, процессах дыхания и обмена веществ. Железо и марганец (Mn) в живой клетке тесно связаны друг с другом и участвуют в окислительно-восстановительных реакциях дыхания и фотосинтеза, то есть марганец способствует повышению активности железосодержащих ферментов и нормальному их функционированию в реакциях окисления и восстановления [2]. Работами Е. Мульдера и Ф. Герретсена установлено, что при недостатке марганца снижается интенсивность фотосинтеза и уменьшается содержание углеводов в растениях [3]. Кроме того, для жизнедеятельности растений существенно важно не только абсолютное содержание в них железа и марганца, но и их соотношение, обусловленное физиологией растений [4].

Данное соотношение (Fe : Mn), как установлено опытами И. Соммера и Дж. Шайва, должно находиться в пределах 1,5 – 2,5 [5].

Бор (B) также играет большую роль в растениях, в частности в углеводном обмене. При недостатке бора происходит накопление сахаров в листьях и затрудняется отток их в корнеплод. Также бор необходим и для развития репродуктивных органов растений, процессов прорастания пыльцы на рыльце пестика, оплодотворения и развития зародыша семени [6, 7]. Большое значение в жизнедеятельности растений имеет взаимосвязь бора и кальция. Так, при недостатке или отсутствии бора, растения не могут использовать кальций, находящийся в достаточном количестве в почве. Бор, таким образом, способствует поступлению и усвоению кальция растениями. Следует отметить, что при недостатке кальция, наблюдающемся на кислых почвах, растения менее устойчивы к избыточным дозам бора. При избытке же кальция растения поглощают большие количества бора и проявляют высокую устойчивость к токсическому действию последнего [8, 9]. Бор также регулирует поступление в растения фосфора и калия.

Физиологическая роль цинка (Zn) в растениях многогранна. Он входит в состав ферментов, играющих важную роль в окислительно-восстановительных процессах, протекающих в живой клетке. В частности, цинк, в отличие от марганца и меди участвует в восстановительных процессах общей цепи окислительно-восстановительных реакций. Также цинк принимает непосредственное участие в  синтезе хлорофилла и оказывает влияние на фотосинтез и углеводный обмен в растениях. При улучшении питания растений этим элементом интенсивность фотосинтеза увеличивается, при недостаточном питании – падает, уменьшается также и содержание хлорофилла [10]. Установлена также важная роль цинка в процессах оплодотворения и развития зародыша, при остром недостатке цинка растения могут вовсе не образовать семян. В связи с этим, следует отметить, что наиболее эффективны подкормки растений цинком в периоды цветения и начала образования семян [11].

Физиологическая роль меди (Cu) тесно связана с окислительными процессами, происходящими в растениях. Она является составной частью важнейших окислительных ферментов: полифенолоксидазы, аскорбин-оксидазы, лакказы, урикооксидазы. Установлено также большое влияние меди на процесс фотосинтеза, образование хлорофилла и его устойчивость к разрушению. Стабилизация хлорофилла при достаточном медном питании способствует удлинению фотосинтетической активности листьев, задерживая процесс физиологического старения хлоропластов [12]. Участвует медь и в углеводном и белковом обмене в растениях. Также следует отметить фунгицидное действие соединений меди на патогенные грибы: при улучшении медного питания усиливается способность растений противостоять различным заболеваниям, что особенно важно при хранении маточной свеклы.

Внекорневые подкормки растений микроэлементами обычно используются при проявлении визуальных симптомов недостаточности того или иного микроэлемента. Такие подкормки называются корректирующими. Однако, если отсутствуют визуальные симптомы, это свидетельствует лишь о том, что растение не испытывает острого дефицита микроэлементов. Тем не менее, проведя в этом случае подкормки растений микроудобрениями, можно существенно повысить урожай и качество получаемой продукции. В этом случае подкормки называются стимулирующими. Так, исследованиями ВНИИСС установлено, что обработка маточных и семенных растений сахарной свеклы концентрированным микроудобрением Рексолин АВС повысила урожайность свеклосемян на 0,19 т/га (12 %) и 0,46 т/га (28 %) соответственно. Лабораторная всхожесть полученных семян возросла при этом с 72 % в контроле до 85-90 % в вариантах с подкормками Рексолином АВС [14].

В настоящее время существует большое количество препаратов для внекорневых подкормок, содержащих микроэлементы. Многие из этих микроудобрений являются универсальными и предназначаются для подкормки различных сельскохозяйственных культур. При этом, в зависимости от культуры меняются дозы и кратность подкормок, но соотношение микроэлементов в препарате остается постоянным. Важную роль играет химическая форма микроэлементов в удобрениях. Наиболее технологичной в настоящее время считается хелатная форма, когда микроэлементы находятся в соединениях с комплексообразующими веществами: ЭДТА (этилендиамин-тетрауксусная кислота) и ДТПА (диэтилентриаминпентауксусная кислота). Микроэлементы, находящиеся в хелатной форме, при внекорневой подкормке лучше усваиваются растениями и практически не конкурируют друг с другом в растворе (отсутствует эффект антагонизма) в отличие от простых солей этих элементов.

По нашему мнению, микроудобрения для внекорневых подкормок должны содержать весь набор необходимых конкретной культуре микроэлементов в соотношении, обусловленном особенностями выноса их  из почвы  конкретной культурой. Значения  выноса  микроэлементов из почвы  растениями сахарной свеклы, выращенных на черноземе типичном, при урожайности корнеплодов 300 ц/га, что соответствует среднему показателю урожайности загущенных посевов маточной свеклы, установлены М.В. Каталымовым [2]. Также при подкормках важно учитывать, что фитотоксический эффект микроэлементов начинает проявляться при поступлении их в растения: марганца – свыше 12-20 кг/га; бора – свыше 2-8 кг/га; цинка – свыше 4-16 кг/га; меди – свыше 0,8-4 кг/га [13].

Таблица 1 Вынос растениями сахарной свеклы важнейших микроэлементов из почвы, г/га (по М.В. Каталымову, 1965 г.)

Основываясь на показателях выноса микроэлементов, а также на рассмотренных выше особенностях взаимодействия их друг с другом в растении, нами предлагается следующий состав микроудобрения (табл. 2) для внекорневых подкормок сахарной свеклы первого (фабричных и маточных посевов) и второго года жизни (семенных высадков).

Таблица 2 Содержание микроэлементов в предлагаемом удобрении для внекорневых подкормок сахарной свеклы, г/кг %

Соотношение микроэлементов (Fe : Mn : B : Zn : Cu) в предлагаемом удобрении составляет 4:2:1:1:0,25. Такое удобрение можно составить из хелатов отдельных микроэлементов, которые выпускают химические предприятия, специализирующиеся на минеральных удобрениях. Приведенные значения содержания микроэлементов в предлагаемом удобрении обусловлены также и тем, что их массовая доля в исходных компонентах составляет около 15 %, а на остальные 85 % приходится доля хелатирующего агента (ЭДТА). Все компоненты данной смеси представлены в порошковой форме, хорошо растворимой в воде, что дает возможность изготовить сухое концентрированное микроудобрение для сахарной свеклы. Норма применения данного удобрения на сахарной свекле, согласно рекомендациям производителей хелатов отдельных микроэлементов, составляет порядка 0,5-1 кг/га при расходе рабочего раствора 200-400 л/га. Причем, на фабричной и маточной сахарной свекле внекорневую подкормку следует применять трехкратно: в фазу 3-4 пар настоящих листьев, когда растения находятся в начале вегетации, но уже сформировали достаточную для усвоения микроудобрения листовую поверхность; в фазу начала смыкания листьев в междурядьях, когда начинается интенсивное формирование корнеплода; за месяц до уборки корнеплодов, с целью улучшения их технологических качеств. В случае применения на семенных растениях сахарной свеклы, обработку целесообразно проводить двукратно в критические фазы развития: розетка-стеблевание (интенсивный рост вегетативной массы) и бутонизация-цветение (закладка и развитие генеративных органов, завязывание семян). Хелатные микроудобрения хорошо сочетаются с пестицидами, что дает возможность совмещать внекорневые подкормки и химические обработки против сорной растительности, болезней и вредителей.

Список литературы

1. Агрохимия [Текст]: учебник для вузов / П.М. Смирнов, Э.А. Муравин. – М.: Колос, 1984. – 304 С.

2.   Каталымов М.В. Микроэлементы и микроудобрения [Текст] / М.В. Каталымов. – Л.: Химия, 1965. – 331 С.

3. Mulder E.G., Gerretsen F.C. Advances in Agronomy / E.G. Mulder, F.C. Gerretsen. - № 4 (221), 1952.

4. Троицкий Е.П. Вестник Московского университета [Текст] / Е.П. Троицкий. - № 5 (48), 1960.

5. Sommer I.I., Shive J.W. Plant Physiology / I.I. Sommer, J.W. Shive. - № 17 (582), 1942.

6. Бобко Е.В., Церлинг В.В. Ботанический журнал СССР [Текст] / Е.В. Бобко, В.В. Церлинг. – № 1(3), 1938.

7. Schmucker T. Naturwiss / T. Schmucker. - № 20 (839), 1932.

8. Яковлева В.В. ДАН СССР [Текст] / В.В. Яковлева. - № 4 (625), 1947.

9. Jones H.E., Scarseth G.D. Soil Science / H.E. Jones, G.D. Scarseth. - № 15 (56), 1944.

10.   Школьник М.Я., Давидова В.Н. Применение микроэлементов в сельском хозяйстве и медицине [Текст] / М.Я. Школьник, В.Н. Давидова. – Изд.-во АН Латвийской ССР, 1959. – С. 177.

11.    Лагановский Я.М. Применение марганца, цинка и меди для удобрения в условиях Латвийской ССР: Автореферат диссертации кандидата с.-х. наук [Текст] / Я.М. Лагановский. – Рига, 1952.

12.   Заблуда Г.В. Труды Чувашского сельскохозяйственного института [Текст] / Г.В. Заблуда. – т. 1. - № 1, 1938.

13.     Кабата-Пендиас А. Микроэлементы в  почвах  и растениях [Текст] /  А. Кабата-Пендиас, Х. Пендиас: Пер. с англ. – М.: Мир, 1989. – 439 С., ил.

14.   Гаврин Д.С. Влияние внекорневой подкормки микроудобрениями на урожай и качество семян / Д.С. Гаврин, И.И. Бартенев, М.В. Кравец // Сахарная свекла. - №4. – 2014. – С. 30-32.