Листкове підживлення зернових мікроелементами
Упродовж останніх років в Україні простежується тенденція до вирощування сільськогосподарських культур інтенсивного типу і зникнення з полів тих культур, які мають підтримувати родючість ґрунту на високому рівні.
Так, соняшник став типовою культурою для Північного Лісостепу, а конюшину можна заносити до Червоної книги. Така тенденція на тлі зниження норм унесення органічних і мінеральних добрив поступово призводить до різних видів деградації, зокрема агрохімічної. І якщо про внесення NPK аграрії дбають, то про інші елементи живлення нечасто згадують. Словом, виробники сільськогосподарської продукції активно використовують «безлімітні» запаси мікроелементів із ґрунту. Сьогодні саме вони «диктують» закон обмежувальних факторів, відповідно до якого продуктивність рослин залежить від мінімального вмісту певного елемента (рис. 1).
Навіть за такого недбайливого ставлення до родючості ґрунтів вміст мікроелементів є достатнім для отримання високих урожаїв культур, вони виносять незначну кількість поживи з ґрунту. Для кожного елемента — це власний набір сільськогосподарських культур. Наприклад, для міді — це зернові, зернобобові, кукурудза та картопля.
На доступність мікроелементів із ґрунтового розчину може впливати низка інших факторів. Так, незважаючи на високий вміст міді в ґрунті для культур невисокого винесення, її нестача може проявитися за певних несприятливих ґрунтово-кліматичних умов. Серед них: ущільнення і високий вміст органічних речовин у ґрунті, посушливі умови росту й розвитку рослин. Як наслідок, ефективність ґрунтового живлення суттєво знижується. У таких випадках оптимізувати роботу листкового апарату й запобігти прояву стресових явищ на рослинах можна за допомогою листкового підживлення.
Позакореневе підживлення мікродобривами — ключовий елемент технології вирощування культур для максимальної реалізації їхнього потенціалу та отримання якісної продукції. Особливо це стосується культур із підвищеною потребою певних мікроелементів, про важливість яких можна знайти безліч інформації. Та найважливішим є те, що вони беруть активну участь у фізіологічних процесах росту й розвитку рослин, є активаторами ферментативних систем та синтезу різних сполук.
Як зрозуміти, чи є потреба в позакореневих підживленнях? Для виявлення дефіциту елементів живлення сільськогосподарських культур у конкретний період їхнього росту й розвитку можна використати один із видів рослинної діагностики:
1. Візуальна — визначення порушень за зовнішнім виглядом рослин.
2. Хімічна — аналіз свіжих рослин і зрізів на вміст неорганічних сполук або лабораторне визначення концентрації елементів живлення в листках.
3. Функціональна діагностика — визначення фотохімічної активності хлоропластів.
4. Дистанційна — діагностика за допомогою супутникових систем і результатів аерофотозйомки.
Розпочнемо з візуальної діагностики. Надмірне чи недостатнє живлення рослин макро- й мікроелементами впливає на морфологічну будову, структуру, кількість листків, а в подальшому — й на інші органи. Водночас помітно змінюються забарвлення листків, їхня форма, розміри, структура листкової поверхні, характер розміщення на стеблі, втрата тургору тощо (фото 1).
Є декілька варіантів візуального визначення «проблемного» елемента живлення. Це можна зробити за описом можливих змін у рослині внаслідок нестачі мікроелемента чи порівнянням виявленої проблеми з фото конкретної сільськогосподарської культури з його дефіцитом. Для звуження кола пошуку доцільно користуватися табличними визначниками (табл. 1).
Таблиці й фото, що є необхідними для візуальної діагностики, не завжди зручно використовувати в польових умовах. Тому для спрощення візуальної діагностики застосовують Android-додатки для смартфонів, за допомогою яких визначають дефіцит елементів живлення у сільськогосподарських культурах. Ці програми також працюють із фото й описами можливих змін рослин під упливом нестачі елементів. Варто зазначити, що Helping Plants A та Yara CheckIT — безкоштовні і працюють в офлайн-режимі, а користування одним із додатків програмного ряду Dinut (для різних культур) коштує 300 грн. Своєю чергою, Yara CheckIT пропонує виробникам асортимент мінеральних добрив для вирішення виявлених проблем у процесі живлення конкретної культури.
Візуальні прояви нестачі елементів живлення проявляються з різною інтенсивністю на різних сільськогосподарських культурах. Проте є рослини-індикатори, на яких дефіцит поживних речовин чітко виражений і його легко виявити. Серед польових культур є певні рослини-індикатори, що реагують на нестачу таких мікроелементів:
— залізо — капуста, картопля;
— марганець — капуста, буряки, картопля, овес;
— мідь — пшениця, ячмінь, овес;
— цинк — кукурудза, соя, квасоля;
— молібден — капуста, салат, бобові трави.
Візуальна діагностика — безкоштовна і швидка. Проте на конкретну норму елемента живлення цей метод не вкаже, а точність результатів залишає бажати кращого. Це зумовлено такими причинами:
— дефіцит елементів живлення може мати однаковий вигляд або бути схожим на ознаки пошкодження рослин хворобами або шкідниками;
— для визначення слід мати рослину абсолютно нормального вигляду для порівняння;
— дефіцит одного елемента живлення може зумовити нестачу іншого (наприклад, молібден потрібен бобовими для фіксації азоту);
— несприятливі ґрунтово-кліматичні умови (рН ґрунту, посушливі умови) впливають на візуальний стан органів рослин.
Крім того, зміна забарвлення листкової поверхні може означати не лише нестачу елемента живлення, а й його надлишок. Так, за підвищеної кислотності (рН<4,5) може проявлятися токсична дія алюмінію та марганцю на рослину. Зовнішні ознаки цих проблем поєднуватимуться з дефіцитом фосфору (для Al) або кальцію й магнію (для Mn). У таких випадках проводять вапнування
ґрунтів.
Відомо, що для бору характерна тонка межа між кількістю, яка зумовлює дефіцит, і його надлишком, що спричинює токсичність. Вважають, що саме цей мікроелемент є одним із визначальних для росту й розвитку рослин картоплі. Проте ця культура — найчутливіша до надлишкової кількості бору в ґрунті. Візуально ця проблема проявляється у вигляді пожовтіння країв листка і їхнього закручування догори. Потім уражене листя набуває бурого забарвлення й відмирає. Ознаки надлишку бору проявляються від листків нижнього ярусу до верхнього. Для усунення негативної дії бору на рослини достатньо провести рясний полив, за якого сполуки цього елемента змиваються у нижні шари.
Такі комбінації надмірного й недостатнього вмісту елементів живлення значно збільшують можливий діапазон візуальних змін рослин, а отже, перетворюють візуальну діагностику на неточний інструмент коригування живлення сільськогосподарських культур у процесі їхньої вегетації.
Ось чому на основі результатів візуальної діагностики небажано проводити позакореневе підживлення мікродобривами. Навіть якщо вдатися до такої технологічної операції, це не допоможе сільськогосподарським культурам реалізувати свій генетичний потенціал. Візуальні зміни на рослинах вказують на їхню невідворотність у фізіологічних процесах. Тому на основі цієї діагностики можна лише зробити висновки про необхідність агрохімічного дослідження ґрунту.
Хімічна діагностика точніша за візуальну. Суть її полягає у відборі певної частини рослин і подальшому хімічному аналізі, на основі якого встановлюють доцільність унесення мікродобрив. Є експрес-лабораторії для визначення основних елементів живлення на свіжих зрізах (фото 2). Основа їхня перевага — швидкість проведення діагностики. Проте вони дають лише орієнтовний ступінь забезпеченості елементів живлення, за яким важко встановити конкретну потребу в добривах.
Хімічний аналіз органів рослини — найточніший для визначення концентрації елементів живлення. Наприклад: під час діагностики за В.В. Церлінг для визначення ступеня їхньої забезпеченості відбирають конкретно вказаний орган рослини в певній фазі її розвитку. Потім проводять лабораторний аналіз відповідно до агрохімічних методик і за таблицею визначають рівень забезпеченості тим чи іншим елементом. За цими результатами можна коригувати норму мікродобрив для позакореневого підживлення. Наприклад, у кукурудзи у фазі викидання волоті вміст цинку в листку біля качана становив 71 мг/кг. Отже, рівень забезпеченості є оптимальним, під культуру можна вносити рекомендовані норми добрив (табл. 2).
Попри високу точність результатів під час проведення досліджень, хімічна діагностика потребує значних затрат часу: від відбору зразків до прийняття конкретних рішень — 5–15 днів залежно від набору необхідних показників. Тобто про оперативність внесення добрив не йдеться. Крім того, рекомендації розроблені під конкретну сільськогосподарську культуру, але без урахування гібрида (для кукурудзи — близько 1000) або сорту, ґрунтових і погодних умов вирощування та ін. Ще одним «мінусом» цього виду діагностики є висока вартість хімічних аналізів. Тому хімічний аналіз органів рослини доцільно використовувати з науковою, а не виробничою метою.
Однією з найоб'єктивніших діагностик є функціональна листкова. Вона ґрунтується на зміні фотохімічної активності хлоропластів середньої проби листків діагностованих рослин без додавання елемента, а потім із його додаванням. Для виконання такого виду діагностики використовують портативні лабораторії. Розглянемо принцип роботи на прикладі «Агровектор ПФ-014».
Лабораторно-функціональна листкова діагностика «Агровектор ПФ-014» дає змогу визначити потребу рослини в 14-ти елементах живлення. Результатом проведення є графік і табличний матеріал. На графіку по осі ординат вказано показник фотосинтетичної активності хлоропластів; по осі абсцис — макро- й мікроелементи, забезпеченість якими визначають. Червона лінія вказує на рівень активності хлоропластів на контролі. Рівень, що перевищує червону лінію, вказує на потребу у внесенні поживного елемента, нижче неї — ні (рис. 2, 3).
Під графіком подано таблицю, у рядку «ДВ» якої вказана кількість діючої речовини, яку слід унести: для макроелементів — кг/га, мікроелементів — г/га. На конкретному прикладі бачимо, що вирощування ячменю на поживній суміші без міді зумовило потребу в цьому елементі на рівні 196,3 г/га (рис. 2).
Перевагою функціональної діагностики є швидкість отримання результатів і, відповідно, внесення мікродобрив. Для виконання аналізу першого зразка потрібно 30–40 хв. Потім спеціальна програма будує графік і виконує розрахунки (рис. 3). Спеціальних навиків персоналу для виконання аналізів не потрібно. Така лабораторія, звісно, потребує коштів (близько 50 тис. грн), проте підвищення продуктивності сільськогосподарських культур може швидко окупити її придбання.
Основною вимогою для отримання коректних результатів функціональної діагностики є відбір зразків. Є різні методики, але слід враховувати перелік елементів, потребу в яких має культура в певній фазі свого розвитку (рис. 4). Так, більшість мікроелементів є малорухомими і зосереджені у верхній частині рослини (рис. 5). Тому для визначення потреби в мікродобривах аналіз доцільно проводити у верхньому ярусі листків. Крім того, вибірка рослин має бути репрезентативною для певної площі (що більше рослин — то вища точність). Після відбору зразків їх потрібно максимально швидко взяти в роботу. Варто зазначити, що оптимальний час для відбору зразків — ранкові години. Саме в цей період починається активна робота фотосинтезуючого апарату.
Сьогодні поряд із наземними видами діагностик активно впроваджують дистанційні. Для цього роблять супутникові знімки чи аерофотозйомку вегетуючих рослин. На отриманих зображеннях поле розділене на умовні зони за індексом NDVI, у яких потім відбирають ґрунтові зразки. За результатами визначають потрібну норму азотних добрив. Така технологія є елементом точного землеробства і лише набирає обертів в Україні.
Діагностику рослин слід пов'язувати з оптимальними термінами внесення мікродобрив, які безпосередньо залежать від біологічних особливостей культури. В аналізах слід акцентувати на тих мікроелементах, які є першочерговими для розвитку рослин. Наприклад, для кукурудзи таким елементом є цинк. Його бажано вносити у певні фази:
— 5–6 листків — відповідає ІІІ–IV етапу органогенезу волоті та І–ІІ етапу органогенезу качана;
— 8–10 листків — відповідає VI етапу органогенезу волоті та IV етапу органогенезу качана.
Саме в ці етапи органогенезу закладаються елементи продуктивності культури (фертильність чоловічого суцвіття і кількість зерен у качані). За значного дефіциту цинку можлива більша кількість підживлень. Починати їх слід від фази чотирьох-шести листків. Раніше також можна, але площа листкової поверхні в такому разі буде занадто малою, що може знизити ефективність підживлення.
Як бачимо з таблиці 3, загальна вартість позакореневого підживлення рекомендованим добривом становила б 201 грн/га, проте, за даними функціональної листкової діагностики, потреби в більшості з унесених елементів немає. Навіть та кількість можливо внесених мікроелементів не забезпечувала б потребу рослин у них. Якби добриво внесли за результатами функціональної листкової діагностики, вартість обробки була б дешевшою на 75 грн/га. Підживлення може обійтися дорожче, ніж за внесення рекомендованих норм, проте воно сприятиме вирішенню реальних проблем процесу живлення культури.
Асортимент мікродобрив для позакореневого підживлення на ринку України є доволі широким. Питання внесення — у площині можливостей господарства. Спробуємо коротко проаналізувати ринок на прикладі борних добрив. Останнім часом їхній асортимент суттєво розширився завдяки збільшенню площ під чутливими до бору культур, таких як соняшник і ріпак.
Як обирати боровісні добрива?
Що обрати з-поміж великої кількості борвмісних добрив? Спочатку зверніть увагу на їхню форму. Популярнішими є рідкі — через кращу розчинність, легше дозування та підвищений вміст бору. Проте вони потребують особливих умов транспортування і зберігання.
Борні добрива відрізняються як за ціною, так і за надходженням діючої речовини на площу живлення. Для прикладу візьмемо підживлення соняшнику й порівняємо добрива Еколайн Бор і Вуксал Борон. За надходженням бору на 1 га ці добрива майже не відрізняються (300 г/га — для максимальної дози). Проте внесення Еколайн Бору обійдеться господарству в середньому 150 грн/га, а Вуксалу Борон — 700 грн/га. Така різниця зумовлена насамперед сировиною для виготовлення добрив. До складу Еколайн Бор входить також азот, а до Вуксал Борон — азот, фосфор, мідь, залізо, марганець, молібден і цинк.
Відомо, що для внесення металів-мікроелементів найоптимальнішою формою є хелати. Це питання доволі широко обговорюється в колах науковців та виробничників. Тому спробуємо врахувати певні особливості застосування мікродобрив у хелатних формах. Найпоширенішими є хелати з ЕДТА. Варто зазначити, що хелатуючий агент безпосередньо визначає властивості мікродобрива. Так, ЕДТА є дуже стабільним навіть за високих значень рН. Щоправда, це не стосується заліза. Fe-ЕДТА — стабільний за рН<6,0. За рН>6,5 близько 50% заліза недоступні. Тому не рекомендують використовувати його у воді з високим умістом кальцію.
Ціновий діапазон на мікродобрива з хелатами змушує виробників шукати дешеву альтернативу. Виникає закономірне запитання: чи можливо й доцільно використовувати неорганічні солі мікроелементів? Для позакореневого підживлення можна застосовувати водорозчинні неорганічні солі (наприклад, ZnSO4, CuSO4 та ін.). За результатами деяких досліджень, такі сполуки не поступалися ефективністю хелатам цих металів.
Використання неорганічних солей не є кращим варіантом в інтенсивному сільському господарстві. По-перше, їх можна внести у невеликій кількості. По-друге, вони можуть легко утворювати нерозчинні осади з аніонами (фосфати, сульфати, карбонати й гідроксиди). Після осадження іон металу стає недоступним для рослини. Тому такі солі слід вносити окремо від інших добрив або препаратів захисту рослин. Хелат захищає метал, запобігає його реакції з навколишнім середовищем і зберігає його в добре розчинній формі.
Для застосування мікродобрив якість води також має суттєве значення. Вона має бути чистою: без механічних та хімічних домішок. Для кращого розчинення рекомендована температура компонентів розчину має становити 20…25°С. Негативний вплив на характеристики розчину матиме твердість води (сума карбонатів кальцію і магнію). Для нейтралізації розчину за високих значень рН доцільно використовувати кислоти. Фірми-виробники можуть пропонувати препарати для коригування кислотності розчину з добривами. Так, НВК «КВАДРАТ» за внесення мікродобрива Бор із використанням жорсткої води (рН>7) рекомендує додавати препарат Актив-Харвест рН (0,1–0,3 л на 100 л води).
Як правильно приготувати розчини добрив та пестицидів?
Слід дотримуватися певних вимог для приготування бакових сумішей. Рекомендована така послідовність додавання засобів захисту рослин та добрив до сумішей (джерело: www.nufarm.сom):
1. Водорозчинні пакети.
2. Гранули, що диспергуються у воді та порошки.
3. Концентрати суспензій.
4. Концентрати емульсій, розчинні концентрати та олії.
5. Змочувачі-прилипачі.
6. Водорозчинні концентрати.
7. Рідкі та мікродобрива.
Навіть ураховуючи ці рекомендації, існує ймовірність випадання осаду чи помутніння розчину. Ось чому на етикетках добрив для позакореневого підживлення та засобів захисту рослин виробники вказують на необхідність їхнього змішування в невеликих ємностях у реальних пропорціях. Це і є основною вимогою для приготування бакових сумішей. Крім того, варто враховувати синергійний ефект сумарної дії кількох препаратів. Щоб не завдати шкоди культурним рослинам, рекомендують попередньо випробувати складену композицію на крайових смугах невеликої ділянки посіву з використанням ранцевого обприскувача. Візуальний прояв негативної дії, як правило, з'являється протягом 48 год.
Деякі компанії надають інформацію щодо змішування власних продуктів у вигляді таблиць. Це зручно для тих господарств, у які така фірма постачає й добрива, й засоби захисту рослин. Так, наприклад, для приготування бакових сумішей компанія Yara пропонує Android-додаток для смартфонів TankmixIT. За цією програмою можна визначати можливість комбінування добрив і пестицидів виробництва цієї компанії.
Під час розробки програми підживлень варто пам'ятати, що деякі фунгіциди та інсектициди містять мікроелементи, зокрема мідь, марганець або цинк. Їхня кількість може бути достатньою. Тому на це варто зважати, визначаючи дози мікродобрив.
Є ще декілька основних моментів у процесі позакореневих підживлень мікродобривами. Елементи живлення відрізняються за часом поглинання їх листковою поверхнею. Так, для 50% абсорбції цинку, бору, міді та марганцю цей показник становить день-два, для заліза й молібдену — 10–20 днів. Тому однією з основних умов ефективного використання елементів живлення з добрив є внесення поверхнево-активних речовин (ПАР). Вони забезпечують кращу змочуваність поверхні листка й прилипання розчину мікродобрив до його пластинки. Це сприяє швидшій абсорбції та довшому перебуванню розчину на листку (фото 4).
Виробники добрив для позакореневого підживлення можуть вносити до їхнього складу прилипачі. Це, безумовно, матиме вплив на цінову політику. Тому цей фактор також варто враховувати, купуючи добрива. Якщо не використовувати прилипачі, замість очікуваного позакореневого підживлення буде проведено прикореневе, що суттєво знизить коефіцієнти використання елементів живлення. Крім спеціальних речовин, на швидкість поглинання також впливає якість нанесення розчину на листкову поверхню. Збільшивши її покриття шляхом використання препарату, можна суттєво підвищити коефіцієнти використання добрив (рис. 7).
Що ми отримуємо в результаті позакореневих підживлень мікродобривами? Дотримуючись правил і норм застосування мікродобрив для позакореневого підживлення, можна отримати прибавку врожаю до 10%. Проте основна перевага такого внесення мікроелементів полягає у поліпшенні якості продукції.
Під час багаторічних практичних досліджень було встановлено, що обробка насіння та дворазове позакореневе підживлення мікродобривами сприяє підвищенню врожайності:
— пшениці — на 15–20%, (вміст клейковини в зерні — +1,5–2%);
— соняшнику — на 15–16% (вміст олії — + 0,8-1%);
— кукурудзи — на 10–12%;
— сої — на 15–18%;
— ріпаку — на 8–10%.
Позакореневе підживлення мікродобривами: варто чи ні?
Для корекції живлення культур протягом вегетації цей захід є необхідним (рис. 8). Проте цього недостатньо для збіднених мікроелементами ґрунтів. Так, озима пшениця із врожайністю 5 т/га орієнтовно виносить 0,85 кг марганцю, 0,65 кг заліза і 0,45 кг цинку; цукрові буряки з урожайністю 60 т/га — 2,4 кг бору, 3,2 кг міді, 8,3 кг цинку. Таким чином, листкове внесення мікроелементів може оптимізувати фізіологічні процеси в рослинах, проте не сприятиме позитивному балансу у ґрунті. Аграрії мають пам'ятати, що закон повернення речовин у ґрунт ніхто не скасовував.
О. Тарасенко, зав. лабораторії, кафедра агрохімії та якості продукції рослинництва ім. О.І. Душечкіна, НУБіП України
Інформація для цитування
Про листкове підживлення мікроелементами мовою рослин / О. Тарасенко// Спецвипуск ж. Пропозиція. Добрива в умовах інтенсифікації агровиробництва / — 2016. — С. 22-28