pH-«примхи» елементів живлення

рН ґрунту впливає на багато аспектів продуктивності рослин: доступність елементів живлення, потенційний ризик токсичності металів, ефективність і деградацію ґрунтових гербіцидів, симбіотичну азотфіксацію тощо.

Для нормального розвитку більшості сільськогосподарських культур оптимальним є рН 5,5– 7,0, що збігається зі значеннями, сприятливими для розвитку більшості корисних мікроорганізмів ґрунту. Зниження рН негативно відбивається на життєдіяльності рослин унаслідок підвищення концентрації Fe, Al і Mn в ґрунтовому розчині. Ці метали, особливо Al, спричиняють руйнування рослинних коренів, порушують поділ клітин і формування клітинної стінки, в результаті справляють негативний вплив на поглинання, транспорт і утилізацію рослинами всіх елементів живлення, насамперед К, Ca і Mg. Для уникнення токсичності алюмінію рН ґрунту слід підтримувати на рівні не нижчому за 5,5. За доступністю елементів живлення найсприятливішим є рН ґрунту від слабкокислого — 6,0 до слаболужного — 7,5. У цьому діапазоні більшість елементів мають максимальну доступність (рис. 1).

Загальні константи щодо впливу рН на доступність елементів живлення для рослин можуть бути сформульовані таким чином:

Азот, калій і сірка найменш чутливі до впливу рН ґрунтового розчину порівняно з іншими елементами. 

Низькі значення рН знижують доступність головних і другорядних макроелементів. Ž

Більшість інших елементів (особливо мікроелементів) знижують доступність за рН вище 7,5, а оптимальне значення перебуває у слабокислому діапазоні (рН 6,5–6,8). Винятком є Мо, який знижує доступність за кислого рН і більш рухомий у середньолужному середовищі.

Якщо дефіцит мікроелементів має місце у кислому ґрунті — це результат їхнього низького вмісту чи вилуговування.

Вплив рН на доступність елементів живлення може бути описана такими механізмами:

утворення слаборозчинних сполук елементів;

перетворення доступних форм іонів на форми, які рослина не здатна засвоювати;

зміна сили зв’язування іонів ґрунтовими колоїдами.

Іони Н+ займають обмінні позиції на негативно заряджених поверхнях ґрунтових колоїдів, витісняючи таким чином елементи живлення. Метали під час розчинення у воді утворюють молекули маленького розміру з досить високим зарядом 2+ та 3+. За високих значень рН (коли концентрація Н+ знижується), ці метали дуже міцно утримуються на поверхні ґрунтових колоїдів, практично не вивільняються у ґрунтовий розчин і стають менш доступними для рослин. За низьких значень рН (коли концентрація Н+ висока) менша кількість металів буде утримуватися на поверхні ґрунтових часток, що збільшує доступність цих елементів для рослин.

Сірка та лужні метали (Ca2+, Mg2+, K+, Na+) мають досить великий розмір молекул, які не здатні міцно фіксуватися на поверхні ґрунтових колоїдів. Тому навіть за високих значень рН вони легко відокремлюються від ґрунтових часток та вивільняються в ґрунтовий розчин. За низьких значень рН ці катіони замінюються іонами водню та вимиваються з ґрунтового профілю або поглинаються рослинами (рис. 2).

Вплив рН на доступність і перетворення елементів живлення в ґрунті обов’язково повинні бути враховані під час складання системи удобрення культур. Тільки так можна досягнути максимальної ефективності використання добрив.

Найочевиднішим рішенням проблеми є проведення хімічної меліорації ґрунту. Кислі ґрунти вапнують до досягнення ними рН 5,5–6,5. Для цього використовують вапнякові матеріали. Для зниження рН використовують гіпсові матеріали (якщо високі значення рН є результатом наявності обмінного натрію), а також елементарну сірку, сульфати заліза й алюмінію та деякі інші сполуки.

Потрібно зважати на зміни у доступності елементів живлення у ґрунті за проведення вапнування. Так, підвищення рН знижує доступність мікроелементів, частинки вапнякових матеріалів також здатні переводити деякі елементи у малодоступні форми, а кальцій-іон чинить антагоністичну дію на інші катіони, в першу чергу — на фосфор, калій і магній. Тому вапнування, з одного боку, покращує умови для життєдіяльності рослин і ґрунтових мікроорганізмів, з другого — потребує ретельнішого планування системи удобрення культур, зважаючи на забезпеченість ґрунту.

Крім того, необхідно використовувати технологічні шляхи підвищення доступності елементів живлення для рослин. Локальне внесення добрив є одним із шляхів підвищення коефіцієнта використання добрив. В першу чергу це стосується фосфору, рухомість якого в ґрунті незначна, а фіксація у більшості ґрунтів досить висока.

Оскільки фосфор є критичним елементом для всіх культур на початку вегетації, сьогодні все більшої популярності набувають спеціалізовані стартери (рідкі й мікрогранульовані), які вносять у насіннєве ложе у невеликих нормах, що дає змогу вирішити проблему фосфору на початкових стадіях розвитку. За потреби рідкі стартери можуть стати «носіями» для бактеріальних препаратів, мікроелементів і деяких пестицидів, а також інших компонентів.

Листкове внесення мікроелементів дає змогу знизити, а в деяких випадках — і нівелювати їхній дефіцит у рослин, що вирощують за несприятливих для елемента значеннях рН. Ґрунтове внесення мікроелементів не завжди ефективне, особливо на ґрунтах, що мають високі значення рН, та на карбонатних ґрунтах, що значно обмежує їхню рухомість. У такому разі найдоцільнішим способом забезпечення рослин важкодоступними елементами є позакореневе внесення мікродобрив.

За таких умов листкове підживлення може бути значно ефективнішим способом, оскільки поглинання поживних речовин листковою поверхнею та реакція рослин відбуваються набагато швидше, ніж за надходження через кореневу систему. У більшості випадків таке внесення також є економічно вигіднішим, адже позакореневе внесення потребує застосування невеликих кількостей діючих речовин. Крім того, низькі концентрації та норми використання зменшують екологічне навантаження на ґрунт. Але треба враховувати, що такий вплив є тимчасовим.

Крім того, деякою мірою питання може бути вирішене нанесенням мікродобрив на насіння або внесенням їх у насіннєве ложе разом зі стартовими добривами. Це забезпечить рослини мікроелементами на початку вегетації і попередить негативний вплив їхнього дефіциту на ріст і розвиток.

І. Логінова, канд. с.-г. наук, консультант з питань живлення рослин,

О. Капітанська, канд. біол. наук, керівник науково-дослідного відділу НВК «Квадрат»

Журнал «Пропозиція», №1, 2019 р.