Глава 9. Микроудобрения

9.1. Значение микроэлементов

Микроэлементы – это необходимые элементы питания, находящиеся в растениях в тысячных-стотысячных долях процента.

Растения не могут нормально развиваться без микроэлементов. Микроэлементы входят в состав важнейших физиологически активных веществ и участвуют в процессах синтеза белков, углеводов, витаминов, жиров. Под влиянием микроэлементов улучшается процесс фотосинтеза, транспорта ассимилятов, происходит процесс фиксации атмосферного азота и восстановления нитратов в растениях. Они положительно влияют на развитие семян и их посевные качества. Под влиянием микроэлементов растения становятся более устойчивыми к неблагоприятным условиям атмосферной почвенной засухи, пониженным и повышенным температурам, поражению вредителями и болезнями. В результате применения микроэлементов в некоторых случаях удается сократить сроки созревания сельскохозяйственных культур.

Оптимизация питания растений, повышение эффективности внесения удобрений в огромной степени связаны с обеспечением оптимального соотношения в почве макро- и микроэлементов. Причем это важно не только для роста урожая, но и повышения качества продукции растениеводства и животноводства. Следует учитывать также и то, что новые высокопродуктивные сорта имеют интенсивный обмен веществ, который требует достаточной обеспеченности всеми элементами питания, включая и микроэлементы.

Интенсификация земледелия усиливает потребность в микроэлементах, что связано с ростом урожайности сельскохозяйственных культур и увеличением выноса ими микроэлементов. Потребность в микроудобрениях растет и в связи с ростом применения концентрированных минеральных удобрений, лучше очищенных, в которых микроэлементы содержатся в незначительных количествах. Это не обеспечивает восполнение расхода микроэлементов. Снизилось в последние двадцать лет и применение органических удобрений в Беларуси, которые являются также источником микроэлементов.

Особенно сильно потребность в микроудобрениях возрастает при внесении повышенных доз азота, фосфора и калия. Это связано с тем, что при внесении высоких доз фосфора уменьшается доступность растениям цинка, калия – бора, азотных – меди, молибдена. Известкование снижает доступность многих микроэлементов.

На почвах с низким содержанием микроэлементов внесение микроудобрений может существенно повысить урожайность сельскохозяйственных культур. По обобщенным данным ряда научных исследований Беларуси и России, прибавка урожайности от применения микроудобрений приведена в табл. 9.1. При применении микроудобрений существенно улучшается и качество продукции, так как они положительно влияют на накопление белков и углеводов. Микроэлементный состав сельскохозяйственной продукции – важный показатель ее биологической ценности. Отклонения содержания микроэлементов от оптимального в сторону уменьшения или увеличения оказывает влияние на состояние здоровья человека и животных.

9.1. Влияние применения микроэлементов на урожайность

сельскохозяйственных культур

Культура	Средняя прибавка урожайности, ц/га
	Бор	Медь	Цинк	Молибден	Марганец
Озимая пшеница (зерно)	–	3,0–4,0	–	–	2,1
Озимое тритикале (зерно)	–	2,0–3,0	–	–	–
Озимая рожь (зерно)	–	2,0–3,0	–	–	–
Ячмень (зерно)	2,0	2,8	1,8	–	–
Яровая пшеница (зерно)	–	3,1	2,4	2,0	2,2
Овес (зерно)	–	3,2	–	–	–
Кукуруза (з/м)	49,0	53,0	58,0	51,0	–
Клевер (семена)	0,5	–	–	0,5	–
Горох (семена)	2,8	2,3	–	2,7	–
Лен (солома)	8,0	4,9	6,0	3,6	–
Картофель (клубни)	39,0	45,0	–	–	–
Сахарная свекла (корнеплоды)	37,0	36,0	–	23,0	23,7
Яровой рапс (семена)	2,1	–	–	–	–
Вика яровая (зерно)	3,4	2,0	–	2,1	–
Кормовая свекла	36,0	–	–	–	–
Люпин (семена)	–	–	–	1,4	–
Люпин (з/м)	–	–	–	30	–

Несбалансированность элементного состава кормов и пищевых продуктов по микроэлементам приводит к нарушению минерального обмена, что является причиной и стартовым механизмом возникновения многих заболеваний, в том числе сердечно-сосудистых, онкологических и других. Например, первичный дефицит меди, а также неблагоприятное соотношение этого элемента с цинком приводят к биохимическим сдвигам, которые можно рассматривать в качестве факторов риска ишемической болезни сердца. Имеющиеся данные указывают на то, что необходимо обратить внимание на нормирование питания человека по цинку, меди и селену. Систематическое потребление этих микроэлементов с пищей и лекарственными препаратами в будущем станет одним из путей профилактики ишемической болезни и атеросклероза.

Имеются сведения о положительном влиянии кобальтовых добавок на сопротивляемость раковой агрессии.

Таким образом, содержание микроэлементов в растениеводческой продукции имеет большое значение для здоровья человека и сельскохозяйственных животных, и задача агрохимиков с помощью микроудобрений получать продукцию с оптимальным содержанием микроэлементов.

Многочисленные эксперименты показали, что с помощью условий почвенного питания микроэлементный состав сельскохозяйственных культур, может быть подвергнут существенной коррекции хотя пределы содержания микроэлементов отличаются друг от друга. Так, содержание меди и цинка в растениеводческой продукции можно с помощью микроудобрений увеличить в 1,2 – 2,5 раза, кобальта в 1,2 – 1,7 раза. Гораздо более высокое повышение концентрации молибдена отмечено при внесении молибденовокислого аммония.

Очень часто в растениеводческой продукции недостает селена, который необходим для человека. Опыты с овощными культурами показали, что можно оптимизировать содержание этого элемента в овощной продукции с помощью некорневых подкормок.

Необходимое в некоторых случаях снижение содержания микроэлементов в растениеводческой продукции может быть достигнуто путем известкования почвы.

Таким образом, агрохимическими приемами можно регулировать содержание микроэлементов, доводя их до оптимального (а в определенных случаях до заданного уровня) в пищевых продуктах на основе диетологических и медицинских рекомендаций.

К сожалению, применение микроудобрений в последнее время было крайне ограничено. Отсюда стоит вопрос их рационального использования. Рациональное использование микроудобрений, как и макроудобрений, в хозяйствах должно быть обеспечено только на основе крупномасштабных карт содержания микроэлементов в почвах хозяйств.

Применение микроудобрений является важным элементом высокой культуры земледелия. Поэтому вносить их в первую очередь следует при возделывании сельскохозяйственных культур по интенсивным технологиям с высоким уровнем планируемых урожаев, а также на почвах с низким содержанием микроэлементов.

Основными источниками поступления микроэлементов в почву являются материнские почвообразующие породы. Чем больше микроэлементов в материнской породе, тем, как правило, больше их в почве. Принято различать общее количество микроэлементов в почве и содержание их в доступных растениям формах. Количество доступных растениям микроэлементов определяется по их содержанию в почвенном растворе (или различных вытяжках). В почвообразующих породах Беларуси с увеличением содержания частиц физической глины растет количество микроэлементов. Так, в моренных лессовидных суглинках содержание кобальта, хрома, стронция в 2 – 2,5 раза, а никеля, ванадия, титана, бария, бора, марганца в 3 – 4 раза больше, чем в песках. Самые высокие концентрации всех исследуемых микроэлементов, за исключением бора, характерны для озерно-ледниковых глин. Торфяно-болотные почвы бедны микроэлементами.

Содержание микроэлементов увеличивается с накоплением в почве органического вещества. Внесение навоза, компостов и других органических удобрений обогащает почву не только макро-, но и микроэлементами.

В настоящее время для сельскохозяйственного производства наиболее важными микроэлементами являются медь, бор, цинк, молибден и марганец.

Оптимизация питания растений, повышение эффективности внесения удобрений в огромной степени связаны с обеспечением оптимального соотношения в почве макро- и микроэлементов.

Дефицит микроэлементов в почве может снижать эффективность применения макроудобрений. Объясняется это тем, что недостаток микроэлементов приводит к нарушению важнейших биохимических процессов в организме растений.

В решение теоретических и практических вопросов, связанных с питанием растений микроэлементами, большой вклад внесли Я.В. Пейве, М.В. Каталымов, П.А. Власюк, О.К. Кедров-Зихман, М.Я. Школьник, Г.П. Дубиковский и другие ученые.

Многие исследователи сообщают о важном свойстве микроэлементов образовывать комплексы с нуклеиновыми кислотами, оказывать действие на физиологические функции рибосом, влиять на проницаемость клеточных мембран и регулировать поступление минеральных веществ в растения.

Микроэлементы создают комплексные соединения с большим количеством органических веществ и улучшают энергетическую сторону передвижения веществ.

Физиологическая роль микроэлементов заключается в том, что они принимают участие в окислительно-восстановительных процессах, углеводном и азотном обмене, повышают интенсивность фотосинтеза, устойчивость к болезням и неблагоприятным факторам внешней среды, регулируют водный режим растений.

Содержание подвижных форм микроэлементов в почвах служит основой для разработки технологий применения микроудобрений в конкретных условиях. Недостаточное содержание их подвижных форм в почве зачастую является фактором, лимитирующим формирование урожая сельскохозяйственных культур и качества продукции. Значимость проблемы микроэлементного питания растений определяется также дефицитом микроэлементов в кормах. При научно обоснованном применении микроэлементов с учетом содержания микроэлементов в почве и отзывчивости сельскохозяйственных культур прибавка от них достигает 10-15%, улучшается качество продукции.

В настоящее время в Беларуси ведется агрохимическое картирование на содержание в почвах микроэлементов (бора, меди, цинка и марганца). Разработана группировка обеспеченности дерново-подзолистых и торфяных почв этими микроэлементами.

Запасы подвижных форм микроэлементов изменяются не только по годам, но и в течение вегетационного периода под влиянием увлажнения и других факторов. Так, по данным 12-го тура обследования в Беларуси, 43,6 % площади пашни имеют рН_KCl6,1 и выше, при которой снижается подвижность меди, цинка, кобальта, марганца и других микроэлементов.

Изучение различных способов применения микроудобрений (внесение в почву, предпосевная обработка семян, некорневые подкормки) показали, что наиболее рациональным приемом применения микроэлементов являются некорневые подкормки. При этом способе по сравнению с внесением в почву существенно снижается расход дорогостоящих микроудобрений, повышается коэффициент их использования до 40–70 % и они вносятся в тот момент, когда в них ощущается максимальная потребность. Некорневые подкормки микроэлементами можно совмещать с применением КАС и средств защиты растений, что позволяет экономить значительные средства.

Роль микроэлементов все более возрастает в условиях интенсивного земледелия. С увеличением значения рН снижается подвижность ряда микроэлементов, а повышенный уровень азотного и фосфорного питания способствует снижению содержания меди и цинка в растениях.

Перспективным направлением при применении микроудобрений является использование комплексонатов (хелатов) и многокомпонентных удобрений, содержащих ряд микроэлементов (Zn, Cu, B, Mo, Co, Mn).

Хелаты – это внутрикомплексные соединения металлических микроэлементов с органическими веществами. Очень распространенным агентом является этилендиаминтетрауксусная кислота (ЭДТА), применяется также диэтилентриаминпентауксусная кислота (ДТПА), оксиэтилендифосфоновая кислота (ОЭДФ) и ряд других.

Этот прием позволяет перевести содержащиеся в удобрениях микроэлементы в биологически активные формы. Предпочтительные способы внесения комплексонатов микроэлементов опрыскивание посевов и обработка семян. Исследованиями было показано более высокое использование микроэлементов из хелатов по сравнению с их сернокислыми солями.

Комплексонаты микроэлементов положительно влияют на всхожесть семян, высоту растений, количество листьев и завязей.

По обобщенным данным Д.А. Коренькова, применение комплексонатов цинка, меди, марганца и железа увеличивает урожайность сельскохозяйственных культур на 20–40 %, в том числе ячменя – на 34 %, овса –24, ржи и пшеницы 6–29, картофеля – на 20–25 %.