Мікродобрива та їх викрстання
Оптимізація живлення рослин, підвищення ефективності внесення добрив у великій мірі пов’язані із забезпеченням грунтів і мікроелементами. До того ж це важливо не тільки для росту і підвищення продуктивності сільськогосподарських культур, але й для покращення якості продукції рослинництва і тваринництва.
Грунтовий покрив України нерівномірно забезпечений мікроелементами. Ось чому землевласники або землекористувачі повинні звернути увагу на внесення мікродобрив для отримання високих і сталих урожайв сільськогосподарських культур. За потребою у мікроелементах сільськогосподарські рослини відносять у наступні групи:
1. Культури невеликого виносу і невеликої засвоюваної здатності – зернові, зернобобові, кукурудза, картопля.
2. Культури підвищеного виносу і невеликої засвоюваної здатності – коренеплоди, овочі, багаторічні трави (бобові та злакові), соняшник, плодові.
3. Культури великого виносу (за високого рівня застосування мінеральних добрив та на зрошенні) – багаторічні трави, коренеплоди, овочі, кукурудза.
За наведеною потребою у мікроелементах грунти, для перелічених вище культур, розподіляються на дві групи:
Таблиця 1
Низький вміст
| Групи культур | Мікроелементи, мг/кг грунту | ||||
| Zn | Mn | Mo | B | Co | |
| 1. | <1 | <5 | <0,1 | <0,1 | <0,3 |
| 2. | <2 | <10 | <0,15 | <0,3 | <1 |
| 3. | <5 | <20 | <0,2 | <0,5 | <3 |
Таблиця 2
Оптимальний вміст
| Групи культур | Мікроелементи, мг/кг грунту | ||||
| Zn | Mn | Mo | B | Co | |
| 1. | 1-2 | 5-10 | 0,1-0,4 | 0,1-0,3 | 0,3-1 |
| 2. | 2-5 | 10-20 | 0,4 | 0,3-0,5 | 1-3 |
| 3. | 5-10 | 20-40 | 0,6 | 0,5-1 | 3-5 |
Вміст мікроелементів в грунтах відносно їх об’єму дуже низький і вимірюється частками мг/гк грунту, тобто грунти у відношенні до мікроелементів мають дуже велику поглинаючу здатність. Це вказує на те, що внесення мікродобрив у грунти в чистому вигляді неприпустиме, це буде «закопування грошей у землю». Для виключення швидкого поглинання мікроелементів з мікродобрив грунтом, їх дають в азоті, фосфорні та складні добрива, але з обов’язковою грануляцією останніх. У гранулах мікродобрива більш довгий період часу будуть в доступній для рослин формі. Вносити мікродобрива у грунти потрібно лише за даними їх агрохімічного обстеження.
За даними багатьох дослідників, найбільш ефективними і економічно вигідними є передпосівна обробка насіння та позакореневе підживлення. Оброблене мікродобривами насіння підвищує енергію проростання, схожість, менш схильне до грибкових та бактеріальних захворювань, та підвищує посухо- та морозостійкість сільськогосподарських культур.
Мікродобрива–це добрива, що містять мікроелементи, речовини, споживані рослинами в невеликих кількостях. Поділяються на борні, мідні, марганцеві, цинкові, кобальтові та інші, а також полімікродобрива, у складі яких 2 і більше мікроелементів. В якості мікроелементів застосовують солі мікроелементів, відходи промисловості (шлаки, шлами), фрити (сплави солей зі склом).
Найбільш ефективними формами мікроелементів є хелати (Zn, Cu, B, Mo, Fe, Co) та інші сполуки у складі органічних молекул (боретаноламін та ін).
Значення мікродобрив для сільськогосподарських культур:
- використання мікродобрив забезпечує високі прибавки врожаю та значно поліпшує якість сільськогосподарської продукції;
- внесення мікродобрив різко активує розвиток і роботу кореневої системи, збільшуючи доступність сполук фосфору у ґрунті;
- мікродобрива істотно впливають на ефективність надходження основних елементів живлення (азот, фосфор, калій) у рослини. Надходження азоту значно збільшується за наявності заліза, марганцю і цинку, а надходження фосфору - кальцію і міді;
- мікродобрива потрібні для повноцінного росту і розвитку рослин оскільки оптимізують мінеральне живлення рослин;
- мікродобрива відіграють важливу роль у підвищенні стійкості рослин до грибкових збудників, бактеріальних і вірусних захворювань.
Способи використання мікродобрив:
- передпосівна обробка насіння або замочування коріння живців.
- позакореневе підживлення.
- кореневе підживлення.
Найбільш виправданим з економічної точки зору є внесення мікроелементів під час позакореневого підживлення через листя, яке гарантує майже 100 % їх засвоєння. Мікроелементи за листкового внесення в 10 разів ефективніші, ніж за внесення їх у ґрунт, де вони можуть зв'язуватись у недоступні сполуки.
Позакореневе підживлення рослин необхідне в таких випадках:
- коли порушена діяльність кореневої системи рослин;
- коли знижена доступність елементів живлення в ґрунті;
- коли потрібно якомога швидше забезпечити рослину елементами живлення;
- за появи стресових ситуацій.
На ефективність застосування мікроелементів впливає форма, в якій вони знаходяться. Найбільш ефективною є хелатна форма, у якій мікроелементи пов'язані з хелатуючим агентом.
Хелати (від. лат. Chelate – клешня краба) – це натуральні або синтетичні внутрішньокомплексні сполуки, які роблять мікроелементи легкодоступними для рослини.
На сьогодні встановлена і доведена висока ефективність мікроелементів у вигляді рідких нетоксичних комплексонів (хелатів). В цих металоорганічних комплексах хелатуючий агент міцно утримує іон металу в розчинному стані хелатного кільця аж до самої миті потрапляння його в рослину.
Деякі хімічні елементи, такі як бор, марганець, мідь, цинк, молібден, кобальт, входять до складу рослин у невеликих кількостях (0,01-0,001%), тому їх називають мікроелементами, а мінеральні добрива, які містять ці елементи – мікродобривами. Незважаючи на незначний вміст, мікроелементи життєво необхідні для розвитку рослин, оскільки виконують важливі фізіологічно-біологічні функції.
Мікроелементи входять до складу багатьох вітамінів, ферментів або активують їх роботу, беруть участь в азотному і вуглеводному обмінах, в окисно-відновних процесах, підсилюють процес фотосинтезу. Крім того, мікроелементи підвищують проникність клітинних мембран, таким чином впливаючи на надходження йонів у рослини, на фізичні властивості, структуру і фізіологічні функції рибосом. Крім того, під дією мікроелементів підвищується стійкість рослин проти грибних і бактеріальних хвороб, несприятливих умов зовнішнього середовища.
Доведено, що мікродобрива є необхідними компонентами комплексного застосування засобів хімізації – матеріальної основи кількості та якості рослинницької продукції.
Борні добрива.Бор необхідний рослинам протягом усієї вегетації, його не можна замінити іншими елементами живлення. Нестача бору призводить не лише до зниження врожаю, а й до погіршення його якості.
Бор істотно впливає на вуглеводний і білковий обміни та інші біохімічні процеси в рослинах. За його нестачі порушується перехід вуглеводів і крохмалю із листків в інші органи, внаслідок чого гальмується процес фотосинтезу, незадовільно забезпечується вуглеводами коренева система та погіршується її розвиток (у бобових рослин послаблюється азотфіксувальна здатність бульбочкових бактерій), зменшується кількість квіток, порушується запліднення, обпадає зав`язь, різко знижується врожай. Бор активує синтез і функції нуклеїнових кислот та енергетичні процеси в клітинах. Він відіграє важливу роль у розвитку репродуктивних органів.
Цей елемент, подібно до кальцію, погано реутилізується в рослинах. Тому перші нижні листки не віддають накопиченого ними бору верхнім молодим листкам і точкам росту. Ознаки гострої нестачі цього елемента насамперед спостерігаються у верхніх ярусах рослини. Нестача бору зумовлює функціональні захворювання культурних рослин: льон уражується бактеріозом; у буряків спостерігається хлороз серцевинних листків, загнивання кореня (суха гниль); суцвіття у цвітної капусти темнішають, а в стеблах утворюється дупло з почорнілими краями; у виноградної лози розвивається некроз та ін.
Різні культури з урожаєм виносять з грунту від 30 до 250 г/га бору. Однак, у грунтах не завжди вистачає його. Менш чутливі до нестачі бору зернові культури – жито, пшениця, ячмінь, овес. Більше потребують його цукрові буряки, кормові коренеплоди, картопля, соняшник, льон, конюшина, люцерна, зернобобові та деякі овочеві культури.
У різних грунтах загальний вміст бору коливається від 1,5 до 60 мг на 1 кг грунту. Водорозчинні сполуки цього елемента становлять 3-10% загального вмісту. Потреба багатьох культур у борних добривах спостерігається за вмісту менш як 0,1 мг засвоюваного бору на 1 кг грунту. Найбільше борних добрив потребують дерново-глеєві й заболочені грунти, а також вапновані дерново-підзолисті грунти та грунти, насичені основами. Низьким вмістом бору характеризуються піщані та супіщані грунти.
У сільському господарстві використовують хімічно чисті сполуки бору (буру Na2B4O7 ·10H2O і борну кислоту H3BO3), сирі боратові руди (борацити - 2MgO · B2O3 · H2O, та гідроборацити - CaO · MgO · 3B2O3 · 6H2O), відходи хімічної промисловості (осаджений борат магнію та боратові шлами, а також боратовий гранульований суперфосфат).
Марганцеві добрива.Фізіологічне значення марганцю полягає в тому, що він бере участь в окисно-відновних реакціях у рослинних клітинах і пов`язаний з діяльністю окиснювальних ферментів – оксидаз. У разі нестачі цього елемента знижується інтенсивність окисно-відновних процесів і синтезу органічних речовин у рослинах.
Марганець бере участь і в переміщенні речовин по органах рослин. Він відіграє важливу роль у процесах засвоювання рослинами амонійного і нітратного азоту. За амонійного живлення рослин він діє як сильний окисник, а за нітратного – як сильний відновник. Отже, у разі нестачі марганцю порушується відновлення нітратного азоту, що призводить до нагромадження нітратів у тканинах рослин – досить негативного явища.
Марганець бере участь не тільки в процесі фотосинтезу, а й у синтезі вітаміну С. За нестачі марганцю знижується синтез органічних речовин, зменшується вміст хлорофілу в рослинах, що призводить до захворювання їх на хлороз. Зовнішні ознаки нестачі марганцю – сіра плямистість листків у злаків; хлороз у зернобобових, цукрових буряків, тютюну; пожовтіння країв листків та засихання молодих гілок у плодово-ягідних культур.
Нестача марганцю найчастіше спостерігається на грунтах з нейтральною аба лужною реакцією, особливо на піщаних і супіщаних, а також на торфовищах. Дерново-підзолисті кислі грунти характеризуються високим вмістом рухомого марганцю – 50-150 мг/кг грунту, у чорноземах його вміст коливається від 1 до 75 мг/кг грунту залежно від умов процесу грунтоутворення.
Марганцеві добрива здебільшого застосовуються під цукрові буряки, кукурудзу, картоплю й овочеві культури.
До марганцевих добрив належать сульфат марганцю, марганізований гранульований суперфосфат, марганцеві шлами, марганцево-вмісний порошок, марганізована нітрофоска.
Молібденові добрива.Вміст молібдену в рослинах становить тисячі або десятитисячні частки відсотка на суху речовину. Найбільше його міститься в насінні, особливо бобових рослин.
Молібден відіграє важливу роль у процесах фіксації молекулярного азоту з атмосфери бульбочковими та вільноіснуючими азотфіксувальними бактеріями. За нестачі молібдену бульбочки на коренях бобових розвиваються слабо, тому азотфіксувальні бактерії не можуть нормально фіксувати азот з повітря.
Молібден – складова частина ферментів нітратредуктаз, які беруть участь у відновленні нітратів до аміаку в клітинах коренів і листків рослин. Якщо цього елемента не вистачає, у тканинах рослин нагромаджується багато нітратів, відновлення їх затримується, внаслідок чого порушується нормальний хід азотного обміну, тому після внесення нітратних добрив потреба рослин у молібдені значно вища, ніж після внесення аміачних добрив. Крім того, під впливом молібдену аміак інтенсивніше використовується рослиною для утворення амінокислот і білків.
Молібден, як і марганець, бере участь в окисно-відновних реакціях і відіграє важливу роль у перенесенні електронів від субстрату, який окислюється, до речовини, яка відновлюється. Вважають, що молібден бере участь у вуглеводному обміні та в обміні фосфорних сполук, синтезі вітамінів і хлорофілу.
Оскільки молібден пов`язаний з азотним живленням рослин, зовнішні ознаки його нестачі нагадують ознаки нестачі азоту: спочатку спостерігаються блідо-зелені ділянки тканини між жилками листка, з`являєтьcя ясно-зелений колір листків, потім вони буріють і відмирають. Ріст і плодоношення послаблюються. У разі великої нестачі молібдену точка росту відмирає. Ознаки нестачі молібдену виявлялися також у вигляді крапчатості, некрозу і кучерявості нижніх листків, недорозвиненості головок капусти, жовтої плямистості в цитрусових та ін.
Найчутливіші до нестачі молібдену бобові, деякі хрестоцвітні рослини, цитрусові, а також цукрові буряки, які значно підвищують врожай при внесенні молібденових добрив. Позитивно реагують на внесення молібдену льон, кукурудза, гречка та деякі овочеві культури.
Мідні добрива.Мідь потрібна рослинам у невеликих кількостях (винос її з урожаєм культурних рослин становить десятки грамів з гектара), проте у разі її нестачі рослини гинуть ще на початку появи сходів.
Мідь входить до складу окислювальних ферментів (поліфенолоксидази, аскорбіноксидази, лактази, дегідрогенази), які мають велике значення в окислювальних процесах, що відбуваються в рослинах. Цей елемент підсилює інтенсивність дихання рослин.
Недостатня кількість міді в рослинах знижує активність процесів синтезу та призводить до нагромадження розчинних вуглеводів, амінокислот та інших продуктів розкладання складних органічних добрив. Мідь відіграє важливу роль і в процесах фотосинтезу: надає хлорофілу більшої стійкості. Характерною особливістю дії міді є те, що цей елемент підвищує стійкість рослин проти грибних і бактеріальних захворювань.
За нестачі міді потерпають верхні частини рослин: з`являється легкий хлороз листків, але їх жилки залишаються зеленими, самі листки стають в`ялими, ріст рослин сповільнюється. У бобових культур спостерігається зів`ялість, засихання і передчасне обпадання листків. Зовнішні ознаки нестачі міді у злакових виявляються в побілінні кінчиків листків, які скручуються і підсихають, поганому розвиткові репродуктивних органів (наприклад, колоски, часто бувають повністю порожні).
Мідні добрива доцільно вносити тоді, коли рухомих форм міді в кислих грунтах менше 5 мг, а в нейтральних – менше 10 мг на 1 кг сухого грунту. Особливо велика нестача цього елемента і висока дія мідних добрив виявляється на осушених торфових грунтах. Зернові культури на цих грунтах без внесення мідних добрив дають врожай 2-5 ц/га, а після внесення їх врожайність підвищується до 20-30 ц/га. Найчутливіші до нестачі міді пшениця, ячмінь, овес, кукурудза; досить чутливі також коноплі, льон, цукрові буряки, бобові трави; малочутливі – жито, картопля, капуста, гречка.
Як мідні добрива використовують мідний купорос, піритні недогарки, мідьвмісний порошок. Іноді як добрива застосовують шлаки та руди з низьким вмістом міді.
Цинкові добрива.Цинк відіграє важливу роль в організмі рослин. Під впливом цинку підвищується загальний вміст вуглеводів, крохмалю та білкових речовин. Велике значення цинку в окисно-відновних реакціях дихання, у регулюванні синтезу АТФ, в обміні ауксинів та РНК.
Цинк позитивно впливає на жаростійкість рослин і формування зернівок пшениці в умовах суховіїв, де він сприяє нагромадженню у квітках органічних кислот як захисних речовин. Крім того, цей елемент підвищує ще й холодостійкість рослин.
За нестачі цинку порушується синтез білка і його вміст у рослинах зменшується. Це пояснюється тим, що за його нестачі в рослинах нагромаджуються аміди та амінокислоти, тобто розчинні азотні сполуки. Деякі ферменти активуються цинком, а деякі з них містять цей елемент, наприклад карбоангідраза, що активує розкладання вугільної кислоти.
Вважають, що у разі нестачі цинку в рослинах порушується біосинтез вітамінів В1 і В6, які відіграють важливу роль в утворенні триптофану, зменшується вміст аскорбінової кислоти, сухої речовини та хлорофілу в листках кукурудзи. Потреба рослин у цинку зростає з поліпшенням освітлення.
За чутливістю до цинку культурні рослини поділяють на три групи: найчутливіші, середньочутливі і нечутливі. До першої групи належать кукурудза, льон, хміль, виноград, плодові; до другої – соя, горох, цукрові буряки, соняшник, конюшина, цибуля, картопля, капуста, огірки, ягідники; до третьої – овес, пшениця, ячмінь, морква, рис, люцерна.
У разі нестачі цинку в рослин спостерігається між жилками хлороз або плямистість нижніх листків. У кукурудзи між жилками листка з`являються ясно-жовті смуги (білі плями), нові листки блідо-жовті або білі. За нестачі цинку різко пригнічується поділ клітин, що веде до морфологічних змін листків, пригнічується розтягування стовпчастих клітин у льону, а в помідорів спостерігається дрібнолистковість і скручування листків. У всіх рослин у разі нестачі цинку відбувається затримка росту. За гострої нестачі цього елемента рослина взагалі може загинути.
Найчастіше нестача цинку для рослин спостерігається на карбонатних грунтах, де рухомих форм цього елемента дуже мало. Кислі дерново-підзолисті грунтимають досить високий вміст цинку і не потребують застосування цинкових добрив.
Література
1. Бомба М. Я. Землеробство з основами ґрунтознавства, агрохімії та агроекології: Навч. посіб. /М.Я. Бомба, Г.Т. Періг, С. М. Рижук [та ін.]. – К.: Урожай., 2003. – 400 с.
2. Гладюк М. М. Основи агрохімії. Хімія в сільському господарстві /М. М. Гладюк. – К.; Ірпінь: Перун, 2003. – 288 с.
3. Лопушняк В. І. Агрохімічне обслуговування сільськогосподарських формувань: навчальний посібник /В. І. Лупушняк, І. О. Корчинський, М. М. Вислободська [та ін.]. – Львів: «Новий Світ – 2000», 2011. – 288 с.
4. Паламарчук В.Д. Системи сучасних інтенсивних технологій у рослинництві / В. Д. Паламарчук, І. С. Поліщук, О. М. Венедіктов – Вінниця: ФОП Данилюк В.Г., 2011. – 432 с.
5. Примак І. Д. Екологічні проблеми землеробства / І.Д. Примак, Ю.П. Манько, Н. М. Рідей [та ін.]. За ред. І.Д. Примака – К.: Центр учбової літератури, 2010.-456с
Запитання для самоперевірки
1. Що таке комплексні добрива і як вони поділяються за способом приготування?
2. У чому перевага комплексних добрив?
3. Охарактеризуйте основні мікродобрива та ефективність їх застосування?
4. Рідкі комплексні добрива, їх властивості і застосування. У чому переваги та недоліки рідкого тукозмішування
Практичне заняття № 7