М. П. Ладогина, кандидат биологических наук

Выращивание растений по современным интенсивным технологиям предъявляет особые требования к сбалансированному питанию. На фоне высокой нагрузки у растений быстро проявляются признаки недостатка тех или иных элементов. При этом в соответствии с законом ограничивающих факторов, сформулированным Ю. Либихом, величина урожая лимитируется тем питательным веществом, которое в дефиците. Следует отметить, что во всех хозяйствах регулярно проводится анализ содержания макроэлементов в питательных растворах, однако микроэлементам не всегда уделяется должное внимание. Микроэлементы потребляются растениями в относительно малых количествах, но их роль в процессах жизнедеятельности огромна. Они участвуют в таких важнейших биохимических процессах, как фотосинтез, дыхание, синтез белков, деление клеток, метаболизм азота, поэтому высокая урожайность и качество продукции во многом зависят от полноценного обеспечения растений микроэлементами. 

Данная статья посвящена рассмотрению правил внесения и эффективного использования микроэлементов в приготовлении питательных растворов.

Для приготовления питательных растворов хозяйства традиционно используют:

• железо в хелатной форме;
• марганец, цинк и медь в форме сульфатных или хелатных соединений;
• бор в форме борной кислоты или буры;
• молибден в форме молибдата натрия или аммония.

Рассмотрим, какие формы предпочтительнее по соотношению цена/качество и как их нужно вносить, чтобы растения усваивали их максимально эффективно.

Фото 1

Использование хелатов микроэлементов

Хелаты появились на российском рынке сравнительно недавно, но быстро завоевали общее признание. Хелаты микроэлементов – это соединения ионов металлов (Fe, Mn, Zn, Cu, Сa, Mg) с органическими молекулами, которые называются хелатирующими агентами. Название «хелат» переводится с греческого как «клешня», то есть ион металла зажат хелатирующим агентом как клешней, и это поддерживает его в растворимой, легко усвояемой растениями форме. Микроэлементы бор и молибден не образуют стабильных хелатов, поэтому применяются в форме простых соединений. 

Наиболее сильными хелатирующими агентами являются приведенные ниже органические кислоты:

1. ЭДТА – этилендиаминтетрауксусная кислота; 

2. ДТПА – диэтилентриаминпентауксусная кислота;

3. ЭДДНА – этилендиаминбис (2-гидроксифенил) уксусная кислота;

4. ЭДДНМА – 2-(2-((карбокси-(2-гидрокси-4-метилфенил)метил)амино)этиламино)-2-(2-гидрокси-4-метилфенил) уксусная кислота.

Природные хелатирующие агенты (гуматы, лигносульфонаты, аминокислоты и другие) образуют менее стабильные связи с ионами металлов и в данной статье не рассматриваются.

Остановимся подробнее на термине «стабильность» в применении к хелатам. Основной фактор, влияющий на разложение молекулы хелата металла, – это кислотность среды. При отклонении рН раствора от оптимальных значений (как в сторону снижения, так и повышения) молекула хелата диссоциирует на ион металла и хелатирующий агент с последующим выпадением металла в осадок в форме гидроксида или соли. И что самое главное – этот процесс необратим, то есть восстановление оптимальных значений рН не приводит к обратному хелатированию. Ниже приведена таблица значений рН, при которых хелаты металлов стабильны, причем эти данные применимы только к дистиллированной воде, при наличии других ионов в растворе эти диапазоны сужаются. 

Второй фактор, влияющий на стабильность, – освещенность. Все хелаты разлагаются под воздействием света. Баки для приготовления маточных растворов должны быть непрозрачными и всегда закрываться крышкой для снижения попадания света. Особый случай – рециркуляция с обработкой использованного раствора ультрафиолетовой лампой. В таких условиях хелаты быстро диссоциируют, поэтому необходимо постоянное добавление свежего раствора.

Фото 2

Для меди, цинка и марганца в качестве хелатирующего агента обычно используют дешевый хелатирующий агент ЭДТА, который дает очень стабильные соединения с этими металлами в широком диапазоне рН (таблица). 

Таблица. Характеристика хелатов микроэлементов (цвет и интервалы стабильности в зависимости от рН)

Для хелатирования железа могут быть использованы несколько хелатирующих агентов, которые различаются по стабильности, концентрации и, соответственно, стоимости. Хелаты железа легко различаются по цвету (таблица).

1. Fe-ЭДТА с содержанием железа 12,6% – использование этого дешевого хелата на капельном поливе неэффективно, так как в прикорневой зоне рН часто поднимается выше 6,0, особенно в начале выращивания. Fe-ЭДТА можно использовать для некорневой подкормки растений после предварительного подкисления воды, в которой разводят хелат. 

1. Fe-ДТПА с содержанием железа 11,6% оптимально подходит для капельного полива овощных культур по диапазону стабильности и стоимости. 
2. Fe-ЭДДНА и Fe-ЭДДНМА с содержанием железа 6% – наиболее дорогие хелаты, но их применение полностью окупается при выращивании цветов и салатов, где важны качество и товарный вид. Для овощных культур эти хелаты особенно эффективны в начале выращивания, когда транспирация недостаточна и обновление раствора в корневой зоне происходит медленно.

Обращаем внимание, что нижний предел стабильности Fe-ЭДДНА и Fe-ЭДДНМА – рН 3,5 в дистиллированной воде, соответственно, в высококонцентрированных маточных растворах стабильность этих хелатов может снижаться и при рН 4,0. Таким образом, при подкислении маточного раствора важно следить, чтобы рН в баке с Fe-ЭДДНА или Fe-ЭДДНМА не падал ниже 4. При снижении рН больше указанных значений железо начинает выпадать в форме бурого осадка, а, как указывалось ранее, этот процесс необратим. 

Нижний предел стабильности хелата марганца такой же, как и у Fe-ЭДДНА и Fe-ЭДДНМА (3,5 в дистиллированной воде). Поэтому добавлять его надо в маточный бак с хелатом железа, где рН не опускается ниже 4.

Следует отметить, что с химической точки зрения наиболее стабильны те растворы, в которых все ионы металлов находятся в хелатной форме. Тем не менее во многих хозяйствах для приготовления питательных растворов используют только железо в хелатной форме, а остальные микроэлементы вносят в виде сульфатов. В этом случае стабильность хелата железа быстро снижается, так как ионы железа замещаются более агрессивными ионами меди и цинка. Обычно при комбинировании хелатов железа с сульфатами меди, марганца и цинка рекомендуется повышать уровни хелата железа в питательном растворе (что отражается на конечной стоимости заправки).

В связи с вышесказанным понятно, почему комплексные хелатированные микроудобрения на основе ЭДТА и ДТПА получили такое широкое распространение в тепличных хозяйствах. Комплексные микроудобрения позволяют снизить вероятность ошибки при заправке маточных баков и создают более стабильный питательный раствор. Однако при выборе комплексных микроэлементов следует обращать внимание на их состав и однородность. Часто предлагаются не истинно комплексные микроудобрения, а более дешевые тукосмеси. Отличить эти два типа микроудобрений достаточно легко: в комплексных все микрогранулы одного цвета, так как готовится раствор всех исходных компонентов и затем перекристаллизовывается. В тукосмесях видны отдельные гранулы коричневого хелата железа, синего хелата меди, розоватого хелата марганца, то есть исходные компоненты смешиваются механически. При использовании тукосмесей нет гарантии равномерного внесения всех микроэлементов в маточный бак. Например, может попасть больше хелата меди и меньше цинка. 

Использование бора и молибдена

Бор можно вносить в форме борной кислоты или буры (натрий тетраборнокислый). Используются обе формы, но хозяйства предпочитают буру, так как она растворяется немного легче, чем борная кислота.

Молибден вносится в форме молибдата аммония или натрия. Выбор зависит от доступности на рынке той или другой формы, на усвоение этого микроэлемента форма внесения не влияет.

Особенности заправки маточных баков 

Для поддержания всех компонентов маточного раствора в растворимом виде необходимо соблюдать правила заправки баков.

1. Наполнить баки на 2/3 водой.
2. Подкислить воду до рН 1,5–3 в баке с сульфатами и фосфатами и до рН 4–5 в баке с кальциевой селитрой.
3. Добавить ОЭДФ в бак с сульфатами (необходимо при использовании жесткой воды для предотвращения осаждения кальция).
4. Вносить удобрения последовательно: сначала сульфаты, потом фосфаты, затем нитраты.
5. Хелат железа добавить в бак с кальциевой селитрой, сульфаты микроэлементов – в бак с сульфатами и фосфатами.
6. Комплексные микроэлементы и (или) отдельные хелаты микроэлементов добавлять в бак с кальциевой селитрой.
7. Долить воды в баки до конечного объема.

При соблюдении правил заправки баков стабильность хелатов не снижается, все необходимые вещества доступны для растений в полном объеме, что позволяет получить стабильный и высокий урожай.

Фото 3