Татьяна Евдокимова, руководитель направления «Удобрения» компании «ГроуТэк»
Сбалансированность питания растений означает обеспечение культур всеми необходимыми питательными элементами в хорошо выверенных пропорциях, своевременно и в достаточном количестве. Баланс уровней питательных веществ в различных тканях растения на каждой стадии роста является определяющим фактором для здоровья культуры. В случае дисбаланса – как вызванного нехваткой питательных веществ, так и обусловленного их избыточностью, – продуктивность снижается.
Для облегчения регулирования баланса элементов питания можно использовать рекомендации, вырабатываемые путем целенаправленных исследований. Такая информация может существовать в виде норм внекорневой подкормки для листьев, взятие проб которых производилось на той или иной стадии развития с использованием определенного метода листовых проб. Данные о поглощении питательных веществ – как их количество, так и соотношение отдельных элементов – различными органами растения в процессе его роста и развития (кривые поглощения питательных веществ) также являются ценной информацией для поддержания баланса. Полезны и знания о свойствах почвы и нормах питательного режима почвы. В качестве рекомендаций следует приводить данные, полученные на наиболее продуктивных растениях.
Удобрения рассматриваются как средство для достижения и поддержания баланса питательных веществ. Они сильно различаются по способности сохранять баланс питательных веществ: одни будут более эффективны, чем другие.
При составлении рецептов питательных растворов необходимо учитывать ряд факторов – в первую очередь качество исходной поливной воды, и только на основании этих данных подбирать удобрения – как макро-, так и микро-. Рассмотрим ключевые моменты этого процесса подробнее.
Значение кальциевой селитры
При составлении рецептов для питания растений в защищенном грунте используют следующие удобрения: нитрат калия и кальция, монофосфат калия, сульфат калия, сульфат или нитрат магния. В чем ценность кальциевой селитры и почему лучший выбор – это продукт с содержанием двух форм азота: нитратной и аммонийной?
Для оптимального питания растений необходим баланс обеих форм: нитратной и аммонийной. Нитратный азот легко доступен для усвоения растениями, он способствует поглощению катионов калия, кальция и магния. Аммонийный стабилизирует уровень рН раствора, предотвращая, таким образом, недостаток питательных веществ из-за их выпадения в осадок. Наличие аммонийного азота в кальциевой селитре исключает необходимость использования удобрений, содержащих аммоний, то есть аммиачной селитры.
Из всех кальциевых удобрений, представленных на российском рынке, в настоящее время только кальциевая селитра производства ПАО «Акрон» включает аммонийный азот в сбалансированном виде, поэтому при выборе удобрения, содержащего кальций, мы рекомендуем использовать продукт этого производителя.
Идеальный баланс обеих форм азота в кальциевой селитре от ПАО «Акрон» (14,4% нитратного и 1,1% аммонийного) позволяет предотвратить повышение уровня pH в субстратах и повысить доступность питательных веществ при меньшем расходе удобрений, а рН 6,0 поддерживает оптимальный уровень рН в прикорневой зоне. Стабильность рН также достигается содержанием аммонийного азота.
Следует помнить, что профилактика вершинной гнили – это сбалансированное питание не только кальцием и калием, но и азотом в форме как нитрата, так и аммония.
Важен и баланс с магнием. Высокое значение соотношения K/Ca (ммоль/ммоль) и высокие уровни магния (Mg) в питательном растворе конкурируют с поглощением кальция растением, а недостаток кальция опять-таки приведет к вершинной гнили (рис. 1).
Компания «ГроуТэк» предлагает сульфат магния производства Индии – прекрасно растворимый продукт, который имеет сбалансированный состав, не слеживается при хранении и при использовании в питательных рецептах обеспечивает растения доступным магнием.
Рисунок 1. Влияние различных соотношений калия (K), кальция (Ca) и магния (Mg) в питательном растворе на заболеваемость томата вершинной гнилью плодов (BER) (Voogt, 2002)
Симптомы нарушения баланса питательных веществ, вызванного избытком кальция
Золотистая пятнистость плодов томата является признаком нарушения баланса питательных веществ в сторону избытка кальция. Несбалансированное питание растений с относительно высоким уровнем кальция (Ca) и низкими уровнями калия (K) и магния (Mg) в питательном растворе (в миллимолях) способствует повышению частоты поражения плодов золотистой пятнистостью.
Фото 2-3
Повышенные уровни хлора (Cl) вызывают более интенсивное поглощение кальция и увеличивают частоту поражения золотистой пятнистостью (но снижают риск вершинной гнили плодов, BER).
Из вышесказанного следует, что профилактика вершинной гнили и болезней – это сбалансированное питание не только кальцием, но и калием, магнием и разными формами азота. И роль агрохимика в выборе удобрения для составления рецептов неоценима!
Место микроэлементов в процессе выращивания томата
Микроэлементы очень важны для сбалансированного питания растений. В защищенный грунт их вносят в виде хелатов, выбор которых зависит от рН поливной воды. О выборе хелатов и о преимуществах импортных продуктов мы писали ранее. Кратко напомним об удобрениях «Грогрин» производства бельгийской компании Lima («Лима»).
Удобрения «Грогрин» – это хелаты микроэлементов. На хелатах не следует экономить. Если дефицит макроэлементов заметен почти сразу, то недостаток микро- проявляется, когда уже поздно что-то делать. Чем же лучше «Грогрин»?
- Серия эффективных микроудобрений в форме хелатов для профилактики и устранения дефицита микроэлементов характеризуется высокой степенью хелатирования – 98–100%. Если производитель заявляет, что удобрение содержит железа 11%, то все 11% будут точно в форме хелата, а не в форме сульфата или других.
- Помимо хелатов (отдельных микроэлементов), «Лима» производит комплексное микроудобрение «Грогрин Микро Дрип», которое содержит 6 микроэлементов: железо, марганец, цинк, медь в хелатной форме, а также соединения бора и молибдена. Микроэлементы в составе удобрения подобраны так, что при внесении 2 кг на 1000 л маточного раствора состав рабочего раствора полностью соответствует агрохимическим стандартам содержания и баланса микроудобрений. «Грогрин Микро Дрип» именно комплексное удобрение, а не механическая смесь разных продуктов. В каждой его грануле присутствуют все микроэлементы в указанных пропорциях, что обеспечивает равномерность внесения как в субстраты, так и при заправке баков. Это единственное комплексное микроудобрение, которое эффективно работает в жесткой воде, что важно при малообъемной технологии для полноценного усвоения микроэлементов. Эффективность усвоения питательных веществ при использовании «Грогрин Микро Дрип» в воде любого качества достигает 80–85%.
Теперь перейдем к базовым знаниям, которые необходимы при выращивании томатов в защищенном грунте. Прежде всего, для всех тепличных культур важно качество поливной воды. Следует обращать внимание на такие параметры, как рН, содержание бикарбонатов, кальция и магния.
Поливная вода с высоким уровнем pH обычно характеризуется высоким содержанием бикарбоната и карбоната кальция, а также бикарбоната и карбоната магния. При подаче такой поливной воды растениям рекомендуется ее подкисление, чтобы снизить уровень pH до 5–6. Это повысит доступность растениям некоторых питательных элементов, таких как фосфор (P), железо (Fe), цинк (Zn), медь (Cu), марганец (Mn) и бор (B), и предотвратит осаждение нерастворимых солей, засоряющих систему капельного орошения.
Добавление кислоты (H1+) в бикарбонат (HCO–) или карбонат (CO2–) приведет к образованию угольной кислоты – неустойчивого соединения, которое сразу превращается в воду и двуокись углерода.
Рекомендуется нейтрализовать азотной кислотой примерно 90–95% содержащихся в воде (би)карбонатов. При высоком уровне бикарбонатов нужно применять азотную и ортофосфорную кислоты. Благодаря этому поливная вода сохранит небольшую буферность pH, что позволит избежать дальнейшего падения уровня pH. Очень кислый pH поливной воды нежелателен и может приводить к растворению токсических элементов, имеющихся в почве, таких как алюминий (Al3+).
Идеальный уровень pH почвы колеблется в пределах 6,0–6,5 (рис. 2). При уровне pH>6,5 питательные микроэлементы, представленные металлами (Fe, Zn, Mn, Cu), бор (B) и фосфор (P) становятся менее доступными для поглощения растениями, а при pH<5,5 – фосфор (P) и молибден (Mo).
Рисунок 2. Влияние рН почвы на доступность питательных элементов растениям
Роль питательных элементов с акцентом на калий и кальций
Адекватную систему питания растений можно разработать только при полном понимании роли, которую играет каждый из элементов в этом процессе. Особое внимание уделяется калию и кальцию. Однако при создании сбалансированной системы все-таки важно учитывать все питательные элементы.
Калий
Роль калия при выращивании томатов имеет прямое отношение к качеству и количеству. Повышенные уровни калия способствуют росту продуктивности растений. Калий является самым важным питательным элементом, влияющим на качество плодов (Roorda van Eysinga, 1966; Winsor and Long, 1967; Adams et al., 1978). Он выполняет ведущие функции в таких процессах, как синтез белков, фотосинтез и перенос (транспорт) сахаров из листьев в плоды. Поэтому хорошая обеспеченность растений калием должна поддерживать функции листьев на всем протяжении развития плодов и положительно влиять на выход продукции (с единицы площади) и содержание растворимых сухих веществ (больше сахаров) в плодах во время сбора урожая. Около 60–66% поглощаемого растением калия локализуется в плодах (Winsor et al., 1958). Воздействие калия на синтез белков интенсифицирует превращение поглощенного нитрата в белки, способствуя повышению эффективности вносимого азотного удобрения.
Калий является катионом, участвующим в поддержании осмотического потенциала растения (тургора клеток). Одно из следствий этого – движение устьиц (отверстий, через которые растение осуществляет газообмен и водообмен с атмосферой). Это позволяет культуре поддерживать нормальный водный режим в условиях стресса, такого как засоленность (стресс у растений, вызванный засолением субстрата) или дефицит воды. Действительно, растения томата с высоким уровнем калийного питания обычно характеризуются более эффективным водопотреблением, то есть для производства одного и того же количества биомассы им нужно относительно меньше воды, чем растениям с признаками калийной недостаточности. Кроме того, калий участвует в процессах созревания плодов, например в синтезе пигмента ликопина, придающего им красную окраску. Калий также способствует повышению уровня кислотности, которая важна для формирования хорошего вкуса и аромата.
Итак, функции калия в растении томата сводятся к тому, что этот макроэлемент: фото 4 для оформления
Стимулирует синтез белков (ускоряет процесс превращения в белки).
Способствует фотосинтетической активности (усиливает ассимиляцию CO2, повышает содержание сахаров).
Интенсифицирует перенос (из листьев в плоды) и запасание (в плодах) ассимилянтов.
Удлиняет период и интенсифицирует процесс ассимиляции (более высокое качество плодов).
Повышает эффективность азотных удобрений.
Усиливает эффективность водопотребления растениями (меньше воды требуется на 1 кг производимой биомассы).
- Регулирует открывание и закрывание устьиц (работу их замыкающих клеток).
- Обеспечивает синтез ликопина, придающего красную окраску плодам.
Рисунок 3. Калий интенсифицирует перенос (из листьев в плоды) и запасание (в плодах) ассимилянтов
Кальций
Этот элемент выполняет три главные функции.
Он играет важную роль в формировании клеточных стенок и структуры растения. Около 90% кальция локализуется в клеточных стенках. Действует как фактор сцепления, скрепляя клетки между собой и сохраняя структуру растительной ткани. Без кальция останавливается развитие новых тканей (деление клеток, их растяжение и увеличение в объеме) в корнях и побегах. Дефицит кальция сильно сказывается на урожайности. Кальций – главный питательный элемент, ответственный за плотность плодов томата. Он замедляет старение растения, в результате чего листья живут дольше и сохраняют способность к фотосинтезу.
Сохраняет целостность клеточных мембран. Это важно для правильного функционирования механизмов поглощения и предотвращения просачивания питательных элементов из клеток.
Кальций также является центральным элементом защитных механизмов, которые помогают растениям обнаруживать внешние стресс-факторы и должным образом реагировать на них. Обе функции, которые кальций выполняет в системе защиты растения и обеспечении прочности тканей, важны для устойчивости растения к воздействию патогенов и порче (гниению) плодов во время хранения.
Особенность кальция в том, что он транспортируется почти исключительно с транспирационным током по ксилеме, то есть распределяется из корней в листья – главные органы транспирации (рис. 4). С другой стороны, плоды с низкой интенсивностью транспирации плохо снабжаются кальцием. Только 5% кальция поступает в плод. Поэтому временная кальциевая недостаточность может легко возникать в периоды быстрого роста, приводя к некрозу верхушки плода – заболеванию, называемому вершинной гнилью плодов томата (blossom end rot, BER).
Фото 5
Рисунок 4. Транспорт кальция в растении
Факторы, которые либо увеличивают транспирационный ток к листьям (климатические и погодные условия), либо снижают доступность кальция для поглощения растениями (засуха, высокая электропроводность/засоленность, дисбаланс питательных веществ), повышают риск возникновения вершинной гнили плодов томата. Только достаточное и постоянное обеспечение растений кальцием в водорастворимой форме с нитратом кальция может предотвратить кальциевую недостаточность.
Для эффективного усвоения кальция агроному нужно ежедневно:
— обеспечивать равномерность полива;
— исключить ранний полив, когда растение неактивно;
— удерживать баланс ЕС и рН в мате;
— не допускать перелива;
— контролировать соответствие доз полива и освещенности в теплице.
Последствия недостатка калия и кальция
Таблица 1. Основные проблемы при выращивании томата и их связь с дисбалансом питательных веществ, вызванным недостаточностью калия и кальция
| Проблемы | Дефицит: | ||
| K | Ca | ||
| Продуктивность растения | Низкая урожайностьНеоднородность по размеру, недружное созревание Ограниченное завязывание плодовНет увеличения в объеме / мелкие плоды | x x xx | x |
| Наружное качество | Неинтенсивная окраска плодов Мягкие плоды / не плотныеОграниченный срок хранения | x x x | x x |
| Внутреннее качество (вкус) | Низкий Brix (содержание растворимых сухих веществ)Недостаточная кислотность | xx | x |
| Болезни и дефекты | Вершинная гниль плодов Растрескивание плодовСолнечный ожог | x x | x x x |
| Толерантность/устойчивость | Водный режим (засуха /транспирация)Болезни (грибные)Засоленность | x x x | x x x |
Краткое обобщение основных функций питательных элементов
Таблица 2. Главные функции всех питательных элементов
| Питательный эл-т | Символ | Основные функции |
| Азот | N | Синтез хлорофилла и белков (рост и урожайность) |
| Фосфор | P | Деление клеток, перенос энергии |
| Калий | K | Транспорт сахаров. Регуляция водного режима |
| Кальций | Ca | Лежкость плодов, пониженная восприимчивость к болезням |
| Сера | S | Синтез незаменимых аминокислот: цистеина и метионина |
| Магний | Mg | Центральная часть молекулы хлорофилла |
| Железо | Fe | Синтез хлорофилла |
| Марганец | Mn | Необходим для фотосинтеза |
| Бор | B | Принимает участие в формировании клеточной стенки (пектин и лигнин), является структурным компонентом клеточной стенки. Участвует в обмене и транспорте сахаров. Необходим для цветения, завязывания плодов и развития семян (прорастание пыльцы + рост пыльцевых трубок) |
| Цинк | Zn | Рост и развитие на ранних стадиях (ауксины) |
| Медь | Cu | Влияет на углеводный и азотный обмен Активатор ферментов в производстве лигнина и меланина |
| Молибден | Mo | Компонент ферментов нитратредуктазы (NO3–🡒NO2–🡒NH3) и нитрогеназы, превращение (N2🡒NH3) в азотфиксирующих бактериях Rhizobium |
Питание растений томата в теплице
В таблице 3 приводятся данные по стандартному питательному раствору для растений томата, выращиваемых в теплице на субстрате из минеральной ваты с открытым дренажем, и их изменение в зависимости от фенологической стадии. Электропроводность раствора составляет 2,6 мСм/см. Изменения концентрации раствора выражаются в миллимолях на 1 л (ммоль/л) и в частях на миллион (по мере того как разбавленный питательный раствор поступает в растение).
Таблица 3. Стандартный питательный раствор для растений томата, выращиваемых в теплице на субстрате из минеральной ваты с открытым дренажем, концентрация которого меняется в зависимости от фенологической фазы
| Томат на минвате с откр. дренажем, круглогодичный | NO3 | K | Ca Mg SO4ммоль на 1 л | H2PO4 | NH4 | Fe | Mn | Zn BмKмоль | Cuна 1 л | Mo | |||
| Стандартный пит. раствор | 16 | 9,5 | 5,4 | 2,4 | 4,4 | 1,5 | 1,2 | 15 | 10 | 5 | 30 | 0,75 | 0,5 |
| Изменение по фенофазам1 насыщение плит из минваты раствором | 16 | 5,7 | 6,90 | 3,40 | 4,7 | 1,0 | 0,0 | 15 | 10 | 5 | 40 | 0,75 | 0,5 |
| 2 от посадки до цветения 1-й кисти | 17 | 8,5 | 5,90 | 2,90 | 4,4 | 1,5 | 1,2 | 15 | 10 | 5 | 30 | 0,75 | 0,5 |
| 3 с момента цветения 1-го цветка 1-й кисти | 16 | 9,5 | 5,40 | 2,40 | 4,4 | 1,5 | 1,2 | 15 | 10 | 5 | 30 | 0,75 | 0,5 |
| 4 с момента цветения 1-го цветка 3-й кисти | 16 | 10,0 | 5,28 | 2,28 | 4,4 | 1,5 | 1,2 | 15 | 10 | 5 | 30 | 0,75 | 0,5 |
| 5 с момента цветения 1-го цветка 5-й кисти | 16 | 11,3 | 4,78 | 2,15 | 4,4 | 1,5 | 1,2 | 15 | 10 | 5 | 30 | 0,75 | 0,5 |
| 6 с момента цветения 1-го цв. 10-й кисти | 16 | 10,0 | 5,28 | 2,28 | 4,4 | 1,5 | 1,2 | 15 | 10 | 5 | 30 | 0,75 | 0,5 |
| 7 с момента цветения 1-го цв. 12-й кисти | 16 | 9,5 | 5,40 | 2,40 | 4,4 | 1,5 | 1,2 | 15 | 10 | 5 | 30 | 0,75 | 0,5 |
Все вышеизложенное подтверждает – в агрохимии нет мелочей! Не бывает ни одного неважного или лишнего элемента в питании. Главная задача агрохимика – правильно выбрать удобрения, учесть потребности растения в зависимости от анализа исходной поливной воды, фазы развития и, конечно, субстрата.
Выбор удобрений – за вами. А специалисты ООО «ГроуТэк» окажут профессиональную поддержку по всем вопросам.
Отдел продаж удобрений ООО «ГроуТэк»: +7 (916) 314-10-14.
*При подготовке материала использована информация из «Руководства по организации специализированного питания растений компании SQM».
Фото 6
