Позакореневе підживлення: можливості та помилки

17.10.2017

Поділитися:

Позакореневе підживлення є важливим інструментом для ефективного управління продуктивністю високоврожайних сортів та гібридів.У зв’язку із стрімким підвищенням продуктивності культур, погіршенням погодно-кліматичних умов та зростанням вартості внесення основних добрив, забезпечення рослин поживними речовинами через листок, як альтернативний спосіб удобрення, набирає значної популярності. Однак ефективне застосування цього способу внесення передбачає врахування багатьох факторів: умови навколишнього середовища, стан посівів, час, частота обробок, склад робочого розчину та інше.

У даній публікації виокремимо переваги та можливості позакореневих підживлень, шляхи підвищення їх ефективності, звернемо увагу на обмеження щодо засвоєння поживних елементів листовою поверхнею та на можливі помилки при застосуванні такого способу внесення добрив.
Не існує спеціальних правил або шаблонів, які можуть бути використані в кожному конкретному випадку, тому розуміння загальних принципів фізіології фоліарного живлення та врахування правил раціонального застосування добрив, які суттєво впливають на ефективність поглинання елементів живлення листовою поверхнею, допоможе знайти правильне рішення.
Багато питань у агрономів-практиків виникає стосовно механізму проникнення поживних речовин через листову поверхню. Процеси, за допомогою яких компоненти робочого розчину в кінцевому підсумку використовуються рослиною, включають в себе абсорбцію та проникнення через кутикулу в епідерму клітинної стінки листа, транспорт в метаболічно активні клітини та використання поглиненої поживної речовини.
Увага буде зосереджена саме на кутикулі, оскільки вона власне є основним бар’єром на шляху проникнення поживного розчину. Кутикула – це захисний шар, багатий на ліпіди, що складається з біополімерної матриці – кутину, восків, невеликої кількості полісахаридів та фенолів. Вона є ефективним бар’єром проти втрати води і в той же час протидіє поглинанню поверхнею листя поживних речовин, які вносяться фоліарно. Шляхом масового току або пасивної дифузії розчини поживних речовин проникають через кутикулярні тріщини або дефекти (Мал. 1А), крізь аквапори (Мал. 1Б) та через модифіковані структури епідермісу – продихи, трихоми чи сочевичеки (Мал. 1В). Зовнішня поверхня кутикули (обмежуюча шкіра) негативно заряджена за рахунок карбоніл/карбоксильних груп, присутніх в кутині. Таким чином створюються електрохімічний градієнт, який забезпечує проникнення катіонів та молекул води. Коли електричний заряд всередині тканини врівноважується, через кутикулу починають проникати аніони. Швидкість дифузії іонів через мембрану залежить від градієнту концентрації. Кутикула є поліелектролітом і має ізоелектричну точку близько 3,0. Це означає, що іонообмінну здатність кутикули можна змінити за допомогою коливань рН (зростання рН робочого розчину вище 3,0, призведе до негативного зарядження кутикули, прискорення дифузії позитивно заряджених іонів). Крім того, при збільшенні валентності швидкість проникнення катіону через кутикулу зменшується. Нейтрально заряджені або аполярні молекули (наприклад, сечовина) поглинаються поверхнею безперешкодно.
В якості альтернативного шляху транскуктулярного переносу заряджених частинок (електролітів) розглядаються заповнені водою пори (Мал. 1Б). Аквапори – це отвори, локалізовані в кутикулярних виступах, переважно в базальних клітинах трихом, захисних клітин та антиклинальних стінок продихів. Ці пори виникають внаслідок гідратації постійних диполей та функціональних іонних груп. Згідно з результатами досліджень середній радіус таких пор коливається від 0,5 до 4,8 нм. Наприклад, атомний радіус іонізованого Fe становить 0,12 нм, сульфату заліза – 0,2 нм, а молекули Fe EDTA близько 0,5 нм, тому вони легко можуть проникають через аквапори і досягати епідермальної стінки клітини. Залежно від виду рослин та діючої речовини таким шляхом поглинаються до 62% поживного розчину.
Вагомий внесок в проникненні поживних речовин мають продихи (Мал. 1В). Кількість і розмір продихів відрізняються залежно від культури та умов вирощування. Так, наприклад, розмір продихів пшениці становить 30-50 мкм, бобових близько 20 мкм, вівса – 38 мкм. У пшениці та у кукурудзи (Мал. 2) кількість продихів з нижньої (адаксиальної) та верхньої (абаксиальної) сторони листа майже однакова, в середньому 70-80 шт/мм2, у соняшника з нижньої сторони розташовано близько 150 продихів/мм2, з верхньої – всього 90, у сої 320 та 130 шт./мм2 поверхні, відповідно. Таким чином, поглинання поживних речовин у цих культурах відбуватиметься краще через нижню частину листа. Більш щільне розміщення подихів призводить до більш високого ступеня поглинання поживних речовин. Розчинні речовини проникають через продихи шляхом дифузії вздовж стоматичних стінок, таке поглинання менш селективне в порівнянні з кутикулою.
Також проникнення елементів можливе через інші структури в епідермальній стінці – ектодесмати, сочевички та трихоми (Мал. 1С).
Таким чином, засвоєння елементів живлення не обмежується кореневою системою, а позакореневі підживлення є додатковим ефективним інструментом у програмі удобрення будь-якої культури при недостатній кількості елементів в ґрунті або коли доступність поживних речовин з ґрунту блокується фізико-хімічними (тип ґрунтів, рН ґрунтового розчину, вміст органічної речовини, внесені агрохімікати), біологічними (мікробіологічна активність ґрунту, зараженість хворобами або шкідниками) чи екологічними факторами (вологість та температура ґрунту) (Мал. 3). В цьому випадку позакореневі підживлення мають особливі переваги над грунтовими добривами (Табл. 1). Так, наприклад, при значеннях рН грунту вище 7,5 доступність поживних речовин, зокрема фосфору, бору, марганцю та цинку зменшується, хоча в ґрунті можуть бути присутні висока загальна кількість цих елементів. Низька температура ґрунту порушує засвоюваність азоту, фосфору, сірки, заліза, марганцю та цинку, а висока температура та посушливі умови спричиняють порушення поглинання калію, кальцію, міді та бору. Високий вміст Са та Mg заважають мобілізації кореневою системою калію, надлишок іонів Fe та Mn блокують надходження Р, Сu та Mo. Високий вміст органічної речовини може ускладнювати поглинання Fe, Mn, Сu та Mo.
Позакореневі підживлення використовують як оперативний спосіб ліквідації виражених симптомів дефіциту, оскільки поглинання поживних речовин листям та реакція рослин відбувається набагато швидше, ніж при поглинанні корінням. Це особливо важливо у період критичних фаз розвитку, при переході від вегетативного до репродуктивного періоду та у випадках необхідності підвищення стресостійкості або при потребі негайної ліквідації дії несприятливих факторів середовища (приморозків, граду та ін.). У більшості випадках таке внесення є більш економічно ефективним, тому що позакореневе внесення потребує застосування невеликої кількості діючих речовин в порівнянні з значною кількістю ґрунтових добрив. Крім того, низькі концентрації та норми використання зменшують екологічне навантаження на ґрунт.
Позакореневе підживлення широко використовують для забезпечення рослини елементами з низькою мобільністю. Так, наприклад, поширена обробка плодів фруктових дерев препаратами кальцію з метою підвищення лежкості та якості, а за допомогою внесення розчинів бору у фазу бутонізації можна стимулювати цвітіння, проростання пилкових трубок та збільшити відсоток зав’язування плодів.
Крім того, обробка рослин через листову поверхню запускає ряд фізіологічних процесів, що підвищують продуктивність фотосинтезу, стимулюють синтез вуглеводів, органічних кислот та інших біологічно активних речовин та сприяють їх транспорту у кореневу зону.
Виділення цих речовин кореневою системою підвищує активність мікроорганізмів, покращує поглинання, підвищує розчинність та засвоєння важкодоступних форм поживних речовин.
Недоліками позакореневих підживлень є те, що вони не забезпечують суттєвого залишкового ефекту, їх дія тимчасова, тому вони повинні застосовуватися з певною періодичністю.
У більшості випадків для усунення симптомів дефіциту елементів живлення обробки необхідно проводити кожен сезон з кратністю в 2-3 підживлення та в інтервалом 10–14 днів.
При цьому кількість поживних речовин робочого розчину повинна бути обмежена у зв’язку з високою ймовірністю опіків листової поверхні.
Основа помилка, якої припускаються агровиробники – невиправдане очікування високої прибавки врожайності та суттєвого візуального ефекту від позакореневого підживлення. Справді, в дослідженнях ефективності фоліарного застосування фіксують збільшення урожайності до 20-30 % і навіть до 40%. Часто такі результати досягаються в чітко контрольованих умовах, з обов’язковим врахуванням глибокого розуміння всіх фізіологічних та біохімічних основ мінерального живлення. У польових умовах при застосуванні високого рівня агротехніки та зваженої оптимальної технології позакореневих підживлень, яка включає вибір оптимальної фази, часу підживлення, норми внесення та діючої речовини, можна отримати максимальну прибавку урожаю в розмірі до 15-20%.
Підвищити ефективність підживлень можна за допомогою:
– використання високо біодоступних, безбаластних, не фітотоксичних діючих речовин (хелатних форм мікроелементів, комплексів з біологічноактивними речовинами, гуматами, органічними кислотами, амінокислотами, тощо);
– покращення властивостей робочого розчину (застосування ад’ювантів, прилипачів, буферизаторів та ін.);
– вдосконалення техніки нанесення (регулювання швидкості, точності нанесення та розміру краплі).
Отже, для досягнення високої ефективності обробки посіву необхідно виважено врахувати багато факторів таких як: вибір добрив для позакореневого підживлення, правильність приготування робочого розчину та час його внесення, налаштування техніки на відповідний режим, погодні умови, стан та фази розвитку посіву тощо. Неможливо прописати єдину інструкцію, дотримання якої гарантуватиме успіх. Праця агронома – це творча професія і вона вимагає постійного аналізу ситуації у кожному конкретному випадку.
Провідні виробники добрив для позакореневого живлення на сьогодні мають в своєму асортименті десятки різних видів препаратів, кожен з яких застосовується в залежності від конкретних умов. Правильне використання таких продуктів дає можливість підвищити урожайність та отримати продукцію високої якості