Нестача мікроелементів у ґрунті зумовлює зниження врожаю, його якісні показники, пошкодження рослин шкідниками та ураження хворобами. Роль мікроелементів у живленні рослин не обмежується активізацією ферментів. Вони здатні утворювати комплекси з нуклеїновими кислотами та іншими сполуками, впливають на фізичні властивості, структуру і фізіологічні функції клітини, стан і розвиток кореневої системи, формування репродуктивних органів, що врешті-решт сприяє підвищенню врожаю та його якості.
Для нормального розвитку рослинного організму ґрунт повинен уміщати весь спектр необхідних мікроелементів із відповідним їх співвідношенням. Відомо, що чимало ґрунтів мають недостатній уміст доступних для поглинання кореневими системами рослин форм мікроелементів. Нестачу того чи іншого елементу компенсують унесенням мікродобрив під час передпосівної обробки насіння або позакоренево.
Виходячи з групування ґрунтів за рівнем забезпеченості фізіологічно необхідними мікроелементами для рослин із невисоким і підвищеним виносом мікроелементів, обстежені ґрунти дуже строкаті.
За даними ДУ 9 туру агрохімічних обстежень, які проведено ДУ "Інститут охорони грунтів України" вміст мікроелементів у ґрунтах залежить від гранулометричного складу ґрунтотворних порід, гранулометричного складу ґрунтів та вмісту органічних речовин.
Так, у Національній доповіді "Про стан родючості ґрунтів України відмічається, що в Західному Поліссі вміст цинку коливається від 0,28 мг/кг ґрунту в дерново-опідзоленому глеюватому ґрунті до 2,21–7,35 мг/кг — у торфово-болотних і дерново-підзолистих оглеєних ґрунтах, що відповідає низькій та високій забезпеченості рослин цим елементом. За вмістом марганцю ґрунти цього регіону віднесено до групи з високим рівнем забезпеченості, навіть для культур підвищеного виносу, міді й кобальту — до групи з середнім умістом для цих же культур.
Ґрунти Центрального Полісся достатньо забезпечені кобальтом, міддю та марганцем, але забезпеченість цинком у більшості випадків низька — < 1 мг/кг ґрунту.
У ґрунтах Лісостепу (Західному, Правобережному й Лівобережному) вміст кобальту коливається від 0,07 мг/кг ґрунту до 0,67, що відповідає низькому та високому рівню забезпечення рослин цим елементом, але, в основному, відповідає середньому рівню з коливанням вмісту від 0,15 до 0,5 мг/кг. Уміст міді в окремих ґрунтах Лівобережного Лісостепу дорівнює 0,06–0,07 мг/кг ґрунту, що не відповідає градації навіть і за низької забезпеченості. Це чорноземи типові й лучно-чорноземні ґрунти, а в цілому вміст цього елементу коливається в межах 0,10–0,55 мг/кг ґрунту. Забезпеченість абсолютної більшості ґрунтів Лісостепу рухомою формою марганцю висока, а цинком — низька навіть для культур із невисоким рівнем виносу.
Ґрунти Донбасу й Степу добре забезпечені рухомими формами кобальту, міді й марганцю, а вміст цинку в більшості ґрунтів відповідає низькому рівню забезпеченості — < 1 мг/кг ґрунту.
Уміст кобальту, міді та марганцю в ґрунтах Закарпаття відповідає високому рівню забезпечення, а цинку — низькому.
Уміст рухомої форми бору в ґрунтах України коливається від мінімальної (слідової) кількості в дерново-підзолистих супіщаних ґрунтах Полісся до 3,37 мг/кг ґрунту — у чорноземах солонцюватих. Таким чином, ґрунти Полісся необхідно віднести до ґрунтів із вираженим дефіцитом бору, дерново-підзолисті поверхнево оглеєні ґрунти Карпат віднесено до групи із середнім вмістом бору — 0,3–0,5 мг/кг ґрунту. Ґрунти Лісостепу з вмістом бору 0,18 -2,30 мг/кг ґрунту віднесено до групи з високим умістом цього елементу.
Одержані дані свідчать про дефіцит рухомої форми цинку в більшості обстежених ґрунтів, бору — супіщаних і піщаних ґрунтів Полісся. Вміст інших мікроелементів у абсолютній більшості ґрунтів відповідає середньому та високому рівням забезпеченості.
Не всі ґрунти можуть повністю задовольнити потребу рослин у мікроелементах, бо вони не можуть бути замінені іншими речовинами і їхній брак обов’язково повинен бути заповнений, з урахуванням форми, в якій вони перебуватимуть у ґрунті. Рослини використовують мікроелементи тільки у водорозчинній рухомій формі, нерухома форма може бути використана тільки після проходження складних ґрунтових біохімічних процесів за участю ґрунтових мікроорганізмів. Найчастіше, в умовах ґрунту, ці процеси відбуваються повільно. За наявності рясного зрошення або затяжних опадів мікроелементи можуть вимиватися в нижні горизонти ґрунту і ставати недосяжними для кореневих систем культурних рослин.
Щодо окремої ролі мікроелементів у житті рослин
Достатня забезпеченість сільськогосподарських культур бором сприяє підвищенню інтенсивності фотосинтезу, поліпшує вуглеводний та білковий обміни і, хоч він не входить до складу ферментів, однак бере участь у первинних етапах поглинання фосфору бобовими культурами, стимулює утворення хлорофілу і сахарози, РНК та ДНК, посилює гідролітичну активність ферменту інвертази і переміщення цукрів з листя до коренеплодів цукрових буряків.
Оптимальне забезпечення ґрунтів бором сприяє росту бульб картоплі й накопиченню в них крохмалю. Бор потрібний для рослин протягом усієї вегетації, особливо в період запилення та дозрівання насіння. За його нестачі порушуються процеси поділу, росту і диференціації клітин, у рослин льону відмирають точки росту.
Недостатнє живлення рослин бором призводить до зниження інтенсивності фотосинтезу, виникнення серцевинної та сухої гнилі коренеплодів цукрових буряків, побуріння і загнивання суцвіть капусти, збільшення зараження картоплі паршою. Ефективність застосування мікродобрив, які містять бор, за даними наукових установ, свідчить, що вони здатні забезпечити приріст урожаю цукрових буряків на 30–32 ц/га, картоплі — в межах 17–20 ц/га.
Марганець бере участь в обмінних реакціях у клітинах рослин, у процесах фотосинтезу, створення хлорофілу, білковому обміні, синтезі вітаміну С (аскорбінової кислоти), посилює накопичення цукру. Більшість ґрунтів містить достатню кількість засвоюваного марганцю, однак значна його частина перебуває у вигляді важкорозчинних сполук, що потребує внесення марганцевих добрив з обов’язковим урахуванням реакції ґрунтового розчину та вмісту його рухомих форм у ґрунті. Найбільш ефективне їх використання при середньому вмісту рухомих форм марганцю менш як 50–60 мг/кг ґрунту, що забезпечує приріст урожаю при вирощуванні технічних культур на рівні 27 ц//га, а зеленої маси багаторічних трав і кукурудзи — у межах 27–38 ц з гектара.
Цинк — важливий біогенний елемент, присутній у живих організмах, що виконує у рослинному організмі різнобічні функції: активно бере участь в окислювально-відновлювальних процесах, активує не менше 13 ферментів, бере участь у біосинтезі стимуляторів росту, підвищує тепло-, посухо- та холодостійкість рослин, бере активну участь у регулюванні процесів росту. Особливо велике значення має цинк для вирощування рису, що насамперед пов’язано зі специфікою вирощування цієї культури.
Інтенсивність поглинання цинку рослинами з ґрунту залежить від її кислотності: на нейтральних і лужних ґрунтах вона незначна. На таких ґрунтах, а також за рясного внесення фосфору, цинк значною мірою зв’язується у верхніх горизонтах, у результаті чого може відбуватися цинкове голодування, особливо в культур з глибоким розташуванням коренів, куди цинк не потрапляє. Зменшення при цьому кількості засвоюваного цинку в ґрунті пояснюється створенням важкорозчинних фосфатів цього елементу.
Дефіцит цинку знижує поглинання амонійного азоту. За недостатності цинку в рослинах знижується накопичення цукрів, збільшується кількість органічних кислот, порушується синтез білка; при цьому зростає вміст небілкових сполук азоту — амідів і амінокислот.
Науковими дослідженнями щодо ефективності використання мікродобрив, зокрема цинкових, встановлено, що їх застосування при вирощуванні озимої пшениці забезпечує приріст урожаю на 2,5–3,0 ц/га, технічних культур — 24–32 ц/га, зеленої маси багаторічних трав та кукурудзи на силос — у межах 20–40 ц з гектара.
Разом із тим, необхідно зауважити, що, зважаючи на властивість цинку нагромаджуватись у ґрунтах, необхідно забезпечити суворий контроль за використанням цинкових добрив, доза яких не повинна перевищувати норму в 3–5 кг на гектар.
Мідь разом із марганцем входить до складу ферментів, підвищує інтенсивність дихання і фотосинтезу, впливає на білковий та вуглеводний обмін. Головне значення міді — участь у створенні окислювально-відновлювальних ферментів. Під впливом міді збільшується вміст білка в зерні, цукру — в коренеплодах, жиру — в олійних культурах, крохмалю в картоплі, цукру та аскорбінової кислоти — в плодах та ягодах.
Мідь стимулює синтез вуглеводів, покращує надходження в рослини азоту та магнію, бере участь в ауксиновому і нуклеїновому обмінах, біосинтезі лігніну і потреба її у рослинах невелика. З урожаєм сільськогосподарських культур її вноситься від 10 до 300 г на 1 гектар. За сильної нестачі міді (менше як 5 г/кг ґрунту) рослини інтенсивно кущаться, однак не утворюють продуктивних стебел.
Зважаючи на те, що серед макродобрив, які вносяться під сільськогосподарські культури, домінують азотні (майже 70%), посилюється потреба рослин у міді і загострюються симптоми її нестачі (в’янення рослин, затримка їх у розвитку, втрата листків на верхівках стебел). Окрім того, характерною особливістю дії міді є підвищення стійкості рослин до грибкових і бактеріальних захворювань, зокрема зернових культур різними видами сажки.
Зазвичай, при застосуванні мідних добрив, необхідно зважати на токсичність міді й підходити до використання їх максимально обережно, враховуючи родючість ґрунтів — внесення від 2–3 кг на багатих гумусом ґрунтах до 1,5 кг на 1 га на піщаних. Внесення мідних мікродобрив здатне забезпечити підвищення урожайності пшениці на 4–5 ц/га, технічних культур — у межах 12–15, а зеленої маси — від 20–40 ц/га.
Молібден бере участь в азотному обміні в тканинах рослини. Нестача молібдену виявляється, в першу чергу, на кислих ґрунтах. При цьому знижується вміст хлорофілу в тканинах. Надлишок молібдену призводить до порушення засвоюваності міді й, відповідно, проявляється ознаками нестачі цього елемента. Він входить до складу молібдату амонію, який використовують для кореневого та позакореневого підживлення і для обробки насіння. Уміст молібдену в ґрунтах повністю залежить від їхнього механічного складу. Найбільш бідні даним мікроелементом ґрунти піщаного та супіщаного складу. Численні дослідження показали, що молібден є незамінним мікроелементом для життєдіяльності організму рослини. Додавання цього елемента в систему живлення рослин підсилює фіксацію атмосферного азоту в 5–6 разів порівняно з контролем. Саме завдяки важливій ролі цього елемента в процесі зв’язування азоту і робить його таким значним у життєвому циклі рослини. При нестачі молібдену відбувається послаблення функцій азотфіксації бульбочкових бактерій. Найбільш високу потребу в молібдені відчувають бобові культури. Це, знову-таки, пояснюється важливою роллю цього елемента в процесі зв’язування азоту. Ознаками молібденової недостатності є характерне жовто-зелене забарвлення листя. При цьому рослини припиняють зростання і повністю сповільнюють розвиток.
Основним джерелом живлення рослин молібденом є ґрунт, де його валовий вміст коливається від 0,2 до 5 мг/кг ґрунту і внесення відповідних добрив необхідно здійснювати там, де його вміст не перевищує 0,2 мг/кг ґрунту.
Повноцінне забезпечення сільськогосподарських культур цим мікроелементом здатне забезпечити приріст урожаю зернових на рівні 2–3 ц/га, технічних культур — у межах 20–23 ц/га, а зеленої маси багаторічних трав та кукурудзи — близько 50 ц з гектара.
Кобальт відноситься до елементів, які умовно необхідні рослинам. Кобальт необхідний для зв’язування атмосферного азоту бульбочковими бактеріями, різними мікроорганізмами, є компонентом вітаміну В12. Деякі наземні рослини і морські водорості здатні накопичувати кобальт. Внести його в ґрунт можна разом із майже розчинною сіллю кобальту. Однак імовірність виникнення його дефіциту останнім часом стала дуже маленькою, тому через забруднення атмосфери і води кобальт часто виявляється в надлишку, особливо у великих містах і поряд з промисловими підприємствами.
Кобальтові добрива слід застосовувати, якщо вміст його рухомих сполук у ґрунті менше 2,3 мг/кг в дозах 100–300 грам на гектар, що забезпечує приріст урожаю зернових у межах 3 ц/га, технічних культур — 20–30 центнерів з гектара.
Ефективність мікродобрив залежить від низки факторів. І для досягнення високого результату важливо враховувати:
- Уміст доступних форм мікроелементів у ґрунті.
- Фактори, що впливають на рухливість і засвоєння рослинами мікроелементів з ґрунту: вологість, температура, кислотність, уміст NPK, вапнування, ущільнення ґрунту.
- Потреби окремої культури у мікроелементах за прогнозованої врожайності з урахуванням того, що кожна культура має свої специфічні особливості щодо мікроелементів, тому склад застосовуваних мікродобрив повинен відповідати потребам рослин.
- Способи та строки застосування, дозування мікродобрива. Найбільш ефективними способами застосування є передпосівна обробка насіння з наступною позакореневою підгодівлею або крапельним поливом. При позакореневому підживленні ефективність засвоєння елементів у 3–5 разів вища, ніж при внесенні в ґрунт. Найбільший ефект мікроелементи надають у період проростання насіння і перед формуванням репродуктивних органів (перед цвітінням). Обробка на більш пізніх стадіях вегетації сприяє поліпшенню якості продукції. Кількість внесених мікроелементів на гектар має бути близькою до фізіологічної потреби рослин (виносу урожаєм) — зазвичай складає сотні грам мікроелементів на 1 гектар (залежно від культури).
- Форму, в якій перебувають мікроелементи в застосовуваних мікродобривах. Відомо, що найбільш ефективною для рослин формою мікроелементів є хелатна, тобто в поєднанні з органічним хелатуючим агентом. У цьому випадку мікроелемент значно легше (в 4–10 разів) проникає через мембрани клітин і засвоюється рослиною. Хелатуючий агент при цьому виконує транспортну функцію.
- Фізичні властивості застосовуваних мікродобрив: властивості прилипання, змочувальну здатність (від якої залежить рівномірність покриття насіннєвого матеріалу і листового апарату), стійкість до змивання та випаровування.
Нестача або надлишок мікроелементів викликає певні зміни в розвитку рослини. Проте виявитися це може не відразу, а після закінчення певного часу. Надмірний уміст якого-небудь елемента в ґрунті ніколи не компенсує недолік інших елементів, а навпаки, може викликати негативну реакцію.
Дуже часто виходить так, що в ґрунті опиняється дефіцит одних елементів і надлишок інших, або надлишок якого-небудь елемента, що викликає утруднення в засвоєнні іншого.
Серед основних способів застосування мікроелементів через мікродобрива є обробка насіння в розчинах мікроелементів, підживлення рослин через ґрунт і через листя в період росту та розвитку рослин, внесення мікроелементів у суміш органо-мінеральних добрив.
Найбільш доцільним визнано спосіб позакореневого внесення мікродобрив шляхом обприскування рослин. У цьому випадку рослини споживають мікроелементи у 30–40 разів ефективніше, ніж корінням.
Загальна практика внесення мікродобрив західними фермерами заснована на внесенні мікроелементів розрахунковим методом відповідно до їхнього винесення, пропорційно до кількості запланованого врожаю, а не на основі лабораторного визначення їх кількостей у ґрунті.
На жаль, на даний час немає об’єктивної та вичерпної інформації щодо обсягів виробництва мікродобрив в Україні та потреб сільгоспвиробників у мікродобривах. Частково цю проблему можливо вирішити шляхом встановлення нормативів оптимального природного вмісту рухомих форм мікроелементів у ґрунтах з урахуванням потреб сільськогосподарських культур і нормативів застосування мікродобрив за різних рівнів внесення азотних, фосфорних та калійних добрив і гною. Застосування таких нормативів під контролем установ Мінагрополітики дозволить найбільш раціонально використовувати мікродобрива саме там, де вони забезпечать найбільший економічний ефект. У білка; при цьому зростає вміст небілкових сполук азоту
Науковими дослідженнями щодо ефективності використання мікродобрив, зокрема цинкових, встановлено, що їх застосування при вирощуванні озимої пшениці забезпечує приріст урожаю на 2,5–
Разом із тим, необхідно зауважити, що, зважаючи на властивість цинку нагромаджуватись у
Мідь разом із марганцем входить до складу ферментів, підвищує інтенсивність дихання і фотосинтезу, впливає на окислювально-відновлювальних ферментів. Під впливом міді збільшується вміст
Мідь стимулює синтез вуглеводів, покращує надходження в г на 1
Зважаючи на те, що серед макродобрив, які вносяться під сільськогосподарські культури, домінують азотні (майже 70%), посилюється потреба рослин у
Зазвичай, при застосуванні мідних добрив, необхідно зважати на токсичність міді й
Молібден бере участь в знову-таки, пояснюється важливою роллю цього елемента в жовто-зелене забарвлення листя. При цьому рослини припиняють зростання і повністю сповільнюють розвиток.
Основним джерелом живлення рослин молібденом є ґрунт, де його валовий вміст коливається від 0,2
Повноцінне забезпечення сільськогосподарських культур цим мікроелементом здатне забезпечити приріст урожаю зернових на рівні 2–
Кобальт відноситься до елементів, які умовно необхідні рослинам. Кобальт необхідний для зв’язування атмосферного азоту бульбочковими бактеріями, різними мікроорганізмами, є компонентом вітаміну В12. Деякі наземні рослини і морські водорості здатні накопичувати кобальт. Внести його в
Кобальтові добрива слід застосовувати, якщо вміст його рухомих сполук у
Ефективність мікродобрив залежить від низки факторів. І для досягнення високого результату важливо враховувати:
- Уміст доступних форм мікроелементів у
- Фактори, що впливають на рухливість і засвоєння рослинами мікроелементів з
- Потреби окремої культури у
- Способи та строки застосування, дозування мікродобрива. Найбільш ефективними способами застосування є передпосівна обробка насіння з
- Форму, в
- Фізичні властивості
А. Рудюк, начальник отдела земледелия и мелиорации Минагрополитики,
"Агро Перспектива" №1/2016
