Мінеральне живлення рослин: кальцій і магній

Кальцій і магній – це ті макроелементи на які не звертають увагу. Найчастіше виробник підгодовує ними рослини тільки «з нагоди», тобто, з метою зміцнити клітинну стінку, збільшити щільність плодів. Ми часто забуваємо, що оптимальна кількість цих елементів необхідна рослині протягом всієї вегетації.

Одна з причин зневаги кальцієво-магнієвих харчувань - агроном не завжди розуміє роль цих елементів досить глибоко. Друга - рослини отримують відчутну кількість цих елементів і без людського втручання. Третя - специфічний набір добрив. Але давайте про все докладніше.
.

 

Джерела кальцію та магнію

Одна з ключових проблем кальцієво-магнієвих добрив - їх низька розчинність. Якщо перерахувати найбільш популярні з'єднання: карбонати (вапнякові матеріали), сульфати й гідрати сульфатів (гіпси), фосфати (суперфосфат, містить кальцій), кальцієва селітра (містить кальцій), калімагнезія і сульфат магнію (містять магній), то можна помітити, що найбільш поширені в сільському господарстві ті види добрив, що мають низьку розчинність або значущий вміст інших елементів живлення у своєму складі. Тому їх внесення вимагає більш ретельної інтеграції в загальну систему добрив.

Однак потреба культури у цих елементах в відчутних масштабах перекривається самим фактом поливу. Хімічні меліоранти (карбонати, гідрокарбонати, сульфати), штучне внесення яких обходиться в чималу суму, практично завжди містяться у воді, взятій з природних джерел. Кількість в ній конкретно кальцію і магнію заведено називати «жорсткістю води».

За даними Українського Водного Товариства, лише одна область України (Івано-Франківська) має низьку жорсткість води зі свердловини (74%). У 7 областях домінує помірна жорсткість: Закарпатська (51%), Волинська (55%), Рівненська (59%), Житомирська (37%), Київська (60%), Чернігівська (49%), Сумська (55%). Навіть в цих регіонах, в середньому, один з трьох-чотирьох зразків показав високу жорсткість.

В інших областях домінує жорстка вода. Зокрема, це 83% проб в Дніпропетровській області, 52% в Запорізькій (і 30% - помірна жорсткість), 57% в Херсонській (і 21% - помірна жорсткість), 54% в Миколаївській (і 35% - помірна жорсткість), від 60 до 80% у Вінницькій, Хмельницькій, Чернівецькій, Кіровоградській, Харківській, Луганській і Донецькій областях, понад 50 - в Полтавській, Львівській, Тернопільській.

Жорсткою можна називати воду, якщо вона містить більш як 10 ° Ж (1 ° Ж = 1 мг-екв./л).

В середньому, один мг-екв./л жорсткості дорівнює 500 мг/л іонів кальцію і магнію. Тобто, при поливі 1 м3 водою з жорсткістю, скажімо, в 6 мг-екв./л, вноситься 120 грамів, в першу чергу, кальцію (приблизно, 90-95%). Це у порівнянні з використанням 400 грамів кальцієвої селітри. Нескладно порахувати, що 1 полив в нормі 3 м3 на сотку теплиці еквівалентний внесенню 1,2 кг добрива. Але доступність цих, зокрема карбонатних, з'єднань далека від повної. До того ж хімічна природа цих речовин при такій концентрації швидше шкідлива, ніж корисна.

115 грамів кальцію на тонну води - це 115 мг/л, що практично перекриває рекомендовану норму (125165 мг/л). Однак якщо він представлений у вигляді гідрокарбонатів (тимчасова жорсткість), то, потрапляючи в ґрунт з лужним pH, кальцій в карбонатних з'єднаннях заміщається натрієм, що загрожує содовим засоленням. Постійна жорсткість (сульфати й хлориди кальцію і магнію), навпаки, є цінним джерелом цих елементів для рослини.

Боротися з тимчасовою жорсткістю не дуже складно - допоможе і просте відстоювання води. Це зменшить не лише вміст гідрокарбонатів, але і хлоридів. Мінус такого методу - випадання в осад солей кальцію і магнію, а також ризик створити комфортні умови для розвитку мікроорганізмів у воді.
Чинні методи хімічного пом'якшення води, як правило, базуються на заміщення кальцію натрієм, що, однак, не підходить для сільського господарства. Такий метод веде до утворення соди, отже, засолення ґрунту.

З іншого боку, жорсткість не є проблемою для води з кислотною реакцією середовища. А більшість сучасних комплексних добрив для фертигації мають ті чи інші механізми підкислення робочого розчину. В таких умовах карбонати розпадаються (як сода в одній ложці з оцтом), але це не призводить до втрати кальцію і магнію. Для закритого ґрунту так само є сенс застосовувати лимонну кислоту. Вона не тільки усуває тимчасову жорсткість води, збільшує кислотність робочого розчину, але і є агентом хелатування різних елементів (в тому числі кальцію, магнію і заліза). Популярністю користується і щавлева кислота, але вона, навпаки, здатна зв'язувати деякі мікроелементи й може чинити негативний вплив на рослину.

Кальцієве харчування

У рослині кальцій знаходиться у вигляді солей органічних (щавлева, пектинова) і неорганічних кислот (фосфати, сульфати, карбонати). Накопичується елемент в тканинах поступово, протягом їх життя, тому в клітинах, що старіють його набагато більше, ніж в молодих і, як наслідок, дефіцит цього елемента проявляється на новому листі, швидкозростаючих плодах. Однак навіть якщо вдалося вірно діагностувати проблему (наприклад, складно переплутати вершинну гниль томатів з чим-небудь ще), це ще не привід, втрачаючи голову, висипати мішок кальцієвої селітри в бак для фертигації.

Кальцій, магній, залізо та інші катіони часто пригнічують один одного. Іншими словами, якщо рослині недостатньо кальцію, то найчастіше слід не підвищити норми його внесення (як уже говорилося, жорсткість води це робить за вас), а підвищити його доступність рослині.

Що можна застосувати в першу чергу - це внесення азотної кислоти на лужних ґрунтах. Річ у тім, що нітратна форма азоту (яка є аніоном) сприяє кращому проникненню кальцію в клітину. І є ледь не єдиним аніоном, який утворює з кальцієм добре розчинну у воді сіль (кальцієву селітру), на відміну від фосфорної групи (суперфосфат) і сульфатної групи (гіпси).

Конкурувати з селітрою можуть тільки хлориди (та інші сполуки галогенів, які не використовують в сільському господарстві: фтор, бром і йод). А ось амонійна форма азоту є катіоном і блокує кальцій. Пам'ятайте, що карбамід (сечовина) не доступний рослині відразу після внесення, а вимагає мікробіологічного розкладання. В результаті останнього карбамід перетворюється в карбонат амонію, який складається, власне, з карбонат-аніону і амонійної групи. Перший перетворює кальцій в нерозчинну форму, другий, як уже говорилося, є його антагоністом.

Але самими «завзятими» ворогами кальцію є натрій і калій, а також - низька рухливість в рослині. Не більше 60-65% сполук кальцію в рослині є водорозчинними. Цей елемент є сильним коагулятором, тобто, здатний зв'язувати колоїди. Це і пояснює його головну роль - в ґрунті він, пов'язуючи ґрунтові колоїди, формує структуру ґрунту (тобто, не дає їй розсипатися в пил), а в рослинах кальцій з пектиновими речовинами створює надійний каркас для клітинної стінки. Ця властивість принесла йому популярність як елементу, що підвищує щільність плодів, міцність квітконосів (особливо, тюльпанів), елементу, що перешкоджає проникненню в клітину патогенів.

Але властивості кальцію - незамінна перевага і велика проблема одночасно. Так склалося, що найбільшу потребу в ньому відчувають молоді клітини, в першу чергу - кореневі волоски. Тому кальцієве живлення рослин має бути безперебійним. Це одна з причин, чому він так необхідний в початкові фази розвитку. Кальцій також допомагає молодій рослині більш ефективно витрачати запасні білкові речовини з насіння. Він регулює пересування вуглеводів, перетворення азотистих речовин, підсилює обмін речовин в цілому.

Цей елемент так само важливий і всередині клітини, адже його сполуки - фундамент фізико-хімічних властивостей цитоплазми, вони необхідні для роботи різних ферментів.

Світ навколо магнію

Одного разу один з фермерів сказав: «Завдання агронома - виростити оптимальну кількість здорового листя». Ця, здавалося б, очевидна позиція набагато глибша, ніж здається на перший погляд. Ми часто ставимо перед собою різні цілі: отримати прибуток, отримати урожай, прогодувати сім'ю, але не завжди замислюємося, що завдання агронома - не вирости врожай. Це завдання рослини, закладене в його генетичний код селекціонерами. До слова, вони з цим непогано справляються. Наше ж завдання - простежити, щоб рослині було достатньо сонячного світла, і виростити здоровий лист, здатний використовувати потенціал сонячної енергії.

Чому лист настільки важливий? Для початку - озирніться. Вас оточують сотні, а, може, тисячі різних біологічних видів. Величезну частку займають мікроорганізми і членистоногі (комахи, павукоподібні і т.д.). Але всі вони об'єднані трофічним ланцюгом (ланцюжками харчування). Якщо не дивитися на це як на банальне угамування голоду, харчування - це єдина можливість використовувати енергію, приховану в іншому організмі. Адже кожен наш рух, навіть кожна секунда нашого існування змушують нас витрачати енергію і її запас потрібно поповнювати.

Один лише факт того, що людина - істота теплокровна, вже говорить про те, що ми постійно витрачаємо вуглеводи на обігрів свого тіла. І, здається, все логічно. Ми їмо, віднімаючи енергію в організму, який, своєю чергою, відняв її в іншого. Але ... хто є найпершим джерелом енергії? Хто виробляє її сам, не забираючи у іншого? Це не рослина, це - Сонце. А унікальність рослин в тому, що вони - єдині істоти, здатні перетворювати світлову енергію сонця в хімічну енергію сухих речовин, що в найбільшій мірі лягає на плечі листя.

Весь наш світ - це процес перетворення енергії, в основі якого - фотосинтез. Своєю чергою, фотосинтез можливий завдяки хлорофілу, а ядром хлорофілу є магній. Наш світ живе навколо цього елемента і, на жаль, багато хто не віддає йому належної уваги.

Традиційно, недолік магнію, як і будь-якого іншого елемента - це не поодинока, а системна проблема. Адже зігравши свою роль в синтезі вуглеводів, він бере активну участь в їх транспорті. У разі магнієвого голодування, навіть коли фотосинтез протікає нормально, його продукти (цукор) скупчуються в листі, не переміщаючись в кореневу систему. Це порушує фундаментальну рівновагу в рослинному організмі: корінь постачає листю воду і мінеральні речовини, листя поставляють корінню органічні речовини (енергію для їх роботи, зростання і розвитку).

Один з приємних моментів - магній настільки важливий рослині, що вона ніколи не лінується залишати трохи даного елемента про запас. Це сильно спрощує систему добрива: листкове підживлення магнієм слід проводити протягом всієї вегетації, пропорційно калійному живленню (калій - головний антагоніст магнію). А рослина самостійно засвоїть і розподілить елемент відповідно своїх потреб.

Взаємовідносини між елементами

Кальцій і магній, як уже говорилося, практично не утворюють розчинних мінеральних солей. Отже, синергізм елементів спостерігається лише з нітратної групою і, частково, сульфатами для магнію. Фосфорні добрива навпаки, блокують кальцій і магній, проте сам фосфор більш ефективно засвоюється при достатньому забезпеченні рослини кальцієм і магнієм, в тому числі завдяки більш розвиненій кореневій системі.

Кальцій небажано застосовувати з добривами, що містять бор, марганець, мідь і цинк. При можливості, ці підгодівлі потрібно застосовувати окремо. Але головна проблема - це схожість хімічних властивостей саме кальцію і магнію. Внесення одного елемента практично завжди блокує другий. На практиці, саме баланс кальцій : магній - найбільш важливий.

 

Добрива

Яскрава відмінність між цими елементами - їх рухливість. Навіть симптоми дефіциту магнію проявляються на нижніх листках, а кальцію - на верхніх, молодих. Кальцій настільки слабо мобільний елемент, що його частку в тих чи інших частинах рослини можна регулювати безпосередньо технологією підгодівлі. Простіше кажучи, кальцій потрапляє тільки в ті частини рослини, куди потрапив робочий розчин. І це - один з тих елементів, для яких хелатування не просто підвищує відсоток засвоєння, а й може бути необхідною умовою для самого факту проникнення дієвої речовини в рослину.

І все ж є багато причин, чому не втратили популярність порівняно старі добрива: кальцієва і магнієва селітри, сульфат магнію. В першу чергу, обидва елементи необхідні рослині в великих кількостях, що знижує економічну привабливість хелатування. Також, стає ребром і питання економіки, адже використання кальцієвих добрив дозволяє при значно менших витратах на кілограм дієвої речовини сприятливо вплинути не тільки на рослину, а й на ґрунт. Своєю чергою, це може дати поштовх для розвитку кореневої системи, тобто, підвищити стійкість рослини до посухи, до інтенсивного живлення. Ну і головне - на ринку не дуже багато комплексних добрив для фертигації, до складу яких входить кальцій.

Останній факт особливо заслуговує на увагу виробників, що вважають за краще інтенсивні технології зі значним застосуванням добрив. Адже розуміючи приблизно, яка кількість добрив буде застосована в наступному сезоні, основну дозу кальцію потрібно внести ще до посіву або висадки розсади, рівномірно розподіливши добриво по всьому активному горизонту.

Розрахунок необхідної дози добрива неможливий, якщо немає результатів агрохімічних аналізів ґрунту і поливної води.

Схожу позицію в системі добрива займає і магній. Між цими елементами є три суттєві відмінності: відчутна кількість кальцію (але не магнію) вноситься з фосфорними добривами, сульфат магнію розчинний у воді (на відміну від гіпсів) і може стати одним із джерел сірки для хрестоцвітих культур, магній набагато частіше входить до складу сучасних комплексних добрив. До всього, сульфат магнію може мати й фітотоксичність для рослин, чим поступається магнієвій селітрі.

Внесення кальцію і магнію не повинно сприйматися фермером, як операція «з нагоди». Ці елементи відіграють важливу роль у багатьох фізіологічних процесах всередині рослини, але їх дефіцит стає помітним неозброєним оком, коли проблема вже стоїть гострим кутом. І головне - всього пара аналізів і зразкове розуміння наявної системи підживлення в наступному сезоні дозволить «нагодувати» рослину з максимальним економічним ефектом.