Интенсификация сельскохозяйственного производства требует пристального внимания к каждому аспекту питания растений. Традиционный подход, ориентированный исключительно на макроэлементы, исчерпал свои возможности.
Современные высокоурожайные сорта и гибриды предъявляют повышенные требования к обеспеченности микроэлементами, без которых невозможна реализация генетического потенциала.
Физиологическая роль микроэлементов
Железо формирует основу энергетического обмена растительной клетки. Этот элемент входит в состав цитохромов, ферредоксина, каталазы – ферментов, обеспечивающих перенос электронов в процессе фотосинтеза и дыхания. Без достаточного количества железа невозможен синтез хлорофилла, хотя сам элемент в его состав не входит. Дефицит проявляется характерным хлорозом молодых листьев – пожелтением при сохранении зеленых жилок.
Марганец активирует более тридцати пяти ферментных систем растительного организма. Он участвует в фотолизе воды – расщеплении молекул с выделением кислорода в световой фазе фотосинтеза. Марганец необходим для синтеза аскорбиновой кислоты, лигнина, флавоноидов. Его недостаток снижает интенсивность фотосинтеза и устойчивость к патогенам.
Цинк играет ключевую роль в синтезе ауксинов – основных гормонов роста. Он необходим для работы более восьмидесяти ферментов, включая РНК-полимеразу и карбоангидразу. Дефицит цинка вызывает характерную розеточность – укорочение междоузлий и мелколистность. Особенно чувствительны кукуруза, фруктовые деревья, виноград.
Бор обеспечивает транспорт углеводов от листьев к органам потребления. Он необходим для формирования и укрепления клеточных стенок, особенно в меристематических тканях. Критическая роль бора проявляется при цветении и оплодотворении – элемент обеспечивает прорастание пыльцевых трубок. Недостаток вызывает массовое опадение цветков и деформацию плодов.
Медь входит в состав оксидаз и других ферментов, участвующих в окислительно-восстановительных реакциях. Она повышает засухоустойчивость через регуляцию водного обмена. Медь усиливает синтез лигнина, укрепляя клеточные стенки и повышая устойчивость к полеганию и болезням. Дефицит особенно выражен на торфяных почвах.
Молибден незаменим для функционирования нитратредуктазы – фермента, восстанавливающего нитраты до аммиака. Для бобовых культур этот элемент критически важен, поскольку входит в состав нитрогеназы – фермента азотфиксирующих клубеньковых бактерий. Недостаток молибдена особенно проявляется на кислых почвах.
Причины дефицита в современном земледелии
Истощение почвенных запасов происходит при интенсивном земледелии. Ежегодный вынос микроэлементов с урожаем составляет от ста до тысячи граммов на гектар. Минеральные удобрения содержат только макроэлементы, не компенсируя потери микроэлементов. За десятилетия интенсивной эксплуатации дефицит становится критическим.
Антагонизм между элементами блокирует усвоение микроэлементов. Избыток фосфора связывает цинк и железо в нерастворимые соединения. Высокие дозы калийных удобрений ухудшают поглощение магния и бора. Известкование почвы переводит марганец и железо в недоступную форму. Несбалансированное питание обостряет скрытые дефициты.
Почвенные условия определяют доступность элементов. На карбонатных почвах с pH выше семи железо, марганец, цинк образуют нерастворимые гидроксиды. Торфяные почвы связывают медь в комплексы с органическим веществом. Песчаные почвы теряют элементы через вымывание осадками. Тяжелые глины фиксируют элементы в недоступной форме.
Погодные аномалии усугубляют проблему дефицита. Засуха снижает подвижность всех элементов в почве и их поступление в корни. Переувлажнение вызывает восстановление марганца и железа до токсичных концентраций или их вымывание. Низкие температуры весной замедляют работу корневой системы при высокой потребности надземной части. Поэтому надо микроудобрения.
Генетический потенциал современных сортов требует оптимального обеспечения всеми элементами. Интенсивные гибриды формируют урожаи, в два-три раза превышающие традиционные сорта. Пропорционально возрастает вынос микроэлементов. Старые нормы внесения не обеспечивают потребности высокопродуктивных растений.
