Преимуществом некорневых подкормок при гидропонном выращивании является быстрое и независимое от работоспособности корневой системы включение используемых веществ в метаболизм растений. Усвоение питательных элементов через листья происходит в 6-8 раз быстрее, чем через корни, благодаря более короткому пути их поступления. Питательные элементы в этом случае поглощаются по градиенту концентрации (пассивным путем), несмотря на потребности культур. Поэтому некорневые подкормки служат оперативным инструментом, который позволяет быстро воздействовать на различные процессы в жизни растений.
ПАВ и другие адъюванты в составе листовых препаратов
Для повышения эффективности некорневых обработок в составы листовых препаратов могут входить поверхностно-активные вещества (ПАВ) и другие адъюванты. Эти добавки улучшают поглощение питательных веществ растениями. ПАВ снижают поверхностное натяжение воды, что увеличивает площадь контакта капли с листом и улучшает покрытие его поверхности раствором. Вспомогательные компоненты могут растворять восковой налет на листьях, уменьшать риск фитотоксичности и стабилизировать кислотно-щелочной баланс раствора.
Оценка необходимости применения листовых подкормок
Применение некорневых подкормок в дополнение к традиционному корневому питанию способствует увеличению урожайности и улучшению его качества. Внекорневые обработки не заменяют корневое питание, а используются в случаях, когда:
- невозможно скорректировать дисбаланс роста и развития другими методами;
- требуется повысить устойчивость растений к стрессовым условиям;
- корневое питание нарушено из-за заболеваний корней или неблагоприятных условий;
- наблюдаются визуальные признаки острого дефицита питательных элементов (например, хлорозы).
Некорневые подкормки применяются для улучшения питания растений. Например, при низкой активности роста молодые органы и ткани могут испытывать недостаток бора, кальция и железа, так как эти элементы транспортируются с транспирационным потоком и не подлежат реутилизации.
Внесение удобрений по листу позволяет восполнить дефицит этих элементов. Кроме того, некорневые обработки используются для регулирования роста растений.
Такие препараты могут содержать биологически активные компоненты:
- фитогормоны,
- бетаины,
- аминокислоты,
- полисахариды,
- витамины и т. д.).
Они влияют на процессы жизнедеятельности растений, но не являются питательными элементами.
В зависимости от целей, регуляторы роста делятся на несколько типов:
- антистрессовые препараты, укрепляющие иммунитет растений и повышающие их устойчивость к неблагоприятным факторам окружающей среды;
- гормональные препараты, стимулирующие различные физиологические процессы и регулирующие баланс роста растений;
- стимуляторы роста, влияющие на метаболизм растений и ускоряющие их рост.
Источники макроэлементов
Азот
Азот может быть усвоен растениями как в форме катиона NH4+, так и в форме аниона NO3-. Аммонийные ионы поступают в растение в 100-1000 раз быстрее, чем нитраты. Это позволяет контролировать уровень pH в корневой зоне, регулируя долю N-NH4 в питательном растворе.
Если количество аммонийного азота превышает 10% от общего содержания азота, pH раствора снижается. Если же его доля меньше 10%, раствор начинает подщелачиваться.
В гидропонных системах рекомендуется, чтобы доля аммонийных катионов составляла 5-15% от общего объема азота в растворе, что соответствует 1-1,5 ммоль/л или 14-21 мг/л N-NH4+. При снижении pH раствора усвояемость аммиачного азота уменьшается, а нитратного – увеличивается.
В малообъемной технологии азот вносят в виде аммиачной, кальциевой, калиевой или магниевой селитры. Мочевина не подходит для гидропоники, так как при ее растворении образуется токсичный аммиак, а также резко повышается электропроводность (Ес) раствора и снижается его pH.
Для некорневых подкормок азотом можно использовать 0,1-0,5% раствор аммиачной селитры.
Фосфор
Фосфор поглощается корнями в виде ионов H2PO4- и НPO42-. Одновалентные формы ионов усваиваются растениями легче, чем двухвалентные. С увеличением рН количество ионов НPO42- в растворе увеличивается, а H2PO4-– снижается.
Оптимальное питание растений фосфором происходит при рН = 5-6 ед. При высоком рН фосфор с кальцием выпадают в осадок, что забивает капельницы и делает эти элементы недоступными для растений.
Фосфор вносят в раствор в виде монофосфатакалия КН2РО4 и моноаммонийфосфата. Моноаммонийфосфат быстрее растворяется, и при его применении можно не вносить аммиачную селитру.
Для обработки по листу в защищенном грунте обычно используют 0,05-0,15% раствор монофосфата калия.
Калий
Калий растения поглощают в форме иона К+. Для этого используют калиевую селитру, монофосфат калия или сульфат калия. Калий доступен для растений в широком диапазоне значений рН.
Для некорневой подкормки растений калием применяют 0,5-1% раствор калиевой селитры.
Сульфаты
При использовании сульфатных удобрений в гидропонике важно учитывать их растворимость и минимальное содержание хлора и натрия, которые являются балластными элементами.
В состав питательного раствора для гидропоники обычно входят сульфатные формы микроэлементов, таких как медь, марганец и цинк, а также сульфаты магния и калия.
Для некорневой подкормки растений концентрация сульфата магния или калия обычно составляет около 0,5%.
Магний
Магний поступает в растения в виде иона Mg2+ в составе магниевой селитры или сульфат магния.
Магний быстро усваивается листьями, поэтому при первых симптомах его дефицита рекомендуется провести обработку растений магниевой селитрой (0,5–0,7%) или сульфатом магния (0,2–0,3%). При необходимости процедуру повторить через 10 дней.
Кальций
Растения поглощают кальций в форме ионов Ca2+ кончиками корней. Элемент перемещается по растению исключительно с транспирационным потоком воды. Поэтому в условиях низкой активности растений может проявляться недостаток кальция на молодых верхних листьях, точках роста и плодах.
Источником кальция служит кальциевая селитра (нитрат кальция или азотнокислый кальций). Это удобрение обладает щелочными свойствами и может иметь различный состав и качество.
- Двухводная кальциевая селитра содержит две молекулы воды на одну молекулу нитрата кальция (Са(NO3)2*2H2O).
- Четырехводная – четыре молекулы воды на одну молекулу нитрата кальция (Са(NO3)2*4H2O), что делает ее более гигроскопичной.
- Десятиводная кальциевая селитра (Са(NO3)2*10H2O) хорошо растворима, но не такая гигроскопичная, как четырехводная.
- Также существует десятиводная кальциевая селитра, в состав которой помимо нитратного азота входит аммиачный (5Ca (NO3)2*NH4NO3*10H2O).
В гидропонной технологии предпочтительно использовать безводную кальциевую селитру.
Её преимущества включают более низкую стоимость транспортировки, высокую растворимость и минимальное содержание аммонийного азота. Аммонийный азот препятствует повышению pH в корневой зоне, но также затрудняет поступление ионов кальция, что может привести к вершинной гнили. Поэтому рекомендуется использовать кальциевую селитру без аммонийного азота.
При выращивании томатов в раствор часто добавляют хлорид кальция для улучшения качества продукции.
Некорневая подкормка растений необходима при их низкой активности или недостатке света, когда передвижение железа, марганца и бора затруднено. В жаркие дни часто требуется внесение кальция по листу. Такие подкормки следует проводить регулярно для профилактики вершинной гнили у томатов.
Не все кальциевые удобрения подходят для внекорневых обработок. Например, СаС12 не применяется из-за высокого содержания хлора, который может быть токсичным.
Листья плохо переносят высокую щелочность, поэтому концентрация рабочего раствора кальциевой селитры для внекорневой подкормки не должна превышать 1%. Обычно используют 0,1–0,2% раствор.
Нужно учитывать, что азот в составе кальциевой селитры может ухудшить качество плодов и усилить вегетативный рост растений. Для некорневых подкормок предпочтительнее использовать хелаты кальция. Наиболее эффективными являются органические соединения кальция с аминокислотами или лигносульфоновой кислотой (Ca(LSA)).
Сульфатные и фосфорные удобрения не следует применять вместе с кальциевыми, так как их взаимодействие приводит к образованию нерастворимого осадка, который ухудшает качество некорневой подкормки и забивает системы полива.
Комплексные удобрения
Комплексные удобрения закрывают потребности растений сразу в нескольких элементах. Но стоит иметь ввиду, что они могут быть смешаны механическим путем или произведены с помощью химической реакции, в результате чего образуется молекула с несколькими элементами питания.
Такие удобрения называются сложными, они более концентрированные, в них меньше балластных элементов и примесей, они лучше растворяются, у них более сбалансированный состав, поэтому в растворе содержится равное количество питательных элементов. В гидропонике используют сложные удобрения, так как в этой технологии важна точность.
Также существуют многокомпонентные удобрения, которые содержат 3 и более питательных элемента, представленных в сложных смесях. Их применение сокращает затраты на приобретение отдельных видов удобрений и облегчает приготовление питательного раствора, так:
- для стимулирования белкового обмена растений подходят удобрения с преобладанием азота над калием и фосфором;
- для активизации углеводного обмена –удобрения с преобладанием калия, магния и фосфора над азотом.
Для некорневых обработок чаще всего используют многокомпонентные удобрения, так как они более эффективны по сравнению с однокомпонентными. Входящие в их состав микроэлементы помогают лучше усваивать макроэлементы и усиливают их действие, что активирует метаболизм в растениях.
Цинк входит в состав ферментов, участвующих в синтезе гормонов роста, поддержании структуры белков и повышении водоудерживающей способности клеток, что делает растения более устойчивыми к засухе.
Железо играет ключевую роль в фотосинтезе, дыхании и обмене веществ растений. Оно участвует в синтезе белка, восстановлении сульфатов и нитритов, а также в образовании хлорофилла.
Медь повышает устойчивость растений к тепловому стрессу, увеличивая водоудерживающую способность, стимулируя выработку энергии за счет повышения интенсивности дыхания и участвуя в метаболизме протеинов и углеводов.
Молибден регулирует транспортировку питательных веществ к точкам роста, участвует в фотосинтезе (входит в состав хлоропластов и способствует образованию хлорофилла), углеводном и азотном обмене, а также в синтезе аминокислот. Он также активирует процесс связывания атмосферного азота клубеньками бобовых растений.
Бор способствует улучшению роста корней, синтезу хлорофилла, повышению иммунитета растений, передвижению углеводов и активации процессов роста.
Марганец повышает иммунитет растений и является частью более 30 ферментов, влияющих на энергетический и углеводный обмен, усвоение азота и образование хлорофилла. Это способствует увеличению синтеза аминокислот и сахаров.
Важно, чтобы удобрения для листовых подкормок были полностью водорастворимыми, не содержали хлор, а микроэлементы Zn, Cu, Mn и Fe должны быть в хелатной форме, так как неорганические соединения бора и молибдена конкурируют с сульфатными формами микроэлементов.
Источники микроэлементов
Хелаты микроэлементов – это соединения ионов металлов (Fe, Mn, Zn, Cu) с органическими молекулами, которые называются хелатирующими агентами и защищают металлы от разрушения. Хелаты различаются по устойчивости к окислению в разных диапазонах рН. Так, хелат железа может быть:
- Fe-ЭДТА, стабилен при рН от 1,5 до 6,0. Его использование с поливным раствором при капельном орошении неэффективно, так как в прикорневой зоне рН часто поднимается выше 6,0.
- Fe-ДТПА, стабилен при рН от 1,5 до 7,0, оптимально подходит для капельного полива.
- Fe-ЭДДНА, стабилен при рН от 3,5 до 10,0. Это самый дорогой хелат, и его используют в крайних случаях: если рН в корневой зоне выше 7,0 ед. или в условиях низкой активности растений, когда раствор в корневой зоне плохо обновляется.
Для меди, цинка и марганца в качестве хелатирующего агента обычно применяют ЭДТА, который дает стабильные соединения с этими металлами в широком диапазоне рН (от 2,5 до 10 ед.).
Чаще всего для корневого питания культур в хозяйствах используют сульфатные формы этих микроэлементов, так как они более дешевые. Они содержат больше тяжелых металлов, чем хелатированные и могут осаждаться фосфатами, карбонатами или гидроксидами при рН среды выше 6,0 ед., что делает их недоступными для поглощения растениями. Для повышениястабильности сульфатных форм Mn, Zn, Cu в бак Б добавляют 800 грамм ОЭДФ.
Бор и молибден не образуют стабильных хелатов, поэтому применяются в форме простых соединений. Вносят молибден в виде молибденовокислого аммония (NH4)2MoO4, а бор – в виде борной кислоты.
Кремний
Кремний относится к мезоэлементам, так как не является обязательным веществом питания растений, но повышает их устойчивость к стрессовым факторам, снижает поражаемость грибными болезнями и вредителями, способствует формированию более сильной корневой системы и мощных листьев с темно-зеленой окраской. Это связано с тем, что кремний увеличивает прочность клеточных стенок, усиливает накопление противогрибковых соединений, улучшает азотный и фосфорный обмен.
Оптимальный уровень кремния составляет 20-30 мг/л. В питательный раствор его добавляют в виде метасиликата калия (9% Si) через отдельный бак (14 л/м3 маточного раствора), так как метасиликат калия нельзя смешивать с другими удобрениями. Он имеет сильную щелочную реакцию, поэтому расход кислоты увеличивается. При его использовании необходимо добавить примерно 20 л 60% азотной кислоты в кислотный бак и снизить дозу калийной селитры в пересчете на калий.
Кремний можно вносить как при поливе, так и по листьям.
Для обработки по листу в защищенном грунте обычно применяют0,05–0,3% раствор метасиликата кремния или орто-кремниевой кислоты.
Составление питательного раствора для фертигации
Для снижения частоты приготовления питательного раствора его сначала готовят в отдельных емкостях в концентрации, превышающей необходимую в 100 раз.
Концентраты удобрений (маточные растворы) хранятся в баках А и В, которые изготавливаются из химически стойких материалов и защищаются от прямых солнечных лучей. Объем баков зависит от площади полива, поскольку маточные растворы не рекомендуется хранить дольше недели, чтобы избежать ухудшения их качества.
Чтобы приготовить концентрат удобрений без осадка, необходимо соблюдать определенные правила.
- Кальциевые удобрения должны храниться отдельно (в баке А) от сульфатных и фосфатных (бак В), так как их смешивание в высокой концентрации приводит к осаждению солей и закупорке систем капельного полива.
- Сульфаты микроэлементов вносятся в бак В отдельно от хелата железа, поскольку Cu, Zn и Mn разрушают хелатные комплексы железа, что приводит к дефициту Fe у растений на 20–50%.
- Уровень кислотности в баках должен быть ниже 5,0 ед., чтобы удобрения полностью растворились.
Однако для стабильности соединений рН в баке А, где содержатся хелаты микроэлементов, не должен опускаться ниже 3,5 ед. Поэтому количество 58% азотной кислоты, добавляемой в бак с хелатами, не должно превышать 3 л/м³. Для снижения рН во второй бак В добавляется ортофосфорная кислота (Н3РО4). Оставшееся количество кислоты, необходимое для доведения рН рабочего раствора до 5,2–5,5 ед., вносится в бак С.
- Разница в объеме удобрений между баками не должна превышать 10–15%, чтобы обеспечить равномерное поступление питательных веществ в смесительную емкость.
- Если используются простые удобрения, не содержащие комплексонов для улучшения растворимости, в бак В добавляется ОЭДФ (около 800 г).
- Готовые концентраты удобрений, кислота и вода автоматически подаются в смесительную емкость (миксер) в определенных количествах в зависимости от заданной электропроводности (Ес) и рН.
Важно контролировать равномерность подачи растворов из баков А и В. Необходимо, чтобы их содержимое заканчивалось одновременно. Если в одном из баков раствор уходит быстрее, это указывает на нарушение работы инжекторов, что может привести к дисбалансу элементов питания в питательном растворе.
Александра СТАРЦЕВА, агроном-консультант ТЕХНОНИКОЛЬ, кандидат с.-х. наук
