Минеральные удобрения являются одной из основных статей расходов. Учитывая, что 1 кг д.в. NPK при благоприятных условиях может прибавить 10 кг зерна, а в худших – 4 кг, можно утверждать, что прибавка урожая не покрывает расходов на приобретение минеральных удобрений. Исходя из цен (август-сентябрь 2008 года), себестоимость 1 т зерна лишь по минудобрениям (без учета затрат на внесение, транспортировку, проценты по кредиту, организационные расходы) будет составлять 539 грн., – фактически цена реализации 1 т пшеницы VI класса. Эти расчеты в августе 2008 года никого не настораживали, – все надеялись на высокие цены на сельскохозяйственную продукцию. Но сегодня нужно искать пути рационального использования питательных элементов почв и грамотного подхода к применению минеральных удобрений и внедрению агроприемов, повышающих коэффициент усвоения питания как из удобрений, так и почвенных запасов.

Микроэлементы в действии

Применение микроудобрений – один из путей решения этой проблемы. Именно микроэлементы способствуют синтезу в растениях полного спектра ферментов, которые позволяют интенсивнее использовать энергию, воду, макроэлементы. Они повышают иммунитет растений, их стойкость к болезням, предотвращают физиологическую депрессию, вызванную природно-климатическими стрессами, действием ядохимикатов, воздействуют на деятельность разнообразных ферментных процессов (окислительно-восстановительные реакции в растениях) как активаторы или как ингибиторы активности, улучшают обмен веществ и положительно влияют на урожай и качество растительной продукции. А кормление животных и птиц, питание людей продуктами растениеводства, где сбалансировано содержание микроэлементов, намного полезнее и эффективнее пищевых добавок и искусственных витаминов. Ферменты ускоряют ход реакций, не изменяя ни концентрации веществ, ни температуры растения. Насколько ферменты совершеннее неорганических катализаторов, свидетельствует хотя бы такой факт: для того, чтобы разложить перекись водорода в присутствии фермента каталазы нужно затратить всего лишь около 5500 кал/моль энергии, а с применением неорганического катализатора коллоидной платины – 11700 кал/моль, т.е. на 212,7% больше, а вообще без участия катализаторов – 18000 кал/моль (на 327%!).
Хотелось бы обратить внимание сахаропроизводителей на такой факт. В ЕС при сахаристости 12% можно экстрагировать 50% сахара, а при сахаристости 17% – уже 87%. За тонну сахарной свеклы при сахаристости 19% можно иметь на 58% больше прибыли, чем при сахаристости 14%! Возможно, следует призадуматься, почему эта отрасль сегодня у нас «нерентабельна»? А ведь такие примеры можно приводить практически по каждой культуре.
В этом контексте зафиксируем ряд факторов, требующих особого внимания к бору как важному источнику повышения рентабельности растениеводства.

1. Бор, его влияние на растения лучше всего изучены по сравнению с другими микроэлементами.
2. Значительный рост площадей борофильных культур (рапс, подсолнечник и т.п.) в Украине, концентрация их у крупных землепользователей, где практически отсутствует внесение органических удобрений как основного источника пополнения бора, а интенсивное использование преимущественно азотных и калийных удобрений ведут к обеднению почв на этот элемент.
3. Засухи в период критических по бору фенофаз растений способствуют дефициту в почвенном растворе доступного бора даже на грунтах с его достаточными валовыми запасами.
4. Широкое внедрение поверхностного возделывания и «нулевых» технологий, оставляющих на поверхности грунта растительные остатки, при разложении которых микрофлора будет активно размножаться, используя легкодоступный бор, при этом конкурируя с растениями.
5. Пополнение бора внесением в грунт до посева культур специальных высококонцентрированных борных удобрений, за исключением почв с острым недостатком этого элемента, не всегда оправданно в финансовом плане (лишь 3-10% бора может усваиваться растениями из почвы).
6. Для большинства борофильных культур бор является критическим микроэлементом при высокоинтенсивных технологиях выращивания, они лучше всего отзываются на бор при незначительных затратах:
• Прибавка урожая сахарной свеклы от внесения борных удобрений на разных грунтах составляет 25-50 ц/га, а сбор сахара увеличивается на 4,8 ц/га.
• Урожай семян люцерны, клевера возрастает на 0,5-1 ц/га (и это при сегодняшних ценах на семена).
•Аналогичные показатели роста урожайности картофеля – 20-40 ц/га.
• Очень положительное влияние борных удобрений на рост урожая зернобобовых культур – 2-4 ц/га.
• Крайне необходимо обеспечение бором посевов рапса, подсолнечника – прибавка от 2 до 5 ц/га.
• Получены хорошие результаты от применения борных удобрений на овощных, кукурузе, плодовых и виноградниках.
Установлено важное биохимическое значение бора, его специфическое влияние на скорость и характер физиологических и биологических процессов, синтез органических веществ, рост, развитие и продуктивность растений. Попытка ученых заменить бор другим элементом не имела успеха.

 

Чем грозит недостаток бора

Существует определенный оптимум концентрации бора в отдельных органах и тканях для каждого вида растений, что обеспечивает нормальные условия для процессов жизнедеятельности. В почве и растениях бор находится в свободном, полусвободном и связанном состоянии с соединениями, содержащими гидроксильную группу, а именно: пентозами, гексозами, органическими кислотами (яблочная, лимонная, винная) и фенольными (галловая, протокахетовая, кофеиновая). Физиологическое значение бора состоит в способности образовывать комплексные соединения.
Большая часть бора (до 90%) находится в клеточных стенках в составе боратовых эфиров с ОН-группами, углеводов или глюкопротеидов, а его содержание в клетках тесно коррелирует с количеством пектина (борсодержащий пектиновый полисахаридный комплекс – В-рамингалактурон). Лишь при наличии бора происходит включение глюкопротеидов и богатых на пролин белков в сетчатую структуру клеточных стенок. При недостатке бора в питательной среде у растений разрушаются клетки меристематической ткани точек роста, а затем поражаются клетки камбия сосудисто-волокнистых пучков. Интоксикация растения происходит под действим окисленных токсичных фенольных соединений типа хинонов, образующихся при взаимодействии фенолов с ферментом полифенолоксидазой. Именно в способности бора комплексоваться с фенолами состоит основная его физиологическая роль как регулятора их количества и уменьшения активности полифенолоксидазы. У однодольных растений при дефиците бора меньше накапливается токсичных фенолов, чем в двудольных, благодаря чему они легче переносят его дефицит. Отмирание точек роста при нехватке бора является результатом задержки ростовых процессов вследствие нарушения биосинтеза нуклеиновых кислот.
У двудольных культур при борном голодании резко снижается активность ауксиноксидазы под действием фенольных ингибиторов этого фермента кофеиновой и хлорагенной кислот.
Бор способствует увеличению содержания связанных и уменьшению свободных аминокислот ароматического ряда – фениламина и триптофана, что свидетельствует о его важном значении в структурной организации клетки.
В мембранах клеток бор стимулирует активность АТФ-азы и НАДН – оксидазы, усиливает гиперполяризацию мембран. Предполагают, что бор, усиливая поглощение калия, активирует Н+-АТФ-азу, что и приводит к гиперполяризации мембран клеточных корней. Одновременно при высоком обеспечении почв калием потребности культур в боре возрастают. Дефицит бора вызывает нарушение мембранных структур и этим самым приводит к росту интенсивности выхода калия из клеток и угнетению выделения протонов. Резкое снижение содержания АТФ в точках роста стебля при нехватке бора подтверждает его важную роль в процессах энергетического обмена, т.е. взаимодействии процессов дыхания и окислительного фосфорилирования.

Антагонизм и взаимодействие

Бор, в связи с его влиянием на кальциевый метаболизм, способствует его участию в процессах обмена веществ. С другой стороны, при известковании кислых почв кальций в составе извести является антагонистом бора, что задерживает его поступление в растения и бор частично переходит в слаборастворимые соединения. Изменение кислотности почвы при известковании улучшает в ней микробиологическую деятельность, резкое увеличение микроорганизмов приводит к использованию доступного бора для построения своего тела и уменьшению доступного бора для культурных растений. Соединения бора с натрием и калием – подвижные, а с кальцием и магнием – малорастворимые.
Вот почему такой большой положительный эффект от внесенных борных удобрений, при известковании кислых грунтов и на фоне высоких доз минеральных удобрений – азотных и калийных.
Среди органелл клеток наибольшее количество бора находится в хлоропластах и лишь при оптимальном обеспечении бором растений увеличивается количество и размеры хлоропластов с четкой структурой, построенной из нормальных тилакоидов, стромы и гран.
Образуя активные комплексные соединения с различными органическими лигандами хлоропластов – сахарами и полимерными веществами, бор обеспечивает высокую фотофосфорилирующую активность изолированных хлоропластов нормальных растений. Бор активизирует образование сахаров в листках и способствует их перенесению по проводящей системе и накоплению в запас. Это происходит благодаря усилению фотосинтеза и общего обмена веществ, что вместе с повышением интенсивности включает СО2 в процесс фотосинтеза и увеличивает коэффициент использования ФАР растениями.
Бор в отличие от других микроэлементов снижает интенсивность дыхания, уменьшает дневную депрессию фотосинтеза, особенно заметно его положительное влияние на интенсивность фотосинтеза при высоких, близких к критическим, температурах.
Бор улучшает водный режим растений, повышает засухо- и солестойкость, ведет к повышению содержания связанной воды; активизирует перемещение ростовых веществ и аскорбиновой кислоты из листвы к органам плодоношения, что указывает на его важную роль в процессах формирования репродуктивных органов: увеличение количества цветков, усиление роста пыльцевых трубок и прорастания пыльцы и улучшение их опыления и плодоношения. Даже в зерновых колосовых во время засухи в период формирования репродуктивных органов внекорневая борная подкормка уменьшила количество пустых колосков с 50 до 10-15%.
Ряд ученых отмечают положительное влияние борных удобрений на наследственные изменения и их закрепление в семенах, полученных из обработанных растений во время селекции сортов и гибридов.
Бор, как и молибден, положительно влияет на активность нитратредуктазы в листьях сахарной свеклы и масличного рапса и восстановление нитратов до аммиака. На ряде культур доказано, что внекорневая подкормка этих растений бором способствовала увеличению в листках кроме бора еще калия, магния, цинка, железа и меди и уменьшению марганца и аммония.
Недавние исследования в Институте физиологии растений и генетики НАНУ по влиянию внекорневой подкормки озимой пшеницы смесью микроэлементов B+Zn на урожайность и качество зерна показали, что рост урожая зерновых на 11,9% и клейковины на 0,82% произошел в значительной мере благодаря положительному действию этого агроприема на активность органически полезных групп микроорганизмов: диазотрофов и олигонитрофилов ризосферного слоя грунта. Их количество возрастало по сравнению с контрольными растениями на 93,5%, но еще существеннее был рост прототропных микроорганизмов в почве – почти на 215,5%, что способствовало, таким образом, значительному повышению эффективности использования элементов питания: азота, кальция на 7-11,8%, фосфора на 7% (коэффициент использования фосфора из почвы – всего около 10%).
Бор положительно влияет на образование клубеньков на корнях бобовых культур и тем самым на фиксацию азота атмосферы, т.е. на их функционирование.
Бор не только повышает урожайность культур, но и способствует улучшению качества продукции – повышению сахаристости сахарной свеклы, содержания витамина С и сахаров в плодово-ягодных культурах, помидорах. Вместе с тем при его дефиците возникают разные заболевания растений (у рапса отмечается растрескивание стебля при корневой шейке, корневая система деформируется, перезимовка ухудшается, цветение задерживается, становится неравномерным, появляется гниль сердцевины или дуплистость у свеклы, некроз сосудов у винограда, пожелтение верхушек у люцерны, побурение цветной капусты, бактериоз льна, распространение парши в картофеле и т.д.). Почвенная засуха может стать причиной дефицита бора, поскольку доступным для растений считается лишь водорастворимый бор, а концентрация бора в почвенном растворе незначительна! Иногда потери урожая могут составлять 20-30%, наиболее критический период – период интенсивного роста и бутонизация-начало цветения.
Бор подвижный в широком диапазоне рН. Однако при высоких значениях рН большая часть бора находится в связанном состоянии. Почвы с содержанием подвижного бора 0,3-0,5 мг/кг сухого грунта считаются не обеспеченными, и таких площадей в Украине почти 8 млн. га. Сюда входят дернисто-песчаные, дернисто-подзолистые, серые и светло-серые лесные почвы Полесья и их аналоги легкогранулометрического состава – почвы Лесостепи с низким содержанием гумуса, где он легко вымывается, будучи слабосвязанным ГВК почвы при интенсивных осадках.
В почве бор находится в форме недиссоциированной молекулы H3BO3 (pH – 5-9) или аниона B(OH)4 при рН> 9,2.
Нужно учесть тот факт, что, по научным данным, коэффициент усвоения бора из грунта составляет всего 3-10% и это при его валовом содержании от 20 до 3000 мг/кг грунта.

Бор в контексте культур

Наиболее чувствительны к обеспечению бором следующие культуры: свекла, рапс, семеноводческие посевы бобовых трав, картофель, кукуруза, бобовые зерновые, овощные, плодово-ягодные, лен, подсолнечник, гречиха. Для рапса, картофели, подсолнечника, сахарной свеклы оптимальный уровень бора 20-100 мг на 1 кг сухого вещества.
Дозы борных удобрений зависят от культуры, способа применения, вида удобрения, их можно использовать при протравливании семян (предпосевная обработка семян), для внесения в грунт, для внекорневых подкормок, где достигается наибольший коэффициент усвоения растением. Как рекомендует доктор Рудольф Хаберланд (Германия), внесение в почву борных удобрений необходимо лишь в случае подтверждения анализами почвы острого его дефицита. В других случаях, учитывая вышеизложенную информацию и стоимостные показатели борных удобрений, при недостатке бора или в критические периоды лучше использовать внекорневые подкормки борными удобрениями органического происхождения на основе полиборатов и хелатирующих агентов основного типа. По результатам исследований американских, польских, итальянских и украинских ученых, они почти на 30-80% эффективнее усваиваются растением в сравнении с бором в неорганической форме (табл. 1 и 2).
В обоих случаях проводилась внекорневая подкормка. Как видно из приведенных данных, разница по приросту бора в растениях для органической и неорганической формы существенна. Это позволяет сделать вывод о целесообразности использования для внекорневого удобрения именно органических форм бора, учитывая их стоимостные показатели.

 

 

Леонид Киверский, генеральный директор ООО «Трейд-Агрохим», г. Тернополь
Сергей Полянчиков, директор ООО ТД «Реаком», г. Днепропетровск

(Опубликовано в № 03.2009 г.)