Если задать вопрос, какой микроэлемент в препаратах для листовой подкормки является самым популярным, то большинство ответит словом из трех букв. Это – «бор». А вы о чем подумали?
Сформировалось мнение, что без дополнительного борного питания о хорошем урожае подсолнечника, рапса или сахарной свеклы можно забыть. «Продвигается» применение бора на посевах кукурузы и сои, пшеницы и гороха. Публикуются данные, подтверждающие высокую эффективность борных удобрений. И хватает положительных отзывов аграриев-практиков.
Впрочем, среди хора восторженных голосов слышны и другие – о том, что прибавка была несущественной, или о том, что ее не было вообще. При этом традиционно «сделать виноватым» препарат или механизаторов многие даже не пытаются. Ведь препарат проверенный (у соседа «сработал»), опрыскиватель настроенный, механизатор трезвый. Но результат – никакой.
В чем причина? Что сделали не так? Или не тем и не там?
Входит, но не выходит
Бор накапливается в листьях, на бутонах и цветках (пыльце, завязи, тычинках) растений. В листьях он концентрируется в листовых пластинках, при этом в паренхиме и сосудисто-волокнистых пучках его практически нет. В стеблях растений содержание бора минимально, в тканях корня его меньше, чем в листьях, но больше, чем в стебле.
Бор практически не подвергается реутилизации. Растворенные в воде соединения бора интегрируются в растительную ткань растущего органа и остаются там навсегда. Поэтому растения не могут их повторно использовать. При постоянном поступлении бора очередная порция этого элемента продолжает накапливаться в тех органах (старых листьях, например), где бора и так много. Если в начале вегетации растения получали обильное борное питание, а затем поступление бора прекратилось, листья нижнего яруса будут иметь признаки борного «передоза», а молодые листья верхушки – дефицита.
Низкая мобильность бора усиливает его токсичность при переизбытке («входит, но не выходит») и дефицит – при перебоях со снабжением этим элементом («что попало, то пропало»).
Что касается полевых культур, то для их нормального роста требуется постоянное поступление бора на протяжении вегетации. Это возможно при достаточной влажности почвы и достаточном количестве бора в пахотном слое почвы. Если первое или второе условие не соблюдается, то неизбежно возникновение дефицита. Его последствия зависят от фазы развития и особенностей культуры.
Первые признаки недостаточности бора проявляются в верхушечной части побегов и на молодых листьях. Типичными являются пожелтение и отмирание точек роста.
Растение, лишившееся «головы» и, соответственно, апикального доминирования, про¬должает попытки расти и развиваться. Из пазух листьев развиваются боковые побеги, растение усиленно кустится. Но новые побеги вскоре останавливаются в росте и на них проявляются все симптомы заболевания главного стебля.
Репродуктивные органы при недостатке бора развиваются плохо. Растения формируют мало цветов или не формируют их вообще, завязи осыпаются. Бор принимает участие в росте пыльцевой трубки и в оплодотворении, поэтому его недостаток нарушает эти процессы.
Дефицит бора ухудшает углеводный обмен растений, вызывая у них нечто наподобие сахарного диабета. Углеводы из листьев не перекачиваются в корневую систему и не превращаются в крахмал. Это нарушает энергетический обмен и, как следствие, снижает интенсивность фотосинтеза, препятствует нормальному поступлению влаги и элементов питания, уменьшает синтез фитогормонов. В итоге рост и развитие растений замедляются, уменьшается их стойкость к засухе, заморозкам и другим неблагоприятным факторам.
Еще одним следствием дефицита бора является интенсивное развитие заболеваний. Озимая пшеница, например, при недостаточном обеспечении бором, сильно поражается ржавчиной. Картофель поражается паршой, а сахарная свекла – гнилью сердечка.
Причиной дефицита бора может быть как недостаточное содержание доступных для растений соединений элемента в почве, так и влияние других факторов. Эти обстоятельства необходимо знать и понимать, для того чтобы своевременно компенсировать или предупреждать их возникновение.
Борная кислота – естественный источник бора
В благоприятном для роста большинства растений диапазоне рН (от 5,5 до 7,5) бор в почве находится в виде недиссоциированных молекул борной кислоты.
В концентрированных растворах (больше 0,025 М) борная кислота образует полибораты и соответствующие анионы B3O3(OH)4–, (B4O5(OH)4)2-, B2O(OH)5-. Анионы H2BO-3 и B4O72- появляются в почвенном растворе при рН выше 7.
Растения поглощают бор в виде не ионов, а целых молекул борной кислоты. Это является уникальной особенностью этого элемента (Marschner, 1995; Miwa & Fujiwara, 2010).
Растворимость борной кислоты в воде растет при повышении температуры. При 0°C растворимость борной кислоты по массе составляет 2,60%, при 20°C – 4,8%, при 25°C – 5,74% и при 50°C – 10,35%. Поэтому в теплое время года борная кислота более мобильна, чем в холодное.
Миграция бора в почве зависит от ее влажности и от направления движения почвенной влаги. В жарком сухом климате интенсивное испарение влаги, содержащей соединения бора, создает повышенную концентрацию этого элемента в поверхностном слое почвы. Поэтому почвы пустынь, полупустынь и засушливых степей часто содержат опасно высокое для большинства с/х культур количество бора. Справиться с этой проблемой, кстати, гораздо сложнее, чем с дефицитом указанного элемента.
Дефицит бора возникает из-за мертвого связывания почвой или из-за промывания влагой за пределы корнеобитаемого слоя. Бор легко промывается в нижние горизонты почв легкого механического состава. Поэтому в странах с умеренным климатом и обильными осадками отмечается дефицит этого элемента. В регионах с муссонным климатом, в которых выпадают тропические ливни (Японии, Китае, США и Бразилии) «бордефицитность» почв является проблемой даже при условии, что почвы содержат значительное количество органики и имеют тяжелый механический состав.
Борная кислота относится к слабым кислотам. Анионы бора хорошо удерживаются глинами (минералами группы иллита, полуторными оксидами) и органическим веществом. В кислых и нейтральных почвах бор адсорбируется кислородными и гидроксильными радикалами на поверхности алюмосиликатов и включается в их межслоевые или структурные позиции.
Слабощелочные почвы крепко удерживают бор. Повышение рН более 7,5 существенно уменьшает доступность этого элемента. Поэтому известкование кислых почв иногда провоцирует дефицит бора.
В почвах сухих пустынь и полупустынь бор осаждается совместно с гидроксидами Mg и Ca, которые обволакивают частицы почвы. Кроме того, в почвенном растворе бор образует метаборат натрия.
На поглощение растениями бора влияют тип почвы (текстура, щелочность/известковость, pH, содержание органического вещества), ее влажность и концентрация этого элемента в почве или грунтовых водах.
И, конечно же, физиологические, анатомические и биохимические особенности растения.
Поглощение и транспирация
Борная кислота может поглощаться корнями тремя различными способами.
Самый известный и наиболее изученный способ усвоения бора растениями – пассивная диффузия борной кислоты через мембраны клеток по липидному биослою.
Проницаемость мембран для борной кислоты, рассчитанная теоретически и определенная экспериментально, подтверждает достаточную эффективность такого способа снабжения растений при достаточном или избыточном содержании бора в почве.
Но пропускной способности мембран недостаточно при низкой концентрации бора в почвенной влаге. Поэтому некоторые виды растений используют альтернативные способы снабжения. Например, облегченную диффузию через белковые «мостики» в клеточных мембранах. При остром дефиците бора возможно поступление борной кислоты против градиента концентрации со значительными затратами энергии через специальные транспортные системы.
Механизмы активного транспорта бора изучены недостаточно. Поэтому для практических расчетов проще полагать, что большая часть борной кислоты поступает в растения пассивно. Растворенные в почвенной влаге соединения бора всасываются корневой системой и движутся по ксилеме в стебель и листья. Это энергетически выгодно, так как растение не тратит ресурсы на «добычу» и «доставку» бора. С другой стороны, это опасно. Растение не может остановить поступление лишнего бора и компенсировать дефицит этого элемента. Таким образом, растение страдает от его избытка или недостатка.
Поступление бора в растения зависит от трех факторов. Во-первых, от концентрации водорастворимых соединений бора в корнеобитаемом слое. Во-вторых, от содержания в почве доступной влаги. И, в-третьих, от интенсивности транспирации.
Транспирация зависит как от погодных условий, так и от активности растения. «Прикрутить» транспирацию могут болезни, вредители, «гербицидная яма» (угнетающее действие внесенных гербицидов) или дисбаланс минерального питания, а также повышенная влажность воздуха или, наоборот, жесткая засуха. То есть условия, при которых растение или не может, или не хочет «потеть», прокачивая через себя влагу. Прекращение или уменьшение транспирации приводит к уменьшению поступления бора. Если подобное происходит в критические периоды роста и развития растения, возможно возникновение острого дефицита этого микроэлемента.
Избыточная транспирация при высоком содержании соединений бора в почвенном растворе имеет прямо противоположный эффект. То есть, вызывает накопление лишнего бора. Диапазон между оптимальной и токсичной концентрацией бора очень небольшой. Количество бора, от которого растению «плохо», всего лишь в три раза выше нормы, при которой растению «хорошо». Большинству культурных растений достаточно несколько десятков граммов бора на гектар. Борофильным видам (рапсу, подсолнечнику, люцерне) – несколько сотен граммов. Поэтому сверхнормативные килограмм или два бора, усвоенные растениями, могут оказаться явно избыточными. Листья отравленных бором растений желтеют и опадают. Симптомы отравления четко проявляются на нижних листьях, которые приобретают обожженный вид, их края отмирают (краевой некроз). Рост растений останавливается.
Реакция растений на избыток и недостаток бора обусловлена их борофильностью или борофобностью. Для зерновых культур содержание элемента в почве 0,7–8,8 мг/кг является верхним допустимым пределом. А люцерна и свекла без осложнений переносят концентрацию бора в почве 25 мг/кг. Но нельзя утверждать, что высокая потребность в боре автоматически гарантирует высокую устойчивость к избыточным нормам этого элемента. Бобовые культуры, например, остро реагируют и на недостаток, и на «передозировку» бора.
Существуют растения-индикаторы, по реакции которых можно уверенно судить о недостатке или избытке бора в почве. Например, при высоком содержании бора у видов солянки Salsola L. (Amaranthaceae) образуются гигантские растения, а у полыни степной Artemisia campestris L. (Asteraceae) и солероса европейского Salicornia europaea L. (Amaranthaceae) – карликовые. Стебли бурачка двусемянного Alyssum biovulatum N. Busch (Brassicaceae) утолщаются и искривляются, у полыни душистой Artemisia fragrans Willd (Asteraceae) на молодых побегах появляются шарообразные утолщения.
Два подхода к борному питанию
Диапазон между оптимальной и токсичной нормами бора невелик, а риск снижения урожайности как при дефиците, так и при переизбытке этого элемента значителен. Поэтому существуют два подхода к обеспечению растений бором.
Первый подход – внесение борных удобрений в почву. У этого метода есть существенные достоинства. Прежде всего, простота и быстрота. В США, например, гранулированные борные удобрения (Granubor) смешивают с макроудобрениями, содержащими NPK, для внесения под основную обработку почвы или под предпосевную культивацию. При этом гарантированное присутствие доступных для растений соединений бора в почве позволяет рассчитывать на бесперебойное снабжение этим элементом на протяжении вегетации.
Выпускаются специальные удобрения, в которых кроме бора содержатся другие элементы питания. Например, добавление к суперфосфату в процессе грануляции раствора борной кислоты позволяет не тратить время и усилия на внесение специальных борсодержащих удобрений. В США борный суперфосфат используют при выращивании сои на бедных бором почвах с нормой внесения при посеве (или предпосевной культивации) 100–120 кг/га.
Еще один пример успешной комбинации бора с другими элементами питания – боромагниевое удобрение. Его вносят перед посевом в норме 50–60 кг/га. В этом удобрении бор находится в водорастворимой форме, поэтому иногда его используют для внекорневых подкормок.
Очевидные недостатки внесения борсодержащих удобрений в почву – высокая чувствительность к режиму увлажнения и возможность промывания/связывания бора в почве. Например, обильные осадки могут легко и быстро вымыть бор за пределы корнеобитаемого слоя.
А богатая органикой глинистая почва может вцепиться в бор, прочно адсорбируя значительную часть внесенного элемента. Щелочная реакция почвы также может существенно уменьшить эффективность внесенного удобрения.
Оптимальные условия для внесения борных удобрений в почву – правильный механический состав почвы, рН не выше 7, равномерное увлажнение. На Юге Украины, например, желательно наличие орошения. Если эти условия не соблюдаются, то результаты могут оказаться намного скромнее ожидаемых.
Если почвенно-климатические условия не гарантируют высокого эффекта от почвенного внесения борных удобрений, можно использовать другой подход. Например, «накормить» растения бором не через корневую систему, а через листья.
Для этого используют буру, борную кислоту и комплексные соединения бора (коламин-бор, он же бор-моноэтаноламин).
Для таких культур, как подсолнечник и рапс, внекорневая подкормка бором давно стала обязательным элементом технологии. А так как спрос рождает предложение, то на рынке удобрений для внекорневых подкормок развернулась ожесточенная борьба между производителями различных препаратов. Одни соблазняют аграриев низкой ценой, другие красочно расписывают преимущества продукции, содержащей не «классическую» борную кислоту, а комплексное соединение бора (иногда некорректно именуемое «хелатом») с коламином. Или находят несравненные достоинства у препаратов на основе полиборатов.
Внекорневые подкормки бором часто пытаются совместить с внесением других удобрений или пестицидов. Но не все, что можно смешивать, стоит мешать. Борные удобрения влияют на рН рабочего раствора, подщелачивая (бор-монотэтаноламин, бура) или подкисляя его (полибораты и борная кислота). Так как все пиретроиды, неоникотиноиды и ФОС-инсектициды быстро распадаются в щелочной среде, не стоит вносить их в «коктейле» с коламином (моноэтаноламином) бора. То же самое справедливо и для большинства фунгицидов.
Для чувствительных к высокому рН пестицидов лучшими напарниками в баковой смеси будут препараты полибората и… борная кислота. Она слабая, но все же кислота. Рекомендованная норма внесения – от 100 до 150 г в 100–150 л воды. Острый дефицит бора такой нормой не снимешь, но для мягкой корректировки борного питания этой нормы вполне достаточно.
Внекорневые подкормки хороши тем, что дают возможность подкорректировать борное питание растений на протяжении вегетации, используя относительно небольшие нормы борных удобрений. Сроки и нормы, а также технология внесения являются ключевыми факторами успеха. Последствия опоздания или «передозировки» бора могут оказаться очень неприятными.
Александр Гончаров
