Много аграрных интернет-ресурсов и печатных изданий постоянно обращают внимание на важность разработки оптимальной и правильной системы питания растений. Однако часто такое внимание сосредоточено на своеобразной «большой тройке» - NPK (азот, фосфор, калий), и аграрии, к сожалению, в своей практике вообще игнорируют остальные элементы питания. Ни в коем случае не будем умалять важность азотных, фосфорных и калийных удобрений, однако в этой статье речь пойдет о других «героях» - магние и кальцие.
Магний часто называют минералом жизни, поскольку он является центральным атомом в молекуле хлорофилла и аккумулирует солнечную энергию в процессе фотосинтеза. Хлорофилл поглощает солнечную энергию и преобразует углекислый газ и воду в сложные органические вещества, в частности крахмал или сахар. Магний является важной составляющей рибосом, ведь благодаря ему (вместе с АТФ) аминокислоты связываются с тРНК в процессе биосинтеза белка. Ионы Mg2 + обеспечивают поддержание структуры белковых молекул, «сшивая» молекулы белка в клубочки. Магний катализирует синтез АТФ из нуклеозиддифосфатов, приводит в действие системы преобразования щавелевой кислоты в муравьиную и углекислый газ, а яблочной - в лимонную.
Кальций, в свою очередь, по утверждению А.Н. Соколовского, является «стражем плодородия почвы». Именно он коагулирует почвенные коллоиды в частицах глины, способствует цементированию, образует мелкокомковатую почву. В отличие от глины известь не меняет своего объема при увлажнении и высыхании. Благодаря извести улучшается аэрация и водопроницаемость, исключается образование корки, почва становится рыхлой, облегчается ее обработка. Известь ускоряет разложение органических веществ, связывает свободные кислоты почвы, предопределяет превращение закисных соединений в окислительные, повышает поглощение аммония, калия, фосфорной и азотной кислот. В результате активизируется деятельность полезных микроорганизмов, особенно азотофиксирующих и нитрифицирующих бактерий, что в результате усиливает азотное питание растений. Повышение биологической активности почвы известкованием способствует переводу труднорастворимых почвенных соединений фосфора и калия в подвижные формы.
симптомы дефицита магния
Кроме перечисленных выше основных свойств, кальций выполняет еще целый ряд функций, которые положительно влияют на растительный организм. Так, кальций играет важную роль в транспорте углеводов, вызывает и контролирует физико-химические свойства протоплазмы, отвечает за нормальное прохождение биохимических процессов в растении, активирует использование запасных белков семян во время их прорастания, влияет на процессы фотосинтеза, улучшает обмен веществ, выступает в роли вещества -строителя, которое способно склеивать между собой стенки некоторых клеток, обеспечивает активность ферментов. Кальций имеет очень положительное влияние на развитие корневой системы растений. Без кальция разрушаются клетки в зоне роста корней, поскольку пептиды и липоиды, которые пропитывают клеточные стенки, с кальцием образуют малорастворимые соединения.
Магний также многофункциональный элемент. Его участие в развитии растения несколько схоже с кальцием, однако он имеет и собственные задачи. Магний также участвует в построении пектиновых компонентов стенки клеток. Он является составной частью фитина - вещества, используемого в энергетическом обмене и является источником фосфорной кислоты. Магний стабилизирует структуру рибосом, поддерживая ее, связывает РНК и белок. Большая и малая субъединицы рибосом взаимодействуют вместе только при наличии магния. Таким образом, становится понятно, что при недостатке магния под угрозой оказываются любые процессы синтеза белка.
симптомы дефицита магния
Магний - это и активатор большого количества ферментов. Он обеспечивает транспортировку энергии и активизирует фермент, стимулирующий участие СО2 в процессе фотосинтеза. Магний нужен и для работы ферментов молочнокислого и спиртового брожения. Он улучшает синтез эфирных масел, каучука, витаминов С и А. При повышении количества магния в растениях возрастает содержание органических и неорганических форм фосфорных соединений. Это объясняется участием магния в активации ферментов, участвующих в метаболизме фосфора.
Поглощение магния растениями происходит в форме иона Mg2 +. Среднее содержание магния в растении составляет около 0,07% общей массы. Такой показатель является четвертым, уступая только азоту, калию и кальцию. Несмотря на общие убеждения и устоявшиеся представления, только 10% магния находится в хлорофилле, в основном же его доля расположена в молодых отрастающих частях растения и семенах. В растениях магний достаточно подвижен, что приводит к его накоплению в молодых тканях. Процессы реутилизации (повторного использования) имеют место, но проходят медленнее, чем у азота, фосфора или калия. Это объясняется тем, что часть элемента образует нерастворимые и неспособные к перемещению по растению оксалаты и пектаты.
Кальций нужен растениям в течение всего периода роста, однако особенно - в фазах цветения и плодоношения. Это еще раз подчеркивает явная взаимосвязь между обеспеченностью растений кальцием и интенсивностью протекания метаболических процессов. Транспорт ионов Са 2+ происходит путем редокс-систем плазмолемы и ионных насосов АТ-фазной природы. Их роль заключается в создании электрохимического потенциала ионов на плазмалемме, через который другие ионы вдруг попадают в клетки. Если в почвенном растворе есть нитратный азот, то проникновение кальция в растения усиливается, а при наличии аммиачного азота (вследствие антагонизма между катионами Са и NH) - снижается. Препятствуют поступлению кальция также ионы водорода и другие катионы при их высокой концентрации в почвенном растворе.
симптомы дефицита магния и цинка
Попав в растение через лист, ионы кальция транспортируются в ткани листа и сразу же перемещаются к его краям. Немаловажной является способность ионов кальция входить в состав металлоорганических соединений. В процессах обмена веществ кальций выполняет разнообразные функции: участвует в построении стенок клеток, гормональных реакциях, стабилизации мембран. В растении кальций находится в виде фосфатов, сульфатов, карбонатов, а также в форме солей пектиновой и щавелевой кислот. Больше всего кальция содержится в клетках, которые стареют.
Кальций может определять доступность ряда макро- и микроэлементов. Так, благодаря антагонистическим свойствам калий ослабляет, а иногда и вовсе нивелирует вредное воздействие на растение ионов водорода, марганца, аммония и алюминия. Похожие свойства имеет и магний. Достаточная обеспеченность у растения этим элементом способствует снижению воздействия токсического алюминия. После проведения листовой подкормки магнием корневая система растения выделяет увеличенное количество цитратов, что позволяет эффективнее противостоять вредному воздействию ионов алюминия.
Очень интересен вопрос взаимодействия кальция и магния между собой. Кальций улучшает усвоение растительным организмом магния, впрочем, препятствует его избытку. Оптимальная пропорция кальция и магния, разумеется, разная для разных культур и может варьироваться в достаточно широких пределах. Известкование кислых почв углекислым кальцием может привести к негативному взаимодействию между кальцием и магнием. Очень зависит от кислотности почвы и взаимодействие магния с марганцем. Внесение азотных удобрений в нитратной форме улучшает поступление магния в растение.
«Мы понимаем истинную ценность вещей, только когда их теряем». Это утверждение очень точно подходит и к растительному миру. Ведь лучше и точнее описать функции того или иного элемента можно путем исследования того, как ведет себя растение при его недостатке или ограниченном содержании.
Так, дефицит магния вызывает угнетение и торможения процессов синтеза азотсодержащих соединений, в частности хлорофилла. Также недостаток этого элемента приводит к повышению активности пероксидазы и усиливает окисление в органах растения. Неполное обеспечение потребностей растительного организма магнием способствует уменьшению уровня фосфора в растениях, даже при наличии фосфатов в питательном субстрате в оптимальных количествах, ведь фосфор в основном движется по растению в органической форме. Поэтому дефицит магния будет тормозить образование фосфорорганических соединений, а, следовательно, и распределение фосфора в растениях в целом. При недостатке магния заметно страдают корни, подавляется их рост, что, в свою очередь, приводит к уменьшению усвоения питательных веществ из почвенного раствора. Особенно актуально это во время засухи. Корневая система страдает из-за того, что нехватка магния провоцирует его движение из листьев в репродуктивные органы.
Признаки дефицита магния в первую очередь проявляются на старых листьях и только потом переходят на молодые листья и растительные органы. Между жилками листьев возникает хлороз, и хотя зеленый цвет не меняется, его окраска несколько напоминает елку. При остром дефиците этого элемента наблюдают мраморность, скручивание и пожелтение листьев. Ткани между жилками также меняют цвет, становясь желтыми, оранжевыми, красными или даже фиолетовыми. Далее листья начинают с краев отмирать. Сами листья скручиваются и постепенно опадают. Длительная и высокая освещенность усиливает признаки недостатка магния. Это объясняется явлением образования свободных радикалов из электронов, не задействованных в процессе фотосинтеза (такие образуются именно из-за нехватки магния). Они способны разрушать ткани клетки, причем масштабы поражения от воздействия света увеличиваются с интенсивностью солнечного излучения.
В полевых условиях дефицит магния может оставаться незамеченным довольно длительное время. Из-за снижения подвижности сахара и другие углеводы накапливаются в листьях, а транспортировка питательных веществ практически прекращается. Поскольку сахара и углеводы являются основой для формирования и развития корневой системы молодого организма, проблема приобретает очень серьезный характер. На развитии листового аппарата растения недостаток магния начинает отображаться через 10 дней, но типичные признаки дефицита становятся заметными где-то на 15-й день.
Недостаток кальция также очень опасен для растения. При его дефиците наблюдают патологическое развитие тканей меристемы у клеток, которые не делятся, не образуются клеточные стенки, и поэтому возникают многоядерные клетки или клетки очень малого размера. Это приводит к потере прочности стебля, торможению роста боковых корней, корневых волосков и листья. Также недостаток кальция ограничивает рост корней в длину, что лимитирует поступление остальных элементов минерального питания.
Низкая обеспеченность кальцием приводит к набуханию пектиновых веществ корневой системы, что приводит к ослизнению клеточных стенок, снижению иммунитета и заражению различными аэробными микроорганизмами, возбудителями корневых гнилей. Уменьшение степени насыщенности почвы основными элементами снижает его буферность, что приводит к глобальному подкислению. При дефиците кальция снижается ферментативная и микробиологическая активность почв, а также доступность иных элементов минерального питания, в результате чего нарушается режим питания культурных растений.
Общеизвестно, что наиболее эффективным и действенным методом поступления кальция в почву является известкование. Оно не только повышает урожайность и эффективность использования удобрений на кислых почвах, но и способствует немалому экономическому эффекту. На сильно- и среднекислых почвах при их известковании удобрения работают на 40-50% эффективнее, на слабокислых - на 15-20%. Интересно и то, что прибавка от совместного применения известкования и минеральных удобрений всегда больше, чем сумма от прибавок их внесения отдельно. Если по определенным причинам не удалось осуществить известкование, можно воспользоваться способом ленточного внесения кальцийсодержащих удобрений.
Как уже отмечалось выше, полная обеспеченность магнием стимулирует увеличение производительности и накопления ценных сахаров и других углеводов в растениях, повышает их устойчивость к заморозкам. Озимые рекомендуется подкармливать удобрениями с содержанием магния уже осенью. Для энергетических культур, запланированная урожайность которых выше, чем средняя, потребность в магние соответственно возрастает. Стоит обратить внимание на то, что избыток калия обладает способностью подавлять усвоение магния. Поэтому внесение простого калийного удобрения следует сочетать с водорастворимым магниевым удобрением. Такой метод позволяет обоим элементам питания растворяться равномерно, и их концентрация в почве повышается. При внесении только калия нарушается баланс элементов (которого следует придерживаться в норме 3:1).
На тяжелых почвах рекомендованное содержание магния должно быть выше, чем на легких. Поступление влаги и питательных веществ к корневой системе растений проходит в таком случае значительно медленнее. Глинистые почвы сильно «вяжут» обменный и растворимый магний, заметно снижает равновесную концентрацию веществ почвенного раствора в прикорневой зоне.
Процессы вымывания приводят к потере магния из почвы в пределах 10-20 кг/га. Более высоким этот показатель наблюдают во влажные годы и на легких почвах, а также если используют сопутствующие минеральные удобрения. Например, при внесении хлористого калия увеличиваются потери магния с дренажными водами. Несколько меньше эти потери в случае внесения сульфата калия и простого суперфосфата. Ощутимо уменьшается вымывание магния при замене простого суперфосфата двойным, что объясняется недостатком в последнем гипса. Внесение азотных, калийных и фосфорных удобрений, как правило, повышает потребность растений в магние, ведь для них важно соотношение между этими элементами. Для поддержания положительного баланса магния в почве рекомендуют ежегодно вносить его в количестве 30-40 кг/га. Важно учитывать, что осеннее внесение магния улучшает его распределение в пахотном слое. Удобным и одним из самых действенных методов корректировки поступления магния к растениям являются внекорневые подкормки.
