02 февраля 2022

Кремний как удобрение

Кремний как удобрение

Проведенные за последние десятилетия исследования, посвященные роли кремния и его соединений в почвенных процессах, резко расширили круг возможных областей применения природных кремнеземов в сельском хозяйстве. Минералы кремния рассматривают как источник растворимого кремнезема, который занимает важное место в формировании плодородия почв, повышении продуктивности растений и их устойчивости к болезням и вредителям. Кремний играет большую роль в метаболизме растений, слагает их скелетную часть, позитивно воздействует на прочность стеблевого компонента. Баланс этого вещества в агроэкосистемах всегда отрицательный, для его восполнения необходимо внесение кремниевых удобрений. Поскольку отечественная промышленность их не выпускает, большое значение приобретают природные источники доступного кремния.

В окружении и… нехватке элемента

Тем временем кремний буквально окружает нас. Он содержится в почве, воде, воздухе и, соответственно, во всех растениях. Основная функция кремния – это защита растений от негативных факторов среды: перепада температуры, дефицита воды, заболеваний, вредителей, засоления почвы, недостатка элементов питания и др. Это достигается его активным участием в обмене веществ, он повышает синтез сложных органических веществ (белков, жиров, углеводов), активность ферментов, содержание пигментов и активность фотосинтеза, поступление элементов питания из почвы.

Он также повышает механическую прочность растительных тканей и увеличивает плотность листовой пластинки за счет образования кремнецеллюлозного слоя, который препятствует проникновению патогенов внутрь растений и затрудняет питание колюще-сосущих вредителей. Чем больше содержание кремния в растениях, тем выше их устойчивость к негативным факторам среды. Это связано с его способностью активизировать собственные защитные механизмы растений.

Основным источником кремния является почва, где он представлен различными модификациями двуокиси кремния (кварц, кристобалит, опал, халцедон, алюмосиликаты и др.), которые недоступны растениям. Они усваивают это нужное им вещество в основном в форме монокремниевой кислоты.

Для нормального развития растений содержание этой кислоты должно быть не менее 20 мг/кг почвы, однако реальное количество чаще всего ниже этого значения. Кремний участвует в процессе образования гумуса, улучшает влагоемкость, емкость обмена и буферность легких почв, агрегированность частиц почвы.

Внесение кремниевых удобрений увеличивает подвижность фосфора, содержание фосфорной кислоты, что улучшает обеспеченность растений фосфором и снижает потребность в фосфорных удобрениях. Наряду с этим повышается эффективность использования фосфоритной муки. Плюс ко всему кремний повышает эффективность азотных удобрений и снижает токсичность тяжелых металлов.
Есть вещество, способное восполнить нехватку столь нужного элемента. «Нанокремний» – это препарат с частицами активного кремния размером от 0,005 мкм, без дополнительных примесей. Наночастицы составляют в нем 50%. Также удобрение содержит более крупные включения кремниевых кислот, полиэтиленоксид и микроэлементы (железо, цинк, медь) – последних в составе не более 10%.

Кремний для растений – экологически чистое удобрение, пришедшее на замену пестицидам. Потенциал препарата привлекает к нему внимание ученых-биологов. Они выяснили, что данный элемент хоть и не входит в двадцатку необходимых, без которых нормальное развитие растений невозможно, но способен существенно повлиять на плодородность грунта и его состав. Почва с дефицитом кремниевых кислот имеет низкий уровень других минералов, т. к. сокращение аморфного кремнезема способствует деградации почвенного органического вещества.

Свекле краснеть не пришлось

На этот раз мы испытывали действие «Нанокремния» на столовой свекле. Она считается одной из ведущих овощных культур, возделываемых в нашей стране. Однако данные о применении кремнийсодержащих препаратов в качестве удобрения при возделывании свеклы широко не известны. Целью работы было изучить влияние «Нанокремния» на рост, развитие и урожайность этой культуры.

Для реализации программы исследований проведен полевой опыт в Городищенском районе Волгоградской области по влиянию этого препарата на уровень и качество урожая столовой свеклы. Испытания проводили на сорте/гибриде Кестрел. Вариантов опыта было два. Первый: минеральные удобрения (N90P90K90) – фон; второй: фон + «Нанокремний» из расчета 100 грамм на гектар (фаза две-три пары настоящих листьев) + «Нанокремний» той же нормой (фаза активный рост — начало формирования корнеплода).

Исследованиями установлено, что продуктивность столовой свеклы по вариантам находилась в пределах от 44,88 до 44,1 т/га, причем на вариантах с внесением «Нанокремния» этот показатель был на 0,78 т/га выше по сравнению с контрольным вариантом.

Необходимо отметить, что в данном опыте в течение всего вегетационного периода по результатам визуальной оценки растения столовой свеклы на опытных вариантах были более устойчивы к стрессу, воздушной и почвенной засухе, что в конечном итоге отразилось на величине урожая. Таким образом, внесение «Нанокремния» на фоне минеральных удобрений оказало положительное влияние на урожайность.

Было установлено, что вес стандартного корнеплода на опытных вариантах с внесением «Нанокремния» выше по сравнению с контрольным, и это можно объяснить способностью кремнийсодержащих удобрений высвобождать фосфор из почвенно-поглощающего комплекса и переводить его в доступную для растений форму, а также способствовать повышению устойчивости растений к биотическим и абиотическим стрессам. Вес нестандартного корнеплода практически не зависел от внесения препарата, содержащего кремний. В целом товарность корнеплодов столовой свеклы отмечена на уровне 84% с незначительным увеличением на опытных вариантах.

Итак, полученные корнеплоды достоверно превышают контроль по диаметру, длине и массе. При уборке столовой свеклы отмечено, что урожайность ботвы была прямо пропорциональна урожайности корнеплодов. Так, на опытных вариантах она оказалась выше по сравнению с контролем на 0,21 т/га. Нужно отметить, что вес ботвы стандартного корнеплода практически не зависел от дозы внесения «Нанокремния».

Таким образом, при внесении «Нанокремния» из расчета 100 г/га в фазы двух-трех пар настоящих листьев и активного роста — начала формирования корнеплода на фоне минеральных удобрений повышает урожай листьев столовой свеклы в целом, что в свою очередь способствовало более высокому накоплению органического вещества и повышению общей урожайности.

В целом же применение «Нанокремния» 100 г/га в эти фазы в качестве удобрения при возделывании столовой свеклы в условиях Нижнего Поволжья повышает ее урожайность на 0,78 т/га, а также товарность получаемой продукции, массу стандартного корнеплода и выход побочной продукции.

ВЛИЯНИЕ КРЕМНИЯ НА РАСТЕНИЯ

  • Отлично защищает растения от любого типа стресса. Биотического — от вредителей, грибов, бактериальных инфекций; абиотического — от высокой или низкой температуры, засухи, переувлажнения, холода, жары, радиации, химического загрязнения, нехватки или избытка освещения.
  • Существенно влияет на рост и развитие растений, не допускает полегания, повышает урожайность и улучшает качество продукции.
  • Увеличивает толщину листовой пластинки, делая ее более устойчивой к фитопатогенам (бактериям и грибкам) и вредителям.
  • Повышает содержание сахара в плодах.
  • Улучшает усвоение растениями макро- и микроэлементов.
  • Усиливает действие других удобрений: азотных, калийных, фосфорных.
  • Устраняет токсическое действие железа, марганца, меди, мышьяка, алюминия, стронция-90 и фенолов. При дефиците кремния резко увеличивается накопление в растениях железа и марганца.
  • Повышает солеустойчивость культур: корни становятся более устойчивыми к повреждающему действию натрия.
  • Значительно улучшает структуру почвы и повышает ее плодородие.
  • Упорядочивает обмен веществ, активизирует фотосинтез, а также синтез белков и углеводов.
  • Повышает активность корневой системы: количество вторичных и третичных корешков увеличивается на 20 — 100% и более.

Татьяна Иванченко,
кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник Федерального научного центра агроэкологии, комплексных мелиораций и защитного лесоразведения Российской академии наук, Волгоградская область

Земля и Жизнь, 2003-2021 | Политика конфиденциальности