Фолиарная обработка растений что это
Обновлено: 07.07.2024
Ключевые слова: фолиарная обработка, комплексные и микробиологические удобрения, площадь листьев, продуктивность кукурузы.
Синтез новых препаратов предполагает повышение их экологической безопасности и создание энергосберегающих технологий производства и применения. Фолиарную обработку посевов из-за низких доз применения можно отнести к малозатратным элементам технологии возделывания, что делает её привлекательной с экономической точки зрения. В связи с этим выбранное направление исследований является актуальным и своевременным.
Методика исследований. Целью исследований было определение эффективности фолиарной обработки посевов кукурузы комплексными и микробиологическими препаратами при возделывании на кормовые цели.
Эффективность некорневой подкормки зависит от множества факторов, к которым относятся: увлажнённость, уровень плодородия и гранулометрический состав почвы, биологические особенности культур, условия агротехники, применяемые удобрения. Наибольший эффект от некорневых подкормок наблюдается в районах с достаточным увлажнением.
Метеорологические условия в период проведения исследований были разнообразными, агроклиматические показатели значительно варьировались как по условиям увлажнения, так и по температурным режимам. В 2016 году июль и август характеризовались высокой температурой воздуха (среднесуточная температура воздуха — 21,1 и 22,6ºС, превышение нормы — на 2,1 и 6,6ºС соответственно). Условия вегетационного периода 2017 года характеризовались существенными отклонениями среднесуточной температуры. Температура воздуха за май-июль была ниже средней многолетней на 1,1–2,5ºС (рис.). Июль и август отличались избыточным увлажнением: осадков выпало 208–222% от нормы. В 2018 году сложились относительно благоприятные погодные условия.
Рис. Температурные условия вегетационных периодов 2016-2018 гг. (метеостанция г. Ижевска)
Исследования проводили в СХПК им. Мичурина в Вавожском районе Удмуртской Республики по общепринятой методике (Доспехов, 1985), полевые опыты закладывали на дерново-среднеподзолистой среднесуглинистой почве с повышенным содержанием гумуса (2,6–3,0%), с близкой к нейтральной и нейтральной обменной кислотностью (рН — 5,6–6,4), очень высоким (более 250 мг/кг) содержанием подвижного фосфора и калия (ГОСТ Р 54650-2011). В опыте высевали гибрид Каскад 166 АСВ после картофеля.
Схема опыта включала следующие варианты подкормки посевов кукурузы:
Полевой однофакторный опыт проведён в трёхкратной повторности. Размещение вариантов систематическое. Учётная площадь делянки — 42 м 2 . Расход рабочего раствора — 200 л/га, опрыскивание проводили фазе пяти-шести листьев.
Результаты исследований. В среднем за 2016–2018 годы фолиарная подкормка посевов кукурузы способствовала увеличению площади листовой поверхности (табл. 1). Эффективность фолиарной обработки посевов кукурузы выявлена с фазы вымётывания, эта закономерность проявлялась до фазы созревания зерна.
1. Площадь листьев кукурузы в зависимости от фолиарной обработки, тыс. м 2 /га (2016–2018 гг.)
В каждом случае решение о применении фолиарного внесения элементов питания определяется величиной потерь урожая, связанной с конкретным дефицитом на начальных этапах его развития.
Большинство элементов питания применяются в виде солей, которые ионизируются в воде: это самый эффективный тип для поглощения растениями. В то время как многие хелаты металлов заряжены отрицательно, а некоторые соединения, такие как мочевина или борная кислота, могут быть нейтральными, большинство ионов минеральных солей будут иметь положительные заряды (катионы) и потенциально могут связываться с существующими свободными карбоксильными и гидроксильными группами, присутствующими в кутикуле, которая будет действовать как ионообменная мембрана.
Эффективность подкормок микроэлементами может зависеть от их способности переноситься в другие органы растений (мобильности).
В отношении подвижности по флоэме они делятся на:
- высокомобильные (N, P, K, Mg, S, Cl, Ni);
- условно мобильные (Fe, Zn, Cu, B, Mo);
- практически немобильные (не передвигаются от старых листьев к молодым — Ca, Mn).
Следовательно, обработки высокомобильными элементами с большей вероятностью вызовут системные реакции у растений, и вы точно увидите их влияние на урожайность (опять же только в том случае, если в почве этих элементов недостаточно).
Например, препараты на основе Zn, Mn, Ca и Fe являются локальными по своему эффекту и обладают ограниченным переносом из обработанных тканей к новообразующимся.
Необходимо также помнить, что молодые и растущие листья физиологически неспособны экспортировать питательные вещества, пока они не созреют, в то время как старые листья неспособны импортировать питательные вещества: это означает, что в некоторых случаях микроэлементы для определённых культур необходимо вносить два-три раза за сезон.
Существует два пути для перемещения растворенных веществ внутри листа, прежде чем они достигнут проводящей системы: апопластический путь (по существу, пассивный), и транспорт через симпласт (активный транспорт по флоэме и ситовидным трубкам), который происходит быстрее, чем по апопласту.
Гормоны, которые также влияют и на транспирацию, в то же время никак не влияют на транспорт питательных веществ, что является косвенным доказательством того, что открытие или закрытие устьиц не влияет на поглощение листьями элементов питания: поглощение через устьица не играет существенной роли в механизме листового питания.
Для реального эффекта элементам питания необходимо качественно распределиться на листьях, проникнуть через кутикулу или устьица в лист и далее — в клетки.
(Отвлечёмся от темы и отметим, что те действующие вещества фунгицидов или инсектицидов, которые плохо растворяются в воде, будут очень легко проникать через кутикулу, обладая более высоким липофильным сродством. Тоже верно до определённой степени и наоборот).
Большей частью поглощение происходит через кутикулу, но возможно и косвенное — через устьица, но…
Самое интересное (!): капля воды не может попасть в устьица высших растений из-за гидрофобности листьев, поверхностного натяжения воды и геометрии замыкающих клеток устьиц. Кроме того, скорость поглощения катионов при фолиарных обработках обычно выше ночью (устьица закрыты), чем днем (открыты) — значит, основной путь поглощения не лежит-таки через устьица. Большие анионы через устьица проникают, хотя достаточно ограниченно. Именно поэтому основной путь проникновения элементов питания — это всё же кутикула, а не устьица, а значит, применение ПАВ просто обязательно! Обычные ПАВ обеспечивают поверхностное натяжение около 30 мН/м, которого обычно недостаточно для проникновения в устьица. Однако кремнийорганические ПАВ (например, Silver Star Premium) могут снизить поверхностное натяжение воды примерно до 15…20 мН/м, обеспечивая поступление растворов и через устьица.
Именно поэтому кремнийорганика — отличное решение увеличить эффективность фолиарных обработок!
При этом важно помнить, что проникновение в устьица может произойти только в течение часа-двух после нанесения, а после высыхания капли проникновение через кутикулу остается единственным путем поглощения.
Но это ещё не всё, судьба растворов для фолиарных обработок включает следующие этапы: испарение и потери в атмосферу, кристаллизацию и удержание на внешней поверхности растений, потери из-за росы, поглощение и удерживание внутри кутикулы (в виде раствора в липидном слое), проникновение через кутикулу, перемещение в водной фазе апопласта, затем в мезофилл и в симпласт, дальнейшая транслокация из листьев через черешок и в сосуды.
Сроки фолиарных обработок, особенно фазы роста, в которые вы применяете препарат, имеют архиважное (по классику) значение для эффективности и влияния на урожай: сезонный характер поглощения элементов питания изменяется в зависимости от скорости роста и фазы развития.
Преимущества фолиарных обработок включают низкую стоимость (по сравнению с внесением основных удобрений), быструю реакцию растений, возможность мгновенно реагировать на симптомы дефицита, повышать качество урожая и др.
Недостатки — возможное возникновение ожогов, проблемы с растворимостью, особенно с холодной водой, требования к погоде во время обработки и два дня после обработки (температура, влажность воздуха, осадки), неэффективное проникновение в растение при слишком высоком рН баковой смеси (например, в случае с бором и калием), несовместимость с определенными химическими веществами, отсутствие эффекта с увеличением возраста листьев или в условиях засухи. Именно поэтому фолиарные обработки требуют экспертного мониторинга и не будут эффективными без научно-обоснованного подхода.
В обзоре рассмотрено современное состояние знаний о поглощении питательных веществ надземными органами растений при фолиарном применении удобрений. Выделены роль морфологии и структуры листа. Описаны основные пути и механизмы проникновения веществ в листья. Некорневая подкормка в определенных условиях может быть наиболее эффективным средством устранения нарушений минерального питания растений. Приведены примеры некорневого применения удобрений (мочевины, комплексных соединений железа, цинка и бора) и основные факторы, влияющие на его эффективность.Виды растений значительно различаются по свойствам поверхности листа и поэтому прогнозирование эффективности фолиарного применения удобрений, исходя только из состава удобрений, практически невозможно.
FOLIAR APPLICATION OF FERTILIZERS AND FACTORS AFFECTING THEIR PENETRATION INTO THE LEAF
The current state of knowledge about the absorption of nutrients by the above-ground organs of plants in the case of foliar application is examined in the review. It highlights the role of morphology and structure of the leaf. The basic ways and mechanisms of penetration of nutrients into the plants are described. Under certain conditions the foliar dressing may be the most effective means for elimination the mineral nutrition disturbance in the plant. The review presents examples of foliar application of fertilizers (carbamide, complex compounds of iron, zink and boron) and the main factors affecting its efficiency. Plant species significantly differ in the leaf surface properties and therefore the prediction of foliar dressing effectiveness based only on the composition of fertilizers is practically impossible.
Внекорневые (фолиарные) подкормки стали обязательной составляющей системы питания высокопродуктивных сортов и гибридов. В основном внекорневая подкормка является экономически выгодным и надежным методом ликвидации дефицитов элементов питания, предупреждения или нивелирования негативных последствий стрессовых условий, но существует множество факторов, влияющих на эффективность такого внесения.
В КАКИХ УСЛОВИЯХ ВНЕКОРНЕВЫЕ ПОДКОРМКИ ЯВЛЯЮТСЯ НЕОБХОДИМЫМИ?
При наличии ограничительных условий. Доступность питательных веществ из почвы блокируется физико-химическими (тип почв, рН почвенного раствора, содержание органического вещества, внесенные агрохимикаты), биологическими (микробиологическая активность почвы, зараженность болезнями или вредителями) или экологическими факторами (влажность и температура почвы). Например, при значениях рН почвы выше 7,5 доступность питательных веществ, в частности фосфора, бора, марганца и цинка уменьшается, хотя в почве могут присутствовать высокие общие количества этих элементов. Низкая температура почвы нарушает усвояемость азота, фосфора, серы, железа, марганца и цинка, а высокая температура и засушливые условия приводят к нарушению поглощения калия, кальция, меди и бора. Высокое содержание Са и Mg мешает мобилизации корневой системой калия, избыток ионов Fe и Mn блокируют поступление Р, Сu и Mo. Высокое содержание органического вещества может затруднять поглощение Fe, Mn, Сu та Mo.
При проявлениях симптомов дефицита питательных веществ. Внекорневое внесение является оперативным способом ликвидации выраженных симптомов дефицита (установленных в результате визуальной, листовой или почвенной диагностики), связанных с нехваткой доступных элементов в почве. Скорость действия такого применения обусловлена низкой селективностью поглощения веществ листовой поверхностью, соответственно, эффективность таких подкормок в десятки раз выше по сравнению с почвенным внесением удобрений. Кроме того, во время вегетации трудно контролировать баланс питательных веществ в почве, поэтому часто такое внесение является единственным способом ликвидации выраженного дефицита в период роста растений.
В критические фазы роста. Растения нуждаются в разном количестве питательных веществ на разных этапах развития, поэтому применение подкормок в физиологически обоснованную фазу имеет значительное влияние на урожайность (рис. 1). Например, отмечают повышенную потребность в B или Cu, которые важны для развития и роста пыльцы в период закладки элементов производительности, во время цветения или роста плодов. Или ограничение поглощения и транспортировки питательных веществ из почвы в связи со старением (уменьшение поглощения N в период налива зерна в злаковых культур). Ограниченная доступность некоторых элементов связана с их физиологической мобильностью в растении. В условиях недостаточной влагообеспеченности молодые ткани часто демонстрируют дефицит Са, В или Zn, поскольку недостаток влаги к нарушению их транспортировки в развивающиеся органы. Так, например, распространена обработка плодов фруктовых деревьев препаратами кальция с целью повышения лежкости и качества, а посредством внесения растворов бора в фазе бутонизации можно стимулировать цветение, прорастание пыльцевых трубок и увеличить процент завязывания плодов.
Листовое внесение имеет важные вторичные преимущества. Обработка растений через листовую поверхность запускает ряд физиологических процессов, повышающих продуктивность фотосинтеза, стимулирующих синтез углеводов, органических кислот, других биологически активных веществ и способствующих их транспортировке в корневую зону. Выделение этих веществ корневой системой повышает активность микроорганизмов, улучшает поглощение, повышает растворимость и усвоение труднодоступных форм питательных веществ.
ОГРАНИЧЕНИЯ ВНЕКОРНЕВОГО ВНЕСЕННЯ
Недостатками внекорневых подкормок является то, что они не обеспечивают существенного остаточного эффекта, их действие временное, поэтому применять их необходимо с определенной периодичностью. В большинстве случаев для устранения симптомов дефицита элементов питания обработки необходимо проводить каждый сезон с кратностью в 2-3 подкормки с интервалом 10-14 дней. В то же время количество питательных веществ рабочего раствора должно быть ограничено из-за возможного риска ожогов листовой поверхности. Кроме того, период внесения может ограничиваться факторами окружающей среды, прежде всего относительной влажностью, температурой воздуха, скоростью ветра и интенсивности освещения.
КАК ПОВЫСИТЬ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВНЕКОРНЕВЫХ ПОДКОРМОК?
Различные факторы влияют на эффективность поглощения элементов питания листовой поверхностью. Учет общих принципов проведения внекорневых подкормок поможет улучшить поступление питательных веществ в растение.
Использование высококачественных компонентов, биодоступных, безбалластных, нефитотоксичніх действующих веществ (хелатных форм микроэлементов, комплексов с биологически активными веществами, гуминовыми веществами, органическими кислотами, аминокислотами и пр.).
Регулирование рН рабочего раствора. Питательные вещества должны быть в полностью растворимой форме, чтобы растение было способно их абсорбировать. Показатель pH определяет растворимость питательных веществ и их взаимодействие с другими компонентами в баковой смеси. Как правило, для большинства культур слабокислый рН улучшает проникновение питательных веществ через поверхность листьев.
Кроме того, рН влияет на поглощение питательных веществ и другими способами: изменение заряда кутикулы под действием рН обусловливает ее селективность к ионам; ионная форма питательных веществ зависит от уровня рН, поэтому рН раствора может изменять скорость их проникновения и вызывать изменение степени фитотоксичности нанесенных соединений.
Улучшение свойств рабочего раствора. Применение адъютантов (прилипателя, пенетрантов, сурфактантов и других поверхностно-активных веществ), обеспечивающих смачивание, содержание активного ингредиента благодаря уменьшению поверхностного натяжения капель, а также способствующих быстрому поглощению и высокой биоактивности применяемого питательного раствора.
Время суток. Лучшее время для внесения - рано утром или поздно вечером, когда устьица листьев открыты. Температура окружающей среды и относительная влажность в значительной степени будут влиять на физические свойства и эффективность композиций. Внекорневая подкормка не рекомендуется, когда температура воздуха ниже 10°С или превышает 25°С.
Размер капель. Меньшие по размеру капли покрывают большую площадь и повышают эффективность проникновения через кутикулу. Однако, когда капли слишком малы (менее 100 мкм), может возникнуть дрейф (рис. 2).
Объем рабочего раствора. Объем внесенного раствора имеет значительное влияние на эффективность поглощения питательных веществ. Объем рабочего раствора должен быть достаточным, чтобы полностью покрыть листовую пластину растения, но чтобы не возникало стока питательных веществ из листьев.
Следовательно, для достижения высокой эффективности обработки посева необходимо взвешенно учитывать много факторов, таких как выбор удобрений для внекорневой подкормки, правильность приготовления рабочего раствора и время его внесения, настройки техники на соответствующий рабочий режим, погодные условия, состояние и фазы развития посева и тому подобное.
Ведущие производители удобрений для внекорневой подкормки сегодня имеют в своем ассортименте десятки различных видов препаратов, каждый из которых применяют в зависимости от конкретных условий. Правильное использование таких продуктов позволяет повысить урожайность и получить продукцию высокого качества.
С. Полянчиков, директор по развитию,
Читайте также: