Внекорневые (листовые) подкормки в настоящий момент являются распространенной практикой в виноградарстве, особенно на бедных почвах.
Профессор Томас Эйхерт (Thomas Eichert), ведущий специалист в мире в области исследований внекорневого питания растений, развенчивает некоторые из традиционных мифов, связанных с применением минеральных питательных веществ в виде листовых подкормок.
Чтобы оптимизировать внекорневые подкормки, необходимо знать принципы поглощения питательных веществ листом и контрольные параметры.
По сравнению с традиционным почвенным внесением минеральных удобрений, внекорневые подкормки имеют больше преимуществ.
Внекорневые подкормки обеспечивают виноградник питательными веществами напрямую, без этапа прохождения через почву, поэтому они действуют намного быстрее и предотвращают потерю питательных веществ путем выщелачивания или иммобилизации в почве.
Внекорневые подкормки позволяют быстро исправлять или предотвращать дефицит питательных веществ и при этом они экологичны.
Тем не менее, есть также потенциальные недостатки и риски, связанные с этой практикой применения минеральных удобрений.
К недостаткам можно отнести передозировку.
Передозировка не приведет к исправлению дефицита питательных веществ, но может сжечь листья и повлиять на урожайность.
При внекорневом питании на скорость всасывания удобрений влияют такие факторы, как почвенно-климатические условия, тип используемых удобрений и урожайность.
В настоящий момент достигнут значительный прогресс в понимании процессов действия на растение внекорневых подкормок, и многие ранее принятые концепции и теории минерального питания растений теперь считаются устаревшими, однако в этой сфере остаются весьма живучими различные старые представления, которые мы назовем мифами.
Миф 1: внекорневые подкормки - естественная альтернатива традиционному почвенному внесению удобрений.
При внекорневых подкормках всегда следует помнить, что надземные органы растений предназначены для того, чтобы минимизировать обмен веществ с окружающей средой, а не для того, чтобы поглощать минеральные питательные вещества.
По этой причине поверхность листьев всех растений, и винограда в том числе, покрыта более или менее водоотталкивающей липофильной кутикулой, препятствующей проникновению водных растворов питательных элементов.
Устьица также защищены от проникновения капельной влаги.
Следовательно, основная задача - донести питательные вещества до растения в ходе внекорневой подкормки - состоит в том, чтобы преодолеть водоотталкивающий барьер на поверхности листа.
Цель – соблюсти баланс поглощения: питательные вещества должны всасываться листьями с достаточной скоростью, но одновременно скорость всасывания должна быть достаточно низкой, чтобы избежать ожога листьев. Поэтому мы приходим к выводу, что внекорневая абсорбция питательных веществ с поверхности листа является чисто физическим процессом и регулируется законами диффузии.
Миф 2: если на поверхность листа попадают питательные вещества, то листья начинают их активно поглощать.
В отличие от физиологического поглощения элементов питания корнями, процессы поглощения у листьев пассивны, и поэтому проникновение питательных веществ через поверхность листьев не является избирательным. Это означает, что питательные вещества, наносимые с помощью опрыскивания на листья, будут проникать в растение независимо от его физиологических потребностей.
Пассивный характер процесса поглощения имеет важное свойство: любое вещество, присутствующее на поверхности листа, будет проникать внутрь до тех пор , пока на поверхности листовой пластики существует градиент концентрации в качестве движущей силы для диффузии. Если скорость проникновения очень быстрая, уровень проникновения слишком высок и несовместим с метаболизмом растения, то результатом будет ожог листьев – это именно то явление, которое очень часто встречается на практике на виноградниках.
Поэтому эффективность внекорневого питания сталкивается с двумя проблемами: с одной стороны, с низкой скоростью поглощения из-за отталкивающих свойств поверхности листьев, а с другой - с чрезмерной скоростью, вызванной процессом пассивного поглощения.
Важно! Основная задача опрыскивания внекорневыми питательными растворами состоит в использовании оптимальной дозы удобрения, чтобы не получить ожог листьев.
Миф 3: кутикула - единственный доступный путь проникновения листовой подкормки в растение.
Механизм поглощения показал, что важную роль в проникновении растворов в листья играют устьица. Было установлено, что скорость всасывания напрямую коррелирует с наличием, частотой или открытием устьиц.
С другой стороны, известно, что инфильтрация нанесенного на лист раствора через устьице не происходит массовым потоком (в случае, если поверхностное натяжение на поверхности листа не было уменьшено очень эффективным активным ингредиентом (ПАВ), добавленным в раствор внекорневой подкормки).
Этот парадокс был получил объяснение, когда было доказано, что очень маленькие молекулы проникают в устьица за счет диффузии в поверхность устьиц, а не за счет массового потока раствора.
В результате, процент устьиц листьев, вовлеченных в поглощение, часто уменьшается, в то же время чем через устьица раствор поглощается в большем количестве.
Эксперименты показывают, что поглощение через устьица - наиболее важный путь, особенно для минеральных питательных веществ.
Миф 4: основной путь всасывания питательных элементов у листьев – это кутикула.
Кутикула - инертная гидрофобная оболочка, покрывающая большую часть зеленой массы растений. Кутикула состоит из кутина, в котором присутствуют липиды (воски).
Жирорастворяющие смеси могут легко проникать в кутикулу, растворяя воск.
Проникновение же водных растворов, таких как удобрения в виде минеральных солей, сильно затруднено по причине очень низкой растворимостью водных растворов в кутикуле. Например, растворимость аммиачной селитры в кутикуле более чем в 100 раз ниже, чем у воды (оценивается по коэффициенту распределения октанол/вода), и показатели по другим минеральным удобрениям в виде солей продемонстрировали аналогичные значения.
Тем не менее, удобрения в виде минеральных солей могут поглощаться при нанесении на поверхность листа без участия устьиц. Это указывает на то, что картина растворения и диффузии в кутикуле, действительная для жирорастворимых веществ, не может удовлетворительно объяснить поглощение кутикулами водорастворимых веществ.
По этой причине была разработана модель полярных водных пор. Согласно этой модели, вода может поглощаться кутикулой и образовывать внутренние водные комплексы.
Если абсорбируется достаточное количество воды, комплексы могут образовывать «водный мостик» внутри липофильной кутикулы, в котором водные растворы могут распространяться между внешней поверхностью листа и клетками эпидермиса.
Поскольку состояние гидратации зависит от развития пор в кутикуле, то получается, что проницаемость контролирует относительная влажность воздуха.
Было установлено, что при снижении относительной влажности воздуха от 100 до 90% проницаемость кутикулы груши уменьшается в 10 раз, а при относительной влажности 50% - еще больше, примерно в 100 раз. Из этого можно сделать вывод, что чем ниже относительная влажность, тем ниже проницаемость кутикулы.
Важно! В условиях низкой влажности воздуха наиболее важным становится устьичное поглощение.
Миф 5: чем выше относительная влажность воздуха, тем лучше через листья идет процесс поглощения питательных веществ.
Считается, что высокий уровень относительной влажности воздуха способствует лучшему поглощению питательных веществ, наносимых на листья при внекорневых подкормках.
Как уже было сказано, по сути, проницаемость кутикулы увеличивается с увеличением относительной влажности, и также можно предположить, что при высокой относительной влажности вероятность открытия устьиц будет еще больше.
Следовательно, при высокой относительной влажности проницаемость обоих путей поглощения листьев будет выше, чем при низкой относительной влажности воздуха.
Однако помимо проницаемости, существует еще один параметр, который контролирует скорость поглощения листьями питательных растворов, а именно - градиент концентрации на поверхности листьев. Этот градиент измеряется концентрацией солей питательных элементов на поверхности листа, которая, в свою очередь, напрямую контролируется относительной влажностью воздуха.
Концентрация солей в применяемых листовых подкормках обычно не находится в равновесии с относительной влажностью воздух., поэтому нанесенный на листья раствор будет испаряться до достижения равновесия. Было показано, что концентрационный баланс растворенных веществ, нанесенных на лист, зависит от обоих факторов: относительной влажности воздуха и гигроскопичности растворенного вещества.
Степень гигроскопичности растворенного вещества может быть выражена посредством показателя, характеризующего растворение соли в воде, поглощенной воздухом. Этот порог влажности называется «относительной влажностью распада» (ОВР) или «точкой распада».
Каждая соль имеет определенную постоянную ОВР при определенной температуре воздуха. Взаимодействие между относительной влажностью воздуха и ОВР растворенного вещества контролирует очень важный момент: высохнет ли раствор, попавший при опрыскивании на лист, с его поверхности ( при условии, что относительная влажность воздуха меньше, чем ОВР ) или не высохнет ( если относительная влажность воздуха больше, чем ОВР).
Если относительная влажность воздуха меньше, чем ОВР данной соли минерального удобрения, то жидкая фракция водного раствора будет полностью испаряться, оставляя дегидратированную остаточную соль на поверхности листа. Такую соль лист никак не может усвоить, из нее невозможно поглощать питательные вещества.
Если относительная влажность воздуха равна ОВР данной соли минерального удобрения, то насыщенный солевой раствор останется на поверхности листа, а градиент концентрации на поверхности листа будет максимальным.
При относительной влажности воздуха больше, чем ОВР данной соли минерального удобрения равновесная концентрация соли постоянно уменьшается, пока насыщение (когда относительная влажность равна 100%) не достигнет теоретической концентрации, равной нулю.
Доступность питательных веществ для растения будет зависеть от различной ОВР минеральных солей, который увеличивается в следующем порядке: хлорид < нитрат < сульфат. Эта последовательность позволяет регулировать скорость поглощения питательных веществ, выбирая тип соли на основе преобладающих уровней относительной влажности воздуха.
Внекорневые удобрения редко бывают однокомпонентными. Обычно в их составе содержатся дополнительные соединения, такие как адъюванты или другие соли минеральных веществ. Этот момент следует учитывать, поскольку смеси изменяют ОВР применяемого для опрыскивания раствора.
Проницаемость листьев и концентрация питательного раствора на поверхности листьев являются двумя ключевыми параметрами, которые контролируют скорость поглощения растением питательных веществ при внекорневой подкормке.
Если проницаемость листа увеличивается с увеличением относительной влажности воздуха, то концентрация раствора уменьшается. Такое антагонистическое поведение позволяет утверждать, что теория о том, что высокие значения относительной влажности воздуха приводят к высокой степени проникновения внекорневой подкормки в растение, неверна.
Расчетные модели показывают, что максимальные уровни проникновения обычно ожидаются на промежуточных уровнях относительной влажности. На промежуточных уровнях относительной влажности как проницаемость листьев, так и концентрация питательного раствора на поверхности листьев находятся в промежуточном диапазоне, и ни один из них не близок к нулю.
Выводы.
Важно! Процессы поглощения питательного раствора (внекорневой подкормки) листьями должны считаться исключительно пассивными и регулироваться законами диффузии.
Растения не имеют прямого способа контролировать процесс всасывания листовых подкормок, поэтому очень важно тщательно выбирать подходящий тип удобрения.
Было установлено, что как кутикула, так и устьица способны поглощать питательные вещества.
Важное различие между этими двумя путями заключается в том, что проницаемость кутикулы сильно зависит от относительной влажности воздуха, в то время как на устьица изменения относительной влажности влияют меньше.
Высокий уровень относительной влажности обычно увеличивают проницаемость поверхности листьев, но в то же время эффективная концентрация питательных веществ в листьях низкая. Следовательно, высокие уровни поглощения ожидаются при промежуточных уровнях относительной влажности воздуха.
Источник для перевода с итальянского: Redagrícola
