Микроэлементы сегодня: новые составы — не роскошь, а необходимость

Ежегодный рост объема сельскохозяйственного производства не обходится без расширения масштабов применения микроудобрений. Внимание аграриев к микроэлементам вызвано пониманием их влияния на рост и развитие культур. По прогнозам аналитиков, среднегодовой прирост мирового рынка микроудобрений до настоящего времени составлял более 8% и дальше будет продолжать расти, приближаясь к 2027 году до объема $12,2 млрд. Это вызвано увеличивающимся дефицитом микроэлементов в пахотных землях и растущим спросом на высокопитательную и качественную сельхозпродукцию, которую можно получить, используя сбалансированные по макро- и микроэлементам системы питания культур.

Перед тем как выбрать новые технологии, производители стараются досконально разобраться, что они в итоге получат от их внедрения. Убедившись, они готовы вкладывать средства в новые продукты, которые гарантируют хозяйству стабильную прибыль. Так происходит в последнее время и с микроэлементами, дефицит которых в почвах и растениеводческой продукции является драйвером роста объемов выпуска и приемов применения микроудобрений. Микроэлементы участвуют в процессах синтеза и передвижения в растениях углеводов, в белковом и жировом обмене веществ. В условиях дефицита микроэлементов нарушаются процессы обмена веществ, задерживается развитие, снижается устойчивость растений к неблагоприятным условиям внешней среды и болезням.

Рост понимания важности микроудобрений и различные приемы их внесения при возделывании культур приводят к устойчивому росту сельхозпроизводства в сложные по погодным условиям годы. Установлено, что за счет микроудобрений урожайность сельскохозяйственных культур можно повысить в среднем на 10-12%.

Тем не менее, многие сельхозпроизводители до сих пор игнорируют включение биологически значимых микроэлементов в системы питания культур, чем снижают эффективность основных NPK-удобрений (особенно азотных) и качество своей продукции.

В условиях низкой обеспеченности почв доступными формами микроэлементов установлено, что, влияя на стабильность и прирост урожайности в интенсивных технологиях, микроудобрения иногда в большей степени улучшают качество растениеводческой продукции. Их также применяют в технологиях возделывания культур с целью преодоления дефицита содержания микроэлементов в зерне, кормах, овощах и плодах, что важно для поддержания здоровья животных и человека. В условиях дефицита микроэлементов в почвах с помощью внесения микроудобрений можно эффективно, дешево и безопасно решать проблемы профилактики микроэлементозов (дисбаланса) и вызываемых ими нарушений обмена веществ в любом живом организме.

ЧИТАТЬ ПО ТЕМЕ: Как добиться максимальной эффективности азота через сбалансированное питание растений

В настоящее время основными микроэлементами для растений признаны: железо, марганец, бор, натрий, цинк, медь, молибден, кремний, недостаток которых в почвах сказывается на скорости процессов роста и развития. К бесспорно необходимым микроэлементам относят марганец, цинк, медь, молибден и бор. Остальные полезные виды микроэлементов (кобальт, селен, кремний, йод и др.) оказывают стимулирующее действие на растения, поэтому они необходимы только в определенных условиях произрастания и только для определенных видов культур.

Следует учитывать, что формирование дефицита микроэлементов в растениях является результатом сложного взаимодействия нескольких факторов. Исследования показывают, что недостаток микроэлементов в растении связан со свойствами и происхождением почв. Недостаток микроэлементов отмечен как на кислых, так и на известкованных дерново-подзолистых почвах (с рН более 6,0) с неблагоприятным водным режимом, а также имеющих избыток фосфатов, азота и кальция.

Основным источником микроэлементов для сельскохозяйственных культур служит почва. Отечественная агрохимическая наук, начиная со второй половины прошлого столетия, изучила содержание в почвах страны всех видов значимых микроэлементов и запасов их форм, продолжает вести мониторинг уровня обеспеченности разных по гранулометрическому составу пахотных земель бором, медью, цинком, марганцем, селеном, йодом и кобальтом. Установлено, что дерново-подзолистые почвы республики генетически бедны на микроэлементы, что является лимитирующим фактором роста урожайности и снижения качества растениеводческой продукции. Поэтому микроэлементы не являются новым видом удобрения для белорусского сельского хозяйства.

В настоящее время содержание подвижных форм всех биологически значимых микроэлементов в пахотных землях не соответствует потребностям растений для нормального роста и развития. Более 90% почв пашни нуждаются в обязательном применении меди и цинка (имею низкий и средний уровень обеспеченности), на 70% почв требуется внесение бора, повсеместно не хватает марганца, а обеспеченность почв селеном, йодом и кобальтом очень низкая. Самым низким содержанием подвижных форм микроэлементов характеризуются преобладающие в республике супесчаные и песчаные почвы и с низким содержанием гумуса (Рак М.В.).

В сравнении с макроудобрениями, дозы микроудобрений в предпосевную обработку семян, в почву и некорневые подкормки на разных стадиях развития культур значительно ниже, что требует высокой точности их дозирования и равномерного внесения. 

Отечественные ученые разрабатывают новые формы и составы микроудобрений и наноудобрений (включающие бор, марганец, медь, цинк, кобальт, молибден, селен, йод и др.) для некорневой подкормки растений и обработки посевного материала. Микроэлементы обязательно включаются в состав новых форм азотных и комплексных удобрений под основные сельскохозяйственные культуры в соответствии с их биологическими потребностями.

Возрастающую роль микроэлементов в современных условиях ученые-агрохимики объясняют снижением содержания именно подвижных форм микроэлементов в почвах, что связано с отрицательным балансом их поступления, известкованием кислых почв, постоянным выносом микроэлементов урожаями, невнесением микроудобрений в почву, снижением содержания гумуса в почвах.

Восполнить дефицит микроэлементов на полях в ближайшее время не получится, так как они интенсивно используются в сельском хозяйстве. Важным источником поступления некоторого количества биологически значимых микроэлементов в почвы пашни служит периодическое внесение подстилочного навоза, которое в среднем по хозяйствах республики составляет 10-12 т/га пашни. А с 1 т подстилочного навоза 75% влажности в почву возвращается около 100 г марганца, 35-65 г цинка, около 10 г меди, 3,5 г бора и по 0,2-0,5 г кобальта и молибдена.

Вместе с этим, в виде примесей с минеральными удобрениями и мелиорантами в пахотный слой также поступает следующее количество микроэлементов, мг/кг:

• с известковыми материалами (100 мг марганца, 20 мг цинка и 10 мг меди, бор, молибден и кобальт), в дефекате содержится 12% цинка, 4% меди, бор и кобальт;
• с калием хлористым (10 мг цинка, по 5 мг меди с марганцем и др.);
• с аммофосом (около 35 мг марганца, 15 мг цинка);
• с двойным суперфосфатом (110 мг цинка, 34 мг марганца и 8 мг меди);
• с сульфатом аммония (25 мг кобальта, 15 мг цинка и др.);
• с комплексными NPK-удобрениями (138 мг марганца, 123 мг цинка, 34 мг меди).

Однако все вышеуказанные источники возврата микроэлементов в почву несущественны для решения проблемы отрицательного баланса подвижных форм микроэлементов в пахотном слое. Поэтому обеспеченность конкретного поля хозяйства бором, медью и цинком агрономы узнают из результатов последнего тура агрохимического обследования сельскохозяйственных земель и с учетом уровня планируемого урожая составляют системы удобрения с включением в них требуемых доз микроудобрений согласно биологической потребности каждой культуры.

На международном уровне рынок микроудобрений для сельского хозяйства рассматривают с позиции видов микроэлементов (бор, цинк, марганец, медь, молибден, кобальт, йод и селен), типа культур (зерновые, овощные, плодовые, бобовые, масличные, кормовые), формы микроудобрения (хелаты или соли), а также приема внесения (в почву, некорневую подкормку, предпосевную обработку семян, фертигация и гидропоника).

Самым популярным микроэлементом на мировом рынке является цинк, на долю которого приходится около 30% общего объема продаж. Цинк признан важным элементом питания для человека и животных с учетом его пользы для здоровья. Присутствие в кормах для КРС цинка важно для качества молока и здоровья вымени коров, а также обмена веществ у телят. Отсюда и растущий спрос на продукты питания и корма с нужным количеством цинка. Следом за цинком существенным ростом продаж выделяется молибден, необходимый для широко возделываемых зерновых и бобовых культур.

Большинство микроэлементов вносят непосредственно в почву, добавляя их в состав основных минеральных удобрений. Второе место по приемам внесения имеет некорневая или листовая подкормка. Увеличивается доля применения микроэлементов при обработке семян и в гидропонике.

Доля микроудобрений, в которых микроэлементы находятся в форме хелатов, более технологичных в применении, продолжает расти по отношению к простым солям, несмотря на то, что они дешевле в применении. Преимущество микроэлементов в форме хелатов — эффективность в различных почвенно-агрохимических условиях, хорошая совместимость с регуляторами роста и средствами защиты растений.

Наибольшее количество микроудобрений вносится под зерновые культуры (пшеница, кукуруза, ячмень, овес). На втором месте по потреблению микроэлементов — бобовые и масличные культуры, при стремительном росте их внесения в овощеводстве и садоводстве.

По величине спроса на микроудобрения доминирует Азиатско-Тихоокеанский регион (Китай, Индия и др.), за которым идет быстро развивающийся рынок Северной Америки. Европейский рынок микроудобрений по величине спроса находится на третьем месте. Африка пока сосредоточена на освоении технологий сохранения влаги и плодородия почвы, после чего там прогнозируется высокая потребность в микроэлементах для удовлетворения внутреннего спроса на продукты питания.

Вовлеченные в селекционные работу компании стали больше инвестировать в подготовку рекомендаций, касающихся составов питательных веществ для оптимизации систем питания сельскохозяйственных культур. Возобновляется интерес к внесению небольших доз стартовых (фосфорных) удобрений с микроэлементами. Да и внедряемая технология точного земледелия позволяет использовать микроудобрения на более высоком уровнем эффективности.

Сегодня внимание нормативно-правовых органов европейских стран все больше сосредотачивается на контроле и регулировании количества применения питательных веществ. Они полагают, что ранее микроэлементы на посевах культур часто вносились в чрезмерных объемах из-за высоких концентраций в препаратах. При этом запрет в странах ЕС применения отдельных видов пестицидов открыл возможность компенсировать потерю урожая за счет использования микроудобрений. Заметим, что рынок Евросоюза защищен от поставок новых продуктов, так как их регистрация по установленным правилам дорогая и трудоемкая, а рынок континента уже сложился.

Наряду с ростом масштабов внесения микроэлементов, у этого направления существуют свои трудности, которые касаются знаний правильного их применения и использования в качестве инвестиции в развитие.

С учетом вышесказанного, как должны выглядеть в перспективе новые предложения в сфере производства микроудобрений, способствующие преодолению дефицита питательных веществ для обеспечения роста урожая и качества продукции?

Наиболее приемлемы технологичные и простые в применении составы, содержащим все необходимые питательные вещества, которых обычно не хватает в почвах региона или хозяйства. Целесообразным направлением является производство и применение твердых и жидких комплексных удобрений, обогащенных микроэлементами, в которых соотношение питательных веществ соответствует потребностям конкретных видов культур.

Невозможно обойти тему тесной связи растениеводства и животноводства. При переводе на круглогодичное стойловое содержание коровы потребляют только консервированные корма, в которых наблюдается недостаток микроэлементов и витаминов, так как большую часть выращиваемых в республике кормов получают на почвах, низко обеспеченных микроэлементами.

Если растениеводство проявит ответственность в решении вопросов с качеством кормов и их обеспеченностью жизненно важными микроэлементами агрохимическим путем, это существенно снизит затраты на закупку дорогостоящих витаминно-минеральных премиксов, расходы на лечение молочных коров, чем продлит жизнь коровам, повысит качество молока, мясной и молочной продукции.

Известно, что в обогащенных с помощью микроудобрений кормовых культурах микроэлементы находятся в легкоусвояемой органической форме, благодаря чему достигают кишечника животного в неизменном виде, имеют высокую стабильность и биодоступность при разных уровнях pH, не проявляют антагонизма при всасывании.

Присутствие проблем в молочном скотоводстве легко выявить, если сосредоточить внимание на роли основных микроэлементов в организме животных и вызываемых их дефицитом в кормах функциональных нарушениях. Известно, что микроэлементы влияют на функции кроветворения, эндокринных желез, защитные реакции организма, микрофлору пищеварительного тракта, регулируют обмен веществ, участвуют в биосинтезе белка, проницаемости клеточных мембран и т.д.

Наибольшее значение для здоровья животных также имеют медь, цинк, марганец, селен, йод и кобальт, поступление и усвоение которых зависит от качества воды (содержания железа) для выпойки животных, так как между отдельными микроэлементами существуют антагонистические взаимоотношения.

При недостатке в рационах меди в крови коров и телят появляются незрелые формы эритроцитов, вызывая заболевание анемией, шерсть животных приобретает рыжеватый отлив, появляется извращенный аппетит.

Самым эффективным приемом повышения концентрации жизненно важных для животных микроэлементов в кормовых культурах до оптимальных значений является некорневая подкормка посевов соответствующими видами микроудобрений в определенные фазы роста и развития растений в установленных отечественной наукой дозах. При этом одни виды микроэлементов больше накапливаются в репродуктивной части урожая (зерне), а другие — в вегетативной массе.

Следует учитывать, что от некорневой подкормки в вегетативной массе и зерне наиболее активно повышается содержание таких микроэлементов, как кобальт, молибден, йод и селен. В связи с высокой кумулятивной способностью данных микроэлементов их дозы в некорневые подкормки кормовых культур (повышающие концентрации микроэлементов до оптимальных значений) должны быть следующими:

• молибдена — 10-30 г/га;
• кобальта — 20-30 г/га;
• селена — 10-20 г/га (в форме селенита натрия);
• йода — 50-75 г/га (в форме йодистого калия).

Менее значительно после обработки растений возрастает концентрация меди и цинка, а содержание марганца в растениях после некорневую подкормку не изменяется, так как на его поступление в растениях больше влияет кислотность почвы и содержание обменной формы марганца в почве.

Напомним, что оптимальное содержание в растениях и кормах цинка и марганца находится в пределах 20-60 мг/кг сухой массы (Ковальский А.П.). Согласно медико-биологическому регламенту, в производимом в Беларуси молоке содержание цинка не должно превышать 5 мг/кг, а в мясе — 70 мг/кг.

Оптимальное содержание меди в корме для животных составляет 5-10 мг/кг сухого вещества. По нормам, оптимальная концентрация кобальта в кормах для КРС должна составлять 0,3-0,9 мг/кг (Ковальский А.П.). Заметим, что поступлению кобальта в растения мешают медь, марганец и цинк (антагонизм). Поэтому с целью обогащения растений кобальтом, этот вид микроудобрения следует применять раздельно, а не в смесях с указанными микроэлементами (Протопопова Л.Г., 2002).

Специалисты в области кормления животных считают, что содержание молибдена в кормах должно быть 0,2-2,5 мг/кг и не превышать 3 мг/кг сухого вещества (Скальный А.В., 2004). С точки зрения кормовой ценности оптимальное соотношение Cu : Mo в растениях должно быть не менее 4:1 (Kruczynska H., 1985).

К примеру, в Беларуси, в получаемой растениеводческой продукции содержание селена в 10 раз ниже его оптимальных значений, которые составляют 100-500 мкг/кг сухой массы. Отечественные исследования показали, что содержание селена в крови коров в отдельных хозяйствах республики составляло 29,8-44,7 мкг/л при оптимальном уровне 130-180 мкг/л. В молоке концентрация селена должна быть 40-90 мкг/л, но по факту его содержится значительно меньше — 5,4-8,6 мкг/л (Рак М.В., 2010).

Широкое распространение заболеваний человека и животных эндемическим зобом на территории республики объясняется весьма низким содержанием йода во всех объектах природной среды. Ряд исследователей отмечают положительное действие йодного микроудобрения на урожайность культур, которое больше проявляется в неблагоприятные по метеоусловиям годы и на известкованных почвах. Большей аккумуляции йода в растениях способствует преимущественно белковый характер обмена веществ у бобовых, по сравнению со злаками, где преобладает углеводный тип метаболизма. На основании многочисленных экспериментов установлено, что потребность животных в йоде в зависимости от вида и возраста колеблется от 0,4 до 1,5 мг в сутки, а оптимальное содержание в травяных кормах составляет 0,4-1,0 мг/кг, к чему следует стремиться агрономам, используя агрохимический путь повышения содержания йода в кормовых культурах.

Подготовлено по материалам, опубликованным в журнале «Наше сельское хозяйство» (2021 г., № 21).