Диагностика растений: миф, маркетинг или необходимость?

Полная мобилизация растений

Для увеличения продуктивности растений необходима полная мобилизация их возможностей в процессе роста и развития. И хотя генетический потенциал уже заложен в семенах, однако внешние факторы — грунтовые, агротехнические и, наконец, погодные — могут увеличивать или уменьшать его (из опыта, к сожалению, чаще всего уменьшать). Одним из важных факторов, которым мы можем управлять, является минеральное питание. И наша задача — направить процесс формирования урожая на получение его максимального количества и качества (а в современных условиях не забудем об экономической эффективности, иначе зачем вкладывать больше, чем мы получим?).

Для определения лучших условий формирования урожая необходимо в каждом конкретном случае учитывать процессы, происходящие в растениях, чтобы правильно использовать рычаг влияния минерального питания. Прежде всего, необходимо понимать, как в течение вегетационного периода образуются и развиваются те органы растений, которые определяют будущую урожайность.
 
Анализа почвы достаточно?

Изучение свойств почвы — это неотъемлемая часть управления минеральным питанием, поскольку различные виды растений имеют различные потребности в подвижных формах элементов питания. Но не менее важной составляющей является контроль состояния посевов в течение всех периодов вегетации с одновременным знанием грунтовых условий (его свойств, режимов, методов обработки и т.д.), а также погодно-климатических условий. Можем считать растение лучшим индикатором доступности элементов питания, поскольку основой функциональной диагностики служит влияние на жизнедеятельность растения только тех элементов питания, которые были усвоены им.

А если вдаться в подробности, то некоторые элементы питания трансформируются, только попав в корневую систему, и частично используются на её рост, а дальнейшее перемещение в надземную часть растения во многом зависит от наиболее активных и растущих органов — то есть соответственно фазе вегетации. Как вывод — мы должны постоянно держать руку на пульсе или «фокус на растении» 24/7.

Как проконтролировать поглощение питательных веществ из почвы?

Короткий ответ — никак. Основным регулятором усвоения питательных веществ из внешней среды (и не только корневой системой) является генетический «код» растений, который контролирует процесс поглощения в соответствие с фазой вегетации. Для биосинтеза простых органических соединений растение тратит большое количество энергии, основным источником которой являются фотосинтез и дыхание. Поглощение питательных веществ из почвы происходит с помощью корневых волосков, которые преодолевают сопротивление клеточных стенок и мембран. Поскольку процесс корневого дыхания обеспечивает питание энергией, существует прочная взаимосвязь между воздушным режимом почвы и способностью корневой системы поглощать питательные вещества.

Какие существуют методы диагностики минерального питания?

Как вы уже поняли, минеральное питание — это комплекс взаимосвязанных факторов, поэтому и диагностика должна быть комплексной:

1. Визуальная диагностика — определение нарушения режима минерального питания по визуальным признакам. Растительная клетка постоянно обновляется, синтезируя характерные только ей соединения. Из-за избытка или недостатка элементов питания образуются соединения, не соответствующие нормальному состоянию клеток, которое необходимо для формирования новых клеток, тканей, органов. Такие нарушения не остаются незамеченными. То есть причина возникновения дефицита — нарушение внутриклеточного биосинтеза, как следствие — разрушение молекулы хлорофилла, изменение окраски листьев или неправильное формирование органов растений. Данный метод является общим для определения состояния посевов, и при наличии дефицита сразу нескольких элементов питания точность данного метода резко уменьшается. А в таких случаях неправильно принятое решение может иметь слишком высокую цену.

2. Субмикрополевой метод — метод опрыскивания или инъекции раствора элементов. Метод применяется при определении в массиве поля участков угнетенных растений, развивающихся аномально, при условии, что такое положение не является следствием повреждения вредителями, поражением болезнями и нарушением агротехники выращивания.

Суть метода — в комбинировании визуального анализа и проверки гипотезы о недостатке одного (нескольких) элементов путем опрыскивания слабым раствором одного из элементов питания. Реакция растений на такую ??обработку начинает проявляться через 3-4 дня. Более четко — через 1-2 недели. Данный метод является более точным, но и ресурсозатратным. А при наличии нескольких гипотез (недостатка сразу нескольких элементов питания) заставит превратить ваше поле в целый исследовательский участок, поскольку для правильной диагностики раствор должен содержать только один элемент.

3. Морфо-биометрическая диагностика — метод определения состояния растений по приросту массы, количеству и размерам органов растений, количеству и структуре урожая. Данный метод необходим для создания высокопроизводительных посевов. К морфо-биологическим показателям относятся: высота растений, количество и размер листьев (площадь листовой поверхности), общая биомасса и масса отдельных органов, структура урожая. Учеты проводят в соответствующие фазы развития культур, а лучше — в соответствующие периоды образования и развития производительных органов, формирующих структуру урожая. Преимуществом этого метода является возможность сравнения данных тех же фаз развития разных лет, которые отличаются обычно погодными условиями, что в свою очередь влияет на темпы развития растений. Метод основан на учете прироста массы растений, количества и скорости образования новых органов, их соотношения между собой; на оценке состояния посевов в течение вегетации и анализе структуры урожая. Стоит заметить, что учетом по календарным датам разных лет сравнивают фактически разные по развитию растения, что является недопустимым и приводит к неправильным выводам. Данный метод идеально подходит для комбинирования с химическим методом, так как дает ответ на вопрос, как формируется урожай, ведь теоретическая основа данного метода — онтогенез развития растений по этапам органогенеза растений.

4. Химическая диагностика растений — наиболее точный метод.

Химическая диагностика — это анализ по фазам вегетации «индикаторных» органов растений для определения обеспеченности последних макро-, мезо- и микроэлементами. К химической диагностикеотносятся тканевая и растительная диагностика. Во время тканевой диагностики анализируют только отобранные пробы растений без озоления на содержание в них неорганических форм соединений элементов, а при листовой диагностике — определяют их общее содержание после озоления. Стоит обратить внимание, что при определении неорганических форм соединений элементов в тканях необходимо учитывать то, что в них быстро происходят ферментативные превращения веществ, особенно после потери тургора — поэтому данный вид диагностики необходимо выполнять в кратчайшие сроки.

5. Тканевая диагностика — самый распространенный метод полуколичественного определения потребностей растений в элементах питания.

Наиболее распространенным является метод определения потребностей растений в элементах питания по фотохимической активности суспензии хлоропластов (по А. С. Плешкову и Б. А. Ягодину). Определение основано на измерении активности хлоропластов при добавлении отдельных реактивов — элементов питания. Таким образом делается вывод о целесообразности внесения элемента: в случае увеличения фотохимической активности хлоропластов — дефицит и, соответственно, есть необходимость внесения элемента питания, в случае уменьшения — избыточное его количество, и при одинаковом с контролем (без добавления элемента питания) — оптимальное количество в тканях. В данном анализе используется акцептор электронов — 2,6-дихлорфенол индофенола, который обеспечивает необходимое качество проведения анализа.

Метод такой диагностики несколько схож с субмикрополевым, однако нет необходимости терять драгоценное время для проведения корректировки питания. Тканевая диагностика позволяет понять многие физиологические процессы: поглощение и перемещение элементов по органам и тканям растений, обменные процессы, взаимосвязь минерального питания с другими функциями растительного организма, прежде всего фотосинтезом и дыханием. Однако необходимо учесть факторы, которые могут усилить или ослабить способность растений синтезировать сложные органические соединения, и тем самым повлиять на запас минеральных форм питательных веществ в тканях.

6. Листовая диагностика — это анализ лабораторного определения валового содержания элементов питания. В этом случае применяют обычные методы озоления органического вещества для определения N, P, K, Ca, Mg и других элементов. Обычно анализы делают в двух навесках — в одной определяют азот по Кьельдалю, а во второй — другие элементы питания после мокрого и сухого озоления. Суть мокрого озоления — сжигание органического вещества в концентрированной серной кислоте с катализаторами K2SO4 + CuSO4 и селеном. Для определения других элементов питания используют сжигания в муфельной печи при температуре 550°С по отдельной сложной методике. При этом необходим тщательный контроль за процессом сжигания, так как температура выше 600°С приводит к потерям фосфора, серы и других элементов. Дальше — инструментальное спектрофотометрическое определение элементов питания (кроме кальция — тригонометрический метод, калий — пламенная фотометрия). Классная штука, правда? Из всех предложенных данный метод является наиболее точным, однако имеет и недостатки — высокая стоимость и длительный период определения, при котором теряется «люфт» для возможной успешной корректировки. Все мы знаем, насколько важна каждая секунда в горячий сезон, а потому самостоятельно отдаем предпочтение более быстрым методам определения или доверяемся интуиции.

Есть результаты анализа — что дальше?

Недостаточно получить просто результаты анализа (если мы говорим о химических методах диагностики растений) — важно правильно интерпретировать и определить «чего» и «сколько», и не навредить при этом растению. Если сомневаетесь — стоит обратиться к производителям удобрений или постоянных консультантов, ведь минеральное питание — инструмент, которым можно управлять, поддерживая при этом баланс.

Игорь Бубнов, руководитель проекта микроудобрений ALFA Smart Agro