Актуальность использования микроэлементов в хелатной форме
Интенсивный рост сельскохозяйственного производства в последние десятилетия привёл к увеличению использования различных минеральных синтетических удобрений и пестицидов. Применение таких продуктов чаще всего приводит к ухудшению состояния почв. Однако минеральные компоненты в состав которых входят микроэлементы являются важным звеном в питании растений. Рост и морфогенез органов растений зависят от обеспеченности растений марганцем [1], в то же время высокие концентрации марганца в питательной среде подавляют поглощение других микроэлементов [2]. На активность и характер метаболизма элементов питания, потребляемых растением, значительно влияет железо, ускоряющее обмен веществ в растительном организме. [3, 4]. Цинк положительно влияет на образование ростовых веществ (ауксинов) и хлорофилла [3, 5]. Для усиления поступления в растения картофеля азота, калия, марганца и молибдена в питательный раствор вносят цинк, который ускоряет развитие растения, сокращая вегетационный период, и повышает устойчивость к фитофторозу [3]. Медь способна повышать устойчивость растений к полеганию и неблагоприятным условиям среды [5]. Для повышения устойчивости растений к фитофторозу, снижения поражаемости чёрной ножкой, паршой и железистой пятнистостью в питательный раствор добавляют медь [3]. Основными признаками недостатка бора являются опадание цветков и завязей, низкий урожай семян и плодов при нормальном развитии вегетативной массы [5]. Молибден поступает в растения в виде молибдат-аниона или хелатных соединений (содержание молибдена в растения составляет 0,0005-0,002%) и входит в состав ферментов, регулирующих азотный обмен [1].
К сожалению, внесение микроэлементов в твердой форме и в больших количествах в почву может привести к превышению ПДК ионов в ней и как следствие к их засаливанию. Соли макро- и микроэлементов в жесткой воде, могут образовывать карбонаты, плохо растворимые соединения ионов, или практически нерастворимые гидроксиды металлов, не усвояемые растением. Важным является разработка новых способов повышения урожайности культур экологически безопасным способом – без внесения большого количества минеральных удобрений. Решением данной задачи может быть обработка жидкими удобрениями в хелатной форме. Элементы в хелатной форме защищены от изменений в почвенном растворе, не подвержены трансформации в токсичные и недоступные для растений формы. Нормы применения удобрений с микроэлементами и их токсичность зависят от состава и формы препарата. Хелатные формы биогенных металлов имеют преимущество перед неорганическими солями для использования в сельском хозяйстве, так как имеют низкую токсичность и более эффективны при меньших дозах применения (Х.Ш. Казаков, 1963; Бинеев, 1987; Ю.Н. Калимуллин, 1984; М.Ю. Метлякова, 1998 и др.). Так, например, токсичность медного купороса в 15-30 раз выше по сравнению с препаратами в которых медь присутствует в форме хелата с лимонной кислотой или глицином [6]. Нормы применения таких удобрений так же будут в разы меньше. Применение микроэлементов в виде хелатного удобрения при обработках «по листу» может дать значительную прибавку урожайности и насыщение растения исследуемыми макро- и микроэлементами [7, 8].
Компания ООО «Торфопродукт» в 2022 году разработала новую линию препаратов «Аминатор» с широким спектром макро- и микроэлементов (N, P, K, Cu, Mn, Fe, Мо, Zn, B и т.д.) необходимых для эффективного выращивания сельскохозяйственных культур. Микроэлементы в препарате «Аминатор» сбалансированы и находятся в хелатной форме с аминокислотами. Хелаты образуются за счет соединения хелатизирующего вещества (лиганда) с катионом металла (например, Fe, Mn, Zn, Cu). В таком соединении отдельная частица метала окружена большой частицей хелатизирующего вещества и закреплена несколькими химическими связями. Хелатизирующие вещества принадлежат к группе комплексных соединений. Подтверждение образования таких соединений возможно спектрофотометрическим методом за счет различий в интенсивности полос поглощения [9].
Спектрофотометрические исследования препарата «Аминатор Базис» и взятого для сравнения раствора медного купороса с концентрацией 0,042 моль/л (аналогично концентрации препарате) проводили на спектрофотометре фирмы «ЭКРОС» ПЭ 54400-УФ с использованием кварцевой кюветы с толщиной 12 мм в диапазоне длин волн 310-800 нм относительно дистиллированной воды. Полученные спектры приведены на рисунке 1.
Рисунок 1 – Спектры поглощения препарата «Аминатор Базис» и раствора медного купороса
Из электронных спектров поглощения (рис. 1) 4,2 × 10–2 моль/л растворов медного купороса и «Аминатор Базис» в состав которого входит медь и комплексообразователь, следует, что интенсивность максимумов полос поглощения этих растворов меняется в интервалах 315–395 и 555–800 нм. В видимой и УФ области (рис. 1) поглощение в препарате «Аминатор Базис» выше, чем в растворе с медным купоросом. Данный факт свидетельствует об образовании комплекса (хелата) в препарате.
Формирование хелата в разработанном препарате позволяет использовать при расчете норм применения в десятки и сотни раз меньшие концентрации действующих веществ. Применение хелатов экономически выгодно и несет меньшую экологическую нагрузку.
Список литературы:
- Голубев И.М. О геохимической экологии микроэлементов, тяжелых металлов / И.М. Голубев // Проблемы экологии в сельском хозяйстве: сборник тезисов конференции (Россия, г. Пенза, 25–26 февраля 1993 г.). – Пенза: Приволжский Дом научно-технической пропаганды, 1993. – Ч. 1. – С. 28–30.
- Кабата-Пендиас А. Микроэлементы в почвах и растениях / А. Кабата-Пендиас, Х. Пендиас; пер с англ. – Москва: Мир, 1989. – 439 с.
- Анспок П.И. Микроудобрения: справочник / П.И. Анспок. – 2-е изд., перераб. и доп. – Москва Агропромиздат, 1990. – 272 с.
- Битюцкий Н.П. Необходимые микроэлементы растений: учебник / Н.П. Битюцкий. – Санкт-Петербург: ДЕАН, 2005. – 256 с.
- Шеуджен А.Х. Биогеохимия / А.Х. Шеуджен. – Майкоп: Адыгея. – 2003. – 1027 с.
- Антонович Е.А., Подрушняк А.Е., Шуцкая Т.А. Токсичность меди и ее соединений // Совр. проблемы токсикол. —1999. — №3. — С. 4-13
- Усанова З.И. Влияние комплексонатов микроэлементов на формирование урожайности топинамбура: сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции / З.И. Усанова, О.А. Булюкина // Повышение управленческого, экономического, социального, инновационно-технологического и технического потенциала предприятий и отраслей АПК (Россия, г. Тверь, 29–31 мая). – Тверь: Изд-во Тверской ГСХА, 2017. – С. 8–11.
- The impact of cover crops and foliar application of micronutrients on accumulation of macronutrients in potato tubers at technological maturity stage / R. Gaj, B. Murawska, E. Fabisiak-Spychaj et al. // European Journal of Horticultural Science. – 2018. – Vol. 83 (6). – Pp. 345–355.
- Скорик Н.А., Коротченко Н.М, Изучение устойчивости виолуратных комплексов некоторых d-и f-металлов / Н.А. Скорик, Н.М. Коротченко // Журнал неорганической химии. – 2012. – Т. 57, № 1 - C. 141–147.