Основне значення мікроелементів полягає у підвищенні активності ферментів, які каталізують біохімічні процеси. До мікроелементів належать В, Мn, Сu, Zn, Со, Мо, Fе та ін., вміст яких у рослинах і ґрунтах становить не більше тисячної частки процента в перерахунку на суху речовину. Нестача мікроелементів у ґрунті зумовлює зниження врожаю, його якості, пошкодження рослин шкідниками та ураження хворобами. Роль мікроелементів у живленні рослин не обмежується активізацією ферментів. Вони здатні утворювати комплекси з нуклеїновими кислотами та іншими сполуками, впливають на фізичні властивості, структуру і фізіологічні функції клітини, стан і розвиток кореневої системи, формування репродуктивних органів, що врешті-решт сприяє підвищенню врожаю та його якості.
Бор до складу ферментів не входить, однак бере участь у первинних етапах поглинання фосфору бобовими культурами, стимулює утворення хлорофілу і сахарози, РНК та ДНК, посилює гідролітичну активність ферменту інвертази і переміщення цукрів з листя до коренеплодів цукрових буряків. Достатня кількість бору у ґрунті сприяє росту бульб картоплі і накопиченню в них крохмалю. Бор потрібний для рослин протягом вегетації, особливо в період запилення та дозрівання насіння. При нестачі бору порушуються процеси поділу, росту і диференціації клітин, у рослин льону відмирають точки росту. Недостатнє живлення рослин бором призводить до зниження інтенсивності фотосинтезу, виникнення серцевинної і сухої гнилі коренеплодів цукрових буряків, побуріння і загнивання суцвіть капусти, збільшення зараження картоплі паршою.
Манган. Головна роль мангану виявляється у фотосинтезі. Він бере участь в окислювально-відновних процесах і диханні, азотному, ауксиновому та нуклеїновому обмінах, гліколізі. Достатнє манганцеве живлення посилює нагромадження сахарози у цукрових буряках, підвищує вміст у шишках хмелю гірких речовин, алкалоїдів та ефірних масел, каротину. Нестача мангану призводить до зниження вмісту білка, вітаміну С, порушення структури мембрани, розвитку хлорозу, сірої плямистості злаків, плямистості, жовтухи цукрових буряків. Середній вміст мангану в рослинах досягає 1 мг/кг.
Молібден входить до складу ферментів нітратредуктази і нітрогенази, бере участь у перенесенні електронів під час відновлення нітратів і фіксації молекулярного азоту атмосфери. Без молібдену не утворюються бульбочкові бактерії. Застосування молібдену сприяє нагромадженню білкових сполук у рослинах, особливо в бобових. Нестача молібдену зумовлює накопичення в продукції рослинництва нітратів. При використанні молібдену підвищується коефіцієнт засвоєння азоту добрив рослинами, зменшуються його втрати внаслідок вимивання і денітрифікації.
На внесення молібдену, особливо на ґрунтах з кислою реакцією добре реагують бобові культури, капуста, коренеплоди, овочеві культури. Вміст молібдену понад 1 мг/кг сільськогосподарської продукції шкідливий для людини і тварин.
Цинк входить до складу ферменту карбоангідрази, малатде-гідрогенази, лужної фосфатази та інших ферментів, бере участь в окислювально-відновних реакціях дихання, нуклеїновому та ауксиновому обмінах, регулює синтез АТФ. Надходження у надземну частину рослин фосфору тісно пов'язане з наявністю цинку в них, особливо в кореневій системі. Цинк бере участь у метаболізмі стимуляторів та інгібіторів росту, нуклеїнових кислот, білків. Він необхідний для утворення ауксинів, підвищує стійкість рослин проти посухи, високих і низьких температур, грибних та бактеріальних захворювань.
Внаслідок недостатнього живлення рослин цинком затримується їх ріст. У яблунь, абрикос, слив, вишень розвивається дрібне листя і розеточність, у кукурудзи — хлороз листя. Чутливі до нестачі цинку також цукрові буряки, конюшина, хміль, гречка.
Мідь бере участь у перенесенні електронів в окислювально-відновних реакціях при окисленні багатьох сполук, у процесі фотосинтезу, в азотному; ауксиновому та нуклеїновому обмінах. При взаємодії з амінокислотами, білками та іншими біополі мерами і утворює стабільні комплекси.
Мідь входить до складу таких ферментів, як поліфенолокси-Даза, тірозиназа, ортодифенолоксидаза. Найбільша потреба рослин у міді спостерігається на торф'яних і дерново-підзолистих ґрунтах. Добре реагують на мідь льон, конюшина, кормові буряки, горох, овочеві, трави. Середній вміст міді в рослинах становить 0,2 мг/кг маси.
Головним джерелом надходження мікроелементів у ґрунт є материнська порода. Біогенна акумуляція мікроелементів у ґрунтах визначає їх роль як основного джерела живлення рослин.
У процесі формування ґрунтів, їх використання та окультурення відбувається перерозподіл мікроелементів по генетичних горизонтах. Внаслідок застосування засобів хімізації, відходів промисловості значно збільшується вміст мікроелементів у ґрунті, особливо у верхньому його шарі. Значна кількість мікроелементів надходить у ґрунт з вулканічним пилом, морськими бризками, метеоритним і космічним пилом, внаслідок антропогенної діяльності і техногенних викидів.
Для вирощування сільськогосподарських культур і життєдіяльності людини мають значення бор, мідь, манган, цинк, молібден, залізо, хром, йод, свинець, кадмій, радіонукліди стронцію, цезію, кобальту. Крім виносу урожаєм, значна частина мікроелементів піддається водній, вітровій та біогенній міграції. Велика роль у перетворенні мікроелементів з малодоступних для рослин форм, мобілізації мікроелементів, що входять до складу мінералів, належить мікроорганізмам і продуктам їх життєдіяльності. Мікроелементи разом з макроелементами беруть участь у всіх складних процесах біологічного кругообігу речовин.
Для живлення рослин і планування застосування мікроелементів має значення не валовий їх вміст у ґрунті, а вміст рухомих форм. У паспорті поля зазначають низький, середній або високий вміст рухомих форм мікроелементів і використовують ці дані при визначенні норм і способів застосування мікродобрив. Так, дерново-підзолисті, сірі опідзолені ґрунти Полісся характеризуються низьким вмістом рухомих форм молібдену (0,15-0,20 мг/кг ґрунту), бору (0,19-0,34), міді (0,39-0,94 мг/кг). Манганом і цинком рослини середньо- і високозабезпечені. Ґрунти Лісостепу характеризуються середнім рівнем забезпечення рослин бором (0,56-1,08 мг/кг ґрунту), міддю (1,92-3,80), манганом (68-133), низьким і середнім рівнем забезпечення молібденом (0,14-0,60 мг/кг). Чорноземи звичайні і південні, каштанові, темно-каштанові характеризуються високим рівнем забезпечення рослин бором (0,88-3,34 мг/кг ґрунту), манганом (112-180), середнім — молібденом (0,22-0,40), низьким — цинком (0,08-0,34 мг/кг ґрунту) (Л. П. Головіна, А. Я. Гетманець).
Найбільший вміст нікелю (25-50 мг/кг ґрунту) встановлено в Житомирській, Київській, Черкаській, Сумській, Херсонській, Донецькій і Луганській областях. Вміст мікроелементів в ґрунтах крім природного фактору у значній мірі обумовлений техногенними викидами. Техногенне навантаження часто сприяє накопиченню мікроелементів у ґрунтах.
Мікродобрива
Джерелом мікроелементів для рослин є органічні добрива, зола, мінеральні добрива, добрива з мікроелементами, відходи промисловості. Значна частина мікроелементів міститься у техногенних продуктах. Застосовують мікроелементи з урахуванням біологічних особливостей рослин і планового врожаю, доступної кількості мікроелементів у ґрунті, окупності витрат.
Ефективність застосування мікроелементів визначається з урахуванням величини врожаю, його якості та інших показників (лежкості, стійкості проти хвороб).
Сульфат марганцю МnSO4 · 5Н2O. Масова частка мангану становить 21-22%. Кристалічний порошок білого або світло-сірого кольору. Добре розчинний у воді. Солі мангану застосовують для передпосівної обробки насіння (табл. 43), підживлення, основного внесення (5 кг/га).
Суперфосфат марганізований. Масова частка засвоюваних сполук фосфору становить 19-21%, водорозчинного мангану 1-2%. Гранульований. Використовують для основного внесення, в рядки на ґрунтах з малим вмістом мангану.
Бура Na2В4О7 · 10Н2О. Масова частка бору 11%. Біла кристалічна сіль.
Борна кислота Н3ВO3. Масова частка бору становить 17,5%. Біла дрібнокристалічна речовина. Буру і борну кислоту застосовують для передпосівної обробки насіння, підживлення.
Таблиця 43
Норми солей мікроелементів для передпосівної обробки насіння (за П. А. Власюком)
| Культура | Сульфат марганцю | Сульфат цинку | Сульфат міді | Борна кислота | Молібдат амонію |
| На 100 кг насіння | |||||
| Озима пшениця | |||||
| Кукурудза | |||||
| Люпин, горох | |||||
| Льон-довгунець | - | ||||
| Цукрові буряки | - | ||||
| На 1 кг насіння | |||||
| Помідори | |||||
| Капуста | 2,5 | 2,5 | |||
| Конюшина | - |
Суперфосфат простий з бором. Масова частка засвоюваної фосфорної кислоти становить 19-21%, водорозчинного бору 0,2%. Голубого кольору, гранульований. В Україні є великий досвід виробництва і застосування суперфосфату з манганом, молібденом, цинком.
Бор магнієве добриво. Містить 13% Н3ВO3 і 20% МgО. Розсипчастий порошок сірого кольору. Норма внесення 20-30 кг/га. Як джерело бору використовують боратове борошно (4-8% бору), осаджений борат магнію (1,5-1,8% бору і 25-35% магнію), бор-но-датолітове добриво (2,0-3,0% бору). Норма внесення 50 кг/га. Бор вносять під льон, особливо на вапнованих ґрунтах, конюшину, люцерну, горох, овочеві і плодово-ягідні культури. Від внесення бору під цукрові буряки приріст коренеплодів збільшується на 30-40 ц/га при одночасному нагромадженні сахарози (табл. 44).
Молібдат амонію (NН4)2МоO4. Масова частка молібдену становить 51-53%. Кристалічний порошок білого або світло-сірого кольору. Використовують для обробки насіння молібденом, вприскування, підживлення.
Сульфат цинку ZnSO4. Масова частка цинку становить 21,8-22,8%. Як основне удобрення вносять 3 кг/га цинку. У садах проти розетковості проводять обприскування до початку розпускання бруньок 2-12%-ми водними розчинами сульфату цинку. Ефективним є застосування цинку під цукрові буряки, кукурудзу, особливо при внесенні високих норм фосфорних добрив.
Таблиця 44
Вплив добрив з мікроелементами на врожайність цукрових буряків і вихід цукру, ц/га
(за П. А. Власюком)
| Варіант досліду | Урожайність | Приріст | Вихід цукру |
| Гній + NPК- (фон) | - | ||
| фон + сульфат марганцю | |||
| фон + суперфосфат мар-ганізований | |||
| фон + молібдат амонію | |||
| фон (контроль) | - | ||
| фон + борна кислота або боратовий суперфосфат | |||
| Фон + сульфат цинку | - | ||
| фон (контроль) | - | ||
| Фон + суперфосфат з цинком | |||
| фон + сульфат літію |
Сульфат міді СuSO4 · Н20. Масова частка міді становить 24-25%. Застосовують для обробки насіння, підживлення (0,02-0,05%-й розчин), основного внесення (10-12 кг/га).
Піритні недогарки. Містять 0,2-1% міді. Вносять у нормі 5-6 ц/га через 2-3 роки на торф'яних ґрунтах. Прирости врожаю озимої пшениці та ячменю від застосування міді становлять 4-11 ц/га, льону насіння і волокна відповідно 2,1 і 10,2 ц/га, сіна і насіння багаторічних трав — 8-11 та 0,8-1,5 ц/га.
Для боротьби з хлорозом і направленого забезпечення рослин мікроелементами застосовують хелати заліза (ЕДТА, вміст заліза 13%; БТРА, вміст заліза 6%).
Застосування органічних і мінеральних добрив з мікроелементами сприяє збільшенню в ґрунтах рухомих форм мікроелементів. В мінеральних добривах мікроелементи є домішками, які нормуються технічними умовами їх виробництва. Дослідженнями проведеними в стаціонарному досліді кафедри агрохімії НАУ встановлено, що щорічне внесення 13 т/га гною і 252 кг/га N, Р2O5, K2Oза 10 років не сприяло накопиченню в лучно-чорноземному карбонатному ґрунті цинку, кобальту, нікелю, міді, свинцю і кадмію. Аналогічні дані отримані в дослідах з добривами Донецькою, Запорізькою і іншими сільськогосподарськими дослідними станціями. Таким чином встановлено, що мінеральні добрива в оптимальних нормах не є джерелом забруднення ґрунту.
В Україні ГДК рухомих форм цинку становить 23 мг/кг ґрунту, нікелю — 4, мангану — 50, міді — 3, кадмію — 0,7, кобальту — 5, хрому — 6.
Контрольні запитання
1. Роль мікроелементів в обміні речовий і формуванні високоякісної продукції.
2. Які добрива містять мікроелементи?
3. Економічна і агрохімічна ефективність застосування мікродобрив.
