agro business 160 160

Фізіологічні особливості застосування бору на посівах сої

Фізіологічні особливості застосування бору на посівах сої

/ Агрономія Сьогодні / Вівторок, 01 грудня 2020 15:04

Біологічне значення бору в живленні рослин вперше було встановлено майже 100 років тому (K. Warrington, 1923), й саме на бобовій культурі. Бор (В) належить до підгрупи III металоїдів і має проміжні властивості між металами та неметалами. Незважаючи на низькі рівні присутності в природі, елемент поширений як у літосфері, так і в гідросфері. Хоча у численних роботах визначено необхідність елементу, ідентифіковано його присутність у ґрунтах та рослинах, проведено багаторічні досліди з борними добривами, до цього часу фізіологічні механізми борного живлення відносяться до мало досліджених питань. Відповідно, рекомендації застосування зареєстрованих борних добрив часто суперечать фізіологічним потребам культури. Також, необхідно зазначити, що на ринку борних добрив в Україні домінує реклама й практично відсутні результати рандомізованих дослідів щодо коректного визначення ефективності живлення елементом.

Основна увага у живленні культурних рослин приділяється азоту. Водночас досить низькі рівні використання азоту посівами свідчать про обмеженість інформації щодо фізіологічних механізмів живлення культурних рослин. І практично поза увагою залишаються питання живлення культурних рослин іншими важливими елементами, зокрема бором. В Україні посіви бор-залежних культур перевищують 10 млн гектарів — соняшник, ріпак озимий та ярий, цукрові буряки, картопля тощо. Бор у системах живлення необхідний також на посівах сої, зернових колосових культур та кукурудзи.

У вітчизняних друках 20-річної давнини сою часто відносили до культур, які не реагують на бор. На сьогодні є загальновідомим, що соя, як і всі бобові, має високу потребу у борі. Бор має важливе значення для сої протягом всієї вегетації.

З’ясовано, що у культурних рослин, у порівнянні з іншими мікроелементами, найбільш розповсюдженим є дефіцит бору. Він різко зростає за промивного режиму ґрунту, насамперед на піщаних ґрунтах. Ефективність засвоєння бору рослиною знижується на лужних і кислих ґрунтах, за високого вмісту азоту, кальцію, у періоди зниження температури та за дії посухи протягом вегетації.

 

Уміст бору в ґрунтах України

Бор може бути в ґрунті у декількох формах. На більшості ґрунтів України за величин рН від 5,5 до 7,5 та в ґрунтових розчинах основними формами є борна кислота та іон борату. Бор здатний абсорбуватися частинками глинистих мінералів, органічними складовими ґрунтів, він має високу афінність щодо зв’язування з оксидами заліза чи алюмінію. На співвідношення між концентрацією бору в ґрунтових розчинах і рівнями елементу, абсорбованими частинками ґрунту, впливають рН та температура, сольовий індекс ґрунтів, а також їхні фізико-хімічні властивості.

Для більшості ґрунтів бор — дефіцитний елемент, і для деяких видів рослин характерні прояви його глобальної нестачі. На посівах важливих бор-залежних культур, зокрема буряків, соняшнику, ріпаку, бобових тощо дефіцит бору спостерігається на значних площах щорічно. З переліку специфічних симптомів нестачі бору першими проявляються гальмування та аномальний розвиток точок росту, блакитно-зелене забарвлення молодих листків і зниження рівнів фертильності.

Загальний вміст бору в різних типах ґрунтів становить від 1−2 до 50−80 мг/кг (С. Балюк, 2012, 2019). У ґрунтах Полісся його фоновий вміст у середньому становить 8 мг/кг ґрунту. В окремих ґрунтах вміст бору може знижуватися до 1,5 мг/кг, що навіть нижче порогової концентрації. У зоні Лісостепу фоновий вміст бору становить 6−12 мг/кг. У ґрунтах зони Степу вміст бору дещо вищий, ніж у ґрунтах Лісостепу, а його вміст становить 10−11 мг/кг. Проте найкраще забезпечені бором солонцюваті ґрунти. Коефіцієнт засвоєння бору з ґрунту становить лише 3−10%, що залежить від цілої низки чинників (кислотність ґрунту, вологість, вміст органічної речовини, гранулометричний склад ґрунту, високий вміст кальцію та калію, температурний, водний та кисневий режими). До 25% ріллі має низький вміст бору, що зумовлює дефіцит елементу в системах живлення рослин.

14 429 53

Бор сприяє засвоєнню кальцію рослинами з ґрунту. Дефіцит бору в ґрунті погіршує поглинання кальцію рослинами, навіть за його високих концентрацій у ґрунті. За високого забезпечення ґрунту калієм потреба культур у борі зростає. На рухомість бору в ґрунті негативно впливає вапнування. Вапнякові добрива, що містять CaCO3, зменшують вміст водорозчинного бору в ґрунті. Проте в останньому випадку спостерігається вимивання з ґрунту розчинних сполук бору. Отже, у провапнованих кислих ґрунтах міститься невелика кількість доступного для рослин бору. Дефіцит бору найчастіше спостерігається на карбонатних, заболочених та провапнованих ґрунтах, посилюється у посушливі роки, а також у роки з високими рівнями опадів протягом вегетаційного сезону, що спостерігалося у 2019 році, й за надмірного внесення азотних добрив.

 

Фізіологічна та біохімічна роль бору в живленні рослин

Слід зазначити, що існує суттєва розбіжність у даних щодо визначення потреби у борі, яка базується на виносах елементу з урожаєм основних бор-залежних культур. Щодо доз добрив, то на сьогодні серед зареєстрованих в Україні добрив рекомендована норма внесення від декількох грамів до десятків на гектар по елементу, що визначається економічними чинниками. Однак, згідно з фізіологічними потребами рослини, очевидно, що дози бору повинні бути суттєво вищими. Так, за даними I. Cakmak (2019), для отримання навіть середніх врожаїв бор-залежних культур, необхідно забезпечити внесення бору протягом вегетаційного періоду до 3–4 кг/га. Близькі до цих величин й фізіологічно обґрунтовані рівні живлення сої борними добривами.

Бор необхідний для сої для формування коренів, розвитку процесів симбіотичної азотфіксації, вдосконалення архітектури рослини та посилення цвітіння, подовження періоду цвітіння, збільшення кількості бобів і кращого формування насіння та продуктивності посіву. За присутності бору відбувається синтез й транспортування вуглеводів, ростових речовин (гормонів, РНК, ДНК) та аскорбінової кислоти з листків у генеративні органи і до коренеплодів. Бор необхідний рослинам для росту та розвитку меристемних тканин. Дефіцит бору в рослинах призводить до руйнування молодих тканин, призупинення росту кореневої системи, стебла та відмирання точок росту рослин. Бор сприяє проростанню пилку в пилкових трубках квіток та їх запиленню. Дефіцит бору спричиняє низку уражень рослин — верхівковий хлороз точки росту рослин, численні форми гнилей частин рослини. За дефіциту бору на бор-залежних культурах коренева система деформується, на ній з’являються некротичні плями, уповільнюється ріст точок росту, розтріскуються стебла, призупиняється цвітіння.

Низька забезпеченість рослин бором викликає порушення анатомічної будови рослин, слабкий розвиток ксилеми, роздробленість флоеми основної паренхіми та дегенерацію камбію. Коренева система розвивається слабко і уражується гнилями, бактеріозом та іншими кореневими хворобами. Відомі численні результати дослідів з підвищення рівнів ураження посівів сої збудниками видів Fusarium за дефіциту бору. Показано, що у сої дефіцит бору спричинює порушення морфологічного розвитку, від послаблення галуження рослини, зростання крихкості частин рослини, до інгібування розвитку кореневої системи. У роботах Cakmak I. та Römheld V. встановлено, що забезпечення посівів бобових оптимальними дозами борних добрив є ефективним у протидії біотичним та абіотичним стресам.

Бор за своєю фізіологічною значущістю відрізняється від інших мікроелементів. З агрономічного погяду — вузьким інтервалом концентрацій від активації росту до фітотоксичності.

Дослідженнями встановлено, що мобільність бору в рослинах не може бути основою для забезпечення різних частин рослин та органів протягом вегетації за позакореневого застосування. Бор транспортується у формі комплексу з полііолами у видів, в яких полііоли є основним фотосинтетичним продуктом. Багато культурних рослин продукують полііоли у процесах фотосинтезу, при цьому інформація щодо величини їх синтезу є недостатньою для з’ясування рівнів транспорту боратів у рослинах.

14 429 52

Для бору характерним є нерівномірний розподіл його по рослині, він більшою мірою накопичується у листках, бутонах, квітках, основним місцем його локалізації є пилок, зав’язь, тичинки. Менше бору містять корені рослин й дуже мало — стебла. Найвищий вміст бору спостерігається у листкових пластинках, тоді як паренхіма та судинно-волокнисті пучки не характеризуються ареалом локалізації бору. Необхідно наголосити, що бор не реутилізується. Це положення має виключне значення, оскільки переважну більшість борних добрив вносять в Україні позакоренево. Однак завдяки переміщенню через ксилему він накопичується у старих листках, причому найвищий його вміст спостерігається по краях листкових пластинок.

 

Взаємодія бору з іншими елементами живлення

Вплив бору на поглинання рослинами інших елементів живлення пов’язаний зі зміною проникності мембран і станом внутрішньоклітинних колоїдів. Взаємодія бору з іншими мікроелементами має дещо суперечливий характер. Так, наприклад, передбачуваний антагонізм бору з Cu, Cr, Mo та Mn ймовірно пов’язаний з непрямим впливом, що виникає під час посилення росту, а отже — зі збільшенням потреби у зазначених мікроелементах. Антагонізм Fe і В є результатом підвищення накопичення бору в коренях за посиленого надходження Fe з ґрунту. Антагонізм бору та Si — це наслідок конкуренції іонів силікатів з бором у процесах адсорбції, причому ця реакція спостерігається як у ґрунтовому середовищі, так і в тканинах коренів.

Найчастіше спостерігається взаємозв’язок між В та Са. Рослини розвиваються нормально за умови, що існує певний баланс як у надходженні Са та В, так і в концентраціях їх у тканинах. На кислих ґрунтах часто спостерігається дефіцит бору, спричинений вапнуванням. Однак за однакових кількостей Са концентрація бору в тканинах набагато вища тоді, коли в ґрунт вносився нерозчинний у воді СаSO4, а не легкорозчинний СаСО3. Вапнування призводить до зниження адсорбції бору ґрунтовими колоїдами, тому токсична дія цього елементу може бути ослаблена чи попереджена внесенням Са у ґрунт. Це явище пояснюється як реакціями в ґрунтовому середовищі, так і метаболічними процесами. Необхідно зазначити, що взаємодія кальцію та бору спостерігається у рослин, бактерій, тварин і людини. Однак механізми взаємодії кальцію та бору є ще на стадії обговорення. Бор і фосфор мають аналогічні реакції з групою ОН-, тому поглинання цих елементів рослинами дуже схоже. Поглинання і розподіл Р2О5 залежить від концентрації бору, тому що він знижує рухомість і трансформацію фосфору в коренях. Взаємодії бору та Р2О5 у ґрунтах заважає вплив фосфатних іонів на міграцію бору. Інші чинники, спричинені елементами живлення, зокрема К і Na, що впливають на утримання бору в рослинах, є вторинними, пов’язаними з посиленням росту рослин або деякими фізіологічними порушеннями.

Необхідно зазначити, що для нормального розвитку рослин необхідний суворий контроль за рівнем забезпечення безперебійного борного живлення, яке залежить від pH ґрунтового розчину, температурного, водного режимів тощо. З огляду на те, що під впливом бору рослини раніше зацвітають і дають насіння, різко знижується захворюваність й підвищується насіннєва продуктивність, виникає необхідність додаткового внесення боровмісних добрив. Проте, варто зауважити, що не всі борні добрива можна використовувати, оскільки значна їх частина не зареєстрована в Україні.

У численній науковій літературі останнього десятиріччя дослідження механізмів живлення бором розглядаються як один із головних напрямів у фізіології живлення культурних рослин щодо підвищення їх продуктивності. При цьому ефективність окремих форм добрив дискутується, а порівняння основного та позакореневого внесення борних добрив залишається практично поза увагою. За позакореневого внесення фізіологічні обмеження реутилізації борату зумовлюють прояви дефіциту елементу у нових ярусах рослин, а застосування бору в генеративний період може бути токсичним для комах-запилювачів.

Таким чином, застосування борних добрив на посівах сої є важливим для підвищення їх продуктивності та резистентності до дії біотичних й абіотичних стресів. Доцільно звернути увагу на основне внесення борних добрив, що може забезпечувати рослину елементом протягом всієї вегетації. При цьому препаративні форми добрив повинні бути повільно розчинними. Також слід враховувати потенційну токсичність бору до сходів культури й не перевищувати рекомендовану норму внесення безпосередньо у зоні кореневої системи проростка культури.

 

Віктор ШВАРТАУпрофесор, член-кореспондент НАН України
Людмила МИХАЛЬСЬКАкандидат біологічних наук
Інститут фізіології рослин і генетики НАН України

 

 

 28 березня 2024
Цього тижня в Україні спостерігається чергове зниження цін на моркву.
Цього тижня в Україні спостерігається чергове зниження цін на моркву.
28 березня 2024
 28 березня 2024
Період залежності українського ринку від імпорту вершкового масла завершився. На тлі збільшення пропозиції вітчизняна продукція помітно подешевшала, і європейське масло стало неконкурентним в Україні.
Період залежності українського ринку від імпорту вершкового масла завершився. На тлі збільшення пропозиції вітчизняна продукція помітно подешевшала, і європейське масло стало неконкурентним в Україні.
28 березня 2024
 28 березня 2024
Перші аукціони з оренди державних земель в Україні можуть бути оголошені вже влітку цього року.
Перші аукціони з оренди державних земель в Україні можуть бути оголошені вже влітку цього року.
28 березня 2024
 28 березня 2024
До свого 25-річчя провідний виробник мікробних і ферментних препаратів провели ребрендинг та відкрили нову сторінку в історії компанії!
До свого 25-річчя провідний виробник мікробних і ферментних препаратів провели ребрендинг та відкрили нову сторінку в історії компанії!
28 березня 2024
 28 березня 2024
У 2023 році зберігалася загальна тенденція до скорочення обсягів імпорту сільгосптехніки до України.
У 2023 році зберігалася загальна тенденція до скорочення обсягів імпорту сільгосптехніки до України.
28 березня 2024
 28 березня 2024
Сучасне сільське господарство наголошує на ефективному та екологічно чистому використанні ресурсів з метою досягнення максимальної врожайності та якості врожаю. Передпосівне внесення добрив під час смугового обробітку ґрунту та внесення добрив під час вегетації є ключовими методами, що сприяють оптимальному розвитку рослин і досягненню бажаних результатів. Ця стаття присвячена різним технологіям та інноваціям від BEDNAR.
Сучасне сільське господарство наголошує на ефективному та екологічно чистому використанні ресурсів з метою досягнення максимальної врожайності та якості врожаю. Передпосівне внесення добрив під час смугового обробітку ґрунту та внесення добрив під час вегетації є ключовими методами, що сприяють оптимальному розвитку рослин і досягненню бажаних ...
28 березня 2024

Please publish modules in offcanvas position.