В современном садоводстве и земледелии широко распростране-ны листовые подкормки минеральными удобрениями. С моментаоткрытия способности листьев поглощать минеральные вещества,в середине 19-го века, было накоплено много знаний и опыта о те-оретических принципах листовой абсорбции. Важным событием вэтом направлении стал первый международный симпозиум в Бер-лине (Германия) в 1985 г. (Александр, 1986), посвященный внекор-невым подкормкам, где собрались ученые и технические консуль-танты со всего мира, чтобы впервые обсудить как теоретическиеосновы, так и практические перспективы внекорневых подкормок.
После этого интерес к внекоревым подкормкам невероятно возрос.Об этом свидетельствуют многочисленные научные публикации,вышедшие с тех пор. Совсем недавно Международная АссоциацияИндустриальных Удобрений (IFA) выпустила новое итоговое собра-ние (V.Fernandez, 2013), в котором обобщены все знания, начиная стого периода до настоящего времени. Так что же нового мы узналиоб абсорбции листьями и проникновении питательных веществ?Как повлияют эти знания на оценку уже имеющихся продуктов ина дальнейшую разработку еще более эффективных внекорневыхудобрений?
Проникновение через кутикулярные мембраны
Любое исследование, связанное с применением листовых удобре-ний, должно рассматривать процесс проникновения ионов черезкутикулу. Это первый барьер, который должен быть пройден передтем, как питательные вещества попадут в цитоплазму.Кутикула – это полупроницаемая липидная мембрана, содержащаяводные поры (Schonherr,2000), и которые являются путями проник-новения ионных или гидрофильных соединений, таких как ионыпитательных веществ или соединения биостимуляторов. Наличиеэтих водных пор в кутикуле нельзя было подтвердить с помощьюэлектронного микроскопа, однако их существование было доказа-но косвенно, путём сложных лабораторных исследований.Чтобы проникнуть через эти поры все соединения или питатель-ные вещества должны быть водорастворимыми. V.Fernandez (2013)пишет в своей книге: ≪водорастворимость веществ, является клю-чевым фактором для листового поглощения, так как поглощение бу-дет происходить только тогда, когда используемое соединение рас-творяется в жидкой фазе поверхностного слоя растений, котораявпоследствии проникает в органы растений≫ (V.Fernandez, 2013).
≪Избирательность по размеру≫ кутикулярных мембран
Важным параметром питательных элементов, кроме растворимо-сти в воде, является размер молекул. Кутикулярные мембраны иих водные поры обладают ≪избирательностью по размеру≫, этоозначает, что молекулы лишь до определенного размера могут про-никать через поры. Это характерно как для кутикулярных пор так идля пор устьиц – еще одного пути проникновения растворов в лист.Суммарно можно сказать, что имеющиеся знания свидетельствуюто том, что водные поры кутикулярной мембраны могут достигатьдиаметра до 4-5 нм (в зависимости от вида растений), устьичныепоры- примерно до 45 нм. Исходя из размера устьиц, можно за-ключить, что частицы диаметром 1 мкм явно не могут проникнуть вустьичные поры, в то время как частицы размером 43 нм проникают(Eichert, T. andH.Goldbach,2008).Вернемся к оптимальному выбору препаратов для прямой и бы-строй листовой подкормки.
Cовершенно ясно, что из него исклю-чаются компоненты с крупными частицами и нерастворимые в водесоединения.В противоположность им, водорастворимые ионы обычно быстрои напрямую абсорбируются через кутикулярные или устьичныепоры. К водорастворимым соединениям относятся металл-ЭД-ТА-хелаты, используемые в листовой суспензии Вуксал или со-единения — биостимуляторы, такие как аминокислоты или биоло-гически активные соединения из экстракта морских водорослей Ascophyllumnodosum.На рынок некоторых стран СНГ несколько лет назад вывели суспен-зионные удобрения для листовых подкормок, базирующиеся нанерастворимых в воде частицах, таких как карбонат марганца илиоксид цинка, с чрезвычайно высокой концентрацией металла — 500г марганца или 700 г цинка на литр продукта. Изначальной цельюэтих продуктов было предотвращение какого либо риска токсично-го действия на фермеров при работе соответствующими токсичны-ми порошками, в частности оксидом цинка, что было достигнуто пу-тем применения жидкой формуляции, без пылеобразования.
Позжеони были также рекомендованы для внекорневых подкормок.Но, возвращаясь назад к современным знаниям о растворимости иразмере компонентов, можно сделать вывод, что питательные веще-ства, содержащиеся в вышеназванных суспензиях не способных про-никнуть в листья растений, уже только потому, что размер их частицзначительно выше предельного размера по ркутикулярных мембран.К примеру, карбонат марганца, используемый в препаратах, можетиметь размер частиц 10-20 мкм, которые не могут проникнуть че-рез водные поры кутикулы с размером 5 нм или даже через порыустьиц с максимальным размером около 43 нм.
Эксперименты с изолированными кутикулами
Лабораторный опыты Университете Бонна подтвердил научную те-орию о том, что подобные частицы (большие или нерастворимые)не могут проникать через поры кутикулы. Для этой цели была фер-ментативно отделена от листа кутикула томата. Перед каждым экс-периментом кутикула была проверена на целостность при помощистереомикроскопа. Проникновение Mn-ЭДТА (суспензия Вуксал) икарбоната марганца (один из коммерческий продуктна рынке СНГ)проводилось в специальной камере (рис. 1). Этот результат еще раз подтверждает важность растворимости и размера молекул веществ для эффективного проникно-вения через кутикулу листа.Та же тенденция (как и в опыте с изолированными кутикулами) была выявлена у оксида цинка в более реальных условиях,на основе исследований Калифорнийского департамента продовольствия и сельского хозяйства (отчет от 2007 г.). Руково-дители проекта пришли к выводу, что запатентованный продукт, с содержанием цинка 700 г/л (Zintrac), описываемый, как»молочная суспензия нерастворимого ZnO», был самым неэффективным (Калифорния Отдел Продовольствие и сельскоехозяйство, 2007).
Заключение:
Из описанных результатов лабора-торных и практических исследова-ний мы можем сделать вывод, чтодля правильного и эффективногоприменения листовых удобрений,нужно учитывать знания о проница-емости кутикул. Поэтому верно бу-дет выбирать листовые удобренияс правильно подобранными пита-тельными веществами с оптималь-ной растворимостью и размероммолекул. Таким параметрам отвеча-ем суспензия Вуксал, производимаякомпанией Аглюкон (Дюссельдорф,Германия). Литература:Alexander, A. (ed.): Foliar Fertilization. Proceedings of the First International Symposiumon Foliar Fertilization, Berlin 1985. M. Nijhoff, Dordrecht 1986.
California Department Food and Agriculture, 2007: Comparing the efficiency of differentfoliarly-applied Zinc formulationson Peach and Pistachio trees by using 68Zn isotope. FinalReport.Grant 07-0669.Eichert, T. and H. Goldbach, 2008: Equivalent pore radii of hydrophilic foliar uptake routesin stomatous and astomatous leaf surfaces – further evidence for a stomatal pathway.Physiol. Plant. 132: 491-502Fernandez, V., T. Sotiropoulos and P. Brown, 2013:Foliar Fertilization: Scientific Principlesand Field Practices. International Fertilizer Industry Association, Paris (France), 2013Kramer, T., Hunsche, M. and G. Noga,2009: Selected calcium salt formulations:Interactions between spray deposit characteristics and calcium penetration withconsequences for rain-induced wash-off.Journal of Plant Nutrition 32, 1718-1730.Schonherr, J. 2000: Calcium chloride penetrates cuticles via aqueous pores. Planta212:112-118