Про важливість магнію та кальцію у системі удобрення

Багато аграрних інтернет-ресурсів та друкованих видань вже неодноразово звертали увагу на важливість розробки оптимальної та правильної системи живлення рослин. Однак часто уся увага зосереджена на своєрідній «великій трійці» – NPK (азот, фосфор, калій), і, на жаль, аграрії у своїй практиці надто вже регулярно ігнорують інші елементи живлення. Ми аж ніяк не хочемо применшити важливість азотних, фосфорних чи калійних добрив, проте у цьому матеріалі мова піде про інших «героїв» – магній та кальцій.   

Магній частенько називають мінералом життя, оскільки він є центральним атомом у молекулі хлорофілу й акумулює сонячну енергію у процесі фотосинтезу. Хлорофіл має властивість поглинати сонячну енергію й перетворювати вуглекислий газ та воду у складні органічні речовини, наприклад крохмаль чи цукор. Магній є важливою складовою рибосом, адже з його допомогою (разом з АТФ) амінокислоти зв’язуються з тРНК під час процесу біосинтезу білка. Іони Mg2+ забезпечують підтримку структури білкових молекул, «зшиваючи» молекули білка в клубочки. Магній каталізує синтез АТФ з нуклеозиддифосфатів, приводить у дію системи перетворення щавлевої кислоти у мурашину та вуглекислий газ, а яблучної – в лимонну.

Кальцій, у свою чергу, за твердженням О.Н. Соколовського є «стражем родючості ґрунту». Саме він коагулює ґрунтові колоїди в частинках глини, сприяє цементуванню, утворює дрібно грудочкуватий ґрунт. На відміну від глини, вапно не змінює свого об’єму при зволоженні і висиханні. За участю вапна поліпшується аерація і водопроникність, унеможливлюється утворення кірки, ґрунт стає рихлим,  пухким, полегшується його обробіток. Вапно прискорює розкладання органічних речовин, зв’язує вільні кислоти ґрунту, переводить закисні сполуки в окисні, підвищує поглинання амонію, калію, фосфорної та азотної кислот. Внаслідок цього активізується діяльність корисних мікроорганізмів, особливо азотофіксуючих і нітрофікуючих бактерій, що в підсумку посилює азотне живлення рослин. Підвищення біологічної активності ґрунту вапнуванням сприяє переведенню важкорозчинних ґрунтових сполук фосфору і калію в рухомі форми.

Окрім перерахованих вище основних завдань, кальцій виконує ще цілий ряд функцій і позитивно впливають на рослинний організм. Так, кальцій відіграє значущу роль у транспорті вуглеводів, обумовлює та контролює фізико-хімічні властивості протоплазми, відповідає за нормальне протікання біохімічних процесів в рослині, активує використання запасних білків насіння при його проростанні, впливає на протікання процесів фотосинтезу, покращує обмін речовин, виступає в ролі речовини-будівника, яка здатна склеювати між собою стінки деяких клітин, впливає на активність ферментів. Кальцій має дуже позитивний вплив на ріст коренів рослин. Без Са руйнуються клітини в зоні росту коренів. Пояснюється це тим, що пептиди і ліпоїди, що просочують клітинні стінки, з кальцієм утворюють малорозчинні з’єднання.

Магній також є багатофункціональним елементом. Його роль у рослині дещо перегукується з кальцієм, однак є у цього елементу і власні завдання. Магній також приймає участь у побудові пектинових компонентів стінки клітин. Ще він є складовою частиною фітину – речовини, що використовується в енергетичному обміні і є джерелом фосфорної кислоти. Вважається, що магній також стабілізує структуру рибосом, підтримуючи її, зв’язує РНК і білок. Велика і мала субодиниці рибосом взаємодіють разом лише за присутності магнію. Виходячи з цього стає зрозуміло, що при відсутності магнію під загрозою будь-які процеси синтезу білка.

Магній є й активатором чималої кількості ферментів. Він забезпечує транспортування енергії, та активізує фермент, що стимулює участь СО2 у процесі фотосинтезу. Магній необхідний і для роботи ферментів молочнокислого і спиртового бродіння. Магній покращує синтез ефірних масел, каучуку, вітамінів С і А. При підвищенні кількості магнію в рослинах зростає вміст органічних і неорганічних форм фосфорних сполук. Це пояснюється роллю магнію у активації ферментів, що задіяні у метаболізмі фосфору.

Поглинання магнію рослинами відбувається у формі іона Mg2+. Середній вміст магнію в рослині складає близько 0,07% (від загальної маси). Такий показник є четвертим, поступаючись лише азоту, калію та кальцію. Попри загальні переконання і усталенні уявлення, лише 10% магнію знаходиться у хлорофілі, а переважна його частка розташована у молодих відростаючих частинах рослини і насінні. Магній в рослинах є досить рухомим, що спричиняє його накопичення у молодих тканинах. Процеси реутилізації (повторного використання) мають місце, але протікають значно повільніше ніж скажімо у азоту, фосфору чи калію. Пояснюється це тим, що частина елементу утворює нерозчинні й не здатні до переміщення по рослині оксалати і пектати.

Кальцій потрібен рослинам на протязі усього періоду росту, однак особлива потреба спостерігається в період цвітіння та плодоношення. Це ще раз підкреслює явний взаємозв’язок між забезпеченістю рослин кальцієм та інтенсивністю протікання метаболічних процесів. Транспорт іонів Са2+ відбувається з допомогою редокс-систем плазмолеми і іонних насосів АТфазної природи. Їх роль полягає у створенні електрохімічного потенціалу іонів на плазмалемі, через який інші іони вдруге потрапляють у клітини. При наявності в ґрунтовому розчині нітратного азоту проникнення кальцію в рослини посилюється, а в присутності аміачного азоту (внаслідок антагонізму між катіонами Са і NH) – знижується. Заважають надходженню кальцію також іони водню та інші катіони при високій концентрації їх у ґрунтовому розчині.

Потрапивши у рослину через лист, іони кальцію транспортуються у тканини листа й одразу ж переміщаються до його країв. Вкрай важливою є здатність іонів кальцію входити до складу металоорганічних сполук. У процесах обміну речовин кальцій виконує різноманітні функції: бере участь у побудові стінок клітин, гормональних реакціях, стабілізації мембран. У рослині кальцій знаходиться у вигляді фосфатів, сульфатів, карбонатів, також у формі солей пектинової і щавлевої кислот. Найбільше кальцію міститься в клітинах, що старіють.

Кальцій може визначати доступність низки макро- і мікроелементів. Так, завдяки антагоністичним властивостям калій послаблює, а інколи, й зовсім знешкоджує, шкідливу дію на рослину іонів водню, марганцю, амонію та алюмінію. Схожі властивості має і магній. Достатня забезпеченість цим елементом також сприяє зниженню впливу токсичного алюмінію. Після проведення листового підживлення магнієм, коренева система рослини виділяє збільшену кількість цитратів, що дозволяє ефективніше протистояти шкідливому впливу іонів алюмінію.

Дуже цікавим є питання взаємодії кальцію та магнію між собою. Кальцій покращує засвоєння рослинним організмом магнію, але при цьому перешкоджає його надлишку. Оптимальна пропорція кальцію та магнію, зрозуміло, різна для різних культур і може варіюватися у достатньо широких межах. При вапнуванні кислих ґрунтів вуглекислим кальцієм можлива негативна взаємодія між кальцієм і магнієм. Взаємодія магнію з марганцем також дуже залежить від кислотності ґрунту. Внесення азотних добрив у нітратній формі покращує надходження магнію в рослину.

Про небезпеки дефіциту та протидії їм читайте у другій частині матеріалу, яка незабаром з’явиться на нашому сайті.