Управление ростом растений можно корректировать, изменяя дозу удобрений

 

Peter Visser, Groenten en Fruit, 13/2021

Перевод мой

 

Исследование, проведенное в голландской лаборатории NovaCropControl, свидетельствует о возможности управления вегетативно-генеративным балансом растения с помощью увеличения или снижения дозы азота. Компенсируя снижение дозы нитратного азота с помощью хлоридов или сульфатов, следует учитывать влияние на рост растений и потребление фосфора (фосфата).

В тепличных хозяйствах Нидерландов значительная часть производителей (в том числе, плодовых овощей и земляники) еженедельно отбирает образцы молодых и старых листьев растений для анализа растительного сока. Лаборатория NovaCropControl проводит такие анализы уже тринадцать лет, однако исследования продолжаются. Результаты анализов позволяют в большей степени оптимизировать питание растений. Свои испытания фирма NovaCropControl проводит в собственных климатических камерах с полностью управляемым микроклиматом и искусственным освещением натриевыми лампами высокого давления, а также в пленочных теплицах. Это позволяет определять критические верхние и нижние границы содержания отдельных элементов, хотя на практике такие величины не применяются и не требуются.

Недавно было закончено исследование с томатами, в котором при менялись повышенные и пониженные дозы нитратного азота.

Управление ростом

Растения, которые получают слишком много нитратов, становятся более восприимчивы к болезням и вредителям. По словам консультанта Коена ван Кемпена, большинство клиентов фирмы NovaCropControl на основе регулярных анализов растительного сока снизили дозы нитратного азота в растворе на 30% и даже больше по сравнению с теми, что они применяли раньше. Помимо влияния на здоровье растений нитратный азот в значительной степени влияет на рост растений. Повышенные дозы нитратного азота усиливают вегетативный рост, что может быть нежелательно при выращивании в светокультуре и высадке рассады осенью. Чтобы лучше изучить этот вопрос, специалисты фирмы NovaCropControl в течение нескольких месяцев выращивали коктейльные томаты (МГ: группа гибридов с плодами массой около 40 г) в климатических камерах в субстрате из минеральной ваты в условиях искусственного освещения натриевыми лампами высокого давления. Повышение и понижение дозы нитратного азота в растворе компенсировалось за счет хлоридов и / или сульфатов. По словам исследователя  Даана Ферайкена, который стажируется в этом проекте по заданию университета прикладных наук в Ден Бош,  производителя интересует достаточно генеративное растение, однако при этом нельзя пересекать нижнюю границу содержания нитратного азота в ммол/л в растворе и в ппм в соке листьев, иначе это скажется на росте растений.

Для Даана Ферайкена оказалось открытием, что удобрение оказывает настолько большой эффект на вегетативно-генеративный баланс растения. Однако это так. В настоящее время производители-практики в Нидерландах почти никогда не упоминают возможности управления ростом растения с помощью удобрения, а только с помощью микроклимата. Поэтому он решил попробовать вырастить томаты в нескольких матах на ином питательном растворе. Это может быть особенно полезно в начальный период выращивания в светокультуре. Позже растения становятся менее отзывчивы, поскольку раствор в мате играет роль буфера. Применяемая сейчас рециркуляция раствора может препятствовать снижению содержания нитратов в растворе из-за высокого содержания элементов питания в дренаже.

На поступление элементов питания в растение влияет также доза полива. В варианте с экстремально низкой дозой нитратного азота ожидалось, что растение не сможет больше расти. Однако благодаря разумно высокой дозе полива растение все же хорошо росло. Несмотря на низкую концентрацию в ммоль/л растение все же получило достаточно питания за счет повышенных поливных доз. При посещении испытаний группой профессиональных производителей томата часть из них пришла к выводу, что зачастую применяются слишком высокие поливные дозы и что с этим можно работать, среди прочего, связывая количество дренажа с величиной поливной дозы из капельницы.

Меньше зеленой массы

В контрольном варианте поддерживали стандартную концентрацию азота 15 ммоль/л, однако по мнению Ферайкена, это слишком много. На практике при выращивании томата поддерживают более низкие концентрации. По словам Ван Кемпена, результаты испытания показывают, что при концентрации нитратного азота 12 ммоль/л и ЕС 3 мСм/см и компенсации нитрат-иона повышением сульфатов для коктейльных томатов этого достаточно. Однако при снижении нитрата ниже 10 ммоль/л, этого слишком мало. Снижается скорость роста растений, что приводит к снижению урожая. Это можно считать нижней границей содержания нитратного азота. Конечно, кратковременно это можно допустить, но приходится более интенсивно корректировать рост растений другими способами. В одном из экспериментов содержание нитратного азота было всего 5 ммоль/л, но при настолько низком содержании на растениях появились визуальные признаки дефицита.

Если содержание нитратного азота понижается очень сильно, полностью замещая его хлоридом, начинаются проблемы с поступлением фосфора. Если фосфата в растении слишком мало, останавливается транспорт сахаров из листьев в плоды, что сказывается на содержании сахаров в плодах и величине Brix. В опыте по замене нитрата хлоридом растения образовали значительно меньше зеленой массы по сравнению со стандартным раствором с азотом. Генеративный эффект такого приема оказался низким.

Замена нитрат на сульфат оказала значительное влияние на рост растений. Это вызвало генеративную реакцию. При недостатке азота снизилась масса растений, что помимо прочего привело к утончению стебля. При пониженной дозе нитрата и повышенной сульфата в поливной воде масса растений снизилась на 12% по сравнению со стандартным раствором. При экстремально низком содержании нитрата отставание в росте было еще более значительным вплоть до 38%.  На основании этих опытов Ферайкен пришел к выводу, что снижение содержания нитрата лучше всего компенсировать одновременно за счет комбинации хлорида и сульфата.

Вегетативное управление

В опытах изучались и влияние повышенных доз нитрата на рост растений. При замене нитратом хлорида эффект оказался незначителен. Высокое и очень высокое содержание нитрата при пониженном содержании хлорида привело к увеличению зеленой массы всего на 3-10%. К тому же это повышает риск снижения сопротивляемости растений.

В опытах оказалось, что повышение содержания нитрата с 20 ммоль/л до 25 ммоль/л почти не влияет на его поступление в растение. Замена сульфата нитратом оказала большее влияние на вегетативный рост растений. Окончательный вывод исследователей – с помощью дозы нитрата можно управлять ростом растения. Однако Ферайкен подчеркивает, что необходимо постоянно измерять его содержание в соке растений, иначе существует риск выйти за нижнюю границу допустимой дозы.

Тем не менее, на базе полученной информации пока еще рано проводить твердые границы, показывающие, при каких дозах удобрений и содержании элементов в соке растений можно будет получить желаемый эффект роста растений. Ожидается, что с накоплением информации в будущем станет возможно более точно управлять ростом растений с помощью коррекций питательного раствора. Описанные опыты повторяются и в промышленных теплицах, что позволит судить о влиянии изменения дозы нитрата не только на вегетативно-генеративный баланс, но и на урожай. Чем выше доза нитрата, тем толще становится стебель и тем больше растение заполняется листьями (МГ: количество листьев не меняется, но они становятся больше и растение становится менее открытым). Благодаря точной регистрации толщины стебля, длины листьев и длины самого растения рост растений удалось выразить в числах и привести к дозам нитрата. Эти данные позволяют объективно оценить генеративность или вегетативность растений. Это важно, поскольку на практике разные производители по-разному оценивают эти показатели несмотря на одинаковое состояние растений.

В опытах также обращалось внимание на возможности повышения содержание силиция в соке растений. Известно, что силиций может повысить сопротивляемость растений. Это может быть полезно при выращивании гибридов, восприимчивых к настоящей мучнистой росе. Опыты подтверждают, что это действительно возможно.

По словам Ван Кемпена, при подаче 0,5 ммоль Si/л и его содержании в дренаже 1,5 ммоль Si/л одновременно повышается его содержание в соке молодых листьев до 16,3 ппм по сравнению с 4,2 ппм в контроле.

В настоящее время в одном из промышленных тепличных хозяйств проводится повторение описанных опытов по влиянию доз нитрата на управление вегетативно-генеративным балансом и урожайность.

Эффект доз удобрения на рост растений (среднюю зеленую массу)

В процентах от средней массы растений в контрольном варианте (100%)

Стандартный раствор (контроль)	100
Стандартный + Si	107
Низкий NO3, повышенный Cl	103
Низкий NO3, повышенный S	88
Экстремально низкий NO3	62
Высокий NO3, пониженный Cl	111
Высокий NO3, пониженный S	112
Экстремально высокий NO3	108

 

Повышение качества

За прошедшие годы лаборатория NovaCropControl и сотрудничающие с ней производители многому научились. По словам Ван Кемпена, сейчас возможно управлять качеством плодов, например, предотвращать появление сухой вершинной гнили с помощью оптимального соотношения К:Са. Также научились после 1 апреля прекращать подачу в раствор аммонийного азота, что иногда практикуется в зимние месяцы для коррекции рН в корневой зоне. Дело в том, что в жаркие летние месяцы аммоний препятствует поступлению кальция.

Однако пока нельзя сказать, что разработаны однозначные рекомендации. У каждого гибрида индивидуальное потребление элементов питания. Для каждого нового гибрида приходится заново изучать, как он реагирует на измеренные значения и как им управлять. Так оказалось, что нижняя граница содержания железа в листьях практически одинакова для всех гибридов, однако существуют значительные различия между гибридами в транспорте железа в растении. Есть гибриды, которые охотно поглощают магний и при этом несколько «забывают» о калии, что приводит к мягким плодам. С другой стороны, у этих гибридов легко возникает дефицит магния, что в осенний период может привести к пожелтению частей стеблей.  

На потребление элементов питания влияют и климатические условия. Так, несколько более континентальный климат в Лимбурге (где расположена лаборатория NovaCropControl) по сравнению с провинцией Вестланд влияет на поступление элементов питания в листья при одинаковом составе питательного раствора.

При высоких дозах фосфора (фосфата) у таких растений, как томат и перец , быстрее возникает дефицит микроэлементов. Марганец кажется конфеткой для растений, они легко и быстро поглощают его в большом количестве. Благодаря регулярным анализам растительного сока производители могут понижать доза отдельных элементов, пока они поступают в растение в достаточном количестве. Работая по стандартной схеме и ориентируясь только на показатели анализа дренажа, легко перекормить растения марганцем, что приводит к недостатку железа и цинка.

Специалисты лаборатории ориентируются на достижение баланса растения за счет оптимального соотношения между всеми элементами питания. Иногда лучше снизить содержание одного элемента, нгежели повысить содержание трех элементов. Благодаря регулярным анализам растительного сока, известно, как растение потребляет те или иные элементы и как следует подкорректировать состав подаваемого раствора.

При рециркуляции питательного раствора бывает трудно снизить дозы некоторых элементов из-за их высокого содержания в дренаже.