Роль и особенности применения железных удобрений в земледелии

Почему растениям не хватает железа и как заметить дефицит

Несмотря на то, что железо входит в число самых распространенных элементов земной коры, растения часто испытывают его дефицит. Общие запасы элемента в почве велики, но большая их часть находится в недоступной форме. Особенно часто с этой проблемой сталкиваются хозяйства на карбонатных и переизвесткованных почвах, где железо прочно фиксируется.

• Общее содержание железа в почвах — 1–5%
• Содержание в красноземах — 10–11%
• Содержание в легких песчаных почвах — около 1%
• Кларк железа в растениях — 0,02% сухой массы
• Хозяйственный вынос с урожаем — 1–10 кг/га

Доступность подвижного железа напрямую зависит от кислотности почвенного раствора. При подщелачивании среды растворимость падает: ионы Fe³⁺ осаждаются в форме гидроокиси или гидрата уже при pH > 2,4, тогда как ионы Fe²⁺ остаются подвижными почти до нейтральных значений. Соответственно, при повышении кислотности почвы доступность железа возрастает.

На подвижность элемента также влияет окислительно-восстановительный потенциал (Eh) и степень аэрации. При интенсивной аэрации и росте Eh до 700–750 мВ железо быстро окисляется и закрепляется в почве. Напротив, при падении Eh до 200–250 мВ в условиях переувлажнения соединения железа восстанавливаются и вымываются из пахотного слоя. На рисовых чеках такие потери достигают критических величин, ухудшая емкость обмена и разрушая микроструктуру почвы, из-за чего при высыхании она превращается в плотный монолит.

Наиболее чувствительны к нехватке железа многолетние плодовые культуры — яблоня, груша, слива, персик, цитрусовые, а также малина и виноград. Среди полевых и овощных культур дефицит проявляется слабее, но к нему также восприимчивы рис, овес, кукуруза, люпин, картофель, капуста и томаты. Основным признаком голодания является хлороз: при слабом дефиците листья бледнеют, при среднем развивается междужилочный хлороз, а при остром — сильный хлороз молодых листьев.

Ассортимент железных удобрений и особенности применения

Для восполнения дефицита применяют чистые водорастворимые соли, фритты (содержащие железо стекла) и хелатные соединения (комплексонаты). Растения способны поглощать железо корнями в виде катионов Fe²⁺, Fe³⁺ и в составе хелатов, а также усваивать элемент при листовых обработках. Для обеспечения посевов подходят как простые соли, так и современные комплексные формы.

Среди водорастворимых солей в практике используют сульфат железа (железный купорос) FeSO₄∙7H₂O, хлорид железа (II) FeCl₂∙4H₂O, хлорид железа (III) FeCl₃∙6H₂O, гипофосфит железа (III) Fe(H₂PO₂)₃, иодид железа (II) FeI₂, нитрат железа (III) Fe(NO₃)₃∙9H₂O и ортофосфат железа (III) FePO₄∙2H₂O. Наиболее эффективным и доступным из этой группы признан железный купорос. Он содержит 47–53% сернокислой закиси железа и производится из отходов металлургической промышленности — травильных растворов. Внешне препарат представляет собой серый мелко- или крупнокристаллический порошок, на котором допускается наличие налета белого, желтого или бурого цвета.

Фритты — это стекловидные силикатные соединения, получаемые методом спекания и быстрого охлаждения, которые служат источником постепенного питания растений. Железо содержится в них в водонерастворимой, но усвояемой форме и растворяется в 2%-ной лимонной кислоте. Почвой эти удобрения не поглощаются, а их усвояемость возрастает на кислых почвах по сравнению с нейтральными и щелочными. Для применения тонко размолотые фритты вносят в почву совместно с органическими и минеральными удобрениями при основной обработке или локально при посеве.

Применение фритт особенно перспективно в орошаемом земледелии и рисоводстве, где водорастворимые удобрения быстро вымываются фильтрационными и сбросными водами. При возделывании риса фритты вносят непосредственно в почву. Средняя доза внесения составляет от 25 до 50 кг д.в. железа на гектар (Fe25–50) в зависимости от требовательности культуры и обеспеченности конкретного поля.

Хелаты представляют собой водорастворимые комплексные соединения железа с органическими веществами, которые слабо поглощаются почвой и легко усваиваются растениями. В качестве основы для комплексов применяются аминополиуксусные кислоты. Наиболее перспективными для земледелия признаны комплексы железа с диэтилентриаминпентауксусной (Fe-ДТПА), этилендиаминтетрауксусной (Fe-ЭДТА) и полиэтиленполиаминполиуксусной (Fe-ПППУ) кислотами. Эти препараты содержат 7–10 % железа и поставляются в виде темно-коричневых растворов без запаха с удельной массой 1,4 г/см³.

В промышленном производстве Fe-ДТПА получают путем взаимодействия железного купороса с диэтилентриамином. Процесс начинается с загрузки хлорацетата натрия при температуре 45 °C, после чего добавляют диэтилентриамин и 40%-ю щелочь. Реакцию ведут так, чтобы температура смеси не превышала 60 °C, а рН находился в пределах 9–11. Затем в смесь постепенно вводят сульфат железа, охлаждают ее до 18–20 °C и фильтруют, получая готовый к отправке раствор с концентрацией Fe-ДТПА 13–15 %.

Высокую эффективность в системах малообъемной гидропоники и при некорневых обработках показывают удобрения семейства ДП–ДЛ. Они содержат железо в хелатной форме ДТПА и полностью лишены фитотоксичности. Процентное содержание действующего вещества в препаратах этой серии различается в зависимости от марки.

Способы и особенности применения железных удобрений

• Доза фритт под рис — Fe 25–50 кг/га
• Концентрация для обработки семян — 0,5–1 %
• Концентрация для некорневых подкормок — 0,1–0,5 %
• Расход на одно плодовое дерево — 5–12 л
• Норма на гидропонике — 0,1–0,5 кг/м³

Водорастворимые соли и хелаты железа подходят для внесения в почву, обработки семян и некорневых обработок. При внесении в почву в твердом виде или в растворах железо быстро переходит в недоступное для растений состояние. Обработка посевного материала гораздо эффективнее, для нее используют 0,5–1%-ные водные растворы солей железа. Для устранения острого дефицита применяют некорневые подкормки 0,1–0,5%-ными водными растворами, при этом хелаты действуют на листовой аппарат мягче солей и гарантируют прибавку урожая.

При проведении корневой подкормки важно обеспечить высокую влажность почвы путем полива или мульчирования, чтобы хелат проник к корневой системе. Расход рабочего раствора на одно плодовое дерево составляет от 5 до 12 литров в зависимости от возраста насаждений. При использовании препаратов семейства ДП–ДЛ нормы и сроки обработок устанавливают строго по рекомендациям производителя. На гидропонике нормы внесения железных удобрений составляют от 0,1 до 0,5 кг/м³.