Ольга Капітанська, к.б.н., керівник науково-дослідного відділу
Сергій Полянчиков, директор з розвитку, НВК «Квадрат
Бор та кальцій відіграють ряд важливих ролей у метаболізмі рослин, виконуючи структурні та репродуктивні функції. Навіть якщо рівень Ca і B у ґрунті є достатнім для розвитку культури, комбіноване позакореневе внесення цих поживних речовин позитивно впливає на процес фотосинтезу, покращує цвітіння, запилення та формування генеративних органів, тим самим підвищуючи врожайність культур.
Низка досліджень свідчить, що сумісне застосування B+Ca сприяє кращому вегетативному розвитку, підвищенню якості та врожайності зерна і плодів різних культур порівняно з самостійним застосуванням цих елементів, оскільки ці поживні речовини необхідні в певному співвідношенні і порушення балансу може стати лімітуючим фактором.
Роль В та Са у функціонуванні клітинних стінок.
Існує тісний взаємозв'язок між В і Са, обидва взаємодіють на рівні клітинної стінки і мембран.
Бор (B) - це мікроелемент, необхідний для живлення всіх рослин. Основні функції бору пов'язані з розвитком і стійкістю клітинної стінки, поділом клітин, розвитком плодів і насіння, транспортом цукрів і синтезом гормонів.
Клітинна стінка має фундаментальне значення у процесах росту і розвитку рослинних клітин, що передбачає динамічну і безперервну модифікацію під час диференціації клітин, де бор відіграє важливу роль у формуванні боратних містків для утворення димеру B-RGII (рамногалактуронану II), ключового компоненту архітектури клітинної стінки. Роль B також пов'язана з розвитком і лігніфікацією клітинних стінок.
Широкі дослідження продемонстрували важливість В для повноцінного функціонування різних процесів на клітинному рівні в рослинах, в яких беруть участь різноманітні ферменти та інші плазматичні білки, на додаток до процесів транспорту через мембрану та забезпечення її цілісності. Дефіцит В змінює мембранний потенціал, знижує активність АТФ-ази в протонній помпі, а отже, і градієнт протонів через плазматичну мембрану, а також знижує активність Fe-редуктази.
Кальцій (Са) - мезоелемент, який також функціонує як структурний компонент клітинних стінок і підтримує цілісність плазматичної мембрани. Дефіцит цього поживного елемента підвищує проникність мембрани, призводить до змін клітинної стінки. Більша частина Са, що потрапляє в рослину, накопичується в клітинних стінках і мембранах та сприяє зв'язуванню з пектиновими полімерами з утворенням мережі клітинної стінки, яка підвищує механічну міцність. Відсутність Са в мембрані призводить до того, що вона стає пористою і розчинені речовини втрачаються з цитоплазми. При дефіциті Са відбувається дезінтеграція мембранної структури. Порушення відбуваються насамперед у меристематичних тканинах (таких як верхівка кореня, точки росту верхніх частин рослин) та плодах.
Репродуктивна роль В та Са.
Достатнє забезпечення бором та кальцієм має вирішальне значення для успішного запилення, забезпечуючи розвиток пилку, оптимальний ріст пилкових трубок та ефективне запліднення. Дефіцит цих елементів призводить до аномального розвитку пилкових зерен, слабких пилкових трубок, погіршення запилення і, зрештою, впливає на ріст плодів і насіння.
Бор необхідний для проростання пилку і подовження пилкової трубки. Він впливає на метаболізм клітинної стінки, що є критично важливим для росту пилкової трубки через приймочку до зав'язі; сприяє заплідненню та розвитку насіння; підтримує розвиток квітів, забезпечуючи їх життєздатність та здатність приваблювати запилювачів (рис.1).
Рис. 1. Вплив дефіциту бору на розвиток пиляків та фертильність квіток пшениці.
Кальцій також життєво необхідний для росту пилкової трубки, критичного етапу в процесі запліднення. Кінчик пилкової трубки містить іони кальцію, які допомагають спрямовувати ріст трубки до зав'язі для запліднення (рис. 2). Крім того Са відіграє ключову роль у формуванні та стабільності клітинних стінок як пилку, так і приймочки, забезпечуючи структурну цілісність пилкової трубки, що дозволяє їй проникати крізь приймочку і рости до зав'язі.
Рис. 2. Стимуляція проростання пилку під дією іонів кальцію (Brewbaker et al., 1963).
У всіх культур проростання пилкових зерен і подовження пилкових трубок сильно залежать від наявності бору і кальцію (рис. 3). Однак оптимальне живлення рослини залежать від балансу між рівнями В і Са у тканинах. Порушення співвідношення через надлишок або нестачу одного або обох елементів може спричинити різні проблеми у рослин:
Рис.3. Процес проростання та подовження пилкових трубок напряму залежить від оптимального забезпечення бором і кальцієм (Sharma et al., 2013).
Фактори, що зменшують транспірацію, такі як висока вологість повітря та низька вологість ґрунту, негативно впливають на транспортування бору та кальцію по ксилемі (з водою вгору, від коренів до стебла та листя). Тривалі періоди посухи сильно обмежують поглинання як бору, так і кальцію.
Оскільки дані елементи живлення переважно транспортуються ксилемою і через їх низьку флоемну мобільність у рослині, позакореневе внесення бору сумісно з кальцієм є високоефективним прийомом, особливо перед репродуктивною фазою (бутонізація, цвітіння) або після цвітіння (зокрема, на сої для зниження абортивності), для збільшення врожайності насіння.
Базуючись на зазначених фізіологічних особливостях, для забезпечення балансу бору та кальцію і досягнення максимальної ефективності позакореневих підживлень борними добривами, НВК Квадрат розробила новий продукт Квантум БОР + КАЛЬЦІЙ ХЕЛАТ EDTA (В + Са). Це комплексне рідке борне добриво збагачене кальцієм в хелатній формі, яке рекомендовано для підживлення борофільних польових та плодових культур, особливо в репродуктивну фазу їх розвитку. Присутність азоту у складі позитивно впливає на засвоєння Са рослиною. Хелатна форма кальцію дозволяє поєднати його з бором в одному продукті та забезпечує відмінне поглинання та транслокацію Са в рослинах, а також відмінну сумісність у бакових сумішах з іншими добривами та пестицидами.
Низка наукових та виробничих досліджень вказують на позитивний ефект позакореневого внесення комплексів бору та кальцію перед цвітінням сої, соняшнику, ріпаку та зернових культур.
Так, внесення В+Са під час цвітіння сої стає все більш поширеною практикою серед виробників завдяки їх впливу на збереження урожайності, особливо за умов стресу у генеративну фазу розвитку. Комбіноване підживлення цими елементами сприяє збільшенню кількості стручків на рослині, зменшенню абортивності квіток та бобів, що призводить до підвищення продуктивності сої. Крім того, B та Ca такає сприяє функціонуванню бульбочок і фіксацію азоту бобових культур.
Недостатнє забезпечення бором та кальцієм рослин соняшнику супроводжується деформацією суцвіть та кошиків. Розвиток приймочок квітки та проростання пилку порушується, знижується ефективність запилення, що призводить до порушення нормального розвитку насіння. На кошику з'являються «пустоти», в яких насіннєві оболонки не містять зерна. У вкрай важких випадках кошики можуть обламуватися. Позакореневе внесення у фазу зірочки сприяє покращенню запилення та виповненості кошиків соняшнику.
Також, підживлення Ca та B покращує ріст, запліднення квіток та кількість фертильних стебел рослин пшениці, що призводить до підвищення врожайності зерна.
Таким чином, для формування міцних клітинних стінок тканин, оптимізації запилення та збереження потенціалу врожайності важливо підтримувати належний рівень бору та кальцію в рослинних тканинах. Позакореневі підживлення Квантум БОР + КАЛЬЦІЙ ХЕЛАТ EDTA (В + Са), особливо за умов недостатнього зволоження у репродуктивну фазу, забезпечать баланс цих елементів, сприятимуть формуванню квіток та насіння, знижують ймовірність абортивності в умовах стресу та, у підсумку, покращать врожайність культур.
АГРОНОМ №2 | травень 2024
