В каких удобрениях содержится кремний

Удобрения с кремнием — панацея или миф?

Кремниевые удобрения известны в мире с середины 18 века. Первый патент на кремниевое удобрение был выдан в 1888 г. в США. Начиная с 2000 года, производство кремниевых удобрений ежегодно повышается на 20-30% в США, Китае, Индии, Бразилии и других странах. Сегодня кремниевые удобрения используются также в Японии, Южной Корее, Колумбии, Мексике, Австралии. Однако они все еще мало известны аграриям.

Сельскохозяйственные растения поглощают кремния от 30 до 700 кг/га в год. Важна роль кремния при выращивании риса, где при недостатке этого элемента урожайность зерна может снижаться на 50%. Кремнийорганических  соединений  в природе нет, а синтетические силоксаны и силиконы  инертны, поэтому сложилось мнение, что они не обладают биологической активностью.  Только   со второй половины  20 века после открытия академиком Воронковым М.Г. (Россия) биологической активности силатранов,  биологи и химики узнали  о  физиологически активных органических  соединениях кремния.

Классическая советская агрохимия рассматривала кремний как условно необходимый растениям элемент, не входящий в двадцатку самых нужных. Однако последние данные изменили научные представления об этом элементе. Начиная с 1999 г., раз в 3 года проводится Международная конференция «Si in Аgriculture», где особое внимание уделяется изучению роли и функций кремния в растениях. Интерес к кремнию связан с возможностью его использования в качестве экологически чистой альтернативы пестицидам, а также для повышения природной устойчивости растений к погодным стрессам. При этом поглощение кремния листьями составляет около 30–40%, тогда как через корневую систему – не превышает 1–5%.

Кремний, как и другие питательные элементы, безвозвратно выносится из сельскохозяйственных почв. В результате дефицит кремниевых кислот и уменьшение содержания аморфного кремнезема приводят к разрушению органо-минерального комплекса, ускоряют деградацию почвенного органического вещества, ухудшают минералогический состав.

Есть данные о значительном повышении урожайности сельхозкультур (до 40%) и улучшении качества продукции (содержание сахаров, витаминов, сохранности продукции), увеличении эффективности использования фосфорных удобрений на 30-50% и снижении норм полива фактически в 2 раза. Результаты фантастические. Так ли это на самом деле?

Свой комментарий для ИК «Инфоиндустрия» любезно согласился дать  ученый  с мировым именем по вопросам роли подвижных соединений кремния в растениях и системе почва-растение доктор биологических наук  Владимир Матыченков  (Институт фундаментальных проблем биологии РАН):

Владимир Викторович, честно говоря, такие результаты всегда воспринимаются специалистами рынка и агрономами с большим недоверием. Насколько распространена практика использования кремниевых удобрений в России и как их применяют? Это зарубежные или отечественные разработки? 

Любое новое всегда воспринимается с недоверием. Кремниевые удобрения изучаются более 150 лет. Результаты получены на всех континентах  и для всех почв.  Поскольку активные соединения кремния являются одними из ключевых элементов, определяющих уровень плодородия почв, то создать устойчивое земледелие без кремниевых удобрений не возможно в принципе. Основная функция этого элемента – создание и функционирование природной защитной системы растений, а это уже рынок ядохимикатов. Именно этот факт и является основной субъективной причиной игнорирования кремниевых удобрений. Однако современное стремление к экологически чистым продуктам питания дает шанс для этого типа удобрений.

В России кремниевые удобрения производятся несколькими компаниями. Часть компаний представляют природные кремниевые материалы, например, «Диатомит» (Ульяновская область), «Промцеолит» (Орловская область), концентрированная монокремниевая кислота с активным коллоидным кремнием («Аккор», Московская область), физиологически активные кремнийорганические биостимуляторы  ООО «Flora-Si», Москва (директор, доктор химических наук Логинов С.В., агрохимик, доктор сх наук, проф. Петриченко В.Н.). Насколько я знаю, на этих предприятиях используют российские технологии, которые являются самыми передовыми в мире, в этой отрасли мы не потеряли приоритета. Поэтому приходится часто выезжать за рубеж в качестве эксперта и консультанта.

К сожалению,  объем продаж кремниевых удобрения в России не очень велик. Основная проблема – отсутствие  базовой информации о кремнии как важном питательном элементе. Насколько я знаю,  только  в университетах США в учебнике по питанию растений  есть глава о кремнии (написанная мною в соавторстве с моими американскими коллегами). В других странах, в учебниках таких глав пока нет. В результате агрохимики вообще не имеют никакого  представления об этом элементе.

Какие новые аспекты физиологической роли кремния в растениях сегодня известны? 

Современная физиология растений знает о кремнии довольно много. Во-первых, как отмечалось выше, известно, что кремний определяет уровень природной защиты от ЛЮБОГО типа стресса. То есть, биотического — вредителей, грибов, бактериальных инфекций и абиотического (высокая температура, низкая температура, радиация, химическое загрязнение, нехватка или избыток освещения, засоление, нехватка воды). Японскими и канадскими исследователями было определено, что эта функция кремния входит в ДНК информацию растений. Реализуется она несколькими механизмами — механический (упрочнение эпидермального слоя), химический (защита от химического негативного воздействия), физиологический (ускорение роста корней, упрочнение молекул хлорофилла, ускорение транспорта питательных веществ внутри растения), биохимический (ускорение синтеза антиоксидантных и других ферментов защиты).

Было доказано, что растения имеют специфический транспортный фермент для перераспределения  кремния по телу растений. Транспорт кремния в растении может быть осуществлен в течение  нескольких часов, изменяя его концентрацию на 50-100%. Концентрация растворимых соединий кремния в растительном соке составляет от 400 до 800 мг/л для монокремниевой кислоты и 500-8000 мг/л для поликремниевых кислот.

Есть данные показывающие, что кремний играет важную роль при формировании цветков и их оплодотворении. Опитимизация кремниевого питания повышает скорость созревания плодов, ускоряет синтез витаминов и сахара. Таким образом, кремний необходим растениям на генетическом уровне и играет важнейшую роль при формировании урожая и обеспечении его качества.

Какие тонкости применения кремниевых удобрений, возможно ли их смешивание с другими препаратами в баке опрыскивателя?

Как и для любых других удобрений, важно знать качество удобрений и качество почвы, куда эти удобрения будут вносить (нами разработана методология определения качества кремниевых удобрений и уровня дефицита доступного кремния для растений). Для твердых удобрений ограничений нет, их можно смешивать с любыми удобрениями.

Монокремниевую кислоту можно смешивать с любыми препаратами, не содержащими тяжелые металлы и соединения цинка. 

Ваше мнение о перспективах кремнийсодержащих удобрений?

 У нашей цивилизации нет другого выхода, кроме как начать использовать кремниевые удобрения в широких масштабах. (Ежегодно деградирует и полностью выводится из оборота около 50 миллионов гектаров сельскохозяйственных угодий  Канады). Только используя кремниевые удобрения (естественно с другими почвенными мелиоратами, например компостами) можно предотвратить деградацию сельскохозяйственных почв. Только этот факт обязывает осуществлять  внесение кремниевых удобрений. Сегодня ежегодное производство кремниевых удобрений в России и в мире составляет примерно 0,5 млн. т и 4 млн. т. В тоже время годовые потребности для устойчивого ведения  сельского хозяйства составляют 175 и 700 млн. т для России и мира соответственно.

На украинском рынке есть кремниевые удобрения, несколько препаратов находятся в процессе регистрации. Компания «Знамагро» предлагает удобрение «Интермаг-алкалин калиевый+Si” по цене 40 грн/л, ООО «Квадрат» успешно внедряет собственную разработку «Квантум – Аквасил» (54,4 грн/л), «Нутритех-Украина» выводит на рынок новое удобрение «Келик-К-Si».

Зав. лабораторией органических удобрений и гумуса института почвоведения и агрохимии им. А.Н. Соколовского УААН (г. Харьков) доктор с.-х. наук Евгений Скрыльник считает, что применение новых удобрений в Украине, безусловно, перспективно. Особенно это касается удобрений, содержащих органические компоненты, биостимуляторы. «Крупные хозяйства, холдинги стали активнее применять новые разработки. Они закладывают у себя полевые опыты и после получения хороших результатов не боятся закупать крупные партии, производители стали задумываться о том, как увеличить эффективность сельхозпроизводства».

Трейдеры отмечают повышение интереса к таким продуктам со стороны аграриев. Однако часть экспериментов с кремнием, по словам некоторых специалистов, в Украине 2012 году оказались неудачными. Другие утверждают, что все получилось. Таким образом, вопрос по кремнию остается открытым, а украинскому сельхозпроизводителю можно напомнить аргумент продавцов дорогих авто – пробуйте, иначе как вы убедитесь в качестве?

Беседовала Любовь Гребенникова

Подробнее об инновациях в питании растений, рыночных перспективах специальных удобрений вы можете узнать на конференции «Восточно-Европейский форум по специальным удобрениям и защите растений», которая состоится 16-19 октября в г. Севастополь, BESTWESTERNHOTELSEVASTOPOL. Условия участия — на сайте euroagrochem.com или по телефону 044 580 31 19

Кремний практически никто не рассаматривает как необходимую добавку при выращивании растительных культур в закрытом грунте. В числе важной и необходимой добавки его используют лишь опытные и обладающие теоретическими знаниями садоводы. Данный обзор предназначен для тех, кто еще не знает о его практичной пользе.

Почему кремний считается нужным элементом в комплексном, полностью сбалансированном  питании растений?

Кремний – химический элемент, широко распространенный на планете (второй  за кислородом). Он в больших количествах находится в почвах, а это значит, что любое растение в природе  впитывает кремний в том объеме, в каком он необходим.

Произрастающие в  искусственных условиях культуры этот элемент в нужных количествах не получают. Это может отрицательно сказаться на здоровье и силе роста  растения.

Были проведены специальные научные эксперименты, касающиеся  использования кремния в роли дополнительной добавки к другим элементам, которые находятся в почве. Например, голландскими  специалистами было выяснено, что в гидропонных системах наличие кремния в тканях и органах растений на порядок меньше, чем в культурных растениях, растущих в почве.

Суть научного исследования: необходимость использования кремния в гидропонике. В качестве исследуемых образцов были выбраны различные овощные и цветочные культуры. Количество кремния в них было более высоким путем его введения в корневые системы.

Результаты практически доказали, что  повышение уровня кремния в культуре растений способствовало повышению урожайности и  гибели на испытуемых культурах ряда заболеваний. Кремний замечательно  проявил себя в исследовательских работах, связанных с прекращением роста грибковых заболеваний. Экспериментальным путем было доказано, что увеличение грибковых болезней наблюдалось на кустах с невысоким уровнем кремния в корнях, а на кустах с  повышенным количеством кремния признаки  заболеваний практически отсутствовали.

Положительное влияние кремния на растения

В заключение научных испытаний был выяснен ряд положительных моментов, связанных и использованием кремния как важного и необходимого вещества:

• он создает плотные клеточные стенки, тем самым способствуя их прочности и создавая растительный каркас;
• способствует устойчивости к засухе и перепадам температур за счет сформированных толстых клеточных стенок;
• увеличивает  защитную реакцию растений к большинству вредителей, ряду болезней и инфекций;
• помогает в защите растения от токсичных для него соединений;
• повышает урожайность.

Несмотря на такое положительное влияние, кремний  входит в состав удобрений  довольно редко или не встречается вообще. Это происходит потому, что его не относят к  жизненно  необходимым элементам питания. Действительно,  большая часть видов способна  расти и без него. Но от его дефицит напрямую зависит здоровье и урожайность растений.  Можно вводить этот элемент в состав удобрений, но кремний  имеет высокое значение pH (уровень кислотности), и не может находиться в виде раствора в составе питательных добавок.

Мнение о том, что элемент не является важным, низкий статус и ряд проблемных моментов, ошибочно сделали элемент ненужным и малозначимым. 

Удобрения с кремнием

Интернет магазин гидропоники GO2GROW предлагает замечательное японское удобрение, в составе которого присутствует кремний. Это HB-101. В основе препарата растения природные долгожители – гималайский кедр, кипарисы, подорожник. Препарат полностью натуральный, позволяет поддерживать в оптимальном состоянии иммунную систему растений. При использовании НВ-101 растения активизируют весь свой потенциал, а значит, созревают быстрее. Полный состав препарата:

• Азот – 97 мг/литр
• Натрий – 41 мг/литр
• Кальций – 33 мг/литр
• Железо – 1,8 мг/литр
• Магний – 3,3 мг/литр
• Кремний – 7,4 мг/литр

​ 

Если вы хотите применять кремний эффективно – нужно знать минимальный набор фактов и все получиться!

• Для стабильного, активного эффекта важно постоянно удерживать нужную концентрацию кремния в земле.  От разовых и бессистемных внесений пользы не будет.
• Этот довольно активный элемент в повышенных концентрациях может реагировать с другими элементами или соединениями. Учитывая его плохую растворимость, полученные  соединения могут выпасть  в осадок.
• Растворы кремния являются щелочными и при  введении в другие растворы  значительно поднимают pH-уровень. Как только он вырастет больше 8.0, ионы кремния вступают в химическое взаимодействие с другими минеральными соединениями, которые выпадают в осадок.
• Чтобы предупредить протекание ненужных химических реакций,  можно уменьшать концентрацию элемента с помощью воды, уменьшая уровень pH до  размера 5.5-5.7. После по частям  доливать полученную смесь в основной раствор для питания. Например, сначала прибавить в раствор 20% кремния, подождать час и влить еще 20% и т.д., это профилактика для снижения риска  получения осадка из важных элементов питания.
• Высокий процент кремния не позволяет растению хорошо усваивать такие полезные элементы, как железо и цинк, что  отрицательно влияет на  образование плодов и ростовые процессы. Поэтому нужно тщательно контролировать уровень этого элемента. При нужном проценте количества кремния  (30-42 ppm для SiO), применять его можно без риска в период ростовых  процессов и цветения, а потом уменьшить его содержание на 60-70%, чтобы снять отрицательный эффект. Несмотря на довольно  серьезные трудности в использовании,  понятно, какой огромный плюс дают кремний в качестве питательные добавки. Поэтому не стоит сбрасывать его «со счета».

Как повысить процентное содержание кремния в почве?

Для увеличения  его концентрации в почве  существует ряд способов, например,

• изготовление компоста из листьев деревьев
• добавление грязи или сапропеля,
• добавление в  почву силикатные бактерии, которые  можно внести с мокрым песком,  добытым из глубины песчаного карьера.
• ЭМ препараты также  помогают усиленно размножаться  содержащимся в земле силикатным бактериям.  Их характерная особенность – не делятся и не растут на почвах, содержащей торф. Им нужны песок, глина, подсыпка из минералов.

Еще один метод, причем совершенно несложный –  добавить в культуры специальные препараты. Например, доступные формы кремния есть в микроудобрении – стимуляторе НВ-101.