Минеральное питание растений и удобрения

На даче дедушка раскидывает под помидоры горсть серых гранул и говорит: «Это им на завтрак». Звучит странно: помидоры вроде и так питаются солнечным светом. Но тело растения строится не из одного воздуха: для роста нужны строительные материалы из почвы, и если их мало, листья бледнеют, стебли слабеют, а урожай ужимается. Сейчас выясним, что именно корень тянет из земли, зачем на пачках удобрений печатают три цифры и почему перекормить растение так же опасно, как не докормить. Тот же вопрос встаёт дома: рассада на подоконнике бледнеет, и «перелив» тут не всегда виноват — виноват голодный субстрат.

Из чего растение строит своё тело

Начнём с цифр, которые редко приходят в голову: около девяти десятых массы молодого растения — вода. Остальное — сухое вещество, и в нём учёные нашли более сорока химических элементов, но главные — углерод, кислород, водород, азот, фосфор, калий, магний, железо и кальций. Углерод растение берёт из углекислого газа воздуха, воду — из почвы, а минеральные элементы — в виде растворённых солей, которые всасывают корневые волоски: тысячи тонких выростов на молодых корнях, работающих как миниатюрные насосы. Каждый элемент работает на своём месте: из одних собираются белки, из других — хлорофилл, из третьих — оболочки клеток. Вода при этом не просто наполнитель: она растворяет соли, держит упругость листьев и участвует во всех химических превращениях клетки. Сама почва при этом не кормит напрямую: перегной разбирают бактерии и грибы на простые соли, и уже в таком виде они достаются корню. Поэтому «земля к земле» не работает вечно: после многих лет на одном поле почва беднеет, и человек возвращает элементы обратно — в этом и есть весь смысл удобрения.

Работу минерального питания видно в простом опыте. Посади проросток в банку с чистой водой — рост почти остановится: в воде нет солей, хотя и есть влага. Добавь капельку полного минерального удобрения — и рост продолжится. Учёные проделали такие опыты ещё в позапрошлом веке и доказали главное: растению нужна не земля как таковая, а раствор минеральных солей, свет и опора. Проростки выращивали на дистиллированной воде и на растворах с разными солями: без азота листья бледнели, без калия стебли гнулись — так по очереди вычислили роль каждого элемента. Бедная песчаная почва держит мало воды и солей, жирный чернозём — много: отсюда и разница в урожае с одних и тех же семян. На этом выводе держится вся современная агрономия.

История вопроса: бочка Либиха

Удобрения кормили поля задолго до науки: навоз и золу знали древние земледельцы, кости перемалывали в костяную муку и вносили в землю ещё два века назад. В строгую науку всё это превратил немецкий химик Юстус фон Либих: в 1840 году он доказал, что растения питаются минеральными веществами из почвы, и сформулировал закон минимума. Его рисуют как бочку с покосившимися клёпками: каждая клёпка — запас одного элемента, а вода держится лишь до самой короткой. Так и урожай: он упирается в самый дефицитный элемент, хоть остальных и в избытке. Отсюда правило агронома — сначала ищи самую короткую клёпку. Подкармливаешь азотом бедную фосфором грядку — зелень вырастет, а урожай всё равно останется маленьким: лимитирует фосфор. В России основателем агрохимии считают Дмитрия Менделеева: в своём имении Боблово под Москвой он годами ставил полевые опыты, сравнивая урожай удобренных и неудобренных делянок, и настаивал, что удобрение — расчёт, а не гадание.

Три главных элемента: азот, фосфор, калий

Азот, фосфор и калий растениям нужны в наибольших количествах, поэтому их и печатают на пачках первыми: N-P-K. Азот — главный элемент зелени: без него не собрать белки и хлорофилл, и листья растут бледными и мелкими. Фосфор отвечает за подземное и за потомство: развивает корни, ускоряет цветение и созревание семян. Калий — элемент крепости: укрепляет ткани, помогает растению управлять водой и переживать холода. К этим трём добавляют магний — он сидит в центре каждой молекулы хлорофилла, и железо — без него новые листья желтеют между зелёными жилками. Микроэлементы вроде бора и цинка нужны в крошечных дозах, но без них сбоют завязи и точки роста: всё как у человека с витаминами — граммы, а без них беда. Отсюда и рабочие советы огородников: салату и капусте — азотные подкормки, моркови и свёкле на старте — фосфор, а деревьям под зиму — калий и фосфор, чтобы лучше перезимовали.

Удобрения: как помочь и не навредить

Удобрения делят на две группы. Органические — навоз, перегной, компост, зола: в них питательные вещества спрятаны в органике, и бактерии постепенно отпускают их корням, заодно улучшая саму почву — её рыхлость и способность держать воду. Минеральные — селитры, суперфосфат, калийная соль, комплексные смеси: соли растворяются сразу, и питание доступно мгновенно, поэтому такие дозы отмеряют точно. Правило одинаково для обеих групп: лучше немного и вовремя, чем много и на всякий случай. Избыток солей буквально вытягивает воду из корней — растение получает солевой ожог, а лишний азот откладывается в зелени нитратами, и урожай становится не лучше, а хуже. Сроки тоже важны: весной нужен азот на разгон зелени, к лету — фосфор и калий на цветение и урожай, а поздним летом азот уже вреден — молодые побеги не успеют вызреть к зиме.

Те же правила работают и в комнате. Комнатные цветы сидят в одном и том же горшке годами: запас солей в маленьком коме земли кончается за пару месяцев активного роста, поэтому весной и летом их подкармливают раз в две недели слабым раствором, а зимой, когда света мало и растение спит, не кормят вовсе. Пересадка в свежий грунт — тоже подкормка: новый ком полон доступных солей. Сигналом служат сами листья: бледнеют и мельчают — просят азот, желтеют между жилками — магний и железо. И опять про меру: лучше половинная доза, чем горсть гранул на глаз.

У любой подкормки есть маленькое, но железное правило: сначала вода, потом удобрение. Раствор вносят во влажную землю: сухой ком работает как губка наоборот — соли подтягиваются к корням слишком концентрированно, и вместо питания получается солевой ожог. По этой же причине гранулы не оставляют на листьях и стеблях: прилипшая порция выжигает пятно. Раствор разводят строго по инструкции: «ложка с горкой» вместо колпачка удваивает дозу, и растение получает не обед, а химический эксперимент. Сомневаешься — делай раствор слабее: недокормленное растение догонит за пару недель, перекормленное — не всегда.

Самое яркое доказательство сути минерального питания — гидропоника. Ещё в 1860 году физиолог Юлиус Сакс вырастил растения на растворах солей — с этого и началась гидропоника. Растение помещают корнями не в землю, а в раствор всех нужных солей, обеспечивают светом и опорой — и оно растёт, цветёт и плодоносит: так в современных теплицах выращивают зелень и томаты круглый год. Значит, почва нужна растению не сама по себе, а как склад воды и солей, который удобно пополнять. Дома в банке с раствором можно вырастить даже зелёное перо из луковицы — вот только без полного набора солей перо выйдет бледным и тонким: луковица потратит собственные запасы и остановится. В теплицах корни получают кислород из продуваемой воды, а раствор подаётся капельно и точно по расписанию — так растение получает всё, но ничего лишнего.

Подсказка: клавиши J — следующая тема, K — предыдущая, на телефоне: свайп влево/вправо — соседняя тема