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 кремневых 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. (Россня) 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 «SiinAgriculture», 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 таюже 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 оргако-минерального комплекса, ускоряют деградацию почвенного органическо го 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. Результегы фантастические. Так ли это на самом деле?

Свой комментарий для ИК «Инфонндустрия» любезно согласился дать учени й 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.

Носколько 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 1 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.B., 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 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 сегосня известны?

Современная физиология растений знает о кремнии довольно много. Во-первих, как отмечалось выше, известно, что кремний определяет уровень природой зашиты от ЛЮБОГО типа стресса. То есть, биотического --- вредителей, грибов, бактериальных инфекций и абиотического (высокая температура, температура, радиация, химическое загрязнение, нехватка или избьпок освещения, засоление, нехватка воды). Японскими и канадскими исследователями было определено, что эта функция кремния входит в ДНК информацию растенк й.

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?

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.