Нужен ли растениям натрий?
Rose debug info
---------------

Нужен ли растениям натрий?

Со школьных лет мы наслышаны о том, что натрий полезен для здоровья человека. Этот химический элемент весьма распространён и присутствует во многих продуктах питания — в частности, в обычной водопроводной воде, в лечебно-столовой минералке, в поваренной соли (NaCl), в пищевой соде (NaHCO3), в пищевых добавках, консервантах и усилителях вкуса (глутамат натрия, бензоат натрия).

В том, что натрий необходим человеку для нормальной жизнедеятельности, сомневаться не приходится: натрий нужен для обеспечения мышечных сокращений, поддержания осмотической концентрации крови и кислотно-щелочного баланса, нормализации водного баланса, активации энзимов и т. д. Но насколько данный химический элемент необходим растениям? Более того, не вреден ли он для них, как пишут в некоторых руководствах по выращиванию? И если да, то чем конкретно?

В ходе занятий гидропоникой мне удалось отыскать в литературе два ответа на этот вопрос, которыми я хочу с вами поделиться.

1

Первый ответ я обнаружил в книге Бентона Джонса (Benton Jones) Hydroponics («Гидропоника», 2-е изд., 2005 г.). В этой книге, в главе 5 есть сводная таблица питательных элементов, необходимых представителям различных форм жизни. В строчке напротив натрия указано: «animals only» (англ. «только для животных»), из чего однозначно следует, что для растений данный элемент необходимым не является.

Далее, в глава 6, «Вспомогательные элементы», автор пишет:

«Имеются весомые доказательства того, что некоторые несущественные питательные элементы могут частично заменять собой необходимые элементы… <…> Подобные частичные замены могут быть на пользу растениям в случаях, когда концентрация необходимых элементов недостаточна. <…> К примеру, для некоторых растений, таких как шпинат и сахарная свёкла, натрий (Na) может заменять калий (K); небольшие количества натрия повышают урожайность томатов. Натрий — элемент, который может быть полезен в низкой концентрации и вреден в высокой концентрации.»

Таким образом, для растений натрий не является необходимым (essential) питательным элементом. В жизненном цикле растений данный элемент является вспомогательным (beneficial). Это значит, что при полном отсутствии натрия растения способны обойтись без него и нормально выполнить свою биологическую программу: взойти из семечка, вырасти и дать полноценные, всхожие семена. Однако в некоторых ситуациях натрий может быть полезен растениям, поскольку способен замещать калий в случае его нехватки.

2

Второй, более развёрнутый ответ я нашёл в научно-популярной статье «Полезные сведения о натрии в гидропонике» доктора Дэниела Фернандеса (Daniel Fernandez), учёного-химика, автора и разработчика замечательного бесплатного гидропонного калькулятора HydroBuddy. Как следует из названия статьи, в ней рассматриваются потребности гидропонных растений в натрии, но приведённые количественные показатели применимы и к грунтовым растениям. Ниже я предлагаю мой перевод этой статьи с незначительными сокращениями.

«Натрий — широко распространённый химический элемент: он присутствует в водопроводной и морской воде, а также в большинстве пищевых продуктов. Для животных натрий необходим, поскольку играет ключевую роль в их биологических процессах. Однако для подавляющего большинства растений натрий не является необходимым элементом (за исключением растений типа сахарного тростника, кукурузы или проса, у которых связывание углерода в процессе фотосинтеза происходит по типу C4); в большой концентрации натрий вреден для гидропонных растений.

Почему? Дело в том, что в своей катионной форме (Na+) натрий является чрезвычайно растворимым элементом, чей ионный радиус находится в промежутке между радиусами лития и калия. И поскольку натрий относится к той же группе щелочных металлов, что и литий с калием, при взаимодействии с растениями натрий ведёт себя сходным с ними образом. Если натрий присутствует в достаточно большой концентрации, то, проникая в растения, он может заменять собой калий в некоторых биологических ролях. И хотя при нехватке калия это и может казаться желательным, на самом деле, натрий — не особенно хорошая замена для калия, и по сравнению с растениями, выросшими без натрия, такая замена дорого обходится в плане темпов роста. (Много ценных сведений об общем влиянии натрия на растения можно прочесть тут.)

Из-за своей вездесущности натрий представляет серьёзную проблему для выращивателей. Вот почему проводится так много исследований солёности (т. е. переизбытка солей, таких как хлорид натрия), направленных на поиск способов ослабить воздействие натрия и повысить эффективность вегетации в условиях высокой солёности. К примеру, в одном из недавних исследований рассматривалось, можно ли решить эту проблему с помощью наночастиц кремнезёма (и, как оказалось, можно!).

Для гидропонных растений натрий может представлять угрозу в двух случаях. Во-первых, когда количество натрия в вашей воде превышает выше 5 μM (микромоль/литр, т. е. около 120 ppm); именно в такой концентрации натрий начинает негативно влиять на урожайность и рост. Вместе с тем, в очень малой концентрации (около 12 ppm) натрий способен оказывать эффект, подобный воздействию микроэлементов — и этот эффект в основном полезен для цветущих растений, таких как помидоры и перцы, поскольку может повышать качество плодов (подробнее см. тут).

Между тем, многие растения обладают толерантностью даже к умеренной концентрации натрия, если не находятся в подобных условиях слишком долго. Поэтому если в вашей воде содержится около 20-60 ppm натрия (что типично для США), у вас нет поводов для беспокойства. Проблем следует ожидать, когда концентрация NaCl достигает 75 μM, что примерно соответствует 1725 ppm натрия. Это значение может быть существенно ниже для менее толерантных растений — к примеру, листового салата, для которого концентрация натрия даже в 100 ppm очень негативно влияет на темпы роста.

Вторая проблема может возникнуть при использовании гидропонной системы с рециркуляцией питательного раствора. Поскольку натрий не слишком легко усваивается растениями, он может накапливаться в питательном растворе, который используется в течение длительного времени. В течение 1 месяца работы концентрация натрия в DWC-системе с объёмом раствора 4,5 л на 1 растение может увеличиться в 5 раз. Таким образом, в гидропонной системе, в которой первоначальная концентрация натрия составляла 50 ppm, после 1 месяца рециркуляции раствора количество натрия может запросто возрасти до 250 ppm, что ограничивает срок службы питательного раствора, даже если концентрация других питательных веществ должным образом контролируется с помощью лабораторного анализа. Таким образом, если вы хотите использовать раствор дольше нескольких недель, вам, вероятно, следует использовать воду, отфильтрованную с помощью обратного осмоса.

Итого, натрий — элемент, который большинству растений полезен в очень малых количествах. Для С4-растений (например, кукурузы или сахарного тростника) натрий необходим в количестве 20-60 ppm. Более высокая концентрация натрия во всех случаях негативно сказывается на росте. В питании растений, для которых натрий не является биологически необходимым элементом, натрий может выполнять некоторые полезные замещающие функции, но в этом случае лучше всего удерживать его концентрацию на уровне микроэлементов (5-15 ppm). Между тем, при выращивании растений-галофитов (к примеру, мангольда) может понадобиться довести концентрацию натрия до более чем 1000 ppm (подробнее см. тут).»

Поделиться
Отправить
9 комментариев
Юрий 5 мес

Написано толково.Спасибо.Интересно и познавательно.

Александр Токарев 5 мес

Пожалуйста, и хороших урожаев )

Павел Павлов 5 мес

Спасибо! Познавательно и ценно для выращивателя.

Александр Токарев 5 мес

Спасибо, что читаете 🙂

Ян Юхновец 5 мес

Добрый день. Читаю с удовольствием ваш блог. Именно через него я стал заниматься выращиванием на подоконнике :)
Вопрос у меня какой. Как понять какие удобрения стоит вносить в почву? Вот выращивают я укроп, петруху, базилик, руколлу и хочется чтобы она выросла пышной и здоровой. Начал гуглить и интернет предлагает схему акварин хвойный и нитрата кальция. Но я что то сомневаюсь.
Если на вопрос тяжело ответить, то можно хотя-бы ссылочку на книгу что да как мешать :)

Александр Токарев 5 мес

Приветствую, Ян, и спасибо, что читаете! Насколько я понял, вы выращиваете кулинарную зелень в грунте на подоконнике. Если вы хотите, чтобы она росла пышной и здоровой, попробуйте следующую стратегию:
• прежде всего, посадите семена в свежий грунт, подходящий для ваших растений (т. е. такой, в котором количество питательных веществ для этих растений не будет слишком высоким). Не перекармливайте их, поскольку избыток питательных веществ (особенно фосфора и калия) может помешать вашим травам нормально расти. В свежекупленном грунте обычно достаточно питательных веществ на весь сезон, поэтому вносить дополнительную подкормку либо не требуется вообще, либо не чаще 1-2 раза в месяц, чтобы не отравить грунт.
• В качестве подкормки используйте подходящее комплексное органоминеральное удобрение (к примеру, «для рассады», «для листовых овощей» и т. п.). Указанную на этикетке дозу разбавляйте вдвое, чтобы не перекормить. Можно и Акварином с селитрой, но для простоты я бы рекомендовал готовое органоминеральное удобрение: так проще и быстрее.
• Обеспечьте вашим растениям вдоволь света — солнечного (из окна, если оно выходит на юг или восток) или искусственного (с помощью подсветки, если окно северное или западное).
• Обеспечьте растениям достаточную влажность воздуха. Если воздух в вашей квартире слишком сухой, задумайтесь о покупке увлажнителя воздуха. Если дело происходит зимой, отрегулируйте батареи, чтобы они выжигали влагу по минимуму.
• По возможности, отрегулируйте температуру в помещении, чтобы она не превышала 20-21°C. Многие травы переходят к цветению (и их вкус при этом портится), если температура слишком высокая.

Догадываюсь, что эти рекомендации могут звучать слишком общо и не очень-то похожи на рецепт волшебного зелья, но иногда секрет успеха именно в том, чтобы просто-напросто не перекормить 🙂

Павел Павлов 5 мес

«Если дело происходит зимой, отрегулируйте батареи, чтобы они выжигали влагу по минимуму.» —- Александр, я немного углубился в область увлажнения помещения в зимний период, и хочу поправить Ваши знания. Дело в том, что отопительные батареи не осушают воздух, просто в зимний период уличный воздух имеет очень низкую абсолютную влажность (не путать с относительной влажностью). При достаточном проветривании помещения, это сухой зимний воздух и попадает в помещение, конечно, при нагреве уличный воздух расширяется, таким образом влажность еще незначительно падает, но это падение мало по сравнению с падением вызванным низкой абсолютной влажностью воздуха в зимний период.

Александр Токарев 5 мес

Ого. То есть, если летом закрыть окна и включить обогреватель на полную, влажность воздуха в комнате не изменится?

Павел Павлов 5 мес

Не совсем понял Ваш вопрос. В вопросе, Вы какую влажность воздуха имеете в виду, относительную или абсолютную? Нужно понимать, что это два разных показателя.
— Абсолютная влажность воздуха (f) — это количество водяного пара, фактически содержащегося в 1 м³ воздуха. Определяется как отношение массы содержащегося в воздухе водяного пара к объёму влажного воздуха. Единица измерения — грамм на метр кубический (г/м³).
— Относительная влажность воздуха (φ) — это отношение его текущей абсолютной влажности к максимальной абсолютной влажности при данной температуре. Относительная влажность обычно выражается в процентах (%).
Показания относительной влажности воздуха можно сравнивать при условии, что измерения делались при одинаковой температуре, если же измерения делались при разной температуре, то сравнение этих показаний не имеет смысла.

Александр Токарев 5 мес

Я имею в виду абсолютную, т. е. реальное количество воды в воздухе.

Павел Павлов 5 мес

«Ого. То есть, если летом закрыть окна и включить обогреватель на полную, влажность воздуха в комнате не изменится?» — при повышении температуры абсолютная влажность не измениться при условии, что стены будут обшиты паронепроницаемым материалом, и внутри комнаты будут отсутствовать источники влажности. Источниками влажности могут быть люди, открытые сосуды с влажностью, другие материалы и вещества способные отдавать влажность.

Павел Павлов 5 мес

Воздух разной температуры может «впитывать» в себя разное количество влаги, но если эту влагу не откуда впитывать, то он может быть одновременно и горячим и сухим. Вот показательная таблица максимальной абсолютной влажности воздуха в зависимости от температуры:

Температура t (°C) / Макс. абс. влажность fmax (г/м³)
−30 / 0,29 −20 / 0,81 −10 / 2,1 0 / 4,8 10 / 9,4 20 / 17,3 30 / 30,4 40 / 51,1 50 / 83,0

Получается зимой при температуре воздуха -10 гр., хоть и вокруг влаги «горы лежат» в виде снега, воздух может максимум «впитать» 2,1 г/м куб., далее при проветривании этот воздух попадает в квартиру, там нагревается, и готов «впитать» в себя больше влаги, но где он ее возьмет? И тут помогают увлажнители воздуха.

Павел Павлов 5 мес

Прошу прощения, пробелы «съелись».

Температура t (°C) / Макс. абс. влажность fmax (г/м³)

−30 / 0,29 ; −20 / 0,81 ; −10 / 2,1 ; 0 / 4,8 ; 10 / 9,4 ; 20 / 17,3 ; 30 / 30,4 ; 40 / 51,1 ; 50 / 83,0

Александр Токарев 5 мес

Большое спасибо за разъяснение.

Владимир М. 4 мес

Александр, Ваш блог и общая концепция публикаций, для меня, просто какой-то новый Мир! Отныне я Ваш почитатель и внимательный читатель! Спасибо за Ваши труды!!!

Александр Токарев 4 мес

Спасибо, что читаете, Владимир 🙂