Редкоземельные микроудобрения населению СНГ

В течение двух десятков лет на дачах и фермерских хозяйствах стран СНГ проводится внекорневая подкормка всех видов выращиваемых растений микроудобрениями содержащими малые количества чистых соединений редкоземельных элементов (РЗЭ).
Многие годы известно положительное действие основных элементов плодородия: азота, калия и фосфора на урожай всех видов растений. Менее изучены, но широко используются кальций и магний, а так же микроэлементы: бор, марганец, железо, медь, цинк, молибден и кобальт.
Добавки этих элементов в почву или путём внекорневой подкормки ускоряет развитие растений, повышает урожайность зерновых культур, овощей и фруктов, а их недостаток ведёт к  различным видам заболеваний.
До сих пор даже специалистам не было широко известно воздействие на развитие растений целой группы лантаноидов. Это 15 редкоземельных элементов  с очень близкими свойствами, которые находятся в земной коре обычно совместно в значительном количестве (более  154 грамм на тонну), но из-за низкой растворимости многих их соединений не могут быть в полной мере использованы растениями.
Для сравнения, среднее содержание бора, цинка, меди, молибдена и кобальта в почве составляет: 50, 200, 100, 10 и 20 грамм на тонну, соответственно.
Поэтому, РЗЭ следует отнести к микроэлементам, действие которых с появлением новых методов их микроанализа в почве и растениях в последние годы интенсивно изучается.
К началу 80х годов прошлого века было установлено значительное влияние РЗЭ на урожай и качество большинства видов сельскохозяйственной продукции.
В это время в Китае, по принятой Национальной Программе, в различных регионах страны и на большинстве культур начали проводиться масштабные испытания влияния РЗЭ на рост расте-ний.
 Было установлено, что при внекорневой подкормке этими микроудобрениями активнее идёт фотосинтез, и быстрее развивается корневая система. Растения лучше противостоят болезням и меньше страдают от заморозков.
 Применение для обработки всего менее 0,2% от содержания этих элементов в почве экологически безопасно и служат своего рода природным лекарством для растений.   
Совместное действие макро и микроудобрений усиливает их суммарное воздействие и ведёт к повышению урожайности на 7-40%, при увеличении качества плодов, содержания сахара и витаминов. Затраты на микроудобрения обычно не превышают 8% от стоимости дополнительно полученной продукции.
В 1984 году в сельском хозяйстве Китая во всех регионах страны уже обрабатывалось более 540 тыс. га посевов различных культур и было израсходовано 120тонн растворимых солей суммы РЗЭ.
В это время в стране не было достаточных мощностей для разделения на отдельные элементы. Поэтому, разработка крупнейшего в мире  месторождения  РЗЭ Баян-Обо на северо-востоке Китая, позволяло получить из концентратов лишь достаточно чистые соединения смеси элементов.
К 1990 году на этот вид микроудобрений было направлено 478 тонн РЗЭ, или 8% от выпуска этой продукции в стране.
 Внекорневая подкормка РЗЭ микроудобрениями была проведена на  площади превышающей 2 млн.га.
К 2010 году производство РЗЭ в Китае ещё возросло в 20 раз и превысило 130 тыс. тонн, заполняя быстро растущий мировой рынок концентратами, чистыми соединениями и высокотехнологичными продуктами на их основе.
Конкурирующими областями применения РЗЭ являются: производство современных НМГ аккумуляторов, катализаторов, РЗЭ магнитов, люминофоров, оптики, мониторов, сплавов и др. Достойное место  занимает и применение их в качестве микроудобрений в громадном сельском хозяйстве, и для подкормки животных.
Мировые запасы РЗЭ сырья к настоящему времени превышают  150 млн. тонн, 53% которого находятся в Китае. Это даёт возможность обеспечить продуктами питания 1,5 миллиардное растущее население страны.
Хотя уже в сороковые годы прошлого века в СНГ проводились опыты по применению РЗЭ в качестве микроудобрений, только с 1991 года проводятся работы по выращиванию овощей с использованием этих микроудобрений.
В этот период были проведены опыты с применением различных технологий введения редкоземельных микроудобрений.
 Внесением растворимых соединений или сорбентов с РЗЭ, обработкой семян растворами и внекорневая подкормка растений. Только внекорневая подкормка растений и обработка семян позволяют достаточно эффективно применять РЗЭ с малыми затратами на довольно дорогие реагенты. 
     Данный краткий обзор применяемых технологий по выращиванию овощей с использованием этого вида природных микроудобрений предназначен для широкого круга дачников и фермеров, создающих своим трудом всё многообразие качественной собственной продукции.
Малые площади и минимум механизации труда предъявляют особые требования к качеству и технологии обработки почвы и растущих совместно различных видов растений. Вековой опыт применения навоза и местных удобрений, для сохранения плодородия этих небольших собственных участков земли, может быть дополнен применением современных микроудобрений.
Для людей работающих на земле ограниченное количество времени, выращивание растений не является основным видом деятельности, но необходим минимальный обьём достоверной информации о влиянии различных микроудобрений на качество и  экологическую чистоту получаемой для себя продукции.
Затраты на приобретение микроудобрений должны всегда многократно повышать ценность получаемой продукции, а  безопасность обработки растений обеспечивать простоту их применения и хранения.   
         Начиная с 1972 года, в Китае за основу РЗЭ микроудобрений были приняты полупродукты переработки богатых руд северо-востока страны, содержание лёгких элементов в которых достигает 5%. Первые четыре металла группы: лантан (La), церий (Ce), празеодим (Pr) и неодим (Nd) составляют более 90% от общей суммы.
 Низкое содержание вредных примесей позволяет, после выделения большей части наиболее применяемых церия и неодима, получить полупродукт поставляемый в разные страны для разделения на отдельные элементы по довольно дорогостоящей экстракционной технологии.
Эта смесь растворимых соединений с содержанием около 30% суммы РЗЭ под названием Chang-Le (Сельская радость)  в широком масштабе испытывается и применяется в качестве  микроудобрений в течение последних 35 лет. Смесь содержит значительное количество гипса и хлористого натрия.
К началу проведения испытаний РЗЭ микроудобрений в странах СНГ основным источником сырья, содержащего лёгкую группу элементов было крупное Лавозёрское месторождение лапорита на Кольском полуострове.
Комплексная переработка сырья для получения концентратов титана, тантала и РЗЭ позволяла получать достаточно дешёвый полупродукт хлоридов смеси лёгкой группы элементов.
 Недостатком этого вида  сырья являлось наличие вредных примесей, включающих фтористые соединения и активный торий, что не позволяло его применять без очистки и разделения в качестве РЗЭ микроудобрений.  На Востоке Казахстана к началу работ уже имелось крупное предприятие, которое выпускало чистые индивидуальные РЗЭ в виде окислов и металлов, обеспечивая практически всю потребность стран СНГ.
Для обеспечения простоты контроля и экологической обоснованности был приняты соединения только одного из редкоземельных элементов в наиболее чистом от примесей виде.
По предварительным данным, наиболее эффективным и доступным являлся лантан,  составляющий более 20% от общей массы элементов в смеси. Окись с содержанием не менее 99,8% этого металла от суммы РЗЭ являлась основой всех работ и до сих пор применяется для приготовления всех микроудобрений.
За несколько десятков лет уже накоплено достаточно данных по основному воздействию РЗЭ микроудобрений на растения.
 Прямыми измерениями установлен рост содержания хлорофилла в листьях различных  растений. Так, его  содержание в листьях хлопка при обработке суммой РЗЭ возрастает в 1,27 раза, при обработке только лантаном в 1,51 раз, а неодимом только  в 1,03 раза. Двукратная обработка зелёного лука повышает содержание хлорофилла на 15%.
РЗЭ при внекорневой подкормке накапливаются в листьях и цветах кукурузы. В стволе и зерне их содержание незначительно и мало зависит от обработки растений. Корневая система забирает  находящиеся в почве и поступившие с обработкой элементы, но трудно передаёт их листьям и цветам.
    Содержание РЗЭ в различных частях растения изменяется в несколько раз и зависит от фазы развития. Такое распределение наблюдается у всех индивидуальных РЗЭ и их смеси.
Исследованиями установлено ускорение фотосинтеза и повышение поглощения растениями основных элементов питания: азота, фосфора и калия.
Накопленный за десятилетия опыт Китая по использованию РЗЭ в производстве овощей наглядно показывает их воздействие на урожайность этих культур. Во многих районах Китая производство овощей доведено до такого уровня, что даже незначительная прибавка урожая значительно увеличивает доход.
 По основной методике, подготовку раствора РЗЭ из описанного ранее состава ведут  водой  с добавлением уксусной кислоты. Одновременно проводимые в различных районах страны опыты позволяют сравнить влияние местных характеристик почвы и климата на выращивание различных культур.
В различных районах Китая проводились опыты по выращиванию томатов с использованием РЗЭ. Обработка растений двукратным  опрыскиванием, при появлении 3-4 листа и в период цветения, ускоряет цветение на 3-5 дней; увеличивает на 2-9 количество цветов на растении и  завязи на 3-21 шт.
Средняя урожайность томатов, за несколько лет сравнительных опытов, возросла на 13%. Затраты на обработку томатов РЗЭ не превышают 7%  дохода получаемого от прибавки урожая.
Получение урожая в полевых условиях от 8 до 10 кг/м2 в различных регионах страны в течение нескольких лет, указывает на устойчивость технологии и её малой зависимости от погодных условий. Томаты часто выращивают в два срока, с тщательным формированием кустов и уплотнением зелёными культурами.
Средняя урожайность томатов, при обработке РЗЭ,  возрастает на 14,6% и повышает доход на 22,7%, за счёт ускорения вызревания плодов и повышения их качества.
У плодов на 22% увеличивается содержание сахара, а содержание органических кислот снижается на 18%. Кроме того, форма плодов становилась более выровненной.
 Возможна предварительная обработка семян их опрыскиванием, с последующей подсушкой. В этом случае, на 1 кг  семян готовится 25 л раствора, с содержанием 500 мг/л РЗЭ. Но эффективность действия ниже и требуется дополнительное опрыскивание растений. Наблюдается общий рост влияния РЗЭ при перемещении с юга в сторону центра страны.
Основным способом обработки огурцов РЗЭ, является опрыскивание всходов при образовании 3-4 листа и, повторно, в период цветения. В Китае для обработки используется раствор с содержанием РЗЭ 100 мг/л. На значительных площади (до 300 га) прирост урожайности огурцов в течение нескольких лет составил более 10%. Наблюдается повышение устойчивости растений к различным болезням.
 При всём разнообразии сортов огурцов, наибольшей популярностью пользуются выращиваемые рассадой удлинённые зеленцы с образованием плодов у каждого листа главной плети.            
После обработки огурцов РЗЭ, выравнивалась их форма,  количество возрастало на 11,5%, а урожайность увеличивалась  на 7-25%. Содержание сахара возрастало на 25%, витамина С на 65%. В  растениях увеличилось количество хлорофилла, замедлилось отмирание листьев.
Опыты по обработке красного сладкого перца проводились при двукратном опрыскивании растений в период цветения и повторно через неделю. Раствор содержал от 100 до 200 мг/л РЗЭ, при расходе 800 л/га. Прибавка урожая  составила 12%. Площадь обработки за 5 лет возросла в 10 раз. При обработке РЗЭ возрастает количество витамина С от 6,6 до 28,3  мг на 100 г. плодов.
Пекинская капуста широко применяется в Китае, и её выращивают на больших площадях. Обычно её начинают употреблять как салатную зелень в весеннелетний период, но на зимний период выращивают и кочанные сорта. Специально проведёнными опытами за 2 цикла испытаний   было установлено увеличение  размера листьев на 25,6 и 28,3%.
 За 5 лет опытов средняя урожайность составила 61,1 т/га, с прибавкой урожая на 19,2%. Во всех случаях  обработка капусты проводилась двукратным опрыскиванием,  с расходом каждый раз 300 л/га, при концентрации РЗЭ 500 мг/л. Первая обработка проводилась при образовании 3-4 листа, а повторная - через десять дней. Оптимальная доза при опрыскивании капусты, равна 300 г/га.
Более 25лет назад были начаты опыты по применению РЗЭ при выращивании арбузов и достаточно полно отработана технология их обработки. Изучение роста растений при изменении концентрации РЗЭ от 150 до 300 мг/л показало что прирост при 200 мг/л РЗЭ является наибольшим за неделю и составляет 10,4%. Изменение в любую сторону концентрации ведёт к снижению прироста. Сравнением обработанных РЗЭ арбузов и контрольных показало, что при двукратном опрыскивании раствором,  и расходе 400 л/га, наблюдается увеличение в два раза количества плодов диаметром 15-20 см.
      Началом испытаний в странах СНГ следует считать проведение в 1991 году опытов по выращиванию томатов и огурцов в теплицах.      
Опыты по выращиванию огурцов в закрытом грунте поводились, с применением замачивания семян течение 4х часов непосредственно перед посадкой. В первый год получена прибавка урожая 5-7%, при снижении времени массового созревания на 3-4 дня. На контрольном участке урожайность составила 11,5 кг/м2. Технология подготовки почвы и выращивания растений являлась общепринятой, для крупных тепличных хозяйств.
В следующем году, кроме обработки семян, проводилось опрыскивание растений перед посадкой рассады. Через 30 дней, в период интенсивного цветения, огурцы были повторно обработаны. Урожайность обработанных огурцов повысилась на 18%, и составила 13,4 кг/м2. Срок полного созревания кондиционных плодов снизился на 4 дня. Большее влияние РЗЭ оказали в весенний цикл выращивания растений.
Одновременно с опытами по выращиванию огурцов, в тех же теплицах, изучалось влияние РЗЭ на выращивание томатов. Перед их посадкой проводилось замачивание семян на 4 часа в растворе, содержащем 300 мг/л лантана.
В течение двух лет, кроме  замачивания семян, в период начала цветения, проводилось опрыскивание растений. Использовался раствор той же концентрации, с расходом 300 л/га.
 Средняя урожайность обработанных в осенне-зимний период томатов составила 8,3 кг/м2, и была на 9% выше, чем в контрольных блоках теплиц. Плоды имели повышенную массу и созрели на 2-3 дня раньше.
Установлено значительное влияние обработки РЗЭ на урожайность моркови.  Не установлено изменения содержания основных элементов питания в продуктах. При приросте урожайности на 15-18%, наблюдается некоторое повышение содержания каротина - до 15,6 мг/кг сырого вещества.               
Производственные опыты по обработке РЗЭ моркови проводились на площади 13 га, однократным опрыскиванием посевов в период появления 3-4 листа. Раствор содержал 120 мг/л лантана, с расходом 300 л/га.
 При общей высокой урожайности моркови на гребнях, рав-ной 35 т/га, повышение урожайности составило 4,5%.,
Обычно лук-репка не выращивается из семян за один год, но применение скороспелых гибридных сортов  и  их высадка на гребнях позволяет вырастить его из семян.
На площади 6 га проведены полевые опыты по обработке лука РЗЭ. В первый год обработка проводилась опрыскиванием растений, при появлении 2-3 пера, с  повторной обработкой через 30 дней. Раствор содержал 60 мг/л лантана, с расходом 300 л/га. Содержание нитратов в луке от обработки РЗЭ практически не изменилось. Урожайность лука составила 12,8 т/га.
Промышленные испытания влияния РЗЭ на урожайность капусты проводились обработкой рассады в фазе 3-4 листа, опрыскиванием раствором с концентрацией лантана 300 мг/л.
Хотя для вызревания ранней и средней капусты были неблагоприятные погодные условия, средняя прибавка урожая составила 8% при урожайности, соответственно: 22 и 20 т/га. Наблюдалось неравномерное созревание и значительные колебания по массе вилков.
 Средняя урожайность поздней капусты на всей площади составила 41 т/га, а прирост урожая для различных полей изменялся от 3 до 6,5 %. Было отмечено положительное влияние обработки на развитие растений.
Во второй год обработка проводилась на той же площади, но на других полях. Опрыскиванием раствором  с концентрацией РЗЭ 120 мг/л, проводилась обработка рассады в теплице.  Повторная обработка растений проводилась тем же раствором через две недели  после высадки рассады в почву с расходом раствора 300 л/га.
Урожайность ранней и средней капусты составила, соответственно: 38 и 41 т/га, а прибавка урожая, к контролю, составила от 5 до 17%. Высокая равномерность созревания ранней капусты позволила провести её уборку за один проход.
    Особенностью микроудобрений РЗЭ является  образование малорастворимых соединений  в виде фосфатов, фторидов, гидроокисей и карбонатов. Несовместимость со всеми фосфорными удобрениями и многими  пестицидами   требует очистки распылителей и ёмкостей для их приготовления и при-менения.
Так как растворы для внекорневой подкормки содержат малое количество этих микроудобрений, то на потери влияет жёсткость воды.
Другим отличием этих микроудобрений является эффективное действие только при тщательной обработке поверхности листьев и цветов, основных потребителей этих микроэлементов.
При попадании на почву РЗЭ микроудобрения практически полностью теряются. Распыление раствора всегда ведёт к потерям до 50% микроэлементов, поэтому, температура воздуха, время суток и развитие растений имеют большое значение.
Обычно внекорневую подкормку проводят ранним утром или вечером так как требуется несколько часов для впитывания раствора поверхностью листьев. Высушивание солнцем или смыв дождём ведёт к дополнительным потерям.
Для всех овощей желательным является проведение подкормки  в ранней стадии развития, при образовании 3-4 настоящих листьев и, повторно, к началу цветения или формирования плодов. Как и у калия, на последней стадии развития растений установлен отток РЗЭ из листьев и плодов.
Действие этих микроудобрений усиливается при обеспеченности растений основными элементами питания. Поэтому, для нового поколения микро удобрений для овощей предусмотрена добавка калия и азота. Добавка в раствор каких-либо других реагентов нежелательна. Заранее заданная чистота реагентов даёт возможность получать требуемые результаты по урожайности и качеству овощей.
Для каждого вида растений в течение нескольких лет обычно подбирается оптимальный режим и условия обработки, который в дальнейшем и поддерживается.
Редкоземельные микроудобрения не заменяют основных элементов питания растений, а увеличивают эффективность их действие за счёт более полного использования энергии солнца.
В странах СНГ в последние годы резко снизилось использование основных удобрений и восстановление плодоро-дия требует многих лет.
За первое десятилетие нового века страны СНГ быстро теряют свои вековые достижения в сельском хозяйстве. Обмен жидкого золота на чужие продукты питания лишь временное явление.
Только на небольших площадях фермеров и дачников ещё сохраняют привычку постоянно заботится о плодородии собственной земли и передаче опыта будущему поколению.