Монокремниевая кислота для растений: что это и зачем она грядкам?
Что такое монокремниевая кислота простыми словами, почему растение берёт кремний только в этой форме, сколько её в земле и откуда её взять для грядки.
Содержание и поиск · 8
На пакете удобрения пишут «кремний», в статьях про кремний пишут «монокремниевая кислота», а кремния в земле больше, чем любого другого элемента, кроме кислорода. Легко запутаться. Разберём по порядку, что это за вещество, почему растению нужно именно оно и где его взять для своей грядки.
Что такое монокремниевая кислота?
Монокремниевая кислота — это кремний, растворённый в воде. В её молекуле один атом кремния окружён четырьмя группами из кислорода и водорода. Она появляется, когда кремнезём понемногу растворяется в воде. Растение берёт кремний только в этой форме.
В химии бывают две формы: ортокремниевая и метакремниевая кислота. Метакремниевая в природе нестабильна. Поэтому в агрохимии монокремниевой кислотой называют ортокремниевую.
Процесс записывается одной строкой: кремнезём плюс вода дают монокремниевую кислоту. Растворённые формы кремния есть во всех природных водах.
Растение берёт только тот кремний, который растворён в воде. Кремний в камне, песке и стекле ему недоступен, сколько бы его ни было.
Учёные сходятся в этом давно: растения поглощают кремний только в виде монокремниевой кислоты. Следы монокремниевой кислоты в почве — единственная форма кремния, доступная растениям.
Чтобы растение получило кремний, его надо дать в доступной форме. В составе АГРОВИТ-КОР кремний встроен в молекулу гуминовой кислоты, то есть вещества, из которого состоит перегной. Этот кремний органический и доступен растению. Удобрение выпускают в двух марках: жидкую А дают по листу, сухую Б вносят в землю.
Чем она отличается от кварца, песка и стекла?
Кремний бывает неподвижным и подвижным. Неподвижный — это кварц, песок, стекло, полевой шпат: они почти не растворяются. Подвижный кремний растворён в воде или легко в неё переходит, и с ним растение уже может работать.
Подвижный кремний делят на несколько групп. Первая — монокремниевая кислота. Вторая — олигомеры, то есть короткие цепочки из нескольких молекул кремниевой кислоты, их изучено очень мало. Третья — поликремниевые кислоты, огромные молекулы из тысяч атомов кремния. Они химически спокойны и образуют гели.
Кварц, песок, стекло, полевой шпат. Кремния в них очень много, но в воду он почти не переходит, и растение его не получает.
Монокремниевая кислота, короткие цепочки и гели поликремниевых кислот. Они живут в почвенной воде и внутри растения.
Между этими группами идёт постоянный обмен. В любой смеси воды и твёрдых частиц устанавливается равновесие. Мелкие молекулы кремниевой кислоты собираются в крупные, а крупные распадаются обратно. Короткие цепочки в природной воде живут от нескольких дней до нескольких недель.
Аморфный кремнезём растворяется легче кварца. Чтобы растворить кварц, надо разорвать прочные связи между атомами кремния и кислорода, а аморфный кремнезём устроен рыхлее. Поэтому в опытах с кремнием учёные чаще всего берут аморфный кремнезём и растворимые силикаты.
Сколько её в земле и почему часто не хватает?
Кремний — второй по распространённости элемент земной коры после кислорода, это около 29 % её массы. Почти весь он сидит в минералах, которые растение не берёт. Растворённого кремния в почве обычно мало, и на полях его становится ещё меньше.
В природе кремний возвращается в почву с опавшими листьями и стеблями. На поле солому и ботву увозят с урожаем, и запас растворённого кремния тает.
Нехватку кремния в почве оценивают по шкале. Уровень считают по монокремниевой кислоте в водной вытяжке из свежей почвы.
| Уровень кремния в почве | Монокремниевой кислоты, мг кремния на кг | Какие почвы |
|---|---|---|
| Дефицита нет | больше 40 | пойменные, вулканические, нераспаханные чернозёмы |
| Небольшой дефицит | 20–40 | нераспаханные серые и бурые лесные, чернозёмы, которые много лет распахивают |
| Дефицит | 10–20 | дерново-подзолистые, истощённые пашни |
| Сильный дефицит | меньше 10 | песчаные и сильно истощённые почвы |
Даже хороший чернозём после многих лет пашни, по этой шкале, уже переходит в «небольшой дефицит». На песке и на истощённой земле кремния не хватает сильно. Если анализа почвы нет, ориентируйтесь на её тип.
Как растение её берёт и куда она девается?
Растение берёт монокремниевую кислоту и корнем, и листом. Внутри оно быстро разносит кремний по всему телу, со скоростью несколько сантиметров в час. Потом растворённый кремний собирается в гели и твёрдые отложения.
Для этого у растений есть особые белки-переносчики. Их нашли у кукурузы, огурца, риса и ячменя. Такие переносчики есть и в корнях, и в стеблях с листьями.
В опыте в теплице ячмень и цветную капусту кормили кремнием двумя способами. Одним растениям добавляли кремнезём в грунт, другие опрыскивали раствором монокремниевой кислоты, закрыв землю бумагой. Кремний прибавился во всех частях растений при обоих способах.
У АГРОВИТ-КОР есть оба пути. Весной, в начале роста, растение опрыскивают жидкой маркой А и дальше повторяют обработку в сезон. Сухую марку Б заделывают в землю под перекопку весной или осенью. Так кремний попадает в растение и с листа, и из почвы. Внутри клетки кремний держит воду: один атом удерживает от 100 до 140 молекул воды, и в жару у растения есть запас.
Внутри растения монокремниевая кислота долго не держится. Кремний движется по растению в основном в виде поликремниевых кислот. Монокремниевой кислоты в клеточном соке бывает от 30 до 500 мг кремния на литр, а поликремниевых кислот — от 80 до 8000 мг на литр.
Растение умеет перебрасывать кремний туда, где идёт стресс. В кончике корня кремний кристаллизуется и работает как сверло, которое пробивает землю. В листе он укрепляет верхний слой клеток.
Что она делает в почве?
Монокремниевая кислота — настоящая кислота, пусть и слабая, поэтому она вступает в реакции с металлами. Она связывает ионы металлов в подвижные соединения и в труднорастворимые силикаты. От этого в почве меняется поведение алюминия, фосфора и тяжёлых металлов.
Кремниевая кислота вытесняет фосфор из соединений, которые растение не может растворить. Доступность фосфора растениям и микроорганизмам от этого растёт на 30–50 %.
С алюминием история другая. В кислой почве подвижный алюминий ядовит для растений. Монокремниевая кислота связывает его в алюмосиликаты, то есть в глину, и алюминий перестаёт вредить.
Крупные поликремниевые кислоты работают на структуру. Они создают кремниевые мостики между частицами почвы. Складываются комочки, и земля держит больше воды.
Что она даёт растению?
Главное, что даёт кремний, — устойчивость к стрессам. При хорошем кремниевом питании растут всхожесть, устойчивость к соли, нехватке воды, холоду и тяжёлым металлам. Сам по себе кремний урожай не кормит: он помогает растению пережить плохие дни.
Растение без кремния живёт. Кремний называют «почти необходимым» элементом: жизненный цикл растение проходит и без него, но в стрессе кремний ему явно помогает. Растения условно делят на две группы. Кремниефилы, например ячмень и пшеница, содержат больше 1 % кремния в сухой массе, остальные — меньше.
Как кремний держит воду в клетке и что это даёт при недополиве, разобрано в статье Засухоустойчивость растений: можно ли поливать на 40–50 % меньше?. Опыты с холодом — в статье Возвратные заморозки.
Большая часть этих опытов шла в сосудах на промытом песке или в теплице, с кремнезёмом и растворами монокремниевой кислоты. Цифры этих опытов относятся к кремнию вообще и к условиям опыта.
Где взять монокремниевую кислоту для грядки?
Растение получает монокремниевую кислоту двумя путями. Её дают раствором при опрыскивании или вносят в почву вещества, которые понемногу растворяются во влажной земле. Во втором случае всё решает, сколько из них растворится.
Кремниевые удобрения бывают разные. Это синтетические силикаты натрия, калия и кальция, мелкий аморфный кремнезём и растворы монокремниевой кислоты для опрыскивания. Сюда же входят солома злаков, зола растений, природные породы вроде диатомита и цеолита и металлургические шлаки.
Выбирают по проценту кремния на упаковке. Процент показывает весь кремний, а растворяется из него разная доля. В одном опыте из песка в воду переходило 2–3 мг кремния на килограмм, из природного диатомита 40–109 мг. Чтобы получить заметный эффект, чистого диатомита приходится вносить до 3 т/га.
Зола — самое старое кремниевое удобрение. Благодаря большому количеству аморфного кремнезёма её можно считать кремниевым удобрением. Древние римляне поднимали золой плодородие истощённых земель, в Китае её называли «огненным навозом». Солома злаков тоже богата кремнием: в рисовой соломе от 4 до 20 % кремнезёма.
По нашему опыту, дачнику важнее всего регулярность. Кремний уходит с каждым урожаем, и разовое внесение запас не восстановит.
Как это устроено в АГРОВИТ-КОР?
В составе АГРОВИТ-КОР кремний встроен в молекулу гуминовой кислоты — вещества, из которого состоит перегной. Кремний в ней органический и доступен растению. Как у всех удобрений, содержание считают как общий кремний в пересчёте на кремнезём. В сухой марке Б это 350 г/кг, в жидкой марке А — не меньше 50 г/л. На Бирючекутской опытной станции овощеводства состав дал моркови прибавку 243 кг с сотки против 37 кг у минерального удобрения.
Связка кремния с гуминовыми веществами интересна и учёным. Гуминовые вещества с высоким содержанием кремния устойчивее и полезнее для растений. Кремниевые препараты и гуминовые соединения вместе, по-видимому, усиливают друг друга. В тех опытах их смешивали, а у нас кремний встроен в саму молекулу.
По листу работает жидкая марка А: 100 мл на 10 л воды, весной в начале роста и дальше ещё 3–5 раз за сезон. В почву идёт сухая марка Б: 100–250 г/м², то есть 10–25 кг на сотку, под перекопку весной или осенью. В опыте с ячменём и цветной капустой лист усвоил кремний лучше почвы. Кремний в почве работает ещё и на саму землю: на фосфор и на комочки. Поэтому мы советуем работать и по листу, и в землю.
Работайте с удобрением в перчатках, а раствор для опрыскивания готовьте ещё и в очках. Храните его отдельно от еды и там, где его не достанут дети.
Цифры из опытов учёных получены с кремнезёмом, растворами монокремниевой кислоты и другими кремниевыми препаратами. Про наше удобрение говорят протоколы испытаний, где названы культура, хозяйство и год.
Чем разные кремниевые удобрения отличаются друг от друга и что кремний меняет в почве, подробно разобрано в статье Кремниевые удобрения: зачем растениям кремний и что он даёт почве.
С заботой о вас и вашем урожае,
АГРОВИТ-КОР
Поднимаем урожайность с 1995 года
Частые вопросы
Что такое монокремниевая кислота простыми словами?
Это кремний, растворённый в воде. В её молекуле один атом кремния окружён четырьмя группами из кислорода и водорода. Она появляется, когда кремнезём понемногу растворяется во влажной земле. Растение может взять кремний только в этой форме.
Монокремниевая и ортокремниевая кислота — это одно и то же?
Для агронома да. В химии есть две формы, орто- и метакремниевая кислота. Метакремниевая в природе нестабильна, поэтому под монокремниевой кислотой в агрохимии имеют в виду ортокремниевую.
Почему растению не хватает кремния, если в земле его много?
Почти весь кремний земли сидит в кварце, песке и других минералах и в воду не переходит. Растворённого кремния в почве обычно мало. На полях его становится ещё меньше, потому что кремний уходит с урожаем и соломой.
Как растение поглощает кремний: корнем или листом?
И корнем, и листом. В одном опыте ячмень и цветная капуста брали кремний из раствора по листу и из почвы. При опрыскивании растения усвоили около 30–40 % кремния, из почвы — не больше 5 %.
Сколько монокремниевой кислоты должно быть в почве?
По одной из шкал для почв, дефицита нет, если в водной вытяжке из почвы больше 40 мг кремния на килограмм. От 10 до 20 мг — это дефицит, меньше 10 мг — сильный дефицит. Такой уровень обычен для песчаных и сильно истощённых почв.
Можно ли дать растению кремний песком или золой?
Песком нельзя: в одном опыте в воду из песка переходило всего 2–3 мг кремния на килограмм. Зола растений богата аморфным кремнезёмом, её называют первым удобрением человечества. Сколько кремния растворится из конкретной золы, заранее не скажешь.
Источники
- Матыченков В. В. Роль подвижных соединений кремния в растениях и системе почва — растение : дис. … д-ра биол. наук. Пущино : ИФПБ РАН, 2008
- Матыченков В., д. б. н., ИФПБ РАН. Лекция «Механизмы влияния активных форм кремния на систему почва — растение»
- Coskun D., Britto D. T., Huynh W. Q., Kronzucker H. J. The Role of Silicon in Higher Plants under Salinity and Drought Stress // Frontiers in Plant Science. 2016. Vol. 7. Art. 1072. DOI 10.3389/fpls.2016.01072
- Mir R. A., Bhat B. A., Yousuf H. и др. Multidimensional Role of Silicon to Activate Resilient Plant Growth and to Mitigate Abiotic Stress // Frontiers in Plant Science. 2022. Vol. 13. DOI 10.3389/fpls.2022.819658
- Этикетки розничной упаковки АГРОВИТ-КОР и методология продукта: состав, нормы, форма кремния
- Протоколы испытаний АГРОВИТ-КОР: Бирючекутская опытная станция овощеводства, 1994–1997
- Опыт агрономов научного центра «Нооэкосфера-XXI»: практика хозяйств и разборы, 2026