Цион (ионитный субстрат): что это, принцип действия и свойства, порядок применения

Кампания по внедрению препарата Цион (Zion) ведется весьма активно. В компетенции его разработчиков сомневаться оснований нет: создан под руководством академика В. С. Солдатова в Институте физико-органической химии НАН Республики Беларусь. Продукт поставляется на рынок средств агрохимии Российской Федерации ООО «Цион Рус». Патент РФ №2662772 от 16.11.2017 г. По словам самого Солдатова, история его создания восходит к 1967 г. В то время весь мир был уверен, что освоение дальнего космоса начнется еще тогда, в XX столетии, и активно разрабатывались сопутствующие чаяниям технологии. В частности, искусственные субстраты для выращивания растений в длительных космических полетах к иным мирам. Добраться до которых оказалось многократно труднее, чем предполагалось, но наработки тех времен нередко оказываются актуальными сегодня. К сожалению, большей частью в военной сфере. Цион, похоже, счастливое исключение. Но что это такое, как оно действует и чего от него ждать у себя на даче или в ЛПХ?

Новое слово в ионитопонике?

В широкой продаже Цион предлагается как удобрение, хотя на самом деле представляет собой средство ионитопоники – ионитный субстрат для растений. Ионитопоника – сравнительно недавно возникшая область гидропоники, т.е. выращивания растений не в грунте, а в искусственной среде, жидкой питательной или пористой, химически и биологически нейтральной. В последнем случае грунт в служит растениям только для закрепления. Минеральные элементы их питания вводятся в субстрат в виде растворов.

Ионитные субстраты для растений Цион (универсальный, для зелени, для овощей, для цветов)

Ахиллесова пята гидропоники – сами питательные растворы. Питание растений в наше время изучено досконально, и с рецептурой подкормок проблем нет: полных комплексных удобрений с микроэлементами для любых культур в продаже сколько угодно. Но! Питательные растворы могут давать осадок (взвесь), засоряющую систему. Их электропроводность не нулевая, что может вызывать электрокоррозию металлических частей. А прочистка и ремонт систем гидропоники трудоемки и дороги. Кроме того, случайная передозировка питания вызывает накопление нежелательных веществ в плодах и химические ожоги растений, а недодача резко сказывается на величине урожая.

Ионообмен

В ионитопонике питание растений заранее вводится в субстрат из ионитов – веществ, способных к ионному обмену. С ними сталкивался любой, у кого есть кухонный фильтр для очистки и умягчения воды (Ручеек, Родник, Гейзер, Аквафор и т.п.). Принцип действия ионитов показан на рис. ниже: в рабочем цикле ионообменник поглощает из воды ионы жесткости, выделяя взамен Na⁺, а при регенерации ионитового фильтра происходит обратный процесс.

В быт иониты пришли из промышленности и сфер спецприменения: ионообменные агенты применяются для очистки и обессоливания воды, выделения и разделения редких металлов, и др. В комплекты снабжения спасательных шлюпок входят ионитовые опреснители морской воды, как и в индивидульные аварийные комплекты летчиков, летающих над морем.

Ионитопоника

Один из законов Мэрфи гласит: если никак не получается «правильно», сделай все наоборот. Ионитопоника – яркий тому пример: специальный ионит «настраивается» на выделение элементов питания растений в обмен на выделяемые их корнями продукты растительного метаболизма. Передозировка, недокармливание и химические ожоги исключены – растения получают питание как бы под присмотром опытного диетолога, но без потребности в высокооплачиваемом специалисте-человеке. Ионный обмен происходит во влажной среде при поливе чистой водой: вероятность засорения и поломки системы минимальны. Минусы (и серьезные), из-за которых ионитопоника так не вытеснила обычную гидропонику:

• Невозможно оперативно регулировать питание растений: в их меню будет только то, что заложено в ионит при его изготовлении;
• Универсального ионитового субстрата не существует: каждый пригоден только под растения одного вида или группу близкородственных видов;
• В одном субстрате трудно, или вовсе невозможно, совместить все необходимые данному растению элементы питания так, чтобы скорость ионообмена всех была оптимальной;
• Ионитовый питательный субстрат одноразовый: регенерации он не подлежит, в отличие от ионитов для очистки воды;
• Производство ионитового субстрата сложно, а готовый продукт дорог.

Примечание: об ионитопонике см. также видео:

Видео: зачем нужна ионопоника?

Цеолит или смола?

Явление ионного обмена впервые было обнаружено у минералов группы цеолитов. Природные цеолиты широко используются и посейчас. Существуют также искусственные минеральные цеолиты, напр. шунгит.

Минеральные цеолиты это невзрачные камешки с микропористой структурой (слева и в центре на рис.):

Строение цеолитов и применение их для выращивания растений

Ионный обмен происходит при протекании воды по каналам. В растениеводстве цеолиты используются давно, более для выращивания молодых растений, очень требовательных к качеству воды (справа на рис.). Недостатки цеолитов в данном применении общие для минеральных ионитов:

1. Ограниченность естественных запасов и сложность производства искусственных;
2. Как следствие – немалая стоимость;
3. Довольно ограниченный ресурс по очистке воды;
4. В застойной воде практически не работают;
5. Легко засоряются;
6. В воде постепенно распадаются, замутняя ее, и частично сами растворяются. Если в растворе присутствуют органические кислоты и др. продукты растительного метаболизма, деградация цеолита намного ускоряется;
7. Малая способность к регенерации;
8. Как следствие, в растениеводстве цеолитовый субстрат – одноразовый.

В промышленности и в быту в качестве ионообменников чаще всего используются синтетические ионообменные смолы: они дороги, но зато хорошо регенерируются. Цеолитам отдается предпочтение только, если требуется повышенная термостойкость ионообменника. Но в ионитопонике ионообменные смолы находят весьма ограниченное применение: от выделений растений их регенеративная способность падает в разы или вовсе до нуля, а «приклеить» к органическому полимеру питательные ионы очень сложно и не всегда возможно.

Суть проблемы

Итак, перед группой В. С. Солдатова изначально стояли следующие задачи:

• Что взять за основу – цеолит или смолу? Предпочтение было отдано первому, как более дешевому и стойкому в органических растворах.
• Проблема регенерации уходит, если готовый продукт будет разовым. Никто же не станет выбирать из грунта крупинки ионита. Заодно появляется возможность использовать дешевое вторичное сырье, исчерпавшее ресурс для, скажем, опреснения воды, но еще пригодное для растений.
• Как «прицепить» к цеолиту элементы питания растений? Как решили эту задачу, автору статьи неизвестно. Но решили, на то и академики. Ноу-хау не разглашается; это их право.
• Продукт широкого потребления должен быть привлекателен для покупателей, владеющих лишь самыми азами агротехнологии. Следовательно, обогащенный питанием растений цеолит нужно закапывать в землю.
• Как в таком случае избежать быстрого засорения пор, распада и выкрашивания основы? Как обеспечить активность цеолита в стоячей воде? Не использовать ли капиллярные токи в почве? В конце концов также решено, но остается в сфере ноу-хау.
• По окончании лабораторных исследований – разработка технологии промышленного производства. По возможности недорогой и не сложной, доступной небольшим фирмам, поскольку ожидать от гигантов отрасли перестройки производства на принципиально новый продукт было бы наивно.

Так что же это такое?

Точный состав Циона производителями и разработчиками не разглашается, как и тонкие детали его ионообмена с растениями (см., однако, ниже). Но, судя по фирменной схеме действия препарата (см. рис.), Цион представляет собой смесь катионитов в анионитами, в которую введены функциональные химические группы, удерживающие ионы питательных веществ. В целом авторам Циона, похоже, удалось «запихать» ионитопонику (см. выше) в землю, или любой другой сыпучий субстрат. Что само по себе, без сомнения, большое достижение.

Схема действия препарата Цион

Применение удобрительного субстрата Цион элементарно просто: дозировка 20-30 г гранул на 1 куб. дм. (2-3% по объему) любого грунта, в т.ч. бесплодного: песка, отсева. Почвосмесь с Ционом перед посадкой/высевом нужно перемешать.

Инструкции по применению препарата Цион для различных культур см. на след. рис.:

Инструкции по применению препарата Цион

Продолжительность действия одной подкормки – до 3-х лет. Водой питание растений из Циона на вымывается. Поскольку Цион «включается» выделениями корней, под деревья и др. большие растения препарат нужно вносить в зоне расположения их питательных корешков. Старые анкерные, грубые и покрытые корой корни Цион «не включат».

Как насчет «микро»?

Признаки голодания растений

Разработчиками декларируется наличие в Ционе основных элементов питания растений NPK (азот-фосфор-калий), и мезоэлементов Mg-Ca-S (магний-кальций-сера). Т.е., в обычной огородной земле препарат фактически универсален: микроэлементов в этом субстрате, как правило, достаточно. В случае появления признаков голодания растений на какой-либо элемент питания (см. рис. справа), их можно экстренно подкормить соотв. удобрением обычным образом: поливом под корень или по листьям. Циол, по идее, «воевать» с прочими удобрениями не должен.

Примечание: достаточно четкими признаками недостатка бора будут также массовое опадание внешне здоровых завязей, а у овощей на хранении быстрое загнивание кочерыжки капустного кочана и сердцевинная гниль столовой свеклы (как правило, до весны не долеживают). В таком случае нужно ранней весной под следующий сезон заправить почву Борофоской или другим безазотным удобрением с микроэлементами.

А минусы?

Самый большой – цена. За 700-граммовую баночку просят в среднем 690 руб., т.е. 1 руб./г. За грамм в пакетике еще дороже: 30-г саше Циона стоит от 35-40 руб. Поэтому, хотя на то же растение за 3 года удобрений уйдет на большую сумму, Цион пока что применяется более в комнатном цветоводстве. Отзывов о его применении для овощей раз-два, и обчелся, и кочуют они, одни и те же, из одного восторженного восхваления в другое.

В итоге

Отцедим, как говорится, сухой остаток. Принцип действия Циона сомнений не вызывает – все его составляющие были «обкатаны» до того. Компетентность и добросовестность коллектива разработчиков также не вызывают вопросов. Остается вопрос: придумано-то великолепно, но как делают? То есть, насколько доступна рядовому производственнику технология изготовления препарата? Как она соблюдается на деле?

И еще. Цион – совершенно новое средство агрохимии. Судить о нем объективно можно не ранее 3-5 лет полевых испытаний в различных условиях. Полный испытательный цикл дело канительное, дорогостоящее, так что не удивительно, что рекламные материалы о нем благоразумно умалчивают.

Однако ответы на оба эти вопроса каждый хозяин может получить для себя. А именно: купить пакетик препарата и запустить, скажем, под один картофельный или помидорный куст. Сравнение с соседними в ряду все и покажет. Пока что однозначно положительные и более-менее обоснованные отзывы имеются только о действии Циона на рассаду:

Видео: о действии Циона на рассаду

вам будет интересно:

Энерген Феровит Кризал