CC BY
472
ПЛОДОРОДИЕ
УДК 631.87
Гуминовые препараты в агротехнологиях
Т.Д. КИРДЕЙ, кандидат биологических наук
Ивановская сельскохозяйственная академия им. Д.К. Беляева E-mail: T.A.Kirdey@mail.ru
Изучено применение различных гуминовых препаратов при выращивании зерновых, овощных культур, картофеля и льна-долгунца. Гуминовые препараты в форме растворов повышают всхожесть семян и клубней картофеля, способствуют более интенсивному росту и развитию растений и в конечном итоге повышают урожай культур и его качество.
Ключевые слова: гуминовые препараты, гуминовые кислоты, рост и развитие растений, урожайность, качество продукции.
Важнейшая проблема современного сельского хозяйства - разработка агротехнологий, не загрязняющих окружающую среду и позволяющих получать продукцию, свободную от токсических веществ. Одним из элементов таких технологий может быть использование гуминовых препаратов, эффективность которых в качестве регуляторов роста, удобрений и мелиорантов отмечена многими исследователями [1-S]. В последние годы наблюдается рост производства этих препаратов из различного природного сырья (угля, торфа, сланцев), открываются новые области использования гуматов (в растениеводстве, животноводстве, медицине и промышленности), что определяется прежде всего их экологической безопасностью, физиологической активностью, адаптогенными и иммуномоде-$2 лирующими свойствами, способно-§ стью связывать в малоподвижные ц, или труднодиссоциирующие соеди-z нения токсичные и радиоактивные ф элементы [6-10], а также практичес-| ки неограниченной сырьевой базой, з невысокой стоимостью сырья и дос® тупной технологией производства. jg Гуминовые вещества - уникаль-ет
12
ные природные соединения, образующиеся в процессе гумификации растительных тканей во влажной среде при затрудненном доступе кислорода. Благодаря своей аккумулятивной функции эти соединения накапливают значительное количество азота, фосфора, серы, а также калий, кальций, магний, железо и микроэлементы [8]. Гуминовые кислоты - высокомолекулярные соединения,имеющие различный состав. Точных молекулярных формул для любых гуминовых веществ не существует, так как учитывается только состав соединений и некоторые их свойства, тогда как расположение атомов и атомных групп остается при этом неизвестным. Установлено, что гуминовые кислоты - это ароматические соединения с подвижными пи-электронами и различными функциональными группами при ядре и боковых цепях, с чем связаны их способность к ионному обмену, образованию комплексов, окислительно-восстановительные свойства [II]. Высокая активность гуминовых кислот может быть обусловлена физиологичски активными веществами, входящими в их состав. Так, в образовании торфяных гуминовых кислот участвуют вещества растений-торфообразователей, а также вещества, синтезируемые микроорганизмами. Некоторые из торфообразующих растений относятся к лекарственным и содержат различные гликозиды, алкалоиды, дубильные вещества, эфирные масла; микроорганизмы продуцируют антибиотики, ферменты, витамины.
Гуминовые вещества непосредственно в почве, торфе находятся в малоактивной форме, так как обладая большим набором функциональных групп реагируют с минеральными компонентами. Однако при производстве гуминовых препаратов происходит разблокировка функциональных групп, гуминовые кислоты переводятся в активную форму.
Механизм действия гуминовых соединений на живые организмы недостаточно ясен и требует изучения. Доказано влияние гуминовых кислот на систему ДНК - РНК и достоверно показано увеличение массы ДНК на одно ядро при использовании гуминовых препаратов [12]. Обнаружен фитогормональный эффект гуматов [13]. Под влиянием гуминовых препаратов изменяется содержание калия, кальция, магния, железа в клетках растений, в результате чего может происходить активизация многих ферментных систем. Увеличение мембранной проницаемости может быть обусловлено и поверхностной активностью гуминовых соединений. Проницаемость мембран может повышаться и за счет активизации на них ионных насосов [4]. Предполагается, что гуминовые вещества сорбируются на внешней стороне цитоплазматической мембраны и способствуют поступлению в клетку элементов минерального питания и низкомолекулярных органических соединений [14].
Гуминовые препараты широко применяют в растениеводстве. Помимо стимулирующего влияния на растения, они значительно интенсифицируют деятельность разных групп микроорганизмов в почве. Так, численность аммонифицирующих бактерий возрастает в 3^ раз, нитрифицирующих - в 3-7 раз, способность к фиксации молекулярного азота сво-бодноживущими бактериями - почти в 10 раз. Гуматы способствуют значительной активации тех групп микроорганизмов, которые участвуют в минерализации органических веществ, что позволяет сократить расход минеральных удобрений и пестицидов без снижения урожая.
Гуминовые препараты нового поколения можно применять в малых дозах, для них характерны безбал-ластность, высокая экологичность и комплексное действие на растения. Эффективность различных препаратов зависит от вида и качества сырья, из которого произведен препарат, способа его получения, выпускной формы и физиологического состояния растения. Влияние гумино-
1ёТаТбТаеа.р65 12 23.06.2013, 0:20
вых препаратов на растения, как и всех регуляторов роста, проявляется при отклонениях факторов среды от оптимальных значений и наиболее эффективно при использовании на ранних стадиях развития растений. Кроме того, необходимо учитывать условия минерального и углеродного питания растений, а также строго соблюдать сроки обработки и нормы применения препаратов.
В 2000-2012 гг. в лабораторных, полевых и производственных опытах в учхозе Ивановской ГСХА и сельскохозяйственных предприятиях Ивановской области изучали эффективность различных гуминовых препаратов - из торфа [15], вермикомпо-ста (Идеал), сапропеля (Плодородие) и бурого угля (гумат натрия) при выращивании зерновых, овощных культур, картофеля и льна-долгунца.
В лабораторных экспериментах семена пшеницы, моркови, капусты, льна-долгунца и клубни картофеля обрабатывали растворами препаратов различной концентрации (0,001; 0,005; 0,01; 0,05 и 0,1 %) и определяли энергию прорастания, всхожесть семян, проводили наблюдения за ростом стеблей и корней проростков. Реакция семян различных культур на обработку гуматами была неоднозначна и зависела от вида растения, физиологического состояния семян, используемой концентрации и свойств препаратов. Для большинства изученных видов растений физиологически активными стали концентрации гуминовых препаратов 0,005 и 0,01 %. У льна-долгунца и овощных культур энергия прорастания и всхожесть в среднем повысились на 10-15 %, у пшеницы - на 1722 %. Более низкие концентрации препаратов были неэффективны, а высокие (0,05-0,1 %) тормозили процесс прорастания семян. Статистически достоверных различий между изученными препаратами по влиянию на энергию прорастания и всхожесть семян не установлено. Гуминовые препараты из торфа и вермикомпо-ста ускорили выход клубней картофеля из состояния покоя, способствовали образованию корней и увеличению длины побегов практически в два раза по сравнению с необработанными клубнями. Масса проростков пшеницы повысилась на 16, 21 и 24 % соответственно при использовании препаратов Плодородие, из торфа и Идеал. Влияние гу-мата натрия на рост проростков пшеницы оказалось недостоверным.
В производственных опытах в СПК
«Ивановский» Ивановской области изучали эффективность гуминового препарата из торфа при выращивании капусты белокочанной (гибрид
Крюмон) и моркови (сорт Нантс-кая). Семена культур обрабатывали 0,01 % раствором препарата в течение трех часов. Растения капусты опрыскивали гуматом после пикировки (0,00S % раствор) и после высадки рассады в поле (3 л/га 1 %-го раствора). При выращивании моркови использовали двукратное опрыскивание посевов в той же норме.
Установлено, что обработка семян капусты и моркови препаратом из торфа повысила их всхожесть соответственно на 10 и 11 % по сравнению с контролем. Гуминовый препарат способствовал формированию более компактной и качественной рассады капусты (масса растений увеличилась с 27,3 г на контроле до 3S г у обработанных растений), а также ускорил процесс созревания капусты и снизил число несформиро-вавшихся кочанов в два раза по сравнению с контролем. В результате средняя масса кочана увеличилась с 1,69 кг (на контроле) до 2,04 кг, а урожайность - с 3б3 до 420 ц/га. Препарат из торфа повысил урожайность моркови в среднем на 21 %, что обусловлено как увеличением всхожести семян и густоты растений, так и более интенсивным накоплением массы корнеплодов.
В производственных опытах в совхозе «Порздневский» Лухского района Ивановской области в 20002002 гг. при выращивании льна-долгунца сорта Дашковский изучали эффективность различных вариантов применения препарата из торфа: 1 -обработка семян в дозе 3 л/т совместно с химическим препаратом Ти-гам (3,S кг/т); 2 - обработка семян и однократное опрыскивание растений в фазе полных всходов; 3 - обработка семян и двукратное опрыскивание посевов в фазы всходов и елочки (совместно с гербицидами Кросс и Лонтрел, норму которых сокращали на 2S %); 4 - однократное опрыскивание растений в фазе всходов; S - двукратное опрыскивание посевов в фазы всходов и елочки.
Обработка семян льна гуматом из торфа повысила их полевую всхожесть на 22 %, сохранность растений за период вегетации по всем вариантам увеличилась на 24-28 % по сравнению с контролем. Лучшим оказался вариант, где сочетались обработки гуматом семян и посевов в фазе елочки совместно с гер-
бицидами. Урожайность семян в этом варианте повысилась с 2,8S до 4,06 ц/га как за счет увеличения числа коробочек на растении (с 4,4 шт. на контроле до 7,3), так и массы 1000 семян (с 3,2 до 3,4 г). Урожайность льносоломы увеличилась с 1S,S ц/га (контроль) до 2S,8 ц/га, что обусловлено увеличением густоты стояния растений и технической длины стебля. Качество льносоломы повысилось на 0,S сортономера за счет увеличения горстевой длины и пригодности.
В полевых опытах при выращивании картофеля сорта Невский в учхозе ИГСХа и совхозе «Согласие» Лежневского района Ивановской области в 2000-2003 гг. изучали эффективность различных доз 1 %-го раствора препарата из торфа (1, 2, 3 и 4 л/га) при двукратном опрыскивании растений в фазы полных всходов и бутонизации.Установлено,что гуминовый препарат в дозе 4 л/га повысил урожайность картофеля по сравнению с контролем на S0,7 ц/га, или 1S,2 %. При этом масса крупных клубней увеличилась с 861 г/куст (контроль) до 1020 г/куст.
В полевых экспериментах в учхозе ИГСХА (200S-2012 гг.) на сортах картофеля Невский, Удача, Луговс-кой, Винета установлено, что оптимальная схема применения гумино-вых препаратов в технологии выращивания картофеля - обработка клубней перед посадкой (3 л/т 1 %-го раствора) и двукратное опрыскивание растений в фазы всходов и бутонизации (4 л/га 1 %-го раствора). Такой способ применения гума-тов обеспечивает наибольшую прибавку урожая картофеля по сравнению с контролем - 1S-24 % и выше, в зависимости от внешних условий.
В экспериментах на картофеле сорта Удача при использовании препаратов, выпускаемых в форме ра-створов(Идеал, Плодородие и препарат из торфа), отмечались более выровненные и дружные всходы, повышались всхожесть и сохранность растений соответственно до 8S-88 и 90-9S % (различия между препаратами несущественны). Влияние гуматов на рост и развитие картофеля проявлялось уже в фазе цветения: масса ботвы и клубней воз- ш росла в среднем на 1S-22 % по срав- | нению с контролем; изменения чис- § ла стеблей и клубней не обнаруже- | но. Площадь ассимилирующей по- Ш верхности растений увеличилась с z 22 тыс. м2/га на контроле до 28, 30 и 2 32 тыс. м2/га при использовании со- р
ответственно сапропеля Плодоро- 2
со
Ieiäiöiäea.p65 13 23.06.2013, 0:20
Урожайность картофеля сорта Удача при обработке клубней и вегетирующих растений гуминовыми препаратами (2005-2008 гг.)
дие, препарата из торфа и вермиком-поста Идеал. Повышение всхожести растений, их устойчивости к неблагоприятным факторам, формирование развитого фотосинтетического аппарата и ускорение развития в конечном итоге обеспечили рост урожайности картофеля (рис.). Препараты Идеал, Плодородие и препарат из торфа достоверно повысили урожайность картофеля с 234 ц/га на контроле до 276, 263 и 270 ц/га соответственно, причем различия между показателями оказались несущественны (НСР05= 14 ц/га). Эффективность гумата натрия не доказана, что может быть связано с иной формой выпуска данного препарата (в виде порошка), урожайность в этом варианте составила 24S ц/га. Анализ структуры урожая показал возрастание числа и массы клубней крупной фракции при одновременном снижении массы и числа нестандартных клубней почти в два раза. Качество клубней повысилось за счет увеличения содержания крахмала на 0,7; 1,2 и 1,8 % и витамина С - с 4 мг/ 100 г массы на контроле до S,S; S,7 и 6,0 мг/100 г при использовании препаратов Плодородие, из торфа и Идеал соответственно.
Таким образом, применение гуминовых препаратов - эффективный, п экологически безопасный способ по-5 вышения урожайности и качества N различных сельскохозяйственных Й культур. При этом эффективность z препаратов, выпускаемых в виде кон-is центрированных растворов (верми-§ компост Идеал, сапропель Плодоро-S дие и препарат из торфа), выше, чем ! у гумата натрия, что может быть свя-Ä зано с иной технологией, сырьем и
m
формой выпуска препарата. Целесообразно применять гуматы на ранних стадиях развития растений (обработка семян, опрыскивание по всходам, перед цветением), так как это стимулирует их рост, активизируя обмен веществ. Совмещение обработки гу-миновыми препаратами с пестицидами позволяет сократить норму расхода последних и снизить химическую нагрузку на почву и растения.
Литература
1. Василенко Н.Ф. Новый стимулятор прорастания семян//Аграрная наука, 1997. - № 5. - С. 27.
2. Вахмистров Д.Б., Зверкова О.А., Дебец Е.Ю., Мишустина Н.Е. Гуминовые кислоты - связь между поверхностной активностью и стимуляцией роста расте-ний//Доклады АН СССР, 1987. - Т. 293. - № 5. - С. 1277-1280.
3. Иванов О.Н., Мерзлая Г.Е., Афанасьев Р.А. Агроэкологическая эффективность гуминовых удобрений/Гуминовые удобрения и их роль в повышении урожайности и охране почв: Матер. Всеросс. научно-практ. конфер., 14-16 марта 2001 г. - Рязань, 2001. - С. 22-24.
4. Кузьмич М.А. Влияние гуминовых препаратов на почву и растение//Агро-химия, 1990. - № 8. - С. 146-149.
5. Садовникова Л.К. Использование гуминовых удобрений для рекультивации и охраны почв//Гуминовые удобрения и их роль в повышении урожайности и охране почв: Матер. Всеросс. научно-практ. конфер., 14-16 марта 2001 г. -Рязань, 2001. - С. 9.
6. Христева Л.А. К природе действия физиологически активных гумусовых веществ на растения в экстремальных условиях/Гуминовые удобрения. Теория и практика их применения. - Днепро-
петровск, 1977. - Т. 6. - С. 3-15.
7. Горовая А.И. Роль физиологически активных веществ гумусовой природы в адаптации растений к ионизирующей радиации и пестицидам/Автореф. дисс. ... д-ра биол. наук. - Минск, 1984. -45 с.
8. Орлов Д.С. Свойства и функции гуминовых веществ/Гуминовые вещества в биосфере. - М.: Наука, 1993. - С. 16-26.
9. Галактионова А.А. Экологические аспекты использования торфогуминовых удобрений//Аграрная наука, 1998. -№ 6. - С. 13-15.
10. Семенов А.А. Влияние гуминовых кислот на устойчивость растений и микроорганизмов к воздействию тяжелых металлов/Автореф. дисс. ... канд. биол. наук. - М., 2009. - 25 с.
11. Кухаренко Т.А. О молекулярной структуре гуминовых кислот/Гуминовые вещества в биосфере. - М.: Наука, 1993.
- С. 27-35.
12. Горовая А.И. Влияние физиологически активных форм гуминовых кислот на специфическую деятельность ме-ристематических клеток и рост проростков кукурузы/Гуминовые удобрения. Теория и практика их применения. -Киев, 1968. - Ч. 3. - С. 130-135.
13. Аверина Н.Г., Поликарпова Н.Н., Колосова Е.И. Цитокининовая активность регуляторов роста и развития растений, выделенных из торфов//Физиология растений, 1987. - Т. 34 - Вып. 3. - С. 577582.
14. Терентьев В.А., Завгородняя Ю.А., Демин В.В. Вероятный механизм действия гуминовых веществ на живые клетки/Гуминовые удобрения и их роль в повышении урожайности и охране почв: Матер. Всеросс. научно-практ. конфер., 14-16 марта 2001 г. - Рязань, 2001.
- С. 38.
15. Калинников Ю.А., Вашурина И.Ю., Кирдей Т.А. Способ получения жидких торфяных гуматов/Патент на изобретение № 2310633. - Бюл. № 32, 2007.
Статья поступила в редакцию 02.04.2012
Humic preparations in agrotechnology
Т.А. Kirdey
Using of different humic preparations while growing of crops, vegetables, potato and flax has been studied. Humic preparations in the form of solutions contribute to increasing the germination of seeds and tubers, more intensive growth and development of plants, increase yeild and its quality.
Keywords: humic preparations, humic acid, growth and development of plants, yeild, quality of production.
Iëîàîôîàèâ.p65
23.06.2013, 0:20
14
