Определение биологической активности некоторых образцов гуматов на различных субстратах Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

16. Solovjev, V.S. Sostoyanie serdechno-sosudistoyj sistemih studentov - urozhencev Srednego Priobjya / V.S. Solovjev, O.G. Litovchenko, O.L. Nifontova // Gigiena i sanitariya. - 2004. - № 1.

Статья поступила в редакцию 16.05.12

УДК 51-74

Vragova E.V. EXPERT ASSESSMENT TO THE EVALUATION PROCESS LIMITATIONS OF ENVIRONMENTAL TECHNOLOGIES. The possibilities of new types of humate complex organo-mineral fertilizers offered for use by the Institute of Coal-chemistry and Material Science of the Siberian Branch of the RAS.

Key words: humate fertilizers, immunostimulating effect, environmental technology.

Е.В. Врагова, канд. тех. наук, зав. каф. «Системный анализ в природопользовании» НФ ФАОУ ДПО ГАСИС, г. Новосибирск, E-mail: vragovae@rambler.ru

ОПРЕДЕЛЕНИЕ БИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ НЕКОТОРЫХ ОБРАЗЦОВ ГУМАТОВ НА РАЗЛИЧНЫХ СУБСТРАТАХ

Исследованы возможности применения новых образцов комплексных гуматных органоминеральных удобрений предложенных к использованию Институтом углехимии и химического материаловедения СО РАН Ключевые слова: гуматные удобрения, иммуностимулирующий эффект, природоохранные технологии.

В настоящее время во всём мире резко возрос интерес к удобрениям гуматного типа. Гуминовые соединения, являясь физиологически активными веществами, регулируют и интенсифицируют обменные процессы в растениях и почве.

Гуматы - это группа естественных высокомолекулярных веществ, которые, благодаря особенностям строения и физикохимическим свойствам характеризуются высокой физиологической активностью. Механизм действия гуминовых веществ заключается в стимулировании всех биохимических процессов в организме растения не только на начальном этапе прорастания семян и образования корневой системы, но и дальнейшего роста и развития растения. Они изменяют проницаемость клеточных мембран, повышают активность ферментов, содержание хлорофилла и продуктивность фотосинтеза, а также стимулируют дыхание, синтез белков, сахаров, аминокислот и витаминов. Наряду с этим гуматы не токсичны, не канцерогенны и не обладают мутагенным действием, что в свою очередь создает предпосылки получения экологически чистой продукции.

Существенное влияние гуматы оказывают на водно-физические и физико-химические свойства почвы:

• повышают влагоёмкость легких почв (в среднем на 30%), способствуя образованию агрономически ценной комковато-зернистой структуры;

• улучшают порозность и водопроницаемость тяжелых почв, препятствуя образованию трещин, корок;

• способствуют аэрации и воздухопроницаемости почвенного профиля, оптимизируя корневое дыхание растений и окислительно-восстановительный режим почвы в целом;

• регулируют реакции ионного обмена между почвой и водными растворами;

• влияют на буферную емкость почв, тем самым способствуя поддержанию естественного уровня рН даже при избыточном поступлении кислых или щелочных агентов.

Являясь биологически активными веществами гуматы способны оказывать стимулирующее действие на рост растений, которое зависит от сроков применения их и концентрации при внекорневом внесении.

Цель исследований заключалась в изучении эффективности гуматов. В рамках выполнения совместного проекта «Разработка научных основ энергосберегающей технологии получения гуматов и ценных химических продуктов из бурых углей для восстановления плодородного слоя земель в борьбе против опустынивания в Монголии

и в качестве стимуляторов роста сельскохозяйственных культур» Учреждения Российской академии наук Сибирского отделения РАН с Академией наук Монголии и Министерством образования, культуры и науки Монголии для исследования Институтом углехимии и химического материаловедения СО РАН были переданы образцов комплексных гуматных органоминеральных удобрений для изучения их использования при возделывании пшеницы и травосмеси.

В задачи исследований входило:

1. Проведение полевых испытаний активности гуматов из различного сырья в качестве стимуляторов роста сельскохозяйственных культур в условиях Новосибирской области.

2. Выдать рекомендации по использованию различных углей в производстве гуматов и дальнейшего использования их

ОТ 2011 05 10 9 в» 2D11 06 2Ъ Ш

Ci ■■■■ »ua^nr fid II—и НГС

Рис. 1. Температурные условия вегетационного периода 2011 г.

Таблица 1

Характеристика образцов гуматов

№ Обозначение Описание Показатели Концентр.,% pH Анализ

1 HumNa бурый уголь рядовой Щелочная вытяжка из угля, концентрат 3,4 12,5 Активность в качестве стимуляторов роста

2 HumK бурый уголь рядовой Щелочная вытяжка из угля, концентрат 3,5 12,8 Активность в качестве стимуляторов роста

3 HumNa бурый уголь сажистый Щелочная вытяжка из угля, концентрат 19,4 12,6 Активность в качестве стимуляторов роста

4 HumK бурый уголь сажистый Щелочная вытяжка из угля, концентрат 19,7 13,3 Активность в качестве стимуляторов роста

Таблица 2

Варианты размещения

№ Обозначение Субстрат

1 HumNa бурый уголь рядовой Лессовидный суглинок

Песок

2 HumK бурый уголь рядовой Лессовидный суглинок

Песок

3 HumNa бурый уголь сажистый Лессовидный суглинок

Песок

4 HumK бурый уголь сажистый Лессовидный суглинок

Песок

Таблица 3

Концентрации применяемых растворов гуматов

№ Обозначение Субстрат Показатели концентрации,№

1 HumNa бурый уголь рядовой Лессовидный суглинок 0,02

Песок 0,02

2 HumK бурый уголь рядовой Лессовидный суглинок 0,02

Песок 0,02

3 HumNa бурый уголь сажистый Лессовидный суглинок 0,02

Песок 0,02

4 HumK бурый уголь сажистый Лессовидный суглинок 0,02

Песок 0,02

5 Без гуматов (контроль) Лессовидный суглинок 0

в мероприятиях по восстановлению плодородного слоя земель в борьбе против опустынивания в Монголии.

Результаты исследований. Используемые гуматы калия и натрия, получены из рядового бурого угля и его естественно-окисленной формы - сажистого угля (участок Кайчакский, пласт Итатский, месторождение относится к Канско-Ачинскому бассейну бурого угля).

Использование гуматов в данном проекте планируется в целях восстановления плодородного слоя земель в борьбе про-

тив опустынивания в Монголии, то выбор субстратов для закладки опыта должен определяться исходя из тех свойств, которые будут отражать специфику почв Монголии. Поэтому одним из субстратов для закладки опыта предусматривается использовать лессовидный суглинок и будет использован песок- как субстрат близкий по свойствам к почвам Монголии по дефициту продуктивной влаги. Схема опыта по вариантам с различными субстратами показана в Таблице 2.

Показатели Лессовидный суглинок Лессовидный суг-линок + бурый уг.

Нитратный азот, мг N-N03 /КГ 2,9 2,8

Легкоподвижный фосфор, мг Р205/кг 0,15 0,16

Легкообменный калий, мг К/100г 0,3 0,4

Обменный калий, мг К/100г (мг К20/100г) 21,1(25,4) 17,8(21,4)

Необменный калий, мг К/100г 129 132

Соотношение Кнеоб./Кобм. 6,1 7,4

Емкость катионного обмена (ЕКО), мг-экв/100г 19,9 -

Насыщенность обменным калием ЕКО,% 2,7 -

В проведенных исследованиях предусматривается использование гуматов на субстратах лишенных гумуса или обедненных им. Поэтому в данном опыте предлагается использование гуматов в концентрациях 0,02%.

Схема полевого опыта составлена с таким условием, чтобы мы имели возможность выявить роль гуминового препарата при использовании в концентрациях 0,02% в сравнении с контролем на субстрате лессовидного суглинка и песка.

Аналитическую работу выполняла лаборатория рекультивации ИПА СО рАн общепринятыми методами [1; 2]. Содержание в почве нитратного азота и легкоподвижного азота определялись в одной вытяжке по методу Карпинского-Замятиной (экстрагент 0,003 и К2 80 4); формы калия: легкообменный - 0,005 и СаС12 [3] , обменный 1 М С#5С00Ы#4 [4], необменный Данные 10 июля 2011 г.________________________________________

1 М #N03 с кипячением [5], стандартная емкость катионного обмена - по Бобко-Аскинази в модификации ЦИНАО.

Усвоение азота идет по пути интенсификации обменных процессов, при этом процессы образования нитратов замедляются. Усвоение калия ускоряется за счет избирательного увеличения проницаемости клеточной мембраны. Что касается фосфора то гуматы, связывая в первую очередь ионы Са, Мд и А1, препятствуют образованию нерастворимых фосфатов.

Схема опыта предполагает использование 10 вегетационных сосудов. В качестве культур для опыта была выбрана яровая пшеница и подобрана травосмесь. Изучалось влияние препаратов гуматов на рост и развитие растений в опытах. Использование гуматов оказало достоверное влияние на рост и развитие растений.

Кюветы Пшеница Травосмесь

1. Контроль (Лессовидный суглинок) 19 16

2. N^N8 бур.уголь.рядовой (Лессовидный суглинок) 20 17

3^итКбур.уголь.рядовой (Лессовидный суглинок) 18 9

4. NumNa бур.уголь.сажист. (Лессовидный суглинок) 20 20

5. NumK бур.уголь.сажист. (Лессовидный суглинок) 20 12

6. Контроль (песок). 19 11

7. NumNa бур.уголь.рядовой(песок). 18 14

8^итКбур.уголь.рядовой (песок). 10 10

9. NumNa бур.уголь.сажист.(песок). 19 10

10. NumK бур.уголь.сажист.(песок). 20 17

Данные 25 августа 2011 г.

Кюветы Пшеница Травосмесь

1. Контроль (Лессовидный суглинок) 19 11

2. NumNa бур.уголь.рядовой (Лессовидный суглинок) 19 15

3.NumKбур.уголь.рядовой (Лессовидный суглинок) 17 9

4. NumNa бур.уголь.сажист. (Лессовидный суглинок) 19 18

5. NumK бур.уголь.сажист. (Лессовидный суглинок) 20 10

6. Контроль (песок). 19 8

7. NumNa бур.уголь.рядовой(песок). 14 14

8.NumKбур.уголь.рядовой(песок). 7 8

9. NumNa бур.уголь.сажист.(песок). 16 10

10. NumK бур.уголь.сажист.(песок). 17 17

Лессовидный суглинок

Контроль №т^а бур.уг.ряд. №тКбур.уг.ряд. №т^а бур.уг.саж. №тКбур.уг.саж.

Контроль (лессовидный суглинок). №тКбур.уголь. рядовой (лессовидный суглинок).

Данная серия экспериментов на лессовидном суглинке продемонстрировала отзывчивость растений пшеницы и травосмеси к применению препарата ЫитКбур.уголь.рядовой. Положительно улучшилось прорастание семян. Положительно повлияло на развитие зеленой биомассы растений яровой пшеницы.

Песок. Середина вегетационного периода.

Контроль. ЫитК бур.уголь.сажист.

Наилучший результат в субстрате песка дало применение NumK бур.уголь.сажист. Другие варианты применения препаратов тоже выявили положительное влияние на развитие и рост растений.

Песок. Перед уборкой растений.

Контроль. NumK бур.уголь.сажист.

Схема опыта. Изучалось влияние препаратов гуматов при однократной обработке по вегетации растений семейства лат. Гаде^ев-Бархатцы.

К концу вегетации различия между удобренными и неудобренными растениями еще более усилились. Высота растений без гуматов около 30-40 см., при применении гуматов высота растений составила 80-100 см. Максимум сухой биомассы перед уборкой отмечен где гуминовые удобрения использовались для однократного опрыскивания вегетирующих растений.

Применение препаратов гуматов положительно сказалось на увеличении надземной биомассы растений бархатца. Здесь более эффективной оказалась обработка вегетирующих растений. Применение гуминовых удобрений в несколько раз увеличило биомассу растений по сравнению с контрольными вариантами.

Без гуматов С гуматами

Выводы. Исследования показали, что даже однократная обработка комплексным гуматным органоминеральным удобрением оказывает ощутимые результаты на фоне полного минерального питания. Наиболее эффективной является полная схема применения препарата, включающая обязательное протравливание семян и однократную обработку препаратом по вегетации. Результаты экспериментов указывают на выраженный иммуностимулирующий эффект гуматов. Применение гуминовых удобрений существенно изменяет условия почвенного питания растений, вызывая активное усиление процессов мобилизации питательных веществ в усвояемой для растений форме.

Представленные образцы препаратов гуматов усиливают засухоустойчивость растений, улучшают биомассу растений.

Библиографический список

1. Аринушкина, Е.В. Руководство по химическому анализу почв. - М., 1970.

2. Теория и практика химического анализа почв / под ред. Л.А. Воробьевой. - М., 2006.

3. Голубева, А.П. Определение степени подвижности обменного калия: пособие по проведению анализов почв и составлению агрохимических картограмм. - М., 1969.

4. Маслова, А.Л. Калий как элемент почвенного плодородия // Калийные удобрения. - Л., 1938.

5. Prat P., Morse H. Potassium release from exchangeable and nonexchangeable forms in Ohio soils // Ohio Agric. Exp. Stat. Bull., 1954.

Bibliography

1. Arinushkina, E.V. Rukovodstvo po khimicheskomu analizu pochv. - M., 1970.

2. Teoriya i praktika khimicheskogo analiza pochv / pod red. L.A. Vorobjevoyj. - M., 2006.

3. Golubeva, A.P. Opredelenie stepeni podvizhnosti obmennogo kaliya: posobie po provedeniyu analizov pochv i sostavleniyu agrokhimicheskikh kartogramm. - M., 1969.

4. Maslova, A.L. Kaliyj kak ehlement pochvennogo plodorodiya // Kaliyjnihe udobreniya. - L., 1938.

5. Prat P., Morse H. Potassium release from exchangeable and nonexchangeable forms in Ohio soils // Ohio Agric. Exp. Stat. Bull., 1954.

Статья поступила в редакцию 04.05.12