CC BY
239
Охрана природы и здоровья человека: новые решения в медицине, биологии
и экологии
УДК 631.811.98:636.087.72:639.3.043.2
А.Е. Аринжанов, Е.П. Мирошникова, М.Б. Ребезов
ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГУМИНОВЫХ ВЕЩЕСТВ
Оренбургский государственный университет, Южно-уральский государственный университет
Аннотация: За последние 20 лет интерес к гуминовым веществам значительно расширился и вышел за рамки традиционного изучения органического вещества почв. В настоящее время отечественный рынок интенсивно пополняется новыми гуминовыми препаратами, подобная ситуация ставит перед наукой задачу на поиск новых областей их применения и исследований потенциальных рисков.
Ключевые слова: гуминовые вещества, кормление, удобрения, гуматы.
UDC 631.811.98:636.087.72:639.3.043.2
A.E. Arinzhanov, E.P. Miroshnikova, M.B. Rebezov
PROSPECTS OF USING HUMIC SUBSTANCES
Orenburg State University, South Ural state University
Abstract: Over the last 20 years interest in humic substances has expanded significantly and has gone beyond the traditional study of soil organic matter. At present, the domestic market is intensively updated with new humic preparations, a similar situation confronts science order to find new fields of application and research of potential risks.
Key words: humic substances, feeding, fertilizers, humates.
В настоящее время интерес к гуми- ганизма. В их составе обнаружены гуми-
новым веществам (ГВ) со стороны на- новые кислоты, фульвокислоты, гумины
учного сообщества и сельского хозяй- и гиматомелановые кислоты [1].
ства увеличился. ГВ обладают иммуно- Наиболее широкое применение ГВ на-
стимулирующим действием и тем са- ходят в качестве стимуляторов роста рас-
мым увеличивают резистентность ор- тений. ГВ являются естественными ком-
понентами почвы в отличие от агрохи-микатов и пестицидов, которые активно используются в растениеводстве.
В исследованиях с различными культурами высших растений было доказано, что применение в оптимальных дозах промышленных гуматов (аммония, калия и натрия), стимулирует прорастание семян, улучшает дыхание растений, увеличивает биомассу и длину проростков, и кроме того усиливает ферментативную активность [2].
Обработка семян растений гумино-выми удобрениями и гуминовыми препаратами (ГП) положительно влияет на корневую систему растений, они глубже проникают в почву и сильнее ветвятся. Кроме того, ГП способны стимулировать прорастание семян с пониженной всхожестью, ускорять рост растений, а также повышать сопротивляемость к болезням и устойчивость к неблагоприятным факторам внешней среды [3].
Доказано, что гумусовые вещества повышают коэффициент использования минеральных удобрений и при их комбинированном использовании - урожайность повышается на 25-35 %. Наряду с увеличением урожайности, ГВ сокращают сроки созревания и положительно влияют на качества продукции: повышается содержания белков, каротина, сахаров, а также масел в масличных культурах [4].
Исследования Вербицкой Н.В., Кондратенко Е.П., и Соболевой О.М. (2014) ГП «Гумостим» на семенах пшеницы показали, что действие гуматов особенно эффективно в начальный период развития растений и носит дозозависи-мый эффект. При предпосевной обработке семян раствором «Гумостима» низкой концентрацией (0,001% и 0,01%) наблюдается повышение энергии прорастания и всхожести на 6-12 %, а при более высокой концентрации наблюдается обратная картина [5].
В настоящее время для повышения плодородия деградированных почв активно используются гуминовые препа-
раты «Новэк» (ТУ 2189-003-54765226-03) и «Гумирал+» (ТУ 2189-002-5476522603), содержащие в своем составе 80 и 40 % гуминовых веществ, соответственно. Внесение данных препаратов в количестве от 0,1 до 3,0 % от массы почвы обеспечивает формирование оптимальной почвенной структуры и основных свойств в период от нескольких недель до 2 - 3 месяцев в зависимости от характера почвы (грунта) и погодно-климатических условий, и при этом отпадает необходимость в использовании привозных плодородных грунтов [6].
Кроме того, ГВ могут выступать в качестве антидотов для многих загрязнителей, в том числе и для тяжелых металлов. Это делает их перспективными препаратами для рекультивации поврежденных, загрязненных и истощенных территорий. ГВ способны связывать ионы металлов и переводить их в неподвижные формы, а также приводить к детоксикации органических токсических веществ [7, 8].
Проявление биологической активности ГВ наблюдается не только по отношению к высшим растениям, но и для живых организмов [9].
Возможность введения ГВ в питательные среды или пищевые рационы животных и птиц привело к росту ГП применяемых в качестве кормовых добавок [10]. В настоящее время отечественный рынок интенсивно пополняется новыми ГП, производимыми как в России и за рубежом. В большинстве случаев многие препараты не стандартизированы, содержание гуминовых кислот сильно варьирует и тем самым действие препаратов может быть различным. Поэтому в литературе можно встретить разноречивые данные об эффективности того или иного ГП.
Так, при скармливании гумата калия и натрия курам-несушкам толщина скорлупы яиц увеличивается на 8,5-14,3 % и 3,213 %; прочность - на 16,2-37,5 % и 6,835,6 %, соответственно. Повышение биофизических свойств положительно повлияло на снижение боя и насечки яиц, как при сборе, так и при их транспорти-
ровке [11].
Использование ГП «Гувитан - С» в кормлении гусей родительского стада в дозе 1,25 мл/кг препарата оказывает положительное влияние на продуктивные показатели птиц и при этом повышается выход инкубационных яиц на 0,1 - 2,3 % [12].
Кроме того, «Гувитан - С» оказывает положительное влияние на минеральный обмен у хряков. Под действием препарата в крови хряков количество фосфора увеличивается на 18,8428,99 %, магния на 19,77 %, натрия — на 7,76 %, калия — на 7,14 % [13].
Важной особенностью действия ГВ на организм является их регуляторная способность к протекающим в организме процессам и эффективное корректирующее действие при каких либо отклонениях. Существуют предположения, что в основе биологических эффектов ГВ на организмы лежит их способность солюбилизировать и диспергировать гидрофобные вещества [14].
Исследования Сверловой Н.Б. и За-гибалова А.Н. показали возможность использования ГП «Лигфола» для стимуляции воспроизводительной функции коров. В частности, введение препарата внутримышечно по 5 мл за 7-10 суток до и в день отела вызывает выраженное повышение уровня гормонов (прогестерона, тироксина, эстрадиола, трийодтиронина). В результате снижается заболеваемость коров почти в 3 раза, сокращается период бесплодия у оплодотворенных коров на 7,4 дня [15].
Исследования ГП «Гумитон» показали, что препарат можно использовать при лечении хронического язвенного процесса, так как препарат обладает выраженными гастрозащитными свойствами. Кроме того, применение препарата у стельных коров значительно снижает частоту патологических отелов и влияет на повышение надоев коров в отдаленные сроки после его применения [16]. Применение Гумитона у глубокостельных коров способствует стимуляции у них специфического клеточ-
ного и гуморального иммунитета. Имму-номодулирующая активность добавки способствует снижению частоты патологий отелов у коров и развития у них маститов и эндометритов [17].
Радчиковой Г.Н. и др. установлено, что включение гумата натрия (0,3 - 0,5 мг/кг) в рацион бычков положительно влияет на поедаемость кормов, продуктивность и физиологическое состояние бычков и при этом повышается экономическая эффективность производства говядины [18].
Применение кормовой добавки «Са-прогумат» в рационе сухостойных коров способствует снижению потери живой массы коров, что в итоге непосредственно влияет на продуктивную и репродуктивную функцию животных [19].
При изучении гуминовой добавки «Питэр Пит» (гумат калия), Торжковым Н.И., Туниковым Г.М., и Майоровой Ж.С. (2015) было получено, что введение препарата крупно рогатому скоту в дозах более 50 мл/кг оказывает отрицательное воздействие на организм животных. Малые дозировки препарата в свою очередь положительно влияют на состояние организма животных и могут быть рекомендованы для выращивания сельскохозяйственных животных. Также отмечено положительное влияние данной добавки при кормлении телят [20].
ГВ относятся к группе малотоксичных веществ и могут использоваться как пищевая и кормовая добавка [21]. В литературе имеются данные которые указывают на то, что гуматы способны снижать негативное действие некоторых токсических веществ (ядов), за счет своих поверхностно-активных свойств [22].
Исследования ГП «Торфовит» (гумат калия) производства компании «Джала Голд» в рыбоводстве показали, что предварительная обработка икры канального сома гуминовым препаратом перед ее инкубацией, снижает количество личинок с аномалиями развития на 10-15%. Введение же в корм препарата концентрацией 0,1 г/кг корма повышает интенсивность роста личинок на 6,8-10,4% [23].
Таким образом, ГВ благодаря своим свойствам перспективны для использования в сельском хозяйстве, а актуальность рассматриваемой темы определяется образованием еще в 1981 году
Международного общества по изучению гуминовых веществ (International Humic Substances Society - IHSS).
Список литературы
1. De Melo B.A., Motta F.L., Santana M.H. Humic acids: Structural properties and multiple functionalities for novel technological developments // Mater Sci Eng C Mater Biol Appl. 2016. № 62. P. 967-974.
2. Petrus A.C., Ahmed O.H., Muhamad A.M., Nasir H.M., Jiwan M. Effect of K-N-humates on dry matter production and nutrient use efficiency of maize in Sarawak, Malaysia // Scientific World Journal. 2010. №10. P.1282-1292.
3. Шаяхметов И.Т., Кузнецов В. И., Защитно-стимулирующие и адаптогенные свойства препарата ГУМИ-биоактивированной формы гуминовых кислот. Эффективность его использования в сельском хозяйстве: научное издание / И. Т. Шаяхметов, В. И. Кузнецов, Ш. Я. Гилязетдинов. - Уфа, 2000. - 102 с.
4. Jindo K., Sonoki T., Matsumoto K., Canellas L., Roig A., Sanchez-Monedero M.A. Influence of biochar addition on the humic substances of composting manures // Waste Manag. 2016. №49. P.545-552.
5. Вербицкая Н.В., Кондратенко Е.П., Соболева О.М. Использование препарата гуминовой природы для предпосевной обработки семян пшеницы // Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2014. №3(103). С.128-132.
6. Bahemmat M., Farahbakhsh M., Kianirad M. Humic substances-enhanced electroremediation of heavy metals contaminated soil // J Hazard Mater. 2016. Jul 15 (312). P. 307-318.
7. Стом Д.И., Дагуров А.В. Комбинированное действие нефтепродуктов и «Гумата» на дафний // Сибирский экологический журнал. 2004. № 1. С.35-40.
8. Таран Д.О., Жданова Г.О., Саксонов М.Н., Бархатова О.А., Быбин В.А., Стом Д.И.. Влияние гуминовых веществ на тест-объекты // Бюллетень Восточно-Сибирского научного центра Сибирского отделения Российской академии медицинских наук. 2013. № 6(94). C.164-168.
9. Steinberg C.E.W., Hoss S., Kloas W., Lutz I., Meinelt S., Pflugmacher S., Wiegand C. Hormone like effects of humic substances on fish, amphibians, and invertebrates // Environmental toxicology. 2004. V. 19. № 4. P. 409- 411.
10. Shermer C.L., Maciorowski K.G., Bailey C.A., et al. Caecal metabolites and microbial populations in chickens consuming diets containing a mined humate compound // J. Sci. Food Agric. 1998. Vol.77. P.479-486.
11. Кубасов В.А. Влияние гуминовых веществ и пасечной мервы на биофизические и биохимические свойства яиц кур кросса «Supernick» // Наука и современность. 2011. №12-1. С.38-40.
12. Хазиев Д.Д. Влияние гуминовых веществ на продуктивность гусей родительского стада // Вестник Оренбургского государственного университета. 2013. №10 (159). С.93-94.
13. Топурия Г.М., Топурия Л.Ю., Бибикова Д.Р. Биохимические показатели крови хряков на фоне применения гувитана-С // Аграрный вестник Урала. 2014. №6 (124). С. 51-54.
14. Chassapis K., Roulia M., Vrettou E., Parassiris A. Preparation of bioinorganic fertilizing media by adsorption of humates on glassy aluminosilicates // Colloids Surf B Biointerfaces. 2010. №81(1). P. 115-122.
15. Сверлова Н.Б., Загибалов А.Н. Влияние гуминовых веществ (препарат «Лигфол») на изменение уровня гормонов при стимуляции воспроизводительной функции коров // Вестник ИрГСХА. 2013. №55. С.89-96.
16. Кравецкий П.А., Удинцев С.Н., Жилякова Т.П. Применение препарата Гумитон для профилактики окислительного стресса у стельных коров // Зоотехния. 2008. №3. С.24-26.
17. Удинцев С.Н., Белоусов Н.М., Жилякова Т.П., Кравецкий П.А. Влияние добавки гумитон на некоторые показатели специфического иммунитета у коров с патологией отелов, эндометритами и маститами // Достижения науки и техники АПК. 2010. №9. С.45-47.
18. Радчикова Г.Н., Цай В.П., Кот А.Н., Сапсалева Т.Л., Возмитель Л.А., Люндышев В.А. Гумат натрия в рационах молодняка крупного рогатого скота // Ученые записки учреждения образования «Витебская ордена «Знак почета» государственная академия ветеринарной медицины». 2015. Т.51. №1-1. С.115-119.
19. Сверлова М.А., Сверлова Н.Б. Применение кормовой добавки «Сапрогумат» в рационах сухостойных коров // Вестник ИрГСХА. 2015. №70. С.71-78.
20. Мусаев Ф.А., Торжков Н.И., Майорова Ж.С., Благов Д.А. Кормовые добавки с биологически активными свойствами в кормлении скота // Фундаментальные исследования. 2015. №2-13. С.5133-5138.
21. Бурова Е.В., Потапова И.А., Пурыгин П.П. Выделение и исследование токсических свойств солей гуминовых кислот и возможности их применения как пищевой добавки // Башкирский химический журнал. 2012. Т.19. №5. С.15-19.
22. Бокова Т.И. Детоксиканты различного происхождения // Кормление сельскохозяйственных животных и кормопроизводство. 2011. № 5. С.57-59.
23. Сидоров Н.А., Сазанова Н.Н., Невеселая О.А. Влияние препарата «Торфонит» на рост и выживаемость личинок канального сома // Рыбохозяйственная наука Украины. 2009. №1. С. 60-63.
Информация об авторах:
Information about the authors:
Аринжанов Азамат Ерсаинович,
кандидат сельскохозяйственных наук, старший преподаватель, Оренбургский государственный университет, г. Оренбург, Россия
Arinzhanov Azamat Ersainovich,
Candidate of Agricultural Sciences, Senior Lecturer, Orenburg State University, Orenburg, Russia
Мирошникова Елена Петровна,
доктор биологических наук, заведующий кафедрой биотехнологии животного сырья и
аквакультуры, профессор, Оренбургский государственный университет, г. Оренбург, Россия
Miroshnikova Elena Petrovna,
Doctor of Biological Sciences, Head of the Department of Biotechnology of Animal Raw Materials and Aquaculture, Professor, Orenburg State University, Orenburg, Russia
Ребезов Максим Борисович,
доктор сельскохозяйственных наук, заведующий кафедрой прикладной биотехнологии, профессор, Южно-уральский государственный университет, г. Челябинск, Россия
Rebezov Maxim Borisovich,
Doctor of Agricultural Sciences, Head of Applied Biotechnology Department, Professor, South Ural State University, Chelyabinsk, Russia
