Дія фізіологічно активних гумінових кислот на рослини за несприятливих зовнішніх умов
Стимулюючий ефект фізіологічно активних форм гумінових кислот можна вважати твердо встановленим фактом, однак ступінь його прояву далеко не завжди стабільний. Ще в радянський час було помічено, що ефект від застосування цих речовин завжди відносно вищий при відхиленні зовнішніх умов від норми. До цього ж висновку незалежно від нас прийшли й багато інших дослідників.
Цілком очевидно, що вивчення цих умов має не лише теоретичне, але й практичне значення, оскільки дозволяє диференціювати райони та прийоми найбільш ефективного використання фізіологічно активних форм у сільському господарстві.
Однак найбільш повне вирішення цієї проблеми буде можливе тоді, коли розкриються біологічні механізми взаємодії фізіологічно активних форм із субклітинними структурами і функціями організму як такого. Тому розглянемо наявний експериментальний матеріал під цими двома кутами зору.
Ефективність ФАВ залежно від умов мінерального живлення рослин
Мінеральне живлення є одним із найбільш вивчених і найбільш регульованих волею людини факторів зовнішнього середовища. Не вдаючись в історію даного питання, відзначимо, що на сучасному етапі розвитку сільського господарства для всіх технічно розвинених країн найважливішим завданням є підвищення коефіцієнта використання мінеральних добрив, і, перш за все, азотних, оскільки пряме збільшення доз вище певної межі ефекту не дає.
Безсумнівний інтерес становлять і роботи низки авторів, які показують можливості використання фізіологічно активних речовин гумінової природи для цих цілей. Крім цього, важливо знати, за яких умов мінерального живлення найбільш ефективні фізіологічно активні форми.
Радянські вчені почали займатися цим питанням ще наприкінці 40-х і на початку 50-х років. На підставі цих досліджень вони дійшли висновку, що «між мінеральним живленням і стимулюючим впливом гумінової та фульвової кислоти існує певний зв’язок. Вона виражається в тому, що гумінова кислота, завдяки фізіологічно активним властивостям, сприяє більш повному використанню мінеральної їжі і, особливо тоді, коли умови мінерального живлення відхилені від норми».
Як приклад, що підтверджує вищевикладене, наводимо в Таблиці 1 результати одного з наших дослідів, які підтвердили, що ефективність гумату була особливо помітна на тлі надлишку азоту і при нестачі фосфору.
| Схема досліду, Співвідношення | Внесено через 15 днів | Вага рослин ярої пшениці, і 30 днів | ||
|---|---|---|---|---|
| Без гумату К, У % до 1 N : 1 Р | З гуматом К, У % до 1 N : 1 Р | у % до свого контролю (без гумату №) | ||
| 1N : 1Р | 100 | 99 | 99 | |
| 1N : ¼ Р | + ¾ Р | 53 | 111 | 192 |
| ¼N : 1Р | + ¾ N | 81 | 79 | 98 |
| ЗN : 1/4Р | + ¾ Р | 76 | 129 | 158 |
Р досліду = 1,01%.
Однак тут не було вражаючих доз азоту, тому пізніше ми поставили за мету з’ясувати, чи можна впливом фізіологічно активних форм на насіння та первинні фази росту проростків підвищити опірність рослин до високих доз азоту. У цьому досліді насіння кукурудзи пророщувалося спершу на гуматі калію та на воді (контроль) до двотижневого віку, потім пересаджувалося на суміш Прянішнікова з різною кількістю азоту (культури водні, фосфор дано у вигляді суміші Зеренсена). Через 7 днів після пересадки дослід враховувався за кореневим тестом — Таблиця 2.
| Норма азоту в суміші Прянішнікова, на яку були пересаджені двотижневі проростки | Середовище пророщування насіння та отримання проростків | Первинні корені | ||
|---|---|---|---|---|
| І порядку | Середня довжина ІІ порядку, ММ | |||
| Середня довжина, мм | Кількість на одну рослину | |||
| 1 | вода | 9,4 | 34 | 13 |
| 1 | 0,0025%-ний розчин гумату калію | 12,0 | 71 | 19 |
| 4 | вода | П,7 | 24 | 4 |
| 4 | 0,0025%-ний розчин гумату калію | 12,7 | 54 | 14 |
| 8 | вода | 8,2 | 20 | 4 |
| 8 | 0,0025%-ний розчин гумату калію | 11,1 | 44 | 10 |
З таблиці 2 випливає, що вплив гумату калію на всіх фонах азотного живлення був позитивним, але особливо важливо, що попереднє вирощування проростків на гуматі калію підвищило їхню опірність навіть до таких концентрацій азоту, як N 8 , які були явно вражаючими.
При нашій лабораторії були проведені польові досліди з рисом, які показали, що наявність фізіологічно активних форм та інших органічних речовин у складі добрива підвищує ефективність азоту у високих дозах і знімає його негативну дію в природному середовищі (Табл. 3).
| Схема досліду | Фон N60P100 | Фон N120P100 | Фон N160P100 | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Прибавка ц/га | % | Прибавка ц/га | % | Прибавка ц/га | % | |
| Контроль (фон) | (37,2) | — | (52,0) | — | (59,7) | — |
| Фон+ N60P90K20 в Imperium Agro.Bio | 6,2 | 16,6 | 6,8 | 13,1 | 3,5 | 5,9 |
| Фон +N60P90K20 у мінеральних добривах. | 5,1 | 13,7 | 2,3 | 4,4 | -3,2 | —5,3 |
Р досліду = 2,3%.
Підвищення ефективності мінеральних добрив при паралельному використанні фізіологічно активних форм гумінової природи відзначено також у низці робіт наших учених. Про це ж свідчать і численні роботи інших дослідників.
У дослідах із просом і вівсом у піщаних культурах на суміші Бріха, що містить KN1503, вони довели, що додавання розчинів гумінових і фульвових кислот до живильного середовища не лише позитивно вплинуло на засвоєння K15, але й сприяло кращому використанню азоту, що входить до складу самих гумінових і фульвових кислот. У світовій практиці, прагнучи диференціювати реакцію рослин на мінеральні та органічні добрива, ставили досліди у вегетаційних посудинах із різними перегнійними речовинами, як-от: гній, ферментована солома чи торф, виділені гумати та інші на тлі внесення мінеральних солей у різних дозах. У досліді з райграсом він показав, що криві відповідей рослин на різні дози азоту пов'язані з рівнем фосфорного живлення (рис. 1).
- Однак при збільшенні дози як азоту, так і фосфору настає «стеля» в їхній дії.
- Подальше збільшення азоту і фосфору призводить навіть до пригнічення рослин.
- Внесення гумінових речовин на такому тлі значно зміщує цю «стелю».
У його дослідах було також чітко показано вплив гумінових речовин на винесення поживних елементів. Як приклад у Таблиці 4 представлені результати дослідів із житом.
Суперечливі дані з цього питання, отримані іншими авторами, ми пояснювали, з одного боку, різною методикою постановки досліду, а з іншого — ефектом «розбавлення» речовин, що надійшли, масою врожаю. Не менш цікавий рис. 2, де наведені дані іншого вегетаційного досліду з райграсом.
| Кількість кожного елемента, внесеного на 1 кг ґрунту (NРК), г | N | P2O5 | К2О | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| без гумусу | з гумусом | без гумусу | з гумусом | без гумусу | з гумусом | |
| 5 | 0,5 | 0,7 | 0,4 | 0,6 | 29,3 | 28,9 |
| 10 | 0,5 | 1,0 | 0,5 | 4,1 | 30,0 | 35,4 |
| 20 | 2,9 | 3,2 | 3,0 | 3,7 | 31,9 | 36,1 |
| 30 | 4,5 | 5,7 | 1,7 | 4,6 | 34,3 | 35,9 |
| 40 | 4.2 | 9,2 | 4,2 | 5,1 | 35,3 | 42,3 |
У цьому досліді на тлі достатнього забезпечення рослини всіма елементами живлення доза азоту змінювалася. При цьому виявилося, що врожайність була отримана при внесенні його з розрахунку 27 мг/л, далі крива врожайності давала деяке плато, а потім падала вниз.
Внесення 2,5 мг/л гуматів калію з леонардиту різко змінило картину:
- Зникла негативна дія великих доз азоту.
- По мірі їхнього збільшення врожайність райграсу збільшувалася, хоча й непропорційно.
- Вчені підкреслюють, що цей процес супроводжується і кращим використанням азоту, що надійшов, у самій рослині, оскільки на одиницю азоту утворюється більша кількість сухої речовини.
Відмінність робіт від попередніх полягає в тому, що ми випробовували в гідропоніці на кварці різні дози NРК на тлі доз фізіологічно активних гумінових речовин, що змінюються. У досліді з кукурудзою він отримав чіткі результати, які показали, що фізіологічно активні гумати знімають токсичність високих доз NРК, причому, ця дія добре проявляється при дозах гумату 6, 24 і 96 мг/л (рис. 4 і 5). Розкид доз гумату за ефективністю пояснюється тим, що в основі фізіологічної дії цих речовин лежать два начала:
- Хіноїдні та поліфенольні групи: входять до складу молекули гумінових і фульвових кислот, які активізують реакцію оксидуредукції та перенесення Н₂ на О₂.
- Друга частина молекули: утворена білками та іншими хімічними групами, на нашу думку, що мають ензиматичні властивості. Ця частина молекули, як він вважає, впливає на фотосинтез.
Рівновага, що встановилася між двома факторами, визначає їхній фізіологічний ефект на рослини; причому залежно від дози гумінової кислоти в її дії переважає то одна, то інша сторона. У своїх роботах ілюструємо, що гумінові кислоти:
- Нормалізують надходження іонів $NО₃$ із розчинів, що містять підвищені концентрації NРК.
- Майже не впливають на надходження $РО₄$.
- Знімають хлороз, що настає при високих дозах NРК, вирівнюючи надходження азоту та магнію.
Оптимальна доза гумінових кислот, на нашу думку, може бути знайдена тільки з урахуванням доз NРК, по фону яких вона вноситься.
Великий інтерес у цьому плані становлять роботи Гумінського та Гумінської, які показали, що фракції гуматів або гумат калію без поділу на фракції можуть бути використані як захист при високих концентраціях живильного розчину. Їм вдалося в умовах гідропоніки підтвердити, що внесення гуматів у середовище підвищує врожай культур на тлі 4-кратної концентрації NРК на 40% проти нормальної живильної суміші. Вони підкреслюють, що живильний розчин у потрійній концентрації без гумату діє на розчин негативно.
Інші фактори середовища та ефективність фізіологічно активних речовин
Вище ми розглянули ефективність дії фізіологічно активних форм залежно від співвідношення та доз основних мінеральних елементів. Але на надходження поживних елементів у рослину впливають не лише їхні форми, наявність у середовищі кореневого живлення, а й:
- осмотичний тиск;
- наявність токсичних іонів у ґрунтовому розчині;
- його рН;
- доступ кисню до коренів та інші.
Є підстави вважати, що фізіологічно активні речовини, викликаючи суттєві зрушення в обміні речовин у рослин, можуть впливати на їхню реакцію і на ці фактори.
Питанням використання розчинних гуматів для зняття токсикозу у рослин, викликаного засоленням середовища кореневого живлення, присвятив одну зі своїх робіт Ернандо. Він вводив у нормальний живильний розчин $CaCl_2$, $NaCl$ і $MgSO_4$, підвищуючи його концентрацію до 5,6 і 12,6 Мо провідності. На цьому тлі Ернандо випробував дію різних доз гумінових кислот.
З робіт Ернандо випливає:
- Гумінова кислота при певних концентраціях знімає токсичну дію засолення в 5,6 Мо, що затримує нормальний ріст кукурудзи.
- Максимум дії гумінової кислоти проявляється у двох дозах, а саме 12 і 120 мг/л.
- Під впливом гумінової кислоти в рослинах при засоленні нормалізується співвідношення катіонів (рис. 6).
- Оптимальною дозою гумінових кислот для високого засолення (12,5 Мо) є 80 мг/л.
Основні висновки Ернандо:
- Гумінова кислота знімає токсикози, викликані порушенням фізіологічної рівноваги у сфері кореневого живлення.
- Застосування рівня фізіологічно активної гумінової кислоти не пропорційне отримуваному ефекту.
- Розрахунок органічних добрив вимагає складніших підходів, ніж мінеральні добрива.
Наводимо дані вегетаційного досліду, що характеризують вплив різних доз гумінової кислоти на ріст гороху залежно від рН середовища. Ця речовина була більш ефективною у разі несприятливих реакцій середовища ($рН 4$ і $7,5$) і проявила слабку дію у разі реакції, цілком придатної для гороху ($рН 6$). Слід зазначити, що при всіх реакціях середовища максимальний ефект отримано від найменшої з доз гумінової кислоти, які були в досліді.
Узагальнюючи свої дослідні дані, професор Гумінський стверджує, що тут діє закон: чим більше відхилення реакції середовища від оптимального для даної рослини, тим помітніший ефект фізіологічної дії гуматів (маються на увазі відхилення рН, які не призводять до загибелі рослин).
Вивчаючи це питання на тест-культурі томатів, прийшли до висновку, що ефект дії гумінових речовин підвищується при нестачі кисню в кореневому середовищі. Усереднені розрахунки показали:
- При продуванні приріст водних культур у вазі надземної маси склав 35% і коренів +44,4%.
- Без продування приріст склав відповідно +36,4% і +267%.
Наведемо результати одного з наших дослідів у водній культурі з проростками кукурудзи, в якій гумінові кислоти вносилися в середовище на тлі різних умов мінерального та кисневого живлення (Табл. 5). Середня температура проведення цього досліду була $30—32°С$.
| Схема досліду | З продуванням і збовтуванням | Без продування, зі збовтуванням | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| % неушкоджених рослин на 10-й день досліду | середня довжина кореня, М±м | кількість коренів 2-го порядку на рослину | % неушкоджених рослин на 10-й день досліду | середня довжина кореня 1 М±м | кількість коренів 2-го порядку на 1 рослину | |
| Повна суміш Прянішнікова | 62,5 | 115±7,44 | 44,5 | 51,0 | 101±6,27 | 27,0 |
| Те саме + гумат калію 10 мг на 1 л | 87,5 | 130±6,57 | 87,5 | 72,0 | 122±5,69 | 39,0 |
| Суміш Прянішнікова, що містить 4 норми N | 50,0 | 105±5,41 | 32,0 | 45,0 | 96±4,27 | 15,0 |
| Те саме + гумат калію 10 мг на 1 л | 68,0 | 135±6,64 | 65,0 | 65,0 | 128±7,60 | 32,0 |
| Суміш Прянішнікова, що містить 8 норм N | 37,5 | 98±4,18 | 12,0 | 12,0 | 94 ±4,10 | 4,0 |
| Те саме + гумат калію 10 мг на І л | 37,5 | 96±6,36 | 38,0 | 38,0 | 99±9,12 | 12,0 |
Ці дані показують, що:
- Рослини, корені яких перебували в середовищі зі зниженим вмістом кисню, більше постраждали від високих доз азоту, ніж ті, які добре аеруються.
- Дія гуматів калію на тлі 4-х доз азоту була помітнішою, ніж при одинарній дозі.
- Ефект гуматів був відносно вищим при нестачі кисню в середовищі.
Отже, фізіологічно активні форми гумусової природи підвищують резистентність рослин і при накладенні 2-х несприятливих факторів — нестачі кисню та надлишку азоту. Однак такий ефект від гуматів не простежується вже у варіанті 8N.
Ми вивчали питання про ефективність фізіологічно активних гуматів у присутності бікарбонату К і дійшли висновку, що під впливом гумінових кислот підвищується опірність рослин (тест — культура томати) до токсичного впливу $KНС0_3$.
- Цей ефект проявляється більше знову-таки при зниженій кількості кисню в середовищі кореневого живлення.
- Токсичні дії соди вони пов'язують із випаданням Fe в осад, чому протидіє гумінова кислота.
Вплив температури на ефективність фізіологічно активних форм можна продемонструвати даними в Таблиці 6. Було помічено, що в тих випадках, коли температура фізіологічно активних форм нижча за рівень, потрібний для ферментативних процесів, фізіологічно активні форми не дають належного ефекту.
| Культура | Схема досліду | 14 —18°С | 8 —12°С | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| довжина кореня першого порядку, мм | число коренів другого порядку, мм | довжина стебла, мм | довжина кореня першого порядку, мм | число коренів другого порядку, мм | довжина стебла, мм | ||
| Озима пшениця | Вода | 36 | немає | 85 | 36 | немає | 75 |
| Гумат калію | 150 | 220 | 200 | 124 | 119 | 95 | |
| Ярий ячмінь | Вода | 56 | немає | 180 | 32 | немає | 100 |
| Гумат калію | 173 | 145 | 180 | 280 | 180 | 180 | |
Використавши $Р^{32}$, відзначили, що при температурі, що пригнічує ферментативні процеси, гумінові речовини не лише не стимулюють надходження фосфору в рослину, а навпаки, сприяють його виходу в середовище.
| Варіанти досліду | Число імп/хв на 10 кг сухої речовини | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Номери дослідів 1, 2, 3, 4 | Номери дослідів 1, 2, 3, 4 | |||||||
| t +11 | t +8 | t +22 | t +18 | t +11 | t +8 | t +22 | t +18 | |
| Вода + Р32 | 1330 | 837 | 323 | 484 | 2156 | 1995 | 683 | 618 |
| Гумінова кислота + Р32 | 1226 | 615 | 276 | 334 | 2632 | - | 855 | 767 |
Підвищення відносної ефективності гумінової кислоти можна спостерігати і при зниженні вологості ґрунту. Дослід був закладений на каштановому ґрунті з ярою пшеницею (Табл. 8).
- При поливі до 60% від повної вологоємності гумінова кислота незначно підвищила врожай зерна і трохи знизила врожай соломи.
- При недостатній вологості в пізніший період (полив до 35% повної вологоємності) картина різко змінилася. Гумінова кислота зробила значний позитивний вплив на утворення органів репродукції і навіть сприяла росту стебел.
| Схема досліду | Удобрено гуміновою кислотою | Полив до 60% повної вологоємності (г на посудину) | Полив до 35% повної вологоємності (г на посудину) | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| вага стебел | вага колосків | вага зерна | вага стебел | вага колосків | вага зерна | ||
| Без добрива | Ні | 11,0 | 7,5 | 5,1 | 6,3 | 4,7 | 3,3 |
| » | При набиванні | 10,8 | 7,9 | 5,4 | 7,0 | 5,4 | 3,3 |
| » | Те саме + 2 поливи | - 9,3 | 8,0 | 5,6 | 7,4 | 5,8 | 3,7 |
| NP | Ні | 22,0 | 17,9 | 12,8 | 12,0 | 7,2 | 4,6 |
| При набиванні | 19,2 | 18,1 | 13,0 | 15,3 | 14,0 | 5,8 | |
| » | Те саме + 2 поливи | - 22,4 | 20,0 | 13,8 | 11,5 | 11,1 | 4,4 |
| **Те саме, у %, до контролів** | |||||||
| Без добрива | При набиванні | 92 | 105 | 106 | 111 | 116 | 100 |
| » | Те саме + 2 поливи | 84 | 106 | 109 | 119 | 125 | 112 |
| NP | При набиванні | 87 | 101 | 101 | 120 | 194 | 125 |
| » | Те саме + 2 поливи | 102 | 111 | 108 | 96 | 154 | 96 |
Примітка: до кущіння всі посудини поливалися до 60% повної вологоємності.
Висновок: Ефективність гумінової кислоти вища, коли рослина поставлена в умови, що відхиляються від норми. Гумінова кислота підвищує посухостійкість рослин.
ДО ПИТАННЯ ПРО ПРИРОДУ ЯВИЩА ТА ЙОГО МОЖЛИВЕ ЗНАЧЕННЯ
Перш за все, слід зазначити, що в медицині давно вже відома низка лікарських засобів, які мають особливість підвищувати загальну резистентність організму. Це:
- препарати женьшеню, елеутерококу колючого, золотого кореня та інших рослин;
- синтетичні препарати — похідні бензимідазолу, наприклад, діабазол;
- тканинні препарати та стимулятори, запропоновані академіком Філатовим.
Більшість дослідників, які працюють із цими речовинами, вважають, що схожість у їхній дії пояснюється безпосереднім впливом на клітини та синтез білка. Що ж до природи дії фізіологічно активних гумінових речовин на рослини, то, хоча з цього питання є величезна література, теорії, яка дозволяє пояснити природу підвищення загальної опірності рослинного організму під їхнім впливом, ще немає.
Необхідно підкреслити, що у рослин характерним тестом реакції на зовнішні умови може слугувати їхній ріст, який є інтегральною функцією багатьох біохімічних і фізіологічних процесів, що розгортаються в клітинах. З цих процесів визначальними слід вважати:
- енергетичні процеси;
- синтез нуклеїнових кислот, відповідальних за передачу генетичної інформації та інформацію при синтезі білка;
- власне синтез білків ферментів, які спрямовують і контролюють весь цикл клітинного метаболізму.
Отже, можна припустити, що дія фізіологічно активних гумінових кислот, що підвищують неспецифічну опірність, має бути спрямована на нормалізацію та стимуляцію тих же провідних процесів клітинного метаболізму, які гальмуються або блокуються інгібуючими факторами середовища.
У дослідженнях, виконаних нашими співробітниками, показано, що фізіологічно активні гумати певною мірою знімають дію низки диференційованих інгібіторів:
- дихання (р-нітрофенол);
- окисного фосфорилювання (2,4-динітрофенол);
- синтезу нуклеїнових кислот і білка (8-азогуанін, ДІК-нуклеаза, пірофосфат 1 Ма актиноміцид Д, хлорамфенікол).
Паралельно знімаються блоки таких функціонально залежних процесів і параметрів, як мітоз, об'єм ядер і ріст окремих органів рослин. Для ілюстрації наведемо результати деяких дослідів (Табл. 10, 11).
| Схема досліду, середовище вирощування насіння | середовище, на яке пересаджували проростки | Довжина кореня, мм | ||
|---|---|---|---|---|
| через 48 годин після пересадки | через 72 години | через 96 годин | ||
| Вода | Вода | 18,8 | 39,6 | 53,4 |
| Гумат калію, 0,005% | Гумат калію, 0,005% | 24,8 | 55,0 | 77,8 |
| 8-азогуанін, $10^{-3}$М | 8-азогуанін, $10^{-3}$М | 11,9 | 19,8 | 20,8 |
| 8-азогуанін, $10^{-3}$М | Вода | 11,9 | 34,2 | 44,6 |
| 8-азогуанін, $10^{-3}$М | Гумат калію, 0,005% | 11,9 | 43,2 | 54,0 |
| Схема досліду, середовище пророщування насіння | середовище, на яке пересаджували проростки | Довжина кореня, мм після пересадки | ||
|---|---|---|---|---|
| після вимочування через 48 годин | через 72 години | через 96 годин | ||
| Вода | Вода | 18,0 | 39,6 | 53,4 |
| Гумат калію, 0,005% | Гумат калію, 0,005% | 24,8 | 55,0 | 77,8 |
| Пірофосфат калію, $10^{-3}$М | Вода | 14,5 | 34,2 | 44,6 |
| Пірофосфат калію, $10^{-3}$М | Пірофосфат калію, $10^{-3}$М | 14,5 | 35,6 | 42,4 |
| Пірофосфат калію, $10^{-3}$М | Гумат натрію, 0,005% | 14,5 | 56,2 | 69,2 |
| Схема досліду, середовище, в якому замочено насіння на 48 годин | середовище, в яке пересаджено проростки на 6 діб | Довжина проростків, мм | Сира вага проростків з чашки, г | Вміст білка у % «а абс. суха вага | Вміст вільних амінокислот, мг/% |
|---|---|---|---|---|---|
| Вода | Вода | 143 | 3,25 | 14,86 | 181,1 |
| Хлорамфенікол | Хлорамфенікол | 73 | 1,33 | 10,94 | 1230,0 * |
| Хлорамфенікол | Вода | 98 | 2,10 | 13,57 | 707,2 |
| Хлорамфенікол | Гумат калію | 119 | 2,60 | 15,56 | 551,4 |
| Середовище, в якому наклюнуте насіння витримувалося протягом 24 годин | Середовище вирощування проростків | Кількість досліджених клітин, шт. | Мітотичний індекс — абс. розкид |
|---|---|---|---|
| Вода | Вода (контроль) | 5400 | 45,4±4,9 |
| Хлорамфенікол, 0,025% | Хлорамфенікол, 0,025% | 6000 | 12,5±2,5 |
| » | Вода | 6000 | 18,0±3,6 |
| » | Гумат калію $3,1 \times 10^{-5}$ м/л | 6000 | 34,0±3,4 |
Очевидно, що під впливом досліджуваних фізіологічно активних форм не лише знімаються блоки провідних біохімічних і фізіологічних процесів на рівні клітини, а й що вони ними стимулюються. Для встановлення факту прискорення синтезу нуклеїнових кислот під впливом фізіологічно активних гуматів були проведені спеціальні досліди з використанням ізотопної методики (Табл. 14).
| Насіння пророщувалося на: | Питома активність в імпульсах на -/ загального фосфору, Кх | Т, год (М±ш) | ||
|---|---|---|---|---|
| (М±ш) | ||||
| Вільні нуклеотиди | Воді | 3194±146 | 424±24 | 16,0± 1,0 |
| Розчині гумату K | 4295±172 | 625±35 | 11,0± 1,0 | |
| ДНК | Воді | 1647± 41 | 196± 5 | 35,0± 1,0 |
| Розчині гумату K | 1985±268 | 243±37 | 29,0± 4,0 | |
| Низькополімерна РНК | Воді | 1861±187 | 225±25 | 31,0± 3,0 |
| Розчині гумату K | 2633± 94 | 336±14 | 21,0± 1,0 | |
| Високополімерна РНК | Воді | 541 ± 52 | 61± 6 | 116,0±11,0 |
| Розчині гумату K | 831 ± 78 | 94± 9 | 74,0± 7,0 | |
Очевидно, що під впливом гуматів коефіцієнт оновлення молекул збільшується. Іншими словами, підтверджується положення, що фізіологічно активні гумати прискорюють швидкість синтезу нуклеїнових кислот.
Таким чином, весь цей експериментальний матеріал узгоджується з думкою про те, що під впливом фізіологічно активних форм рослинний організм набуває підвищеної здатності до репараційних процесів на рівні клітини, чим і пояснюється підвищення неспецифічної резистентності рослин у цілому.
Екологічні фактори та практичне значення
І все ж уже зараз є підстава думати, що використання фізіологічно активних гумусових речовин із метою підвищення загальної резистентності рослин можливе. Слід при цьому враховувати низку умов і, перш за все, екологічні.
Порівнюючи технологію, прийняту в Польщі (обробка сировини $H_3PO_4 + KНСО_3$), з технологією, що використовується в Японії (обробка $HNO_3 + MgСO_3$), він на основі результатів польових дослідів доходить висновку, що:
- При високих температурах зовнішнього середовища перевагу мають польські препарати.
- При низьких — японські.
Торкаючись питання природи біологічної активності препаратів, відзначаємо, що фізіологічно активні гумати в основному зачіпають у рослинах процеси дихання та фотосинтезу.
- Найбільш активним впливом на окислювальні процеси при диханні володіють фульвокислоти, екстраговані холодною водою.
- На фотосинтез — гімато- меланові кислоти.
Застосування залежно від умов:
- Фульвокислоти: При температурі навколишнього середовища вище $20°С$ дають позитивний симуляційний ефект, а при нижчих — негативний.
- Гіматомеланові кислоти: Стимулюють процес фотосинтезу та частково замінюють солі К. Дають найкращі результати у варіантах із повною дозою мінеральних добрив, із половинною дозою солей К і з малою дозою сульфату Мg.
Перспективи в різних районах:
- У вологих районах: Перспективне внесення в ґрунт у поєднанні з мінеральними добривами та у вигляді комплексних добрив. Головний діючий фактор пов'язаний із гіматомелановими кислотами.
- У сухих районах: Найбільш перспективним є використання водорозчинних гумінових препаратів при позакореневих підживленнях. Головний діючий фактор пов'язаний із фульвокислотами.
Слід підкреслити, що екологічний підхід значною мірою дозволяє прогнозувати найбільш перспективні райони застосування зазначених речовин і визначає оптимальні варіанти їхнього використання в конкретних умовах.
При оцінці родючості ґрунту необхідно враховувати наявність у них фізіологічно активних речовин.
Вельми привабливим є використання фізіологічно активних речовин гумусової природи для боротьби з токсикозами від високих доз мінеральних добрив, тим більше, що вони підвищують коефіцієнт використання елементів мінерального живлення.
Практичні прийоми застосування цих речовин можуть бути різними:
- Використання спеціальних препаратів для кореневих та позакореневих підживлень по фону мінеральних добрив.
- Комплексні гумінові добрива, одержувані на основі торфу або леонардиту.
- Компости та перегній.
У світлі всього вищевикладеного можна сказати, що чим далі піде технічний прогрес на землі, тим важливішою стає роль як органічної речовини самого ґрунту, так і добрив, що їх містять, і тим більшої уваги з боку наукової громадськості заслуговує вивчення гумусу ґрунту та добрив.