La capacité des plantes à tolérer l'excès d'azote et les températures élevées

Sur la nature de l'influence des microfertilisants humiques organominéraux Mind Extra "Agro.Bio", Totem "Agro.Bio", Adept "Agro.Bio", Potassium Humate + Phosphorus "Agro.Bio" sur la capacité des plantes à tolérer un excès normes azote et hautes températures

D'après les travaux scientifiques classiques, on sait que les plantes aux premiers stades de développement ne tolèrent pas de fortes doses d'azote. Cependant, dans la pratique de l'agriculture, une situation se développe souvent lorsque les plantes sont obligées de les tolérer, et le sort de la culture dépend dans une large mesure de la façon dont elles font face à ces conditions. On sait aussi combien de fois les cultures du sud souffrent de la sécheresse de l'air et combien leur résistance à la chaleur joue un rôle important dans leur capacité à la supporter.

En 1947, les scientifiques ont découvert que de petites doses d'humates solubles augmentaient considérablement la capacité des plantes à tolérer de fortes doses d'azote.

Lors des tests d'engrais humiques dans le sud de l'Ukraine, nous avons également remarqué que l'effet de ces engrais était particulièrement prononcé les années où la pression atmosphérique était élevée.

Ainsi, l'importance pratique des questions soulevées est évidente.

Cependant, l'utilisation la plus complète dans la pratique des régularités établies n'est possible que si la nature de ce phénomène est révélée et qu'une couverture théorique lui est donnée. Tout cela nous a incités à mener une série d'études dont les résultats sont publiés dans cette communication.

ÉNONCÉ D'UNE QUESTION

Les observations à long terme de l'efficacité des microfertilisants humiques Agro.Bio montrent que l'effet stimulant des acides humiques, fulviques et ulmiques sur la croissance et le développement des plantes au cours de l'ontogenèse se manifeste de différentes manières. Il est particulièrement visible au début du développement et lorsque les processus biochimiques sont très intenses, par exemple au moment de la formation des organes reproducteurs, ainsi que dans les cas où les conditions extérieures s'écartent de la norme.

On peut également considérer comme un fait fermement établi que les humates solubles améliorent les échanges gazeux respiratoires. En 2018, nous avons exprimé l'opinion, et avons ensuite reçu une confirmation expérimentale assez complète, que les formes dispersées d'ions d'acides fulviques et ulmiques humiques sont assimilées par les plantes et utilisées par elles pour améliorer les systèmes enzymatiques redox.

Il a été souligné dans ces travaux que les plantes à certains stades de leur développement ou lorsque les conditions extérieures s'écartent fortement de la norme ne peuvent pas faire face à la synthèse de composés organiques complexes tels que les composants de l'appareil enzymatique de la cellule, et sont obligées de les puiser dans le milieu extérieur.

La signification physiologique des processus de respiration est énorme. Fondamentalement, il peut être réduit à ce qui suit :

• a) la formation de liaisons macroergiques, qui sont le principal donneur d'énergie pour les transformations intracellulaires ;
• b) la formation de produits métaboliques aussi importants que les esters de sucre et les acides organiques du cycle de Krebs;
• c) transformation oxydative de certaines formes de substances organiques en d'autres, par exemple, amination et désamination.
  

Compte tenu d'une telle position «clé» de la respiration au cours du métabolisme dans la cellule, on peut affirmer avec certitude que son rythme déterminera en grande partie l'état physiologique général de l'organisme.

La respiration des plantes, en règle générale, est un processus aérobie. Évidemment, son intensité sera déterminée par la quantité d'oxygène que la cellule peut absorber.

Mais même au début de notre siècle, A.V. Palladii a donné l'interprétation chimique suivante de l'équation totale de la respiration :

С ₆ Н ₁₂ О ₆ + 12 R + 6Н ₂ О = 6СО ₂ + 12 RH ₂ ;

12 HR ₂ + 6О ₂ = 12 R + 12Н ₂ О,

où R sont des catalyseurs intermédiaires hypothétiques, qu'il a appelés chromogènes respiratoires.

Les succès de la biochimie moderne ont confirmé cette brillante prévoyance du scientifique et ont montré qu'un certain nombre d'enzymes complexes fonctionnent comme R, dont le groupe actif est souvent un dérivé des vitamines.

Sans examiner dans cet article les voies de transfert d'hydrogène des objets oxydés vers l'accepteur final, l'oxygène, il convient seulement de souligner que c'est précisément la présence de ces R dans la cellule qui détermine leur capacité à accepter l'oxygène. Dans les cas où ils ne suffisent manifestement pas, une privation d'oxygène se produira dans les cellules avec toutes les conséquences physiologiques qui en découlent.

Apparemment, dans la nature, il peut souvent y avoir des cas où un écart sera créé entre le besoin d'oxygène d'une plante, son contenu dans l'environnement et l'assimilation biologique. Cela signifie que le phénomène de carence en oxygène plus souvent qu'on ne le pense peut être à l'origine de diverses formes de souffrance des plantes.

Évidemment, ces souffrances seront particulièrement aiguës lorsqu'un rythme respiratoire accru est nécessaire pour surmonter des conditions extérieures défavorables, ou lorsque ces conditions en elles-mêmes provoquent un tel rythme.

Un exemple du premier cas est celui de fortes doses d'engrais, pour l'assimilation et la transformation biologique dont un échange gazeux intensif est nécessaire; La seconde est la sécheresse de l'air, accompagnée de températures élevées, au cours desquelles le processus de respiration est très actif. De ce point de vue, les plantes qui font mieux face à la carence en oxygène émergente devraient être plus résistantes au sel et à la sécheresse.

Il est logique de supposer que l'élimination du manque d'oxygène dans tous ces cas devrait augmenter la capacité de l'organisme végétal à supporter ces conditions défavorables et que les microfertilisants organo-minéraux et humiques Mind Extra "Agro.Bio", Totem "Agro.Bio" , Adepte « Agro.Bio », Humate de Potassium + Phosphore « Agro.Bio ».

PARTIE EXPERIMENTALE

Afin de confirmer expérimentalement ce point de vue, nous avons mené en 2020 plusieurs expériences végétatives à court terme avec des semis de céréales, dans lesquelles les plantes ont été placées dans différentes conditions nutritionnelles à différentes teneurs en oxygène dans l'air et à des températures élevées. Le tableau 1 montre les résultats de l'une des expériences de culture en eau avec des plants de maïs, dans laquelle des acides humiques fulviques et ulmiques ont été introduits dans le contexte de diverses conditions de nutrition minérale et oxygénée, cette dernière a été obtenue par différents modes de renouvellement de l'oxygène dans le moyen. La température moyenne pour cette expérience est de 30-32°C.

Tableau 1 Effet des microfertilisants humiques sur la capacité des plantes

transférer l'excès d'azote avec différents régimes d'apport d'oxygène

Plusieurs conclusions peuvent être tirées de ce tableau.

1. Les plantes enracinées dans un environnement pauvre en oxygène étaient plus affectées par de fortes doses d'azote que celles qui étaient mieux aérées. Cela en soi soutient l'idée qu'en améliorant l'apport d'oxygène, la toxicité de fortes doses d'azote peut être réduite.
2. Les engrais humiques Agro.Bio appliqués au milieu de nutrition des racines ont augmenté de manière significative la résistance des plantes à l'effet toxique de l'azote, tandis que l'effet relatif le plus élevé a été obtenu à une teneur réduite en oxygène dans le milieu et à une dose quadruple d'azote.
   

Une expérience similaire avec des lentilles d'eau, où la quantité d'oxygène dans le milieu a été ramenée à un minimum encore plus grand, a montré qu'il existe une certaine limite à cet égard, après laquelle les acides humiques cessent d'agir du tout.

Ces résultats confirment l'idée que les acides humiques, en augmentant la capacité de la cellule à percevoir l'oxygène, permettent à la plante de compenser en quelque sorte son manque dans l'environnement. L'amélioration de l'apport d'oxygène, à son tour, permet à la plante de mieux utiliser les aliments minéraux, en particulier à des doses plus élevées, et d'augmenter la résistance de l'organisme à l'excès d'azote. Il convient de souligner que l'augmentation de l'effet stimulant de l'acide humique à un niveau réduit d'oxygène a été signalée pour la première fois par des scientifiques polonais, ce qui a été pleinement confirmé dans nos expériences.

Les acides humiques fulviques et ulmiques dans l'organisme végétal agissent comme un catalyseur intermédiaire dans le processus de respiration, mais l'efficacité accrue des acides humiques et fulviques en l'absence d'oxygène s'explique différemment. Ils suggèrent qu'en cas de manque d'oxygène dans le milieu, l'acide humique joue le rôle d'accepteur final d'hydrogène. Nous pensons que l'assimilation des acides humiques et fulviques par une plante augmente la préparation des cellules à la consommation d'oxygène, grâce à quoi le coefficient de son utilisation augmente et le corps cesse de manquer d'oxygène.

L'expérience décrite ci-dessus ne peut servir de confirmation complète d'une telle interprétation du rôle des acides humiques et fulviques dans la nutrition des plantes, car les humates ont été introduits dans le milieu de nutrition des racines et ils pourraient adsorber l'azote, atténuant ainsi son effet négatif sur la plante. . De plus, cette expérience n'a pas été accompagnée d'études biochimiques, sans lesquelles cette question ne peut être résolue. Par conséquent, au début de 2021, nous avons mené plusieurs autres expériences en utilisant une méthodologie différente. Dans ces expériences, des graines de maïs de la même variété ont d'abord germé sur de l'eau et de l'humate de sodium à une concentration de 0,0025%, puis des semis âgés de deux semaines ont été plantés sur des solutions de mélange de Pryanishnikov, dans lesquelles du phosphore a été donné sous la forme de Sorensen. mélange tampon.

Le tableau 2 fournit des données qui caractérisent l'état physiologique des semis avant de les planter sur le mélange nutritif.

Tableau 2

Etat physiologique des plants de maïs cultivés sur eau et humate de potassium

Ils montrent que les plantules cultivées sur humate de potassium avaient une intensité respiratoire plus élevée, contenaient plus d'acides organiques et d'acide phosphorique soluble dans le TCA (acide trichloroacétique), c'est-à-dire sa forme directement impliquée dans les réactions de transfert d'énergie et ses transformations.

Les données de cette expérience, qui s'est terminée le 7ème jour après la plantation des semis sur le mélange nutritif, sont présentées dans le tableau 3.

Tableau 3

L'effet des acides humiques et fulviques sur la capacité des semis de maïs à tolérer des doses excessives d'azote

La comparaison des données de ces deux tableaux confirme déjà beaucoup plus complètement l'hypothèse de travail ci-dessus selon laquelle la base de l'augmentation de l'effet positif de l'acide humique et fulvique sur la capacité des plantes à tolérer de fortes doses d'azote réside dans une meilleure préparation des cellules percevoir l'oxygène. Cela conduit à la suppression du déficit en oxygène et à l'activation des échanges gazeux respiratoires avec toutes les conséquences physiologiques qui en découlent.

Des expériences dans lesquelles l'effet des conditions d'apport d'oxygène des acides humiques et fulviques sur la résistance à la chaleur des plantes ont été mises en place comme suit : des semis de plantes - orge, maïs, avoine - ont été infiltrés selon la méthode Kursanov avec de l'eau et un solution d'humate de potassium (0,001%) et planté sur les mêmes solutions. Après cela, toutes les plantes expérimentales ont été placées pendant 48 heures dans de grands dessiccateurs sous vide, dans lesquels une température de 45-50°C a été créée et un régime différent d'apport d'oxygène (teneur en oxygène dans l'air 21 et 5%). Le degré de résistance à la chaleur des plantes a été jugé par leur jaunissement et leur diminution de la turgescence. En parallèle, l'intensité de la respiration a été déterminée.

Les résultats de ces expériences ont montré que sous l'influence de températures élevées, mais à une teneur normale en oxygène dans l'air, les plantes viraient légèrement au jaune et que l'action des acides humiques et fulviques n'affectait que la préservation de la turgescence et l'augmentation de l'intensité de la respiration. Dans le cas où la teneur en oxygène de l'air était de 5%, les plantes souffraient davantage de l'action des températures élevées. L'infiltration d'acide humique et fulvique dans ces conditions a significativement réduit le nombre de feuilles jaunies. Ainsi, dans l'une des expériences avec de l'orge, le nombre de plantes jaunies dans le témoin était de 85%, et dans le cas de l'infiltration avec de l'humate de potassium, il était de 27%. Dans l'expérience avec le maïs et l'avoine, le pourcentage de feuilles jaunies sur les témoins était en moyenne d'environ 50 %, et dans le cas de l'infiltration avec de l'humate de potassium, il était de 20 %. De plus, il a été observé que les acides humiques et fulviques introduits dans la feuille

Ces matériaux confirment également l'idée que la capacité différente des plantes à surmonter le manque d'oxygène devrait être attribuée aux raisons de la capacité inégale des différentes plantes à supporter la chaleur et la sécheresse de l'air qui l'accompagne dans la plupart des cas. Ces capacités des plantes sont déterminées, d'une part, par leur capacité à synthétiser les composants de l'appareil enzymatique des cellules et, d'autre part, à assimiler la matière organique du sol et les engrais avec leur utilisation ultérieure pour la construction de ces composants. Ces substances organiques comprennent la forme ionique dispersée des acides humiques fulviques et ulmiques.