Substances physiologiquement actives – stimulants de croissance végétale Agro.Bio à base de matières organiques fossiles et de technologies modernes
En Ukraine, le secteur agricole moderne accorde une importance considérable à l'augmentation des rendements agricoles et de la production animale. Ces objectifs sont atteints grâce à la mise en valeur de nouvelles terres, aux techniques de réhabilitation des sols et à l'accroissement de la production d'engrais minéraux et organo-minéraux, notamment ceux contenant des substances physiologiquement actives hautement efficaces.
Tant à l'étranger que dans notre pays, les recherches sur les substances physiologiquement actives à base d'acides humiques extraits de la tourbe, de la léonardite et des charbons bruns et oxydés ont trouvé de nombreuses applications. L' humate de potassium Agro.Bio en est un exemple classique et très répandu . Les préparations à base de sapropèles et de sapropélites, notamment de la matière organique des schistes bitumineux, ont fait l'objet de moins de recherches.
NATURE CHIMIQUE ET STRUCTURE DES SUBSTANCES ACTIVES
Des spécialistes de laboratoires de biotechnologie ukrainiens modernes ont obtenu, à partir de matière organique fossile hautement purifiée, une substance physiologiquement active stimulant la croissance des plantes. Elle présente certaines propriétés similaires à celles des acides humiques, mais s'en distingue par la nature chimique de sa structure de base. Le principe actif de cette substance de croissance est un mélange polydispersé d'acides polyfonctionnels (APF) : 3 à 5 groupes carboxyle, 1 à 3 groupes ester et 1 à 2 groupes hydroxyle aliphatiques par molécule en moyenne.
Les PFC, comme les acides humiques (à l'exception des acides saturés absorbés, principalement succinique et sébacique), sont insolubles dans les solutions aqueuses faiblement acides d'acides minéraux. Neutralisés par des bases, leurs sels forment de véritables solutions aqueuses. Les sels d'éléments alcalino-terreux sont partiellement solubles.
La spectroscopie IR n'a révélé aucun carbone aromatique. Lors de la dégradation oxydative par le permanganate de potassium alcalin à 25 °C, ces composés se décomposent principalement en acides gras saturés (plus de 70 % du carbone appartenant aux séries dicarboxyliques C₄-C₁₀ et monocarboxyliques C₂-C₁₀). L'acide oxalique représente moins de 6 % du carbone, le reste étant libéré sous forme de dioxyde de carbone.
Lors de la séparation du PFC en fractions plus étroites, les résultats suivants ont été obtenus :
- fraction soluble dans l'eau - 8-9%;
- insoluble dans l'eau, mais soluble dans l'éther éthylique - 44-45 % ;
- insoluble dans l'éther, mais soluble dans l'acétone - 50-51%.
La fraction hydrosoluble correspond à la fraction absorbée du produit principal du procédé de production d'acide dicarboxylique et est composée à 56–60 % d'acides en C4–C10. Sa masse moléculaire moyenne est de 230.
La fraction soluble dans l'éther (insoluble dans l'eau) a un poids moléculaire moyen compris entre 400 et 500, et la fraction soluble dans l'acétone (insoluble dans l'éther) a un poids moléculaire moyen de 1300 à 1400.
Les formules empiriques moyennes et le rapport atomique $H/C$ du squelette hydrocarboné réduit pour les fractions solubles dans l'éther et dans l'acétone sont respectivement les suivants :
- $C_{21-23}H_{36}O_{7-8}N_{1}$ et $H/C$ 1,9—2,0
- $C_{67-69}H_{93-95}O_{23-24}N_{3-4}$ et $H/C$ 1,8—1,9
Le rapport H/C élevé et la décomposition des PFC lors de l'oxydation, principalement en acides dicarboxyliques saturés, indiquent une structure alicyclique plutôt qu'aromatique, contrairement à ce qui est généralement observé pour les acides humiques conventionnels. Les PFC sont des fragments de complexité variable issus de la dégradation oxydative de la matière organique d'origine ; plus leur masse moléculaire est élevée et plus leur structure est complexe, plus leur structure est proche de celle de la substance macromoléculaire d'origine.
Lors de l'hydrolyse de la matière organique initiale par des acides minéraux, 20 acides aminés parmi 21 protéines végétales et animales typiques ont été isolés et identifiés dans les hydrolysats. Lors d'une hydrolyse douce par étapes avec 5 % d'acide chlorhydrique, le glucose, le galactose, le xylose et l'arabinose ont été isolés et identifiés dans les hydrolysats.
ORIGINE ET TESTS PRATIQUES
D'après les études géologiques et paléontologiques, les fossiles originaux se sont formés à partir des restes de plancton et d'algues morts sur les fonds marins peu profonds (200-300 m) il y a environ 450 millions d'années, à une époque où la végétation supérieure était pratiquement inexistante sur terre. Les sédiments ont été transformés par des micro-organismes dans une eau suffisamment aérée. Au cours de ce processus, la fraction lipidique la plus stable des végétaux et des matières microbiennes a été convertie en substances de haut poids moléculaire, un type de lipoglucide, avec l'incorporation de résidus physiologiquement actifs provenant d'organismes végétaux et de matières microbiennes.
D'après les données géologiques, cette matière organique n'a pas subi de métamorphisme, c'est-à-dire qu'elle n'a pas été exposée à des pressions et des températures élevées. De ce fait, elle pourrait avoir conservé peu ou pas d'éléments structuraux de la roche mère d'origine.
Les premières études sur l'activité physiologique de stimulants de croissance innovants ont été menées dans les principales académies agricoles ukrainiennes. Elles ont donné des résultats positifs à des concentrations allant de 0,0001 à 0,1 %. Par la suite, des essais ont été réalisés dans des laboratoires spécialisés, s'appuyant sur des recherches fondamentales sur les engrais humiques. Ces essais ont démontré que l'utilisation de ces complexes, dont le successeur direct est Mind Agro.Bio (dose optimale d'application de 2 l/ha), stimule efficacement la croissance des racines et des parties aériennes des plantes. Ces composés ont suscité l'intérêt d'instituts internationaux de physiologie végétale, où des résultats positifs ont été obtenus sur plusieurs cultures, notamment la tomate.
Des chercheurs ukrainiens ont étudié l'activité physiologique des fractions hydrosolubles et insolubles de complexes stimulants sur plusieurs cultures. Les études ont porté sur deux variétés de tabac, des haricots, des tomates et du gogoshar. Les expériences ont montré que les fractions hydrosolubles et insolubles du stimulant sont toutes deux physiologiquement actives.
Des essais industriels officiels ont été menés par des instituts de recherche agricole entre 2018 et 2020 sur la variété de tomate mi-précoce Donskoy 202 dans des exploitations agricoles du sud de l'Ukraine (oblast de Mykolaïv). Les résultats ont montré que le meilleur résultat était obtenu en trempant le système racinaire des jeunes plants de tomate dans des solutions aqueuses de sels complexes à des concentrations allant de 0,005 % à 0,05 % (ce qui correspond actuellement aux solutions standard de Mind Agro.Bio ).
L'augmentation moyenne du rendement obtenue grâce à ce traitement sur trois ans était de 70 à 75 quintaux par hectare. Un traitement complémentaire des fleurs a permis une légère augmentation de 5 à 8 quintaux par hectare. Dans leurs conclusions, les spécialistes indiquent que le traitement racinaire des plants de tomates a multiplié par 2,4 à 2,5 en moyenne sur trois ans les rendements des premières récoltes. L'augmentation moyenne significative du rendement total était de 70 quintaux par hectare, contre 535 quintaux par hectare pour le traitement témoin.
De plus, les analyses ont démontré une amélioration de la qualité des fruits. La teneur en matière sèche et en sucres totaux est particulièrement notable. L'utilisation combinée (trempage des racines des jeunes plants et pulvérisation des fleurs) accroît la teneur en sucres et en vitamine C. Il est recommandé aux entreprises agricoles de commercialiser cette technologie.
Des études cytogénétiques réalisées dans des laboratoires spécialisés ont montré que le médicament, aux concentrations utilisées comme facteur de croissance, ne provoque pas de mutations. Des études toxicologiques sur des animaux de laboratoire ont confirmé que le stimulant est classé comme substance peu toxique (classe 5) et n'est pas absorbé par voie cutanée (une expérience menée avec une pâte à 60 % pendant deux semaines n'a entraîné aucun signe d'irritation).
Suite aux études mentionnées ci-dessus, l'autorisation de mise en œuvre à grande échelle à titre pilote a été accordée. L'utilisation combinée de l'engrais organosynthétique Mind Agro.Bio (dose optimale : 2 l/ha) – trempage des racines des jeunes plants suivi d'une pulvérisation pendant la floraison – multiplie par 2,4 à 2,5 les rendements précoces de tomates. Les exploitations agricoles bénéficient également d'importants avantages économiques.
Des études approfondies de la structure chimique des acides polyfonctionnels, c'est-à-dire du principe actif des stimulants de haut poids moléculaire, se poursuivent sur un plus large éventail de cultures agricoles en raison de leur effet complexe sur le métabolisme des plantes.
Note d'expert Agro.Bio : Agro.Bio poursuit avec succès le développement de son approche scientifique et pratique pour la transformation avancée des matières premières organiques fossiles. Le produit moderne Mind Agro.Bio (dose d'application recommandée : 2 l/ha) est le fruit de ces recherches approfondies et offre aux agriculteurs un stimulant de croissance respectueux de l'environnement. L'utilisation de technologies uniques d'extraction d'acides polyfonctionnels et humiques permet aux plantes de s'adapter rapidement au stress, garantissant des rendements élevés et précoces quelles que soient les conditions météorologiques et climatiques.