Стимулюючий вплив гумінової кислоти, гумату калію, Amino Energy на зростання рослин та природа цього явища

На стимулюючу дію гумінових кислот вказували багато вчених: Нефьодов, Боттомлі, А. В. Благовіщенський і А. А. Прозоровська, Н. А. Красильников, Лиск, Олсон, Ніклевський і Войцеховський, Куті і Печнік, пізніше - М. М. Кононова і Н. А. Панкова, Бібер і Матазінер, Отто, Флайг, Гумінський, Гумінська та інші, але умови, за яких проявляється ця дія, і в чому фізіологічна суть цього явища, вивчені не були. До початку наших робіт із цього питання висловлювалися такі погляди.

Вчені, наголошуючи на складності молекули гумінових кислот, дійшов висновку, що вони ніякого значення для безпосереднього харчування рослин мати не можуть, і висловив припущення, що гумінові кислоти мають гормональні властивості.

На посилення дії Р₂О₅ і К₂О під впливом гумінової кислоти, гумату калію вказувала А.А.Прозоровська, яка провела ряд дослідів у ґрунтових культурах. Вона ж на лусочках цибулі вивчала вплив гумінової кислоти на екзоосмос цукрів. Результати цього досвіду показали, що екзоосмос цукрів під впливом гумінової кислоти збільшився до 160-180%. Крім того, А. А. Прозоровська дійшла висновку, що у великих дозах гумінові кислоти можуть служити для рослин джерелом заліза, але в основному їхню позитивну дію слід віднести за рахунок стимулюючого впливу на життєдіяльність рослинних організмів.

Позитивну дію вугільних препаратів Кіссель пояснював, з одного боку, їх впливом на фізико-хімічні властивості ґрунту, а з іншого — стимулюючим впливом на рослинну клітину і насамперед на розвиток хлоропластів.

Боттомлі, працюючи з бактеріоризованим торфом, компостами та витяжками з перегною, а також з гуматом встановив, що невеликі дози витяжок із гумінової кислоти сприяли значному збільшенню утворення сухої маси рослин. Більшість дослідів було проведено з ряскою. Чинним початком у гуматі та інших рослинних рештках він вважає особливі органічні речовини, які вони називають «ауксимонами», дія яких Боттомлі порівнює з дією каталізаторів.

Досліди Боттомлі перевіряли Кларк та Роллер, які проводили свої дослідження з різними джерелами мінерального харчування. Результати, отримані ними, підтвердили досліди Боттомлі і показали, що рослини, зокрема ряска, можуть розвиватися без органічних речовин, але в їх присутності розвиваються краще. У стерильних умовах дія цих витяжок була помітнішою.

Позитивна дія перегнійних речовин ґрунту на зростання вищих рослин Н. А. Красильников пояснює впливом на них продуктів життєдіяльності мікроорганізмів. Вивчаючи вплив мікроорганізмів (130 видів) на проростки пшениці, М. А. Красильников встановив, що різні мікроорганізми по-різному діють зростання проростків пшениці. Одні є інгібіторами зростання, інші активаторами.

При вивченні дії бактерій на зростання ізольованих коренів пшениці, гороху та кукурудзи Н. А. Красильников та Н. Горкіна виявили, що вирішальне значення у розвитку коренів мають продукти життєдіяльності мікробів (до них слід віднести і гумінову кислоту).

Цей висновок М. А. Красильников підтверджує і своїх пізніших роботах. Він зазначає, що антибіотики, які виробляються у ґрунті грибами та бактеріями, також є важливим фактором у житті вищої рослини. Так, наприклад, було встановлено, що граміцидин С впливає на розвиток конюшини, тоді як пеніцилін і аспергеллін — позитивний.

П. А. Власюк зазначає, що під впливом внесення гумінових кислот (гумату калію) у кількості 2—3 л\га (або 15% концентрату) покращується розвиток кореневої системи та асимілюючої поверхні, а також підвищується накопичення хлорофілу та цукристості в рослинах, активізується окисно-відновна ферментативна діяльність Він пояснює це покращенням умов мінерального харчування, які створюються завдяки сорбційній здатності гумату.

Лиск дійшов висновку, що позитивна дія гумату пояснюється присутністю гумінових кислот, які підвищують проникність рослинної перетинки і тим самим посилюють надходження мінеральних речовин у клітину кореня.

Близька до цього уявлення думка Ніклевського і Войцеховського, які спостерігали посилений розвиток коренів під впливом гумусових речовин, здобутих з гною та бурового вугілля. Вони вважають, що ефект, що спостерігається ними, обумовлюється підвищенням проникності клітин коренів і кращим використанням поживних речовин.

Куті та Печнік у Хімічному інституті Угорської сільськогосподарської академії повторили та розширили досліди Ніклевського та Войцеховського. Вони з'ясовували механізм стимулюючої дії гумінових речовин, гумату калію, тобто впливає гумінова кислота як гормон або посилює проникність клітинної оболонки.

Вивчаючи дію золю гумінової кислоти як на живій рослині, так і шляхом спостереження явищ дифузії та осмосу забарвлених розчинів у желатині та у вирізаній серцевині кореня цукрових буряків, вони не дійшли певних висновків, хоча більше схилялися до припущення про гормональний характер дії гумінових кислот.

У різні роки нами ставилися різні завдання, але основною метою було вивчення впливу гумінових кислот на процеси харчування рослин та розробка найефективніших способів їх використання з метою удобрення.

Протягом усього періоду досліджень ми ставили найрізноманітніші досліди як у ґрунтових, так і в піщаних та водних культурах, які також показали, що гуміновим та фульвовим кислотам властиво стимулюючий вплив на вищі рослини.

Ця властивість гумату проявляється по-різному в залежності від цілої низки умов, а саме: властивості самих гумінових кислот, фульвових кислот, біологічних особливостей рослин, зовнішнього середовища і т.д.

Оскільки ефективне застосування гумату калію як мікродобрива неможливе без встановлення умов, за яких його стимулююча дія проявиться найповніше, а також природи самого явища ми провели низку досліджень у цьому напрямку, результати яких і публікуються в цій статті.

Методика роботи

Вже вказувалося, що одна група дослідників пов'язує позитивну дію гумінових кислот із впливом їх на проникність клітин кореня і, як наслідок цього, посиленням поживних речовин, інша – з впливом на фізико-хімічні властивості ґрунту та умови зростання кореневої системи.

Для того, щоб ізолювати дію гумінових кислот, гумату від цих факторів і уникнути реакцій взаємодії їх із солями ґрунту або поживних сумішей, ми поставили ряд дослідів на дистильованій воді з проростками у віці до трьох тижнів, коли рослина ще може розвиватися за рахунок поживних речовин ендосперму. . Саме в цей час найчіткіше виявляються біологічні особливості окремих видів рослин, і вони надзвичайно сильно реагують на зовнішні умови.

Насіння для цих дослідів пророщувалося протягом 5-7 днів у водопровідній воді на сітці, після чого висаджувалося в півлітрові банки з дистильованою водою, куди був внесений стимулятор росту рослин Гутат Калія + Фосфор . Про дію гумінових та фульвових кислот судили щодо зміни довжини коренів, які вимірювалися кожен окремо. З усіх вимірів виводилася середньоарифметична довжина кореня і. квадратичне відхилення від середньої. Повторність дослідів чотириразова.

Джерелом гумінових кислот у наших дослідах служили: сапропель, кам'яне вугілля, що вивітрилося, і супроводжуючі його вугіллясті сланці, так звана «сажа», темнокаштановий грунт.

Вилучення гумінових кислот вироблялося 2% розчином КОН за методикою, розробленою науково-дослідною лабораторією нашої компанії Agro.Bio для вилучення гумінової кислоти з даної сировини. Цей розчин гумату калію віддіалізували до нейтральної реакції промивних вод по індикатору фенолрот, після чого переносили в мірну колбу, доводили дистильованою водою до межі та в ньому встановлювали титр по вуглецю (метод Кубель-Тімана).

Щоб отримати гумати двох і тривалентних металів, надходили наступним чином: брали певний обсяг гумату калію, до нього додавали надлишку розчин хлористої солі відповідного металу і залишали на добу. Отриманий осад гумату багатовалентних металів збирали на фільтрі, промивали водою до зникнення проби на хлор і вносили під рослину.

Умови прояву стимулюючої дії

Першим завданням нашої роботи було виявлення оптимальних з точки зору стимулюючої дії доз гумінової та фульвової кислот. Досліди проводилися з гуматом калію, отриманим з описаної вище «сажі» з двома культурами: ярої пшениці та квасоля (Phasolus aureus).

Метою першого досвіду було виявлення дії різних концентрацій гумінових та фульвових кислот на початку проростання насіння. Для цієї мети була застосована методика Благовіщенського А. В. та Колофівою А. А.

Досвід було закладено у березні місяці у 2-х серіях. У фарфорові чашки поклали по 20 зерен квасолі та додали по 2 мл гумату калію відповідної концентрації. У першій серії чашки були закриті склом, і таким чином протягом усього досвіду підтримувалася постійна концентрація розчину. У другій серії чашки залишалися на відкритому повітрі, розчини повільно випаровувалися, і проростки піддавалися зростаючих концентрацій. Ця серія була включена тому, що на півдні України, при проростанні в природних умовах, рослини зазнають впливу все більших концентрацій ґрунтового розчину внаслідок швидкого висушення верхніх горизонтів ґрунту.

Вимірювання корінців квасолі проводилося на 4-й день досліду (табл. №1).

Таблиця 1

Збільшення довжини корінців під впливом різних концентрацій гумату калію

З цих даних випливає, що гумат калію стимулює зростання проростків квасолі в концентрації до сотих часток відсотка.

При підсиханні гумінова кислота частково коагулює і тільки при найвищій концентрації залишається в стані золю. Таким чином, токсичність великих її доз перебуває у зв'язку з її фізико-хімічним станом, а процес переходу із золю в гель слід розглядати як механізм саморегулювання концентрації. Наявність у гумінових та фульвових кислот властивостей саморегулювання концентрацій створює особливі переваги для застосування їх у районах із недостатньо вологим кліматом, таких як Херсонська, Запорізька, Одеська та Миколаївська областях. Токсичність гумінових та ульмінових кислот по відношенню до мікроорганізмів та зв'язок цього явища з їх фізико-хімічним станом були вперше відкриті академіком Вільямсом.

Досвід з ярою пшеницею мав на меті з'ясувати вплив різних концентрацій гумату калію на зростання коренів у пізнішу фазу розвитку рослин, а також значення фізико-хімічного стану кислоти. Щоб звести до мінімуму дію додаткових факторів для коагуляції гумінової кислоти, була взята водопровідна вода. Досвід було закладено у двох варіантах: на дистильованій та водопровідній воді.

8 березня насіння було покладено на сітку, 16 пересаджено в банки, 19 було зроблено перші проміри коренів, 23 — другі. Результати зведені у табл. 2.

Таблиця 2

Вплив різних концентрацій гумату калію на зростання коріння ярої пшениці

Дані цього досвіду показують, що максимальний ефект від золю гумінової та фульвової кислоти спостерігався в межах тисячних і десятитисячних часток відсотка концентрації золю вище тисячних часток відсотка знижує її дію.

Коли гумінова кислота вноситься у вигляді гелю, картина змінюється. Ефект від гумату калію спостерігається лише у тому випадку, коли доза гелю збільшується. Це положення знаходить своє пояснення у властивостях гумінової кислоти, що відноситься до надзвичайно гідрофільних колоїдів і при малих концентраціях електролітів легко пептизується водою. Позитивний ефект великих доз даного концентрату слід пояснити тим, що його частина переходить назад у розчин.

Досвід, проведений із твердою пшеницею, дав абсолютно аналогічні результати.

Відомо, що гумінова кислота з одновалентними металами дає розчинні солі, що утворюють високодисперсні істинні розчини, а з двох та тривалентними металами - нерозчинні, що випадають в осад.

Для того, щоб ще чіткіше встановити значення розчинності гумінової кислоти, з 1 по 15 квітня було проведено ще один досвід ярої пшениці.

Як джерело гумінової кислоти вносилися гумати калію, Mind "Agro.Bio", Amino Energy "Agro.Bio", Гумат + Fe "Agro.Bio" і Гумат + Залізо + Сірка "Agro.Bio" в концентрації 0,0006% ( Таблиця 3).

Таблиця 3

Вплив різних солей гумінової кислоти на ріст коренів ярої пшениці

Ці дані показують, що найкраще діють гумати Mind "Agro.Bio" і Amino Energy "Agro.Bio" , а потім гумат калію . Гумати Гумат + Fe «Agro.Bio» та Гумат + Залізо + Сірка «Agro.Bio» дають менший ефект. Таким чином, ті гумати, які дають високодисперсні та справжні розчини, мають найбільш сильну стимулюючу дію.

Для того, щоб встановити, як реагують різні сільськогосподарські культури на стимулюючий вплив гумату, у червні було проведено досвід із проростками різних рослин. Методика досвіду та сама, як і попередніх. Як джерело гумінової кислоти взяли концентрат гумату калію (15%). Віддіалізований гумат калію зазнавав концентрації 0,0005%. Результати досвіду із зерновими наведено у табл. 4.

З наведених даних можна дійти невтішного висновку, що гуминова кислота і фульвовая кислота справила позитивний вплив попри всі випробувані культури, але окремі види і навіть сорти реагували ні з однаковою активністю. Крім того, вплив гумінової кислоти на розвиток коренів та стебел був неоднаковий; Найбільш помітно воно позначилося розвитку коренів. Посилення зростання стебел під впливом гумату калію спостерігалося лише з більш чуйних культур.

Найбільший вплив на зростання коренів першого порядку та утворення коріння другого вплинув гумат калію при дослідах з озимою пшеницею. Під впливом мікродобрива гумат калію + фосфор, загальна довжина кореневої системи у пшениці озимої (сорт Х) збільшилася приблизно в 15 разів , у (сорт Y) — в 23 рази.

На друге місце реакції на препарат гумат калію + Фосфор можна поставити ячмінь сорт-9, у якого загальна довжина кореневої системи зросла в 11 разів. Цікаво відзначити, що другий сорт ячменю – Сорт-32 на даний препарат майже зовсім не реагував.

Вплив досліджуваного препарату "гумат калію + фосфор" на розвиток коренів у ярих пшениць спостерігався у всіх сортів. З сортів пшениці особливо реагувала Трізо та Аранка. Слабше за всіх Ріно.

З інших зернових культур добре реагували на мікродобрива овес-Чернігівський 28, просо Харківське та рис Україна 96.

Таблиця 4

Вплив гумату натрію на утворення коренів у зернових культур

Вплив цих кислот зростання бобових ілюструється табл. 5.

Таблиця 5

Вплив гумату натрію на утворення коренів у бобових культур

З таблиці видно, що бобові реагують на гумінові кислоти слабші за зернові. На перше місце за реакцією на гумінові кислоти тут потрібно поставити люцерну та квасолю.

У табл. 6 представлені результати досвіду з олійними культурами.

Таблиця 6

Вплив гумату калію на утворення коренів у олійних культур

Зіставивши всі ці дані, можна зробити висновок, що гумінова і фульва кислота, внесена у вигляді гумату калію в концентрації 0,0005%, сильно впливає на життєдіяльність злаків, менш бобових і меншою мірою робить на більшість олійних. Всі ці групи сільськогосподарських культур різняться насамперед характером запасних поживних речовин. У зернових їх основним видом є крохмаль, у бобових — білки, у олійних — жири. Очевидно, причину різного ставлення цих сільськогосподарських культур до гумінової кислоти на початку розвитку рослин слід шукати у різному характері перетворення органічних речовин.

Для того, щоб перевірити це положення, до досвіду були додатково включені помідори, столові та цукрові буряки та кок-сагиз.

Результати досвіду наведено у табл. 7.

Таблиця 7

Вплив гумату калію на утворення коренів у різних культур

Отримані дані показують, що всі ці культури, у яких основною запасною поживною речовиною є вуглеводи, позитивно реагують на гумат калію. Оскільки кок-сагиз у початковому періоді розвивається дуже повільно, досвід із ним було запропоновано до 45 днів. При цьому виявилося, що контрольні рослини майже зовсім загинули, рослини ж, що були предметом досвіду, відчували себе чудово, коріння та розетка розвивалися далі, і до моменту закінчення досвіду розетка складалася з 10 листків, а у контрольних із 4.

Досвідчені дані дозволяють розбити всі сільськогосподарські рослини за реакцією на мікродобрива гумат калію + фосфор на чотири групи:

1. Група дуже сильно реагуючих рослин: помідори, картопля, цукрові та столові буряки.

2. Група сильно реагуючих рослин: озимі та ярі пшениці, за винятком сорту "Тризо", ячмінь, за винятком сорту "Надра", овес, просо, кукурудза, рис, кок-сагиз, люцерна.

3. Група добре реагуючих: горох, квасоля, горох, сочевиця, арахіс, кунжут, бавовник ОД-1.

4. Група менш добре реагуючих рослин: соняшник, рицина, бавовник (більшість сортів), гарбуз голонасінний.

З літератури відомо, що ціла низка речовин сприяє укоріненню живців. Для того, щоб перевірити, чи буде гумат калію впливати на утворення коренів у живців, у теплиці при сонячному нагріванні був закладений досвід за наступною методикою: живці рослин витримувалися в гуматі калію при концентрації 0,0006% протягом 24 годин [контролі витримувалися в водопровідній воді] і висаджувалися в ящики з піском як без мінеральних

добрив, так і в пісок, удобрений фосфатом калію та азотнокислим амонієм з розрахунку 0,1 г азоту фосфору та калію на один кілограм піску.

16 квітня було зроблено перший перегляд рослин і при цьому виявлено наступне: живці седума почали укорінюватися у всіх варіантах досвіду і різниці в стані коріння не було. На живцях лакфіолі, хризантеми і плюща у випадках, оброблених гуматом калію, було помічено калусоутворення. У цей досвід стояла дуже холодна погода, і ростові процеси в рослині були дуже сповільнені. Тому коли стало тепліше, ми полили гуматом калію всі ті варіанти досвіду, в яких були висаджені живці, оброблені гуматом. Контрольні одночасно полили водою. 7 травня досвід було закінчено. Отримані результати його зведено у табл. 8.

Таблиця 8

Вплив гумату калію на укорінення живців у % від загальної кількості живців

Ці дані показують, що найкраще зростання коренів під впливом гумату було у бірючини, верби вавилонської, лакфіолі, хризантеми, ехеверії. Мінеральні добрива на укорінення живців позитивного впливу не мали.

Одночасно з цим досвідом черешки седума та помідорів були посаджені в банки з дистильованою водою за схемою: а) без гумату калію та б) з гуматом калію в концентрації 0,0006%. На 15 день досвіду, тобто 16 квітня на коренях седума як у гуматі, так і в дистильованій воді з'явилося коріння. На помідорах коріння з'явилося лише там, де було внесено мікродобрива Гумат Калію + Фосфор Agro.Bio

Потім було помічено, що коріння в добриві Гумат Калію + Фосфор росте набагато краще: їх більше, воно довше і покривається корінням другого порядку. 10 травня досвід було припинено.

Результати наведено у табл. 9.

Таблиця 9

Вплив гумату калію на вкорінення черешків седума та помідорів

З наведених даних видно, що гумат в рідкій формі вплинув на розвиток коренів у живців помідор і седума. Цікаво зіставити вплив гумінової кислоти на живцювання седуму в піску, де він і так добре укорінюється, і в дистильованій воді, де він знаходився в умовах, що не відповідають його фізіологічним вимогам.

Виявляється, що дія мікродобрива на вкорінення цієї культури було різкішим саме тоді, коли рослина була поставлена в незвичайні для себе умови.

Природа впливу стимуляторів росту рослин на основі гумату калію

З літератури відомо, що щодо природи ефективності гумінових добрив є дві принципові погляди. Одні дослідники вважають, що гумати покращують фізико-хімічні властивості ґрунту і, таким чином, створюють більш сприятливі умови для росту та розвитку рослин, а інші припускають безпосередній вплив гумінової, фульвової та ульмінової кислоти на рослинний організм.

У наших дослідах, щодо вивчення впливу гумінових, фульвових та ульмінових кислот на рослини, досліджувані кислоти вносилися в дуже малих кількостях і давали позитивний ефект у водних культурах, де виключається вплив на фізико-хімічні властивості середовища. Отже, причину ефективності гумінових кислот потрібно шукати у безпосередньому впливі на рослинний організм. Уявлення про природу цього явища можна звести переважно до двох точок зору.

Одна група дослідників вважає, що гумат калію як високодисперсний золь, стикаючись з клітинами кореня, впливає на їх фізико-хімічний стан, збільшує проникність протоплазм і таким чином сприяє надходженню поживних речовин у рослину. На думку іншої групи авторів, позитивна дія перерахованих вище кислот на рослину обумовлюється фітогормонами, що містяться в них. Загальноприйнятою є думка про те, що гумінова кислота не надходить у рослину та участі в процесі харчування не бере.

Розглянемо результати наших досліджень під кутом зору цих положень .

Якби гумати вносилися нами в присутності мінеральних речовин, то отримані результати найлегше було б пояснити тим, що гумінові та фульві кислоти, стикаючись з клітинами кореня, вплинули на їх проникність у суто фізико-хімічному сенсі, тим самим посилили надходження поживних мінеральних речовин. у рослину, що у свою чергу, позначилося на процесах синтезу та призвело до підвищення врожаю.

Але як пояснити різке збільшення довжини кореня першого порядку, утворення коренів другого порядку, посилення росту листя у низки культур під впливом нашого мікродобрива гумат калію + фосфор Agro.Bio коли вони вносяться прямо в дистильовану воду? Тут не могло бути впливу на надходження поживних речовин ззовні ні за рахунок підвищення проникності, ні за рахунок збільшення розчинності солей поживного розчину в результаті реакції взаємодії з гуміновими, фульвовими та ульміновими кислотами, оскільки цих солей взагалі не було серед кореневого харчування. Не могло відбуватися і простий: перекачування поживних речовин корінням з інших органів, оскільки у цих дослідах ясно видно збільшення розмірів стебел. Отже, треба дійти невтішного висновку, що вище перелічені кислоти самостійно впливають весь організм рослини. Уявлення про те, що ефект від гуматів обумовлюється лише зовнішнім впливом їх на клітини кореня та підвищенням їхньої проникності в суто фізико-хімічному відношенні, є неправильним.

Відповідно до другої точки зору, вплив гумінових добрив на рослину обумовлюється присутністю в них фітогормонів.

Для того, щоб з'ясувати, чи обумовлюється ефект, що спостерігається власне гуматами або присутністю фітогормонів у витяжках, які можуть витягуватися з каустобіолітів разом з гуміновою кислотою, був поставлений спеціальний досвід.

Взяли зразки нашої сировини з різної глибини, вважаючи, що на великій глибині гумінових кислот у них не міститься, а в поверхневих шарах (до 3,5 м) кислоти вже утворюються внаслідок окислення гумінів і гумітів. З усіх цих різновидів сланців були виготовлені витяжки водою, спиртом і 2%-ної KOH. Водна та спиртова приготовані на холоді шляхом екстракції зразків відповідним розчинником у співвідношенні 1:10 протягом 10 днів, а лужна – при підігріванні протягом 30 хвилин. Остання витяжка була віддіалізована до нейтральної реакції промивних вод за індикатором фенолроту. Спиртова витяжка була розведена водою, після чого спирт був відігнаний, і всі витяжки були доведені до того самого обсягу, потім в рівних кількостях вносилися в дистильовану воду під рослину.

Досвід було закладено з ярою пшеницею. Рослини посаджені в банки 22 червня проміри зроблено 28 червня.

З таблиці видно, що це витяжки, які містять гумінових кислот, стимулюючого ефекту не надали, а що збільшили зростання коренів. Отже, ефект від впливу цих витяжок, що спостерігається, потрібно пояснити присутністю в них розчинних кислот, а не присутністю в їх складі фітогормонів. Це положення абсолютно безперечно для лужної витяжки, що містять гумінові, фульвові та ульмінові кислоти, що стосується спиртових, в яких розчиняються і фітогормони, то можуть виникнути такі припущення: фітогормони флори карбону в процесі гумифікації не розкладалися до кінцевих продуктів розкладання, а зазнавали змін аналогічні тим, що призвели до перетворення флори карбону у ґрунті.

Ці перетворення характеризуються, як відомо, полімеризацією молекул, дегідруванням та обуглерожуванням. Таке перетворення фітогормонів, якщо воно мало місце, мало призвести, з одного боку, до втрати гормональної дії, а з іншого — до свого роду консервації їх у якійсь малодіяльній формі. У міру зворотного метаморфозу, коли йдуть процеси гідратування, диспергування і окислення, ці «консервовані» малодіяльні фітогормони могли регенеруватися і переходити в діяльний стан.

Як заперечення проти цього може бути зазначено таке:

1. встановлена Ф. Кеглем швидка втрата активності ауксинів при зберіганні, особливо ауксину, яка настає при зберіганні в темряві і навіть під вакуумом через кілька місяців;

2. нижча точка плавлення ростових речовин (ауксин А-196 °, ауксин В-183 °, гетероауксин - 164-165 °), ніж температура метаморфозу (за Ердманом, 300 °) вугілля;

3. чутливість фітогормонів до лугів.

Досвід показав, що, незалежно від способу одержання, всі віддіалізовані гумати чинили стимулюючу дію на зростання кореневої системи.

Фітогормони, а тим більше вітаміни, є речовинами дуже лабільні, часто ненасичені, і зовсім неймовірно, щоб вони могли зберегти свої фізіологічно активні властивості після такої обробки.

Зіставляючи дані, що характеризують хімічні властивості фітогормонів, вітамінів тощо з властивостями гумінових кислот і з результатами досвіду, в якому під рослину вносилися витяжки, що містили і не містили гумінову, фульвову та ульмінову кислоти, можна дійти остаточного висновку, що ефект безпосереднього впливу розчинних кислот обумовлюється не присутністю в них фітогормонів, а в наявності самих гумінової, фульвової та ульмінових кислот.

Але як пояснити вплив гуматів на життєдіяльність рослин?

Ми відкинули думку про те, що вплив гуматів зводиться до суто зовнішнього впливу їх на фізико-хімічні властивості протоплазми клітин кореня та підвищення проникності. На підставі спеціального досвіду, описаного вище, ми відкинули також думку про те, що дія гумінових, фульвових та ульмінових кислот обумовлюється присутністю в них фітогормонів. Глибокий вплив істинних розчинів кислот на життєдіяльність організму можна пояснити досить просто, якщо припустити, що досліджувані кислоти, перебуваючи у стані істинного розчину, надходять у рослину і входять у загальний обмін речовин. Запереченням проти цього припущення є думка у тому, що гумат, володіючи дуже громіздкою молекулою, неспроможна надходити у рослину.

Розглянемо це заперечення у світлі даних про будову молекули гумату. Ще 1938 р. Седлецький писав, що гумат, являючи собою полімерні сполуки, побудовані на кшталт ланцюжка, яка може обриватися у різних місцях і за різних умов давати продукти різного молекулярного ваги. С. С. Драгунов розглядає гумінові речовини як гетерополіконденсати різної молекулярної ваги, внаслідок чого, на його думку, вони можуть бути розділені за розчинністю на кілька фракцій. Відповідно до цього він розглядає фульвокислоти, як водні розчини гумінових кислот. Таким чином, дані дослідження показують, що гумінові кислоти є складними сполуками, які можуть розщеплюватися на простіші. Виникає питання, чи можна на сучасному етапі розвитку науки про харчування рослин припустити,

Звернемося до наявних даних. Ще в 1911-1913 рр.. у своїх класичних дослідженнях у стерильних умовах І. С. Шулов показав, що амінокислоти засвоюються вищими рослинами. Зараз ця думка знаходить своє повне підтвердження у дослідах Г. М. Шавловського, який застосував метод харчування метатіоном та лізатом мікробних клітин, що містять радіоактивний ізотоп сірки, та виявив його у рослині.

Для того, щоб довести вступ у рослину продуктів життєдіяльності мікроорганізмів, член-кореспондент АН СРСР М. А. Красильников застосував антибіотики, а потім індецував їх у рослині.

Е. Н. Козлова вказує на проникнення органічних інсектицидів у тканини рослин.

Думка про вступ органічних речовин у рослину знаходить підтвердження також у роботах К. І. Семигрея, Я. М. Гелермана та Н. Г. Холодного. Останнім порушено питання про використання вищими рослинами летких органічних сполук ґрунту.

А. П. Щербаков, аналізуючи освіту жовтневого приросту у деревних, дійшов висновку, що він утворюється головним чином за рахунок перекачування продуктів асиміляції з хвої, а й за рахунок безпосереднього засвоєння продуктів розпаду органічного речовини грунту на кшталт ізольованого харчування коренів.

Тут потрібно нагадати, що використання органічних речовин ізольованим корінням не викликає зараз ні в кого сумніву. Отже, ферментативний апарат клітин кореня пристосований до використання органічних речовин незалежно від того, чи надходять вони з листа або зовнішнього середовища. З біохімічної точки зору немає глибокої різниці між аутотрофним та гетеротрофним типом харчування.

Роботи за багато десятиліть сильно похитнули старі уявлення про шляхи використання вуглецю вищими рослинами.

Наприклад, пошлемося на роботу групи співробітників на чолі з членом-кореспондентом АН СРСР А. Л. Кірсановим, в якій за допомогою радіоактивного вуглецю доведено надходження вуглекислоти через коріння та її темнева фіксація.

Все це змушує вважати правдоподібним можливість надходження гумінової, фульвової та ульмінової кислоти у рослину.

Для того, щоб довести цей факт, потрібно якоюсь специфічною реакцією встановити її присутність у клітинному соку. На жаль, автору цієї роботи така реакція невідома, і тому для доказу надходження гумінової кислоти довелося йти непрямим агробіологічним шляхом.

У період з 20 квітня по 10 травня був закладений спеціальний досвід з ярою пшеницею в основу якого були покладені наступні міркування: якщо гумати є рядом полімерних сполук і відрізняються ступенем конденсації і величиною молекул, то і продукти їх гідролізу будуть неоднаково засвоюватися рослиною, отже, ступінь стимулюючої дії вони будуть різна. З цього погляду фульвокислоти. повинні засвоюватися краще і давати більший ефект, ніж гіматомеланова кислота (термінологія Свен Одена, 1922), а остання краще ніж гумат калію. Найменший ефект має давати суха гумінова кислота. Для досвіду гіматомеланова кислота була отримана описаним вище способом зразка «сажі» нашої сировини. Наважку гумінових кислот на 1 г наполягали протягом 10 днів зі 100 млспирту на холоді. Потім спиртову витяжку зливали, розводили водою і з неї відганяли спирт. Коли спирт повністю відігнаний, розчин переносили в мірну колбу, доливали водою до мітки, визначали титр по вуглецю. Після цього розчин вносився до потрібної концентрації.

Отримати фульвокислоти з «сажі» нам не вдалося, оскільки розчини після осадження гумінових кислот були безбарвними, отже, не містили фульвокислот. Досвід було закладено 20 квітня, рослини пересаджено у байки 27 квітня, перший вимір зроблено 3 травня, другий — 10. Наводимо результати досвіду у табл. 11.

Таблиця 11

ярої пшениці

З наведених даних видно, що всі фракції гумінових кислот «сажі» мають властивість впливати на рослину. Вплив гіматомеланової кислоти на довжину коренів першого порядку був таким самим, як і гумат натрію (різниця лежить у межах помилки досвіду), але на числі коренів другого порядку він був, безперечно, більш активним.

Гумат у порошку мав слабшу дію, ніж гумат калію в рідкому стані.

Результати цього досвіду підтверджують думку, що ефект впливу гумінових кислот на рослину обумовлюється засвоєнням рослиною продуктів гідролізу гумінових, фульвових і ульмінових кислот.

Другим досвідом, що підтверджує надходження гумінових кислот у рослину, є досвід в ізольованих культурах з ярою пшеницею. Схема досвіду: 1) зовнішній розчин – суміш Гельригеля

внутрішній - дистильована вода; 2) зовнішній розчин – поживна суміш Гельригеля + гумат калію 0,0002%, внутрішній – дистильована вода; 3) зовнішній розчин – суміш Гельригеля, внутрішній – дистильована вода + гумат калію 0,0002%. Досвід був закладений у склянках ємністю 200 мл чотириразової повторності. Насіння на сітку поклали 28 лютого, а 5 березня зробили проміри і закінчили досвід.

Результати досвіду наведено у табл. 12.

Таблиця 12

Вплив гумату калію на зростання коріння ярої пшениці в ізольованих культурах

З таблиці видно, що гумат калію, внесений до зовнішнього або внутрішнього розчину, подовжив коріння в іншій посудині.

Результат цього досвіду можна пояснити лише тим, що гумінова кислота надійшла в рослину та включилася до загального обміну речовин.

Оскільки встановлюється, що досліджувані кислоти надходять в рослину і включаються в загальний обмін речовин, то можна очікувати, що якщо ми візьмемо кілька рослин одного і того ж виду, і сорти і в деяких з них штучно змінимо обмін речовин, а потім висадимо їх у всі розчин, що містить гумат калію, отримаємо різну для кожної рослини реакцію.

Оскільки ефективність гумату пов'язана з обміном речовин, можна припустити, що за різних температурних умов,

Що змінюють перетворення органічних речовин у рослині, вплив кислот на розвиток коренів буде різним.

Для перевірки цього положення було зроблено спеціальний досвід.

Досвід було закладено з проростками озимої пшениці та ячменем у водних культурах за схемою: 1) вода; 2) вода + гумат калію в концентрації 0,0003%. При цьому одна серія досвіду була поставлена при температурі 14-18 °, а інша при температурі 8-12 °.

Насіння на сітку поклали 15 лютого, рослини були пересаджені в судини 25 лютого, виміри зроблено 25 березня. Результати наведено у табл. 13.

Таблиця 13

Ефективність гумату калію в залежності від температури навколишнього середовища

З таблиці видно, що температура досвіду дуже сильно позначилася на ефективності гумату калію, причому на озимій пшениці цей ефект був більшим за вищих температур, а на ячмені — навпаки.

Все це змушує дійти висновку, що гумінова фульва та ульмінова кислота, будучи в іонодисперсному стані, засвоюється рослиною і виконує певну фізіологічну функцію.

ВИСНОВКИ

1. Справжні розчини гумінових фульвових і ульмінових кислот безпосередньо впливають на вищі рослини. У концентраціях тисячних та десятитисячних часток відсотка вони стимулюють життєдіяльність рослинного організму. При осадженні гумінових кислот ця їхня властивість інактивується.

2. Різні сільськогосподарські рослини неоднаково реагують на гумат калію: найкраще — картопля, помідори, цукрові буряки; добре-озима пшениця, яра пшениця, ячмінь, овес, просо, кукурудза, рис, кок-сагиз, житняк, люцерна; трохи гірше-квасоля, горох, сочевиця, арахіс, кунжут, бавовник; менш ефективно на соняшник, рицина, бавовник (більшість сортів), кенаф, гарбуз голонасінний.

3. Вплив гумінових добрив на життєдіяльність вищої рослини обумовлюється не присутністю в них фітогормонів тощо речовин , а впливом самих кислот.

4. Гумінова, фульва та ульмінова кислота, що знаходиться в іонодисперсному стані, надходить у рослину і включається в загальний обмін речовин рослинного організму.