Стимулирующее влияние гуминовой кислоты, гумата калия, Amino Energy на рост растений и природа этого явления

На стимулирующее действие гуминовых кислот указывали многие ученые: Нефедов, Боттомли, А. В. Благовещенский и А. А. Прозоровская , Н. А. Красильников, Лиске, Олсон, Никлевский и Войцеховский, Кути и Печник, позднее— М. М. Кононова и Н. А. Панкова, Бибер и Матазинер, Отто, Флайг, Гуминский, Гуминская и другие, но условия, при которых проявляется это действие, и в чем физиологическая суть этого, явления, изучены не были. До начала наших работ по этому вопросу высказывались такие точки зрения.

А. В. Благовещенский, отмечая сложность молекулы гуминовых кислот, пришел к выводу, что они никакого значения для непосредственного питания растений иметь не могут, и высказал предположение, что гуминовые кислоты имеют гормональные свойства.

На усиление действия Р₂О₅ и К₂О под влиянием гуминовой кислоты, гумата калия указывала А. А. Прозоровская, которая провела ряд опытов в почвенных культурах. Она же на чешуйках лука изучала влияния гуминовой кислоты на экзоосмос сахаров. Результаты этого опыта показали, что экзоосмос сахаров под влиянием гуминовой кислоты увеличился до 160—180%. Кроме того, А. А. Прозоровская пришла к выводу, что в больших дозах гуминовые кислоты могут служить для растений источником железа, но в основном их положительное действие следует отнести за счет стимулирующего влияния на жизнедеятельность растительных организмов.

Положительное действие угольных препаратов Киссель объяснял, с одной стороны, их воздействием на физико-химические свойства почвы, а с другой — стимулирующим действием на растительную клетку и, в первую очередь, на развитие хлоропластов.

Боттомли, работая с бактериоризованным торфом, компостами и вытяжками из перегноя, а также с гуматом установил, что небольшие дозы вытяжек из гуминовой кислоты способствовали значительному увеличению образования сухой массы растений. Большинство опытов было проведено с ряской. Действующим началом в гумате и других растительных остатках он считает особые органические вещества, называемые им «ауксимонами», действие которых Боттомли сравнивает с действием катализаторов.

Опыты Боттомли проверяли Кларк и Роллер, проводившие свои исследования с разными источниками минерального питания. Результаты, полученные ими, подтвердили опыты Боттомли и показали, что растения, в частности ряска, могут развиваться и без органических веществ, но в их присутствии развиваются лучше. В стерильных условиях действие этих вытяжек было более заметным.

Положительное действие перегнойных веществ почвы на рост высших растений Н. А. Красильников объясняет воздействием на них продуктов жизнедеятельности микроорганизмов. Изучая воздействие микроорганизмов (130 видов) на проростки пшеницы, Н. А. Красильников установил, что разные микроорганизмы по-разному действуют на рост проростков пшеницы. Одни из них являются ингибиторами роста, другие активаторами.

При изучении действия бактерий на рост изолированных корней пшеницы, гороха и кукурузы Н. А. Красильников и Н. Горкина нашли, что решающее значение в развитии корней имеют продукты жизнедеятельности микробов (к ним следует отнести и гуминовую кислоту).

Этот вывод Н. А. Красильников подтверждает и в своих более поздних работах. Он отмечает, что антибиотики, которые вырабатываются в почве грибами и бактериями, также являются важным фактором в жизни высшего растения. Так, например, было установлено, что грамицидин С оказывает угнетающее влияние на развитие клевера, тогда как пенициллин и аспергеллин — положительное.

П. А. Власюк отмечает, что под влиянием внесения гуминовый кислот (гумата калия) в количестве 2—3 л\га (или 15% концентрата) улучшается развитие корневой системы и ассимилирующей поверхности, а также повышается накопление хлорофилла и сахаристости в растениях, активизируется окислительно-восстановительная ферментативная деятельность. Он объясняет это улучшением условий минерального питания, которые создаются благодаря сорбционной способности гумата.

Лиске пришел к выводу, что положительное действие гумата объясняется присутствием гуминовых кислот, которые повышают проницаемость растительной перепонки и тем самым усиливают поступление минеральных веществ в клетку корня.

Близка к этому представлению точка зрения Никлевского и Войцеховского, которые наблюдали усиленное развитие корней под влиянием гумусовых веществ, добытых из навоза и бурово угля. Они считают, что наблюдаемый ими эффект обусловливается повышением проницаемости клеток корней и лучшим использованием питательных веществ.

Кути и Печник в Химическом институте Венгерской сельскохозяйственной академии повторили и расширили опыты Никлевского и Войцеховского. Они выясняли механизм стимулирующего действия гуминовых веществ, гумата калия, то есть влияет ли гуминовая кислота как гормон или же усиливает проницаемость клеточной оболочки.

Изучая действие золя гуминовой кислоты как на живом растении, так и путем наблюдения явлений диффузии и осмоса окрашенных растворов в желатине и в вырезанной сердцевине корня сахарной свеклы, они не пришли к определенным выводам, хотя больше склонялись к предположению о гормональном характере действия гуминовых кислот.

В разные годы нами ставились различные задачи, но основной целью было изучение влияния гуминовых кислот на процессы питания растений и разработка наиболее эффективных способов их использования в целях удобрения.

В течение всего периода исследований мы ставили самые разнообразные опыты как в почвенных, так и в песчаных и водных культурах, которые также показали, что гуминовым и фульвовым кислотам присуще стимулирующее влияние на высшие растения.

Это свойство гумата проявляется различно в зависимости от целого ряда условии, как-то: свойства самих гуминовых кислот, фульвовых кислот, биологических особенностей растений, внешней среды и т. д.

Так как эффективное применение гумата калия в качестве микроудобрения невозможно без установления условий, при которых его стимулирующее действие проявится наиболее полно, а также природы самого явления мы провели ряд исследований в этом направлении, результаты которых и публикуются в настоящей статье.

Методика работы

Уже указывалось, что одна группа исследователей связывает положительное действие гуминовых кислот с влиянием их на проницаемость клеток корня и, как следствие этого, усилением питательных веществ, другая — с влиянием на физико-химические свойства почвы и условия произрастания корневой системы.

Для того, чтоб изолировать действие гуминовых кислот, гумата от этих факторов и избежать реакций взаимодействия их с солями почвы или питательных смесей, мы поставили ряд опытов на дистиллированной воде с проростками в возрасте до трех недель, когда растение еще может развиваться за счет питательных веществ эндосперма. Именно в это время наиболее четко проявляются биологические особенности отдельных видов растений, и они чрезвычайно сильно реагируют на внешние условия.

Семена для этих опытов проращивались в течение 5—7 дней в водопроводной воде на сетке, после чего высаживались в полулитровые банки с дистиллированной водой, куда был внесен стимулятор роста растений Гутат Калия + Фосфор. О действии гуминовых и фульвовых кислот судили по изменению длины корней, которые измерялись каждый в отдельности. Из всех измерений выводилась среднеарифметическая длина корня и. квадратическое отклонение от средней. Повторность опытов четырехкратная.

Источником гуминовых кислот в наших опытах служили: сапропель, выветрившийся каменный уголь и сопровождающие его углистые сланцы, так называемая «сажа», темнокаштановая почва.

Извлечение гуминовых кислот производилось 2 %-ным раствором КОН по методике, разработанной научно-исследовательской лаборатории нашей компании Agro.Bio для извлечения гуминовой кислоты из данного сырья. Этот раствор гумата калия отдиализовали до нейтральной реакции промывных вод по индикатору фенолрот, после чего переносили в мерную колбу, доводили дистиллированной водой до черты и в нем устанавливали титр по углероду (метод Кубель-Тимана).

Чтобы получить гуматы двух и трехвалентных металлов, поступали следующим образом: брали определенный объем гумата калия, к нему добавляли в избытке раствор хлористой соли соответствующего металла и оставляли на сутки. Полученный осадок гумата многовалентных металлов собирали на фильтре, промывали водой до исчезновения пробы на хлор и, вносили под растение.

Условия проявления стимулирующего действия гумата калия

Первой задачей нашей работы было выявление оптимальных, с точки зрения стимулирующего действия, доз гуминовой и фульвовой кислот. Опыты проводились с гуматом калия, полученным из описанной выше «сажи» с двумя культурами: яровой пшеницы и фасоль (Phasolus aureus).

Целью первого опыта было выявлением действия разных концентраций гуминовых и фульвовых кислот в начале прорастания семян. Для этой цели была применена методика Благовещенского А. В. и Колофивой А. А.

Опыт был заложен в марте месяце в 2-х сериях. В фарфоровые чашки положили по 20 зерен фасоли и прибавили по 2 мл гумата калия соответствующей концентрации. В первой серии чашки были закрыты стеклом, и таким образом в них в течение всего опыта поддерживалась постоянная концентрация раствора. Во второй серии чашки оставлялись на открытом воздухе, растворы медленно испарялись, и проростки подвергались действию возрастающих концентраций. Эта серия была включена потому, что на юге Украины, при прорастании в естественных условиях, растения испытывают воздействие все увеличивающихся концентраций почвенного раствора вследствие быстрого иссушения верхних горизонтов почвы.

Измерение корешков фасоли производилось на 4-й день опыта (табл. №1).

Таблица 1

Увеличение длины корешков под влиянием различных концентраций гумата калия

Схема опыта	Средняя длина корня
	при постоянной концентрации		при постепенном подсыхании
	мм	%	мм	%
Дистиллированная вода	8,7+0,68	10)	8,8 ± 0,3	100
Гумат калия 0,00002%	11,3 ±0.87	129	12,5 ± 0,5	142
Гумат калия 0,0002%	11,0±0,68	126	11,6±0,4	131
Гумат калия 0,002%	13,6±0.60		10,7±0,6	122
Гумат калия 0,02 %	13,3 ±0,85	152	нет данных	—
Гумат калия 0,2%	8,3 ±0,30	95	5,5 ±0,4	63

Из этих данных следует, что гумат калия стимулирует рост проростков фасоли в концентрации до сотых долей процента.

Важно отметить, что при подсыхании гуминовая кислота частично коагулирует и только при самой высокой концентрации остается в состоянии золя. Таким образом, токсичность больших ее доз находится в связи с ее физико-химическим состоянием, а процесс перехода из золя в гель нужно рассматривать, как механизм саморегулирования концентрации. Наличие у гуминовых и фульвовых кислот свойств саморегулирования концентраций создает особые преимущества для применения их в районах с недостаточно влажным климатом, таких как Херсонская, Запорожская, Одеская и Николаевская областях. Токсичность гуминовых и ульминовых кислот по отношению к микроорганизмам и связь этого явления с их физико-химическим состоянием были впервые открыты академиком Вильямсом.

Опыт с яровой пшеницей преследовал цель выяснить влияние разных концентраций гумата калия на рост корней в более позднюю фазу развития растений, а также значение физико-химического состояния кислоты. Чтобы свести к минимуму действие дополнительных факторов, для коагуляции гуминовой кислоты, была взята водопроводная вода. Опыт был заложен в двух вариантах: на дистиллированной и водопроводной воде.

8 марта семена были положены на сетку, 16 пересажены в банки, 19 были сделаны первые промеры корней, 23 — вторые. Результаты сведены в табл. 2.

Таблица 2

Влияние различных концентраций гумата калия

на рост корней яровой пшеницы

Схема опыта	Длина корня первого порядка				Длина стебля
	1-е измерение		2-е измерение
	мм	%	мм	%	мм	%
На дистиллированной воде	63 ±5	100	65 ±2,2	100	92	100
Гумат калия 0,00006%	62+3,2	98	56±1,5	86	112	122
Гумат калия 0,0006%	83+7,9	131	111±7,5	171	125	136
Гумат калия 0,006%	80 ±7,5	127	109+7,5	168	135	147
Гумат калия 0,06%	57 ±5,5	90	79 ±7,0	121	127	138
На водопроводной воде	95+5	100	144± 8	100	Разницы в росте
Гумат калия 0,00006%	90+4,5	95	158± 10	110	стебля не было
Гумат калия 0,0006% Гумат калия 0,006% Гумат калия 0,06%	99±4,8 101 ±4,8 122 ±7,5	104 106 128	144± 11 143+12 нет данных	100 100		Разницы в росте не было

Данные этого опыта показывают, что максимальный эффект от золя гуминовой и фульвовой кислоты наблюдался в пределах тысячных и десятитысячных долей процента концентрации золя выше тысячных долей процента снижает ее действие.

ее действие.

Когда же гуминовая кислота вносится в виде геля, картина меняется. Эффект от гумата калия наблюдается только в том случае, когда доза геля увеличивается. Это положение находит свое объяснение в свойствах гуминовой кислоты, которая относится к чрезвычайно гидрофильным коллоидам и при малых концентрациях электролитов легко пептизируется водой. Положительный эффект больших доз данного концентрата нужно объяснить тем, что часть его переходит обратно в раствор.

Опыт, проведенный с твердой пшеницей, дал совершенно аналогичные результаты.

Известно, что гуминовая кислота с одновалентными металлами дает растворимые соли, образующие высокодисперсные истинные растворы, а с двух и трехвалентными металлами — нерастворимые, выпадающие в осадок.

Для того, чтобы еще более четко установить значение растворимости гуминовой кислоты, с 1 по 15 апреля был проведен еще один опыт яровой пшеницей.

В качестве источника гуминовой кислоты вносились гуматы калия, Mind «Agro.Bio», Amino Energy «Agro.Bio», Гумат + Fe «Agro.Bio» и Гумат + Железо + Сера «Agro.Bio» в концентрации 0,0006% (табл. 3).

Таблица 3

Влияние различных солей гуминовой кислоты на рост корней яровой пшеницы

Схема опыта	Число корней на растение		Длина корня		Длина стебля
	1-го порядка	2-го порядка	мм	%	мм	%
Дистиллированная вода	3	1	35+ 7	100	96	100
Гумат калия	3	15	84+17	240	146	152
Mind «Agro.Bio»	4	20	134±27	382	140	146
Amino Energy «Agro.Bio»	4	20	139 ±24	397	142	148
Гумат + Fe «Agro.Bio»	3	1	58+ 9	166	132	137
Гумат + Железо + Сера «Agro.Bio»	3	2	65+ 8	186	138	144

Эти данные показывают, что лучше всего действуют гуматы Mind «Agro.Bio» и Amino Energy «Agro.Bio», а затем гумат калия. Гуматы Гумат + Fe «Agro.Bio» и Гумат + Железо + Сера «Agro.Bio» дают меньший эффект. Таким образом, те гуматы, которые дают высокодисперсные и истинные растворы, оказывают наиболее сильное стимулирующее действие.

Для того, чтобы установить, как реагируют различные сельскохозяйственные культуры на стимулирующее влияние гумата, в июне был проведен опыт с проростками разных растений. Методика опыта та же, что и предыдущих. В качестве источника гуминовой кислоты взяли концентрат гумата калия (15%). Отдиализованный гумат калия испытывался в концентрации 0,0005%. Результаты опыта с зерновыми приведены в табл. 4.

Из приведенных данных можно сделать вывод, что гуминовая кислота и фульвовая кислота оказала положительное влияние на все испытанные культуры, но отдельные виды и даже сорта реагировали не с одинаковой активностью. Кроме того, влияние гуминовой кислоты на развитие корней и стеблей было неодинаково; более заметно оно сказалось на развитии корней. Усиление роста стеблей под влиянием гумата калия наблюдалось только у более отзывчивых культур.

Наибольшее влияние на рост корней первого порядка и образование корней второго оказал гумат калия при опытах с озимой пшеницей. Под влиянием микроудобрения гумат калия + фосфор, общая протяженность корневой системы у озимой пшеницы (сорт Х) увеличилась примерно в 15 раз, у (сорт Y) — в 23 раза.

На второе место по реакции на препарат гумат калия + Фосфор можно поставить ячмень сорт-9, у которого общая протяженность корневой системы возросла в 11 раз. Интересно отметить, что второй сорт ячменя — Сорт-32 на данный препарат почти совсем не реагировал.

Влияние исследуемого препарата "гумат калия + фосфор" на развитие корней у яровых пшениц наблюдалось у всех сортов. Из сортов пшеницы особенно реагировала Тризо и Аранка. Слабее всех Рино.

Из других зерновых культур хорошо реагировали на микроудобрение овес-Черниговский 28, просо Харьковское и рис Украина 96.

Таблица 4

Влияние гумата натрия на образование корней у зерновых культур (По опыту 1948 г.)

Культура и сорт	Схема опыта	Корни первого порядка		Корни второго порядка		Длина стебля в мм
		длина в мм	в % к контролю	число корней	длина в мм
Яровая пшеница
Тетчер	Вода	92 ±12	100	9	1	21,0
	Гумат калия	226 ±33	245	49	30—40	190
Тризо	Вода	68± 11	100	1	1	139
	Гумат калия	200 ±23	294	58	30—40	192
Недра	Вода	152+18	100	7	1	210
	Гумат калия	240 + 21	158	63	21-31	210
Рино	Вода	120±20	100	14	1	250
	Гумат калия	280+41	229	90	3—5	230
Аранка	Вода	75 ±10	100	нет	нет	240
	Гумат калия	300+38	400	58	1-3	270
Озимая пшеница
Сорт Х	Вода	61 ± 8	100	нет	—	151
	Гумат калия	325 ±48	533	60	10—60	209
Сорт Y	Вода	75± 11	100	1	1	201
Ячмень	Гумат калия	378 ±46	504	105	10—100	232
Сорт-32	Вода	200 ±28	100	22	1	230
	Гумат калия	272±31	136	73	10—30	195
Ячмень
сорт 9	Вода	64+ 7	100	1	1	152
	Гумат калия	232 ±31	362	153		175
Овес
Черниговский 28	Вода	52+ 9	100	нет		174
Соломон	Гумат калия	240 ±27	462	45	10—30	165
	Вода	91 ± 11	100	12	10-50	190
	Гумат калия	241+30	265	32	10—50	200
Кукуруза
Гибрид	Вода	68± 8	100	112	1—10	290
Браунконди X ме-
нозота	Гумат калия	263+31	382	460	2—30	265
Просо
Харьковское	Вода	50± 5	100	5	1	50
	Гумат калия	170±13	340	94	5—10	60
Рис
Украина 96	Вода	88± 6	100	85	1—2	82
	Гумат калия	247± 18	280	280	1—2	145
Агат	Вода	90+ 7	100	_	—	140
	Гумат калия	152+12	173	—	—	171

Влияние этих кислот на рост бобовых иллюстрируется табл. 5.

Таблица 5

Влияние гумата натрия на образование корней у бобовых культур

Наименование культур	Схема опыта	Корни первого порядка		Корни второго порядка		Длина стебля в мм
		длина в мм	в % к контролю	число	длина в мм
Горох	Вода	255+ 7	100	52	5— 8	110
	Гумат калия	290± 8	118	59	8— 10	114
Фасоль	Вода	170+10	100	55	5— 50	175
	Гумат калия	257 ±21	151	53	5—100	175
Фасоль тепари	Вода	175 + 17	100	46	10—120	265
	Гумат калия	221 ±22	126	89	10—170	270
Люцерна	Вода	60+ 8	100	7	1-2	—
	Гумат калия	128+15	201	10	1—3	—
Арахис	Вода	120 ± 8	100	42	5— 20	—
	Гумат калия	160±11	133	56	5— 50	—

Из таблицы видно, что бобовые реагируют на гуминовые кислоты слабее зерновых. На первое место по реакции на гуминовые кислоты здесь нужно поставить люцерну и фасоль.

В табл. 6 представлены результаты опыта с масличными культурами.

Таблица 6

Влияние гумата калия на образование корней у масличных культур

Наименование культуры	Схема опыта	Корни первого порядка		Корни второго порядка		Длина стебля в мм
		длина в м м	В % к контролю	число	длина в мм
Подсолнечник	Вода	144+15	100	75	10—50	80
Ясон	Гумат калия	125±14	90	76	10—50	110
Подсолнечник Форвард	Вода	235±18	100	48	10-20	140
	Гумат калия	215+19	92	45	10—30	135
Подсолнечник	Вода	182+15	100	81	10—20	105
Гранада	Гумат калия	172+16	95	98	10-20	101
Клещевина (рицын)	Вода	61 ± 8	100	57	5—20	136
	Гумат калия	63± 7	100	83	5-20	161
Кунжут	Вода	20+ 0,8	100	3	1—2	25
	Гумат калия	30± 1,1	150	7	1—2	35
Лен	Вода	196 ±31	100	17	1-5	112
	Гумат калия	187+28	95	11	1-5	40
Хлопчатник 1306	Вода	120+13	100	46	10-20	80
	Гумат калия	165+18	137	35	10—20	80
Хлопчатник 611	Вода	115±11	100	11	10—20	75
	Гумат калия	195±21	170	20	10-20	80
Хлопчатник ОД-1	Вода	120± 14	100	14	10—20	75
	Гумат калия	150± 17	128	47	10-20	78
Сафлор	Вода	125±14	100	17	10—10	40
	Гумат калия	145± 16	115	23	10—20	40

Сопоставив все эти данные, можно сделать вывод, что гуминовая и фульвовая кислота, внесенная в виде гумата калия в концентрации 0,0005%, оказывает сильное влияние на жизнедеятельность злаков, менее бобовых и в меньшей мере оказывает на большинство масличных. Все эти группы сельскохозяйственных культур различаются прежде всего по характеру запасных питательных веществ. У зерновых основным их видом является крахмал, у бобовых — белки, у масличных — жиры. Очевидно, причину различного отношения этих сельскохозяйственных культур к гуминовой кислоте в начале развития растений нужно искать в разном характере превращения органических веществ.

Для того, чтобы проверить это положение, в опыт были дополнительно включены помидоры, столовая и сахарная свекла и кок-сагыз.

Результаты опыта приведены в табл. 7.

Таблица 7

Влияние гумата калия на образование корней у различных культур

Наименование культур	Схема опыта	Корни первого порядка		Число корней второго порядка
		в мм	в % к контролю
Помидоры	Вода	10,0	100	0
	Гумат калия	22,7	227	24
Свекла столовая	Вода	8,0	100	7
	Гумат калия	20,0	250	50
Свекла сахарная	Вода	10,0	100	3
	Гумат калия	23,7	237	58
Кок-сагыз	Вода	5,0	100	14
	Гумат калия	9,0	180	45

Полученные данные показывают, что все эти культуры, у которых основным запасным питательным веществом являются углеводы, положительно реагируют на гумат калия. Так как кок-сагыз в начальном периоде развивается очень медленно, опыт с ним был предложен до 45 дней. При этом оказалось, что контрольные растения почти совсем погибли, растения же, бывшие предметом опыта, чувствовали себя прекрасно, корни и розетка развивались дальше, и к моменту окончания опыта розетка состояла из 10 листьев, а у контрольных из 4.

Опытные данные позволяют разбить все сельскохозяйственные растения по реакции на микроудобрение гумат калия + фосфор на четыре группы:

1. Группа очень сильно реагирующих растений: помидоры, картофель, сахарная и столовая свекла.

2. Группа сильно реагирующих растений: озимые и яровые пшеницы, за исключением сорта "Тризо", ячмень, за исключением сорта "Недра", овес, просо, кукуруза, рис, кок-сагыз, люцерна.

3. Группа хорошо реагирующих: горох, фасоль, горох, чечевица, арахис, кунжут, хлопчатник ОД-1.

4. Группа менее хорошо реагирующих растений: подсолнечник, клещевина, хлопчатник (большинство сортов), тыква голосемянная.

Из литературы известно, что целый ряд веществ способствует укоренению черенков. Для того, чтобы проверить, будет ли гумат калия оказывать влияние на образование корней у черенков, в теплице при солнечном нагреве был заложен опыт по следующей методике: черенки растений выдерживались в гумате калия при концентрации 0,0006% в течение 24 часов [контроли выдерживались в водопроводной воде] и высаживались в ящики с песком как без минеральных

удобрений, так и в песок, удобренный фосфатом калия и азотнокислым аммонием из расчета 0,1 г азота фосфора и калия на один килограмм песка.

16 апреля был сделан первый просмотр растений и при этом обнаружено следующее: черенки седума начали укореняться во всех вариантах опыта и разницы в состоянии корней не было. На черенках лакфиоли, хризантемы и плюща в вариантах, обработанных гуматом калия, было замечено калусообразование. В период этого опыта стояла очень холодная погода, и ростовые процессы в растении были очень замедлены. Поэтому, когда стало теплее, мы полили гуматом калия все те варианты опыта, в которых были высажены черенки, обработанные гуматом. Контрольные одновременно полили водой. 7 мая опыт был закончен. Полученные результаты его сведены в табл. 8.

Таблица 8

Влияние гумата калия на укоренение черенков в % от общего числа черенков

Название растений	Без минерального удобрения		С минеральным удобрением
	контрольные растения	растения, обработанные гуминовой кислотой	контрольные растения	растения, обработанные гуминовой кислотой
Санталина	100	100	100	100
Самшит	нет	нет	нет	нет
Плющ	100	100	100	100*
Бирючина	20	85	20	67
Роза	нет	нет	нет	нет
Ива вавилонская	начало	67*	нет	нет
Эвонимус	начало	начало	нет	нет
Лакфиоль	нет	70*	нет	нет
Хризантема желтая	100	100*	100	100*
Эхеверия	100	100*	100	100*
Гвоздика	нет	30	нет	начало
Седум	100	100	100	100

Эти данные показывают, что лучший рост корней под влиянием гумата было у бирючины, ивы вавилонской, лакфиоли, хризантемы, эхеверии. Минеральные удобрения на укоренение черенков положительного влияния не оказали.

Одновременно с этим опытом черенки седума и помидоров были посажены в банки с дистиллированной водой по схеме: а) без гумата калия и б) с гуматом калия в концентрации 0,0006%. На 15 день опыта, то есть 16 апреля на корнях седума как в гумате, так и в дистиллированной воде появились корни. На помидорах корни появились только там, где был внесено микроудобрение Гумат Калия + Фосфор Agro.Bio

Затем было замечено, что корни в удобрении Гумат Калия + Фосфор растут гораздо лучше: их больше, они длиннее и покрываются корнями второго порядка. 10 мая опыт был прекращен.

Результаты приведены в табл. 9.

Таблица 9

Влияние гумата калия на укоренение черенков седума и помидоров

Схема опыта	Помидоры			Седум
	число корней первого порядка	средняя длина корня в мм	число корней второго порядка	число корней первого порядка	средняя длина корня в мм	число корней второго порядка
Дистиллированная вода Гумат калия	2 10	20 70	нет 35	16 14	5 80	нет покрыты сплошь

Из приведенных данных видно, что гумат в жидкой форме оказал исключительное влияние на развитие корней у черенков помидор и седума. Интересно сопоставить влияние гуминовой кислоты на черенкование седума в песке, где он и так хорошо укореняется, и в дистиллированной воде, где он находился в условиях, не соответствующих его физиологическим требованиям.

Оказывается, что действие микроудобрения на укоренение этой культуры было более резким именно тогда, когда растение было поставлено в необычные для себя условия.

Природа влияния стимуляторов роста растений на основе гумата калия

Из литературы известно, что относительно природы эффективности гуминовых удобрений есть две принципиальные точки зрения. Одни исследователи считают, что гуматы улучшают физико-химические свойства почвы и, таким образом, создают более благоприятные условия для роста и развития растений, а другие предполагают непосредственное воздействие гуминовой, фульвовой и ульминовой кислоты на растительный организм.

В наших опытах, по изучению влияния гуминовых, фульвовых и ульминовых кислот на растения, исследуемые кислоты вносились в очень малых количествах и давали положительный эффект в водных культурах, где исключается влияние на физико-химические свойства среды. Следовательно, причину эффективности гуминовых кислот нужно искать в непосредственном воздействии на растительный организм. Представление о природе этого явления можно свести в основном к двум точкам зрения.

Одна группа исследователей считает, что гумат калия как высокодисперсный золь, соприкасаясь с клетками корня, оказывает влияете на их физико-химическое состояние, увеличивает проницаемость протоплазм и таким образом способствует поступлению питательных веществ в растение. По мнению другой группы авторов, положительное действие перечисленных выше кислот на растение обусловливается содержащимися в них фитогормонами. Общепринятым является мнение о том, что гуминовая кислота не поступает в растение и участия в процессе питания не принимает.

Рассмотрим результаты наших исследований под углом зрения этих положений.

Если бы гуматы вносились нами в присутствии минеральных веществ, то полученные результаты легче всего было бы объяснить тем, что гуминовые и фульвовые кислоты, соприкасаясь с клетками корня, оказали влияние на их проницаемость в чисто физико-химическом смысле, тем самым усилили поступление питательных минеральных веществ в растение, что в свою очередь, сказалось на процессах синтеза и привело к повышению урожая.

Но как объяснить резкое увеличение длины корня первого порядка, образование корней второго порядка, усиление роста листьев у ряда культур под влиянием нашего микроудобрения Гумат калия + фосфор Agro.Bio, когда они вносятся прямо в дистиллированную воду? Здесь не могло быть влияния на поступление питательных веществ извне ни за счет повышения проницаемости, ни за счет увеличения растворимости солей питательного раствора в результате реакции взаимодействия с гуминовыми, фульвовыми и ульминовыми кислотами, так как этих солей вообще не было в среде корневого питания. Не могло происходить и простой: перекачки питательных веществ в корни из других органов, так как в этих опытах ясно видно увеличение размеров стеблей. Следовательно, нужно сделать вывод, что выше перечисленные кислоты самостоятельно оказывают влияние на весь организм растения. Представление о том, что эффект от гуматов обусловливается только внешним воздействием их на клетки корня и повышением их проницаемости в чисто физико-химическом отношении, неправильно.

Согласно второй точки зрения, воздействие гуминовых удобрений на растение обусловливается присутствием в них фитогормонов.

Для того, чтобы выяснить, обусловливается ли наблюдаемый эффект собственно гуматами или присутствием фитогормонов в вытяжках, которые могут извлекаться из каустобиолитов вместе с гуминовой кислотой, был поставлен специальный опыт.

Взяли образцы нашего сырья с различной глубины, полагая, что на большой глубине гуминовых кислот в них не содержится, в поверхностных же слоях (до 3,5 м) кислоты уже образуются вследствие окисления гуминов и гумитов. Из всех этих разновидностей сланцев были сделаны вытяжки водой, спиртом и 2 %-ной KOH. Водная и спиртовая приготовлены на холоде путем экстракции образцов соответствующим растворителем в соотношении 1:10 в течение 10 дней, а щелочная — при подогревании в течение 30 минут. Последняя вытяжка была отдиализована до нейтральной реакции промывных вод по индикатору фенолрот. Спиртовая вытяжка была разбавлена водой, после чего спирт был отогнан, и все вытяжки были доведены до одного и того же объема, затем в равных количествах вносились в дистиллированную воду под растение.

Опыт был заложен с яровой пшеницей. Растения посажены в банки 22 июня промеры сделаны 28 июня.

Из таблицы видно, что все вытяжки, не содержащие гуминовых кислот, стимулирующего эффекта не оказали, а содержащие усилили рост корней. Следовательно, наблюдаемый эффект от воздействия этих вытяжек нужно объяснить присутствием в них растворимых кислот, а не присутствием в их составе фитогормонов. Это положение совершенно бесспорно для щелочной вытяжки, содержащих гуминовые, фульвовые и ульминовые кислоты, что же касается спиртовых, в которых растворяются и фитогормоны, то могут возникнуть такие предположения: фитогормоны флоры карбона в процессе гумификаци не разлагались до конечных продуктов разложения, а претерпевали изменения, аналогичные тем, которые привели к преобразованию флоры карбона в почве.

Эти преобразования характеризуются, как известно, полимеризацией молекул, дегидрированием и обуглероживанием. Такое преобразование фитогормонов, если оно имело место, должно было привести, с одной стороны, к потере гормонального действия, а с другой — к своего рода консервации их в какой-то малодеятельной форме. По мере обратного метаморфоза, когда идут процессы гидратирования, диспергирования* и окисления, эти «консервированные» малодеятельные фитогормоны могли регенерироваться и переходить в деятельное состояние.

В качестве возражения против этого может быть указано следующее:

1. установленная Ф. Кеглем быстрая потеря активности ауксинов при хранении, особенно ауксина В, которая наступает при хранении в темноте и даже под вакуумом через несколько месяцев;
2. более низкая точка плавления ростовых веществ (ауксин А—196°, ауксин В—183°, гетероауксин — 164—165°), чем температура метаморфоза (по Эрдману, 300°) угля;
3. чувствительность фитогормонов к щелочам.
   

Опыт показал, что, независимо от способа получения, все отдиализованные гуматы оказывали стимулирующее действие на рост корневой системы.

Фитогормоны, а тем более витамины, представляют собой вещества очень лабильные, часто ненасыщенные, и совершенно невероятно, чтобы они могли сохранить свои физиологически активные свойства после такой обработки.

Сопоставляя данные, характеризующие химические свойства фитогормонов, витаминов и тому подобных веществ со свойствами гуминовых кислот и с результатами опыта, в котором под растение вносились вытяжки, содержавших и не содержавших гуминовую, фульвовую и ульминовую кислоты, можно прийти к окончательному выводу, что эффект непосредственного воздействия растворимых кислот обусловливается не присутствием в них фитогормонов, а в наличии самих гуминовой, фульвовой и ульминовых кислот.

Но как же объяснить воздействие гуматов на жизнедеятельность растений?

Мы отвергли мнение о том, что влияние гуматов сводится к чисто внешнему воздействию их на физико-химические свойства протоплазмы клеток корня и повышению проницаемости. На основании специального опыта, описанного выше, мы отвергли также мнение о том, что действие гуминовых, фульвовых и ульминовых кислот обусловливается присутствием в них фитогормонов. Глубокое воздействие истинных растворов кислот на жизнедеятельность организма можно объяснить довольно просто, если допустить, что исследуемые кислоты, находясь в состоянии истинного раствора, поступают в растение и включаются в общий обмен веществ. Возражением против этого предположения является точка зрения о том, что гумат, обладая очень громоздкой молекулой, не может поступать в растение.

Рассмотрим это возражение в свете данных о строении молекулы гумата. Еще в 1938 г. Седлецкий писал, что гумат, представляя собой полимерные соединения, построены по типу цепочки, которая может обрываться в разных местах и при различных условиях давать продукты разного молекулярного веса. С. С. Драгунов рассматривает гуминовые вещества, как гетерополиконденсаты различного молекулярного веса, вследствие чего, по его мнению, они могут быть разделены по растворимости на несколько фракций. В соответствии с этим, он рассматривает фульвокислоты, как водные растворы гуминовых кислот. Таким образом, данные исследования показывают, что гуминовые кислоты представляют собой сложные соединения, которые могут расщепляться на более простые. Возникает вопрос, можно ли на современном этапе развития науки о питании растений предположить, что эти продукты расщепления молекулы гуминовой кислоты поступают в растение в качестве питательных веществ?

Обратимся к имеющимся данным. Еще в 1911 —1913 гг. в своих классических исследованиях в стерильных условиях И. С. Шулов показал, что аминокислоты усваиваются высшими растениями. Сейчас эта мысль находит свое полное подтверждение в опытах Г. М. Шавловского, который применил метод питания метатионом и лизатом микробных клеток, содержащих радиоактивный изотоп серы, и обнаружил его в растении.

Для того, чтобы доказать поступление в растение продуктов жизнедеятельности микроорганизмов, член-корреспондент АН СССР Н. А. Красильников применил антибиотики, а затем индецировал их в растении.

Е. Н. Козлова указывает на проникновение органических инсектицидов в ткани растений.

Мысль о поступлении органических веществ в растение находит подтверждение также в работах К. И. Семигрея, Я. М. Гелермана и Н. Г. Холодного. Последним поднят вопрос об использовании высшими растениями летучих органических соединений почвы.

А. П. Щербаков, анализируя образование октябрьского прироста у древесных, приходит к выводу, что он образуется главным образом не за счет перекачки продуктов ассимиляции из хвои, а за счет непосредственного усвоения продуктов распада органического вещества почвы по типу изолированного питания корней.

Здесь нужно напомнить, что использование органических веществ изолированными корнями не вызывает сейчас ни у кого сомнения. Следовательно, ферментативный аппарат клеток корня приспособлен к использованию органических веществ независимо от того, поступают ли они из листа или из внешней среды. С биохимической точки зрения нет глубокого различия между аутотрофным и гетеротрофным типом питания.

Работы за многие десятилетия сильно поколебали старые представления о путях использования углерода высшими растениями.

Для примера сошлемся на работу группы сотрудников во главе с членом-корреспондентом АН СССР А. Л. Кирсановым, в которой при помощи радиоактивного углерода доказано поступление углекислоты через корни и ее темневая фиксация.

Все это заставляет считать правдоподобным возможность поступления гуминовой, фульвовой и ульминовой кислоты в растение.

Для того чтобы доказать этот факт, нужно какой-либо специфической реакцией установить ее присутствие в клеточном соке. К сожалению, автору настоящей работы такая реакция неизвестна, и поэтому для доказательства поступления гуминовой кислоты пришлось идти косвенным агробиологическим путем.

В период с 20 апреля по 10 мая был заложен специальный опыт с яровой пшеницей в основу которого были положены следующие рассуждения: если гуматы представляют собой ряд полимерных соединений и отличаются степенью конденсации и величиной молекул, то и продукты их гидролиза будут неодинаково усваиваться растением, следовательно, степень стимулирующего действия у них будет разная. С этой точки зрения фульвокислоты. должны усваиваться лучше и давать больший эффект, чем гиматомелановая кислота (тер- минология Свен Одена, 1922), а последняя лучше, чем гумат калия. Наименьший эффект должна давать сухая гуминовая кислота. Для опыта гиматомелановая кислота была получена описанным выше способом из образца «сажи» нашего сырья. Навеску гуминовых кислот в 1 г настаивали в течение 10 дней со 100 мл спирта на холоде. Затем, спиртовую вытяжку сливали, разводили водой и из нее отгоняли спирт. Когда спирт был полностью отогнан, раствор переносили в мерную колбу, доливали водой до метки, определяли титр по углероду. После этого раствор вносился в нужной концентрации.

Получить фульвокислоты из «сажи» нам не удалось, так как растворы после осаждения гуминовых кислот были бесцветны, следовательно, не содержали фульвокислот. Опыт был заложен 20 апреля, растения пересажены в байки 27 апреля, первое измерение сделано 3 мая, второе — 10. Приводим результаты опыта в табл. 11.

Таблица 11

Влияние различных фракций гуминовых кислот на рост корней яровой пшеницы

Схема опыта	Первое измерение			Второе измерение
	длина корня первого порядка	число корней второго порядка	длина стебля в мм	длина корня первого порядка в мм	число корней второго порядка	длина стебля в мм
Дистиллированная вода	61 ±9	2	134	116+112	120	230
Гиматомелановая кислота 0,005%	119+26	36	172	354+57	120	270
Гумат калия 0,005%	127±18	20	146	325+56	80	230
Гиматомелановая кислота 0,00005%	53±1	1	162	143+27	40	236
Гумат (в порошке) 0,0005%	119±24	12	166	243+73	86	270

Из приведенных данных видно, что все фракции гуминовых кислот «сажи» обладают свойством воздействовать на растение. Влияние гимато- мелановой кислоты на длину корней первого порядка было таким же, как и гумата натрия (разница лежит в пределах ошибки опыта), но на числе корней второго порядка оно было несомненно более активным.

Гумат в порошке оказал более слабое действие, чем гумат калия в жидком состоянии.

Результаты этого опыта подтверждают мысль о том, что эффект воздействия гуминовых кислот на растение обусловливается усвоением растением продуктов гидролиза гуминовых, фульвовых и ульминовых кислот.

Вторым опытом, подтверждающим поступление гуминовых кислот в растение, является опыт в изолированных культурах с яровой пшенице. Схема опыта: 1) внешний раствор — смесь Гельригеля

внутренний — дистиллированная вода; 2) внешний раствор — питательная смесь Гельригеля + гумат калия 0,0002%, внутренний — дистиллированная вода; 3) внешний раствор — смесь Гельригеля, внутренний — дистиллированная вода + гумат калия 0,0002%. Опыт был заложен в стаканах емкостью 200 мл в четырехкратной повторности. Семена на сетку положили 28 февраля, а 5 марта произвели промеры и закончили опыт.

Результаты опыта приведены в табл. 12.

Таблица 12

Влияние гумата калия на рост корней яровой пшеницы в изолированных культурах

№ варианта	Схема опыта	Длина корня первого порядка в мм	Длина стебля в мм
1	Внешний раствор — смесь Гельригеля Внутренний раствор дистиллированная вода	103±9 67+7	182+2
2	Внешний раствор — смесь Гельригеля + гумат калия 0,0002% Внутренний раствор — дистиллированная вода	101+8 87+7	192+2
3	Внешний раствор — смесь Гельригеля Внутренний раствор — дистиллированная вода + гумат калия 0,0002%	101+7 118±11	203+3

Из таблицы видно, что гумат калия, внесенный во внешний или внутренний раствор, удлинил корни в другом сосуде.

Результат этого опыта можно объяснить лишь тем, что гуминовая кислота поступила в растение и включилась в общий обмен веществ.

Поскольку устанавливается, что исследуемые кислоты поступают в растение и включаются в общий обмен веществ, то можно ожидать, что если мы возьмем несколько растений одного и того же вида, и сорта и в некоторых из них искусственно изменим обмен веществ, а затем высадим их все в раствор, содержащий гумат калия, то получим разную для каждого растения реакцию.

Поскольку эффективность гумата связана с обменом веществ, можно предположить, что при разных температурных условиях,

изменяющих превращение органических веществ в растении, влияние кислот на развитие корней будет разное.

Для проверки этого положения был произведен специальный опыт.

Опыт был заложен с проростками озимой пшеницы и ячменем в водных культурах по схеме: 1) вода, 2) вода + гумат калия в концентрации 0,0003%. При этом одна серия опыта была поставлена при температуре 14—18°, а другая при температуре 8—12°.

Семена на сетку положили 15 февраля, растения были пересажены в сосуды 25 февраля, измерения сделаны 25 марта. Результаты приведены в табл. 13.

Таблица 13

Эффективность гумата калия в зависимости от температуры окружающей среды

Наименование культуры	Схема опыта	14—18° С			8—12° С
		длина корня первого порядка в мм	число корней второго порядка	длина стебля в мм	длина корня первого порядка в мм	число корней второго порядка в мм	длина стебля в мм
Озимая пшеница Яровой ячмень	Вода Гумат калия Вода Гумат калия	36 150 56 173	нет 220 нет 145	85 200 180 180	36 124 32 280	нет 119 нет 180	75 95 100 180

Из таблицы видно, что температура опыта очень сильно сказалась на эффективности гумата калия, причем на озимой пшенице этот эффект был больше при более высоких температурах, а на ячмене — наоборот.

Все это заставляет прийти к выводу, что гуминовая фульвовая и ульминовая кислота, будучи в ионодисперсном состоянии, усваивается растением и выполняет определенную физиологическую функцию.

ВЫВОДЫ

1. Истинные растворы гуминовых фульвовых и ульминовых кислот оказывают непосредственное воздействие на высшие растения. В концентрациях тысячных и десятитысячных долей процента они стимулируют жизнедеятельность растительного организма. При осаждении гуминовых кислот это их свойство инактивируется.

2. Различные сельскохозяйственные растения неодинаково реагируют на гумат калия: лучше всех — картофель, помидоры, сахарная свекла; хорошо—озимая пшеница, яровая пшеница, ячмень, овес, просо, кукуруза, рис, кок-сагыз, житняк, люцерна; чуть хуже— фасоль, горох, чечевица, арахис, кунжут, хлопчатник; менее эффективно на подсолнечник, клещевина, хлопчатник (большинство сортов), кенаф, тыква голосемянная.

3.Воздействие гуминовых удобрений на жизнедеятельность высшего растения обусловливается не присутствием в них фитогормонов и т. п. веществ, а влиянием самих кислот.

4.Гуминовая, фульвовая и ульминовая кислота, находящаяся в ионодисперсном состоянии, поступает в растение и включается в общий обмен веществ растительного организма.