Физиологическая активность гумата Mind Extra Agro.Bio
Исследованиями ряда ученых установлено, что в органических удобрениях содержатся вещества, которые могут принимать участие в физиолого-биохимических процессах растений. К этой группе веществ мы относим витамины, ауксины, антибиотики, различного рода активаторы роста и т. д. Руководствуясь работами отечественных и зарубежных исследователей, установлено благоприятное влияние гуминовых и фульвовых кислот, входящих в состав почвы, сланцев и леонардита, на жизнедеятельность растений и микроорганизмов. Наиболее полно вопрос об участии гуминовых и фульвовых кислот в питании растений разработан ранее нашими учеными. В связи с этим было сделано предположение, что растворимые гуминовые вещества играют какую-то роль в природе действия этого вида удобрения. Опыты в водных и песчаных культурах, результаты которых опубликованы нами ранее, показали, что гуматы из леонардита по степени биологической активности примерно равны.
Для изучения влияния гуминовых веществ на жизнедеятельность растений при естественных условиях произрастания был проведен ряд опытов в почвенных культурах и в полевых условиях. Полевые опыты проводили в Херсонской области. Почва опытного участка каштановая. Повторность опытов четырех-, шестикратная, при размере учетных делянок 10-100 м². Вегетационные опыты закладывали в сосудах емкостью 6-12 кг каштановой почвы, в шестикратной повторности. Кроме этого, закладывали почвенные компосты, а также был проведен ряд исследований с радиоактивным изотопом фосфора и с использованием метода вакуум-инфильтрации.
В программу физиолого-биохимических исследований включили определения содержания общего и белкового азота (по Кьельдалю), общего и белкового фосфора (весовым методом Лоренца и колориметрический по Малюгину и Хреновой), калия (по Тананаеву), сахаров (по Хагедорн-Иенсену), аскорбиновой кислоты (по Мурри), хлорофилла (по Гетри), активности каталазы и пероксидазы (по Починку), интенсивности дыхания (по Варбургу) и фотосинтеза (по поглощению СО₂), интенсивности и продуктивности транспирации.
ВЛИЯНИЕ ПРЕПАРАТА MIND EXTRA НА РОСТ И ПРОДУКТИВНОСТЬ РАСТЕНИЙ
В таблице 1 приведены результаты опытов в почвенных культурах, в которые вносили препарат Mind Extra, поливая 0,001-процентным раствором из расчета 250-300 мл на сосуд один раз в неделю. Сосуды контрольного варианта одновременно поливали таким же количеством воды.
Точность опыта: с пшеницей - 2%; с кукурузой - 1,1-3,2%; с овсом - 2,6%; с сахарной свеклой - 1,8%; с помидорами - 4,4-4,6%.
Таблица 1. Влияние поливов Mind Extra на продуктивность растений
(по опытам в почвенных культурах 2012-2019 гг.)
| Культура | Поливы водой (контроль), г | Поливы 0,001%-ным Mind Extra, г |
|---|---|---|
| Пшеница - зерно | 5,21 | 6,01 |
| Кукуруза - надземная масса | 19,9 | 22,6 |
| Овес - зерно | 6,74 | 7,39 |
| Сахарная свекла - корнеплоды | 414 | 438 |
| Помидоры - плоды | 370 | 408 |
| Помидоры - надземная масса | 19,7 | 22,4 |
Из данных этой таблицы видно, что поливы препаратом Mind Extra обусловливают усиление роста растений и повышение их продуктивности. Такое положительное влияние могло быть вызвано как непосредственным воздействием препарата на жизнедеятельность растений, так и влиянием его на почвенную микрофлору. Последнее предположение тем более вероятно, что анализами почвы из сосудов, а также специальными лабораторными экспериментами было установлено стимулирующее влияние растворимых гуминовых веществ на жизнедеятельность почвенных микроорганизмов и на содержание в почве усвояемых форм азота и фосфора.
Поэтому для выяснения вопроса о непосредственном воздействии препарата Mind Extra на рост и продуктивность растений в 2012-2019 гг. были проведены дополнительные исследования.
Таблица 2. Влияние предпосевного замачивания семян в растворе препарата Mind Extra на рост и продуктивность растений
(по данным опытов в почвенных культурах 2016-2019 гг.)
| Культура | Замачивание водой (контроль), г | Замачивание Mind Extra, г |
|---|---|---|
| Пшеница - надземная масса | 5,87 | 6,38 |
| Кукуруза - надземная масса | 13,1 | 15,2 |
| Горох - надземная масса | 11,8 | 13,0 |
| Сахарная свекла - корнеплоды | 252 | 272 |
| Помидоры - плоды | 430 | 461 |
Наблюдения за корнями показали, что поливы с использованием препарата Mind Extra и предпосевное замачивание семян в его растворе обусловливают усиление роста и корневой системы молодых растений.
Точность опытов: с пшеницей - 2,9%; с кукурузой - 2,7-3,9%; с сахарной свеклой - 2,8-2,5%; с горохом - 4,2%; с помидорами - 3,8-5,7%.
В 2018-2019 годах были проведены вегетационные опыты, в которых Mind Extra опрыскивали растения раз в неделю из расчета 25 мл 0,01-процентного раствора на сосуд (контрольные сосуды одновременно опрыскивали водой).
Таблица 3. Влияние опрыскивания растений Mind Extra на их рост и продуктивность
(по опытам в почвенных культурах 2018-2019 гг.)
| Культура | Опрыскивание водой (контроль), г | Опрыскивание Mind Extra, г |
|---|---|---|
| Кукуруза - надземная масса | 12,6 | 14,1 |
| Помидоры - плоды | 370 | 410 |
Точность опытов: с кукурузой - 3,7-4,4%; с помидорами - 4,5%.
С целью практической проверки заключения о положительном влиянии препарата на жизнедеятельность и урожай сельскохозяйственных культур в 2018-2019 гг. были проведены полевые опыты. Полив Mind Extra производили перед поливом водой из расчета 20 л 0,01-процентного раствора на 10 м² 2-3 раза за вегетацию с интервалом в месяц. Перед посевом семена опрыскивали 0,2-процентным раствором Mind Extra из расчета 5 л на 100 кг посевного материала. Внекорневая подкормка посевов производилась раз в месяц из расчета 1 л 0,01-процентного раствора на 10 м².
Таблица 4. Эффективность подкормок растений раствором Mind Extra
(по полевым опытам 2018-2019 гг.)
| Культура | Поливы водой, ц/га | Поливы Mind Extra, ц/га | Опрыскивание водой, ц/га | Опрыскивание Mind Extra, ц/га |
|---|---|---|---|---|
| Кукуруза на силос | 350 | 385 | 352 | 395 |
| Картофель | 167 | 188 | - | - |
| Помидоры | - | - | 417 | 461 |
| Салатный перец | 172 | 188 | - | - |
Таблица 5. Эффективность предпосевной обработки семян препаратом Mind Extra
(по полевым опытам 2018-2019 гг.)
| Культура | Замачивание водой, ц/га | Замачивание Mind Extra, ц/га |
|---|---|---|
| Озимая пшеница | 23,0 | 24,7 |
| Кукуруза на зерно | 51,9 | 56,5 |
| Сахарная свекла | 305 | 325 |
| Помидоры | 467 | 507 |
Данные этих таблиц полностью согласуются с рассмотренными выше результатами вегетационных опытов. Таким образом, можно считать установленным, что растворимые гуминовые вещества, извлекаемые из субстрата щелочами, являются физиологически активными веществами. В малых дозах они оказывают непосредственное стимулирующее влияние на рост и продуктивность растений.
ВЛИЯНИЕ ГУМИНОВОГО РАСТВОРИМОГО ПРЕПАРАТА MIND EXTRA НА ФИЗИОЛОГО-БИОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В РАСТЕНИЯХ
С целью изучения вопроса о природе физиологической активности растворимых гуминовых и фульвовых веществ проводили биохимические анализы растений из вегетационных опытов в почвенных культурах, а также специальные лабораторные исследования.
Анализы растений на содержание азота и зольных веществ, а также расчеты по выносу этих элементов растениями из почвы показали (табл. 6), что под влиянием растворимых гуминовых и фульвовых веществ растения больше поглощают из почвы таких важных элементов минерального питания, как азот, фосфор и калий.
Таблица 6. Влияние Mind Extra на поглощение растениями минеральных веществ из почвы
| Культура | Варианты опытов | Азот | Зольных веществ | Фосфор | Калий |
|---|---|---|---|---|---|
| Усвоено с почвы на сосуд, мг | |||||
| Пшеница | Контроль | 159 | 983 | 50 | 61 |
| Пшеница | Поливы Mind Extra | 174 | 1106 | 58 | 77 |
| Подсолнечник | Контроль | 183 | 1150 | 17 | 51 |
| Подсолнечник | Замачивание семян в Mind Extra | 207 | 1250 | 22 | 64 |
| Помидоры | Контроль | 368 | 1650 | 112 | 292 |
| Помидоры | Опрыскивание растений Mind Extra | 414 | 1850 | 131 | 386 |
Под влиянием растворимых гуминовых и фульвовых веществ в листьях повышается содержание как общего, так и белкового азота (табл. 7). В то же время Mind Extra не оказал влияния на процесс использования поглощенного азота для синтеза белковых веществ. Отношение содержания белкового азота к общему в листьях контрольных и опытных растений примерно одинаковое.
Таблица 7. Влияние Mind Extra на содержание азота в листьях и на использование его для синтеза белковых веществ
| Культура | Варианты опытов | Общий азот, % | Белковый азот, % | Отношение белкового азота к общему |
|---|---|---|---|---|
| Пшеница | Контроль | 2,39 | 1,89 | 0,79 |
| Пшеница | Поливы Mind Extra | 2,65 | 2,08 | 0,79 |
| Кукуруза | Контроль | 2,80 | 2,25 | 0,80 |
| Кукуруза | Поливы Mind Extra | 2,77 | 2,29 | 0,83 |
| Пшеница | Контроль (замачивание семян) | 2,31 | 2,02 | 0,88 |
| Пшеница | Mind Extra (замачивание семян) | 2,49 | 2,22 | 0,89 |
| Помидоры | Контроль | 2,94 | 2,65 | 0,90 |
| Помидоры | Mind Extra | 3,30 | 2,89 | 0,88 |
| Кукуруза | Контроль (опрыскивание) | 2,80 | 2,25 | 0,80 |
| Кукуруза | Mind Extra (опрыскивание) | 2,94 | 2,41 | 0,82 |
| Помидоры | Контроль (опрыскивание) | 2,94 | 2,65 | 0,90 |
| Помидоры | Mind Extra (опрыскивание) | 3,50 | 2,95 | 0,84 |
В таблице 8 приведены данные, показывающие, что под влиянием растворимых гуминовых и фульвовых веществ повышается содержание в листьях не только общего фосфора, но и фосфора, входящего в состав белковых веществ. Причем листья опытных растений в большинстве случаев характеризуются более высоким отношением белкового фосфора к общему по сравнению с контрольными растениями. Это указывает на лучшее использование растениями поглощенного фосфора для синтеза нуклеопротеидов, повышенное содержание которых, как известно, имеет большое значение для всей жизнедеятельности растительных организмов.
Таблица 8. Влияние Mind Extra на содержание фосфора в листьях
(по опытам в почвенных культурах)
| Культура | Варианты опытов | Общий фосфор, % | Белковый фосфор, % | Отношение белкового фосфора к общему |
|---|---|---|---|---|
| Пшеница | Контроль | 0,49 | 0,11 | 0,23 |
| Пшеница | Поливы Mind Extra | 0,62 | 0,20 | 0,32 |
| Кукуруза | Контроль | 0,34 | 0,22 | 0,65 |
| Кукуруза | Поливы Mind Extra | 0,41 | 0,29 | 0,71 |
| Пшеница | Контроль (замачивание семян) | 0,80 | 0,40 | 0,50 |
| Пшеница | Mind Extra (замачивание семян) | 0,79 | 0,44 | 0,56 |
| Сахарная свекла | Контроль | 0,36 | 0,24 | 0,67 |
| Сахарная свекла | Mind Extra | 0,56 | 0,40 | 0,71 |
| Кукуруза | Контроль (опрыскивание) | 0,34 | 0,22 | 0,65 |
| Кукуруза | Mind Extra (опрыскивание) | 0,36 | 0,23 | 0,64 |
| Помидоры | Контроль (опрыскивание) | 0,59 | 0,40 | 0,67 |
| Помидоры | Mind Extra (опрыскивание) | 0,63 | 0,43 | 0,68 |
Специальным опытом было установлено, что гуминовые вещества оказывают заметное стимулирующее влияние на рост растений при пониженных дозах фосфора в среде корневого питания в случае же снижения уровня азотного питания такого влияния не наблюдалось. Тем самым намечается аналогия между действием малых доз растворимых гуминовых и фульвовых веществ и общепризнанных стимуляторов роста, которые в наших опытах улучшали использование фосфора растениями.
Влияние гуминовых и фульвовых кислот на усвоение элементов минерального питание растениями может быть вызвано как повышением проницаемости протоплазмы, так и активизацией ритма биохимических процессов, особенно окислительно-восстановительных. Последнее положение наиболее полно отражено в наших предыдущих опытах.
Проведенные нами исследования также свидетельствуют о том, что под влиянием растворимых гуминовых и фульвовых веществ в растениях активизируются окислительно-восстановительные процессы. Так, анализами листьев растений из описанных выше опытов установлено, что гуминовые и фульвовые вещества повышают активность пероксидазы и каталазы (табл. 9). Специальными экспериментами в водных культурах выявлено, что растворимые гуминовые и фульвовые вещества повышают интенсивность дыхания в клетках листьев и корней растений (табл. 10), в связи с чем растения могут больше усвоить минеральных веществ из почвы.
Таблица 9. Влияние Mind Extra на активность пероксидазы (в мг Со) и каталазы (в мл 0,01н. Na₂S₂O₃) в листьях растений
| Культура | Варианты опытов | Активность пероксидазы | Активность каталазы |
|---|---|---|---|
| Пшеница | Контроль | 4,00 | 21,6 |
| Пшеница | Поливы Mind Extra | 5,30 | 28,0 |
| Кукуруза | Контроль | 2,25 | 39,0 |
| Кукуруза | Поливы Mind Extra | 2,69 | 49,0 |
| Пшеница | Контроль (замачивание семян) | 2,40 | 8,0 |
| Пшеница | Mind Extra (замачивание семян) | 2,35 | 14,0 |
| Помидоры | Контроль | 3,90 | 5,4 |
| Помидоры | Mind Extra | 4,10 | 7,2 |
| Кукуруза | Контроль (опрыскивание) | 3,90 | 13,0 |
| Кукуруза | Mind Extra (опрыскивание) | 4,00 | 13,0 |
| Помидоры | Контроль (опрыскивание) | 1,60 | 23,0 |
| Помидоры | Mind Extra (опрыскивание) | 1,80 | 27,0 |
Таблица 10. Влияние Mind Extra, добавленного в питательную смесь Кнопа, на интенсивность дыхания молодых растений
(в опытах с кукурузой)
| Показатели анализов | Контроль | Mind Extra |
|---|---|---|
| Поглощено O₂ за 1 мин. 1 г листьев, мм³ | 47,4 | 52,5 |
| Выделено мг CO₂ за 1 час на 10 г: | ||
| - надземной массы | 35,5 | 37,2 |
| - корней | 10,3 | 14,8 |
Таблица 11. Влияние растворимых гуминовых веществ на интенсивность дыхания и усвоение фосфора растениями
| Показатели наблюдений | Инфильтрация водой | Инфильтрация Mind Extra |
|---|---|---|
| Поглощено O₂ 1 г листьев за 10 мин., мм³ | 181 | 239 |
| Содержится P³² в имп./мин. в пересчете на 100 мг сухого вещества: | ||
| - надземной массы | 2575 | 2755 |
| - корней | 8130 | 8410 |
| Усвоено P³² в имп./мин. в пересчете на растение | 2787 | 3157 |
Из приведенных данных видно, что Mind Extra активизировал дыхание растительных тканей независимо от поглощения фосфора. Поэтому можно признать, что растворимые гуминовые и фульвовые вещества оказывают непосредственное влияние на ритм окислительно-восстановительных процессов в растениях, в связи с чем они могут поглощать более интенсивно минеральные вещества. Последние, особенно фосфор, безусловно оказывают влияние на дальнейший ход биохимических процессов.
Результаты анализов листьев на содержание в них хлорофилла и аскорбиновой кислоты свидетельствуют о том, что Mind Extra обусловливает повышение содержания этих жизненно важных веществ в растениях (табл. 12).
Таблица 12. Влияние Mind Extra на содержание хлорофилла и аскорбиновой кислоты в листьях растений
(по опытам в почвенных культурах)
| Культура | Варианты опытов | Хлорофилл, мг на 1 кг | Аскорбиновая кислота, мг % |
|---|---|---|---|
| Пшеница | Контроль | 1518 | 3,0 |
| Пшеница | Поливы Mind Extra | 1931 | 3,3 |
| Кукуруза | Контроль | 1336 | 3,4 |
| Кукуруза | Поливы Mind Extra | 1932 | 5,1 |
| Пшеница | Контроль (замачивание семян) | 1328 | 3,0 |
| Пшеница | Mind Extra (замачивание семян) | 1518 | 4,4 |
| Помидоры | Контроль | 2179 | 18,0 |
| Помидоры | Mind Extra | 2371 | 19,8 |
| Кукуруза | Контроль (опрыскивание) | 1336 | 3,9 |
| Кукуруза | Mind Extra (опрыскивание) | 1838 | 5,4 |
| Помидоры | Контроль (опрыскивание) | - | 9,7 |
| Помидоры | Mind Extra (опрыскивание) | - | 13,3 |
Листья растений из вариантов с использованием растворимых гуминовых и фульвовых веществ характеризуются также повышенным содержанием сахаров (табл. 13). Этот факт, как и увеличение содержания дисахаридов, дает основание утверждать, что под влиянием Mind Extra усиливаются синтетические процессы в растениях.
Таблица 13. Влияние Mind Extra на синтез сахаров в листьях растений
(по опытам в почвенных культурах)
| Культура | Варианты опытов | Дисахариды, % | Моносахариды, % | Отношение дисахаридов к моносахаридам |
|---|---|---|---|---|
| Пшеница | Контроль | 1,44 | 1,24 | 1,16 |
| Пшеница | Поливы Mind Extra | 1,40 | 1,12 | 1,25 |
| Кукуруза | Контроль | 2,28 | 1,90 | 1,20 |
| Кукуруза | Поливы Mind Extra | 1,29 | 1,39 | 0,93 |
| Пшеница | Контроль (замачивание семян) | 0,70 | 0,88 | 0,80 |
| Пшеница | Mind Extra (замачивание семян) | 0,93 | 0,96 | 0,97 |
| Помидоры | Контроль | 0,97 | 1,22 | 0,80 |
| Помидоры | Mind Extra | 0,99 | 1,20 | 0,83 |
| Кукуруза | Контроль (опрыскивание) | 1,30 | 1,43 | 0,91 |
| Кукуруза | Mind Extra (опрыскивание) | 1,35 | 1,53 | 0,88 |
| Помидоры | Контроль (опрыскивание) | 0,47 | 0,68 | 0,69 |
| Помидоры | Mind Extra (опрыскивание) | 0,56 | 0,66 | 0,85 |
С целью установления влияния гуминовых и фульвовых веществ на водообмен растений были проведены специальные вегетационные опыты с кукурузой и помидорами. В одном из опытов изучалась зависимость влияния Mind Extra на продуктивность растений от степени увлажненности почвы. Растения выращивали при влажности почвы 40-45%, 60% и 75-80% от полной ее влагоемкости. Одну часть сосудов поливали ежедневно по весу 0,001-процентным раствором Mind Extra, другую - водой.
Положительное воздействие Mind Extra наиболее резко сказалось при отклонении влажности почвы от оптимальной (средний сбор с сосуда сухой надземной массы по сравнению с контролем увеличивался на 30% при влажности почвы 45%). Это дает основание предположить, что растворимые гуминовые и фульвовые вещества оказывают влияние и на такую важную физиологическую функцию растения, как водообмен.
Установлено также, что препарат Mind Extra не оказывает заметного влияния на интенсивность транспирации и в то же время повышает ее продуктивность на 8-14%.
ВЫВОДЫ
- Гуминовые и фульвовые вещества являются физиологически активными веществами. В малых дозах они оказывают стимулирующее влияние на рост надземной массы и корневой системы молодых растений.
- Под влиянием гуминовых и фульвовых веществ в растениях активизируются важнейшие физиолого-биохимические процессы: поглощение минеральных веществ из почвы, использование растениями поглощенного фосфора для синтеза белковых веществ. Гуминовые вещества стимулируют деятельность ферментов, участвующих в окислительно-восстановительных процессах, процесс дыхания в растительных тканях, интенсивность синтетических процессов, вплоть до фотосинтеза, повышают продуктивность транспирации.
- Стимулирующее действие малых доз гуминовых и фульвовых веществ наблюдается не только при добавлении их в среду корневого питания, но и при замачивании в них семян, опрыскивания листьев и введении их (вакуум-инфильтрацией) в ткани растений.
- Результаты полевых опытов позволяют считать, что препарат Mind Extra из леонардита может применяться в качестве стимулятора роста растений для повышения их продуктивности на каштановых почвах южной степной зоны Украины.