Гумусові речовини - це високомолекулярні природні компоненти гумусу, продукту трансформації залишків живих і рослинних організмів, які визначають родючість ґрунту, продукти тривалого процесу гуміфікації, що забезпечують формування важливих і стабільних властивостей ґрунту.
Гумінові речовини поділяються на три головні фракції: гуміни, гумінові кислоти та фульвокислоти. Цей поділ здебільшого умовний і оснований на розчинності кожної фракції у воді і відрегульований за різним значенням рН. Обробка гумінових кислот лугами переводить їх у водорозчинні солі - гумати натрію або калію.
Кожна функціональна група фрагмента молекули гумінової кислоти виконує свою безпосередню роль, а таких груп дуже багато, тому дія гуматів на воду, ґрунт і всі стадії росту рослин багатогранна. У ґрунті гумінові кислоти знаходяться у зв’язаному стані. Вони входять в органомінеральні комплекси, утворюючи слаборозчинні сполуки з Са, Мg, Fe, Al. У зв’язку з поганою розчинністю, низькою швидкістю мінералізації і реакцій заміщення, а також зі зв’язаністю з іншими сполуками, в рослини попадає надзвичайно мала кількість біологічно активних речовин, які присутні у ґрунті. А для забезпечення родючості ґрунту вміст гумусу в ньому повинен бути досить високим на рівні 8–10%. Нині вміст гумусу в них становить 3–4%. Щоб зупинити подальше зниження вмісту гумусу у ґрунтах, необхідно застосовувати системи, при якій винесення гумусу з ґрунту разом з урожаєм культур компенсується поверненням до них органіки. Тому останнім часом у якості високоефективного джерела гумінових речовин у всьому світі активно застосовують органо-мінеральні добрива чи стимулятори росту на основі солей гумінових кислот.
Вплив гумінових добрив на рослини має складний багатоступінчастий характер та охоплює весь період вегетації рослин. Із гуміновими речовинами в рослину потрапляє певна кількість поживних речовин - азоту, фосфору, калію, кальцію, сірки та інших мікроелементів, а також амінокислот, вітамінів та ростових речовин. Потрапляючи в рослину, гумінові речовини активують ферментативну активність усіх клітин рослини та утворення стимулюючих сполук самою рослиною. Як результат - зростання енергетики клітини, зміна фізико-хімічних властивостей протоплазми, інтенсифікація обміну речовин. Збільшується проникливість мембрани клітин кореня, покращується проникнення елементів мінерального живлення із ґрунтового розчину до рослин у вигляді гуміново-мінеральних сполук. Це призводить до посилення поглинання рослиною поживних речовин. Крім того, за рахунок гуматів покращується надходження у рослину з ґрунту цукрів, амінокислот, вітамінів, гормонів. Пришвидшується надходження води та поглинання кисню рослинами, що у підсумку інтенсифікує дихання рослин. Внаслідок посиленого дихання прискорюється поділ клітин, фотосинтез, синтез білків, посилення росту кореневої системи, надземної маси, збільшується вихід сухої речовини, а значить - поліпшується загальна життєдіяльність рослин.
Виробництво гумінових добрив пройшло досить великий шлях від високобаластних гуматів із низьким вмістом активних речовин до сучасних високотехнологічних продуктів нового покоління. Завдяки своїм унікальним властивостям нові природні гумінові добрива збільшують енергетику рослинної клітини, стимулюють процеси життєдіяльності, посилюють корисну дію інших речовин. Це продукти з мінімальним вмістом баласту, високим вмістом біологічно активних речовин, з гарантовано стабільними властивостями, що забезпечують точне дозування і прогнозовано високу ефективність дії.
Гумінові добрива, або гумати (солі гумінових кислот) здатні підвищувати стійкість рослин до різних несприятливих факторів (заморозків, засухи, дії пестицидів), відновлювати родючість ґрунту, підвищувати врожайність культур, покращувати харчову цінність продукції та її екологічну чистоту, знижувати витрати на отримання врожаю, підвищуючи рентабельність сільськогосподарського виробництва. Вони використовуються для обробки насіння перед посівом, обприскування рослин у період вегетації, внесення у ґрунт при крапельному поливі. Їх застосовують практично на всіх сільськогосподарських культурах.
Метою нашої роботи було дослідження рістрегулятивної та захисної дії солей гумінових кислот при обробці ними насіння та рослин сільськогосподарських культур. Для досліду були вибрані препарати Гуміфілд ВР-18, в. с., Фульвітал та Фульвітал плюс, що відрізняються між собою за молекулярною масою та вмістом гумінових і фульвових кислот та мікроелементів.
Вегетаційні досліди з гуматами були проведені в Інституті захисту рослин НААН на пшениці озимій (сорт Колумбія) та сої (сорт Колбі). Польові досліди проводили в господарствах Київської області.
Перед закладкою досліду насіння пшениці та сої було перевірено на схожість. Як показали результати досліду, лабораторна схожість насіння пшениці озимої становила 76%, а сої - 92%.
Пшеницю озиму висівали по 100 г на 1 ящик, сою - по 60 насінин на 1 посудину. Температура повітря у теплиці протягом періоду спостережень коливалась від 12 0С до 20 0С. Ввечері та вранці проводилось підсвічування рослин по 3 год. лампами денного світла (світловий день тривав 16 год.). Рослини пшениці вирощували до фази кущення, сої - до появи 3-го справжнього листка.
Сходи пшениці з’явились на 5-й день після посіву. Найкращі сходи від початку проростання і до закінчення експерименту були у варіантах № № 2 та 4, де використовували препарати. Рослини в цих варіантах випереджали як по фазах розвитку, так і по висоті рослин. Сходи були дружні та рясні.
Згідно з даними табл. 1, найвища схожість рослин була у варіантах, де використовували препарати Гуміфілд ВР - 18, 800 мл/т та Фульвітал Плюс, 200 г/т. Схожих рослин у цих варіантах було на 52,1% та 40,9% більше порівняно з контролем.
Таблиця 1. Біометричні показники та схожість рослин пшениці озимої у варіантах досліду
(вегетаційний дослід, ІЗР НААН, сорт Колумбія, 2013 р.)
Варто відмітити, що при сумісному застосуванні гумінових та фульвових кислот зі зменшеними нормами витрати рістстимулюючого ефекту після обробки насіння не виявлено. Схожість та розвиток рослин у цих варіантах були на рівні контролю.
Через 20 днів після закладки досліду було проведено визначення біометричних показників рослин - висоти рослин, довжини кореневої системи та маси проростків. На цей час рослини знаходились у фазі 1–2 справжніх листків у контролі та 2–3 справжніх листків у дослідних варіантах, почалось розгалуження кореневої системи.
За результатами обстеження встановлено, що найбільшою висотою відрізнялись рослини з варіантів № № 2, 3, 4: їх висота становила відповідно 24, 25 та 26 см проти 23 см у контролі (табл. 1).
Рослини пшениці за обробки насіння Гуміфілд ВР - 18, 800 мл/т та Фульвітал Плюс з розрахунку 200 г/т мали і найбільшу кореневу систему: довжина її становила 5,5 та 4,9 см проти 4,6 см у контролі, що на 19,6 та 6,5% більше. Вони мали також найбільшу масу проростків: 0,27 г проти 0,25 г у контролі.
Насіння сої, не дивлячись на високу лабораторну схожість, після посіву тривалий час не давало сходів (очевидно, через низьку температуру повітря у теплиці). Сходи у вигляді «вилочки» з’явились на 14-й день, а перший листочок - на 19-й день після посіву.
Як показали результати досліджень, в усіх дослідних варіантах схожість рослин та їх розвиток були кращими порівняно з контролем (табл. 2). Схожість рослин у дослідних варіантах була на 67,7–129,4% вищою порівняно з контролем. Навіть сумісне застосування Гуміфілду та Фульвіталу зі зменшеними нормами витрати забезпечило позитивний результат. Найвищою рістстимулюючою активністю характеризувався препарат Гуміфілд ВР-18 з нормою витрати 800 мл/т. У цьому варіанті були найбільші за висотою та розвитком листової поверхні рослини.
Таблиця 2. Схожість та розвиток рослин сої у варіантах досліду
(вегетаційний дослід, ІЗР НААН, сорт Колбі, 2013 р.)
Таким чином, проведені дослідження дозволили встановити, що препарати Гуміфілд ВР - 18, 800 мл/т та Фульвітал Плюс, 200 г/т за обробки ними насіння різних культур проявляють чітко виражену рістстимулюючу активність. Найкращі результати отримано при самостійному застосуванні цих препаратів з повною нормою витрати. Вони найбільшою мірою стимулювали ріст і розвиток рослин пшениці і сої, про що свідчать показники схожості, висоти рослин, довжини кореневої системи та маси проростків.
Не дивлячись на використання у світовій практиці широкого асортименту засобів, методів, способів захисту рослин та ресурсного потенціалу втрати від шкідників, хвороб та бур’янів досягають 25–30%, а в окремі роки до 50%, не враховуючи втрат при зберіганні. Тому невід’ємною складовою технології вирощування сільськогосподарських культур є захист їх від шкідливих організмів. На сьогодні неможливо повністю відмовитись від застосування пестицидів. Альтернативою для повної відмови від пестицидів є стратегія безпечного використання їх зі зниженням токсичного навантаження на агроценози.
Наукою нині розробляються такі технологічні схеми застосування пестицидів, де забезпечується зниження норм їх витрати та обмежується кількість обробок.
У лабораторії гербології та технології застосування пестицидів Інституту захисту рослин НААН були проведені польові досліди з використанням Гуміфілду та Фульвіталу на різних культурах. Захисний ефект гумінових речовин досліджували як у лабораторно-вегетаційних, так і польових умовах. Ставили за мету вияснити, чи можливо за рахунок застосування цих речовин, зменшити пестицидне навантаження і підвищити стійкість рослин проти несприятливих умов навколишнього середовища та ураження інфекційними хворобами.
Варто відмітити, що погодні умови вегетаційного сезону 2012 року були не зовсім сприятливими для розвитку рослин. Метеорологічні показники характеризувались високою середньодобовою температурою повітря і нерівномірним випаданням опадів. Середньодобова температура повітря була вищою за норму кожного місяця, а в цілому за період травень-серпень вона була на 2,9 0С вищою, а сума опадів на 41 мм нижчою за норму. Особливо спекотним і посушливим був період із другої половини травня по першу декаду серпня.
Препарати Гуміфілд та Фульвітал застосовували на огірках, томатах та капусті як самостійно, так і в сумішах з фунгіцидами зі зменшеною нормою витрати.
Як показали результати дослідів, сумісне застосування Гуміфілду та Фульвіталу разом із фунгіцидами зі зменшеними нормами витрати виявилось ефективним (табл. 3).
Таблиця 3. Ефективність регуляторів росту і сумішей їх із фунгіцидами проти хвороб овочевих культур (Київська обл., 2012 р.)
* - розвиток хвороби,%
** - обліки після I, II та III обробок
На томатах за низького рівня розвитку альтернаріозу всі препарати та суміші препаратів стримували розвиток хвороби на однаковому рівні. На більш високому рівні розвитку хвороби (31,3%) ефективність сумішей Гуміфілду та Фульвіталу з фунгіцидом Акробат МЦ, в. г. зі зменшеною нормою витрати (1,5 кг/га) та урожайність культури були на рівні фунгіциду з повною нормою витрати і вище. Самостійне застосування регуляторів росту та в сумішах із фунгіцидом забезпечило зростання урожаю плодів на 6,6–9,1 т/га порівняно з контролем.
На огірку ефективність Гуміфілду та Фульвіталу проти несправжньої борошнистої роси оцінювали самостійно та в сумішах з фунгіцидом Акробат МЦ, в. г., 1,5 кг/га. Згідно з отриманими результатами, найкращі показники зниження розвитку хвороби і підвищення урожайності культури забезпечило сумісне застосування Фульвіталу та Акробату МЦ, в. г., 1,5 кг/га. Суміші препаратів забезпечили підвищення урожайності в середньому на 15%.
На капусті білоголовій ефективність Гуміфілду та Фульвіталу проти сухої плямистості досліджували при сумісному застосуванні з фунгіцидом Ровраль Аквафло, к. с. За низького рівня розвитку хвороби ефективність препаратів в усіх варіантах досліду була на однаковому рівні, а за високого розвитку хвороби (40,0%) ефективність сумішей препаратів була значно вищою за ефективність фунгіциду з повною нормою витрати. Найбільший урожай капусти забезпечило сумісне застосування фунгіциду Ровраль Аквафло, к. с., 1,0 л/га з Фульвіталом, 150 г/га - 48,5 т/га, що на 21,3% більше, ніж в контролі і на 8,3% більше, ніж при застосуванні цього фунгіциду з повною нормою витрати (1,5л/га).
Застосування Гуміфілду та Фульвіталу на ярому ячменю було викликане несприятливими умовами розвитку рослин. Рослини потерпали від повітряної та ґрунтової посухи. Регулятори росту були використані в баковій суміші з гербіцидом Гранстар 75 в. г., 15 г/га (таблиця 4). Застосування гуматів сприяло кращому розвитку рослин та підвищенню їх продуктивності.
Таблиця 4. Структурний аналіз та урожайність ярого ячменю при застосуванні гербіциду Гранстар 75 в. г. у сумішах із Гуміфілдом та Фульвіталом (сорт Сонцедар, Київська обл. Білоцерківський р-н ДП ЕБ «Олександрія, 2012 р.)
Аналіз біометричних показників та урожаю після збору культури показав, що такі показники, як маса зерна і його наповненість, кількість зерен в колосі та урожай, були набагато вищими у варіанті Гуміфілд+ Гранстар 75 в. г. Урожай зерна був на 34,3% вищим, ніж в контролі і на 15,8% більшим, ніж при застосуванні одного гербіциду.
Таким чином, проведені дослідження на різних сільськогосподарських культурах показали, що застосування гуматів сприяє підвищенню стійкості рослин проти ураження їх інфекційними хворобами у період вегетації, несприятливих факторів навколишнього середовища та зростанню врожайності культур. Використання гумінових речовин у сумішах із пестицидами дозволяє знижувати норми витрати останніх на 20–25%, зменшуючи пестицидне навантаження на агроценози і підвищуючи безпечність сільськогосподарської продукції.
Це свідчить про перспективність їх використання в сучасних екологічно безпечних технологіях ведення господарства.
