Гумінові речовини у галузі рослинництва мають свою досить  продуктивну  і давню історію дослідження та використання. Проте на певному етапі вони  були дещо забуті аграріями та науковцями. Сьогодні ж вони знову отримали чергову хвилю зацікавленості як з боку представників науки, так і з боку виробничників. На наш погляд, аграрії не приділяють належної уваги використанню цих препаратів у технологіях вирощування, хоча на такий стан речей є свої, об’єктивні, з  їх сторони  погляди та причини. Однією з таких причин називають незначну ефективність використання гуматів і відносять препарати до далеко не першочергових для застосування. Ще одним фактором недовіри є сфера інформативності виробничників щодо методів та способів застосування даних речовин. Поза увагою залишається один із найважливіших способів  використання гумінових речовин в якості поліпшувачів ґрунту та стимулювання їх родючості. Особливо це актуально для нашої країни,  оскільки за останні десятиліття інтенсивного використання ґрунтів для вирощування сільськогосподарських культур та  застосування органічних добрив в мізерних кількостях призвела до зникнення із верхніх шарів ґрунту в середньому 50 % запасу гумусу – найважливішої складової органічної речовини ґрунту, основним компонентом якої виступають гумінові кислоти. Даний фактор спричинив збіднення ґрунтів і значно посилив процеси міграції основних поживних елементів в нижні горизонти. Аналіз останніх досліджень та публікацій, у яких започатковано  розв’язання даної проблематики, показує, що дане питання широко освітлюється в науковій  літературі, масштабні дослідження проводяться в США, Європі, значної уваги цій темі приділяють Китай, Індія, Пакистан та країни Африки. Комплексне застосування гуматів  розглядається як засіб збільшення урожайності, стимуляції ґрунту, відтворення його родючості, рекультивації земель та оптимізації росту та розвитку рослин в умовах кліматичних і ґрунтових стресів.

Гумінові кислоти мають наступний елементний склад: 50-60 % вуглецю, 2-6 % водню, 31-40 % кисню, 2-6 % азоту. Коливання в елементному складі гумінових кислот пояснюється тим, що вони не є хімічно-індивідуальними кислотами певної будови, а являють собою групу сполук, подібних за складом і властивостями. Гумінові кислоти мають близько 15 різних видів функціональних груп, тому вплив гуматів на всі стадії росту і розвитку рослин багатогранний.

Колективом авторів під керівництвом А.Д. Фокіна та Л.А. Христєвої  встановлено безпосередній вплив гумінових речовин на життєдіяльність рослин: гумати надходить в рослину не лише в окремі органи вищих рослин, але й в клітини, досягаючи їх важливих органел – ядра, мітохондрії, хлоропластів і на відповідних етапах розвитку виконуючи функцію оксигеназ, включаючи в обмін речовин додаткову кількість кисню, і таким чином посилюючи оксидативний обмін, що в свою чергу підвищує енергетичний потенціал та всю життєдіяльність організму. В результаті чого, інтенсифікується надходження елементів мінерального живлення, активізуються ферментативні синтези, збільшується утворення сухої маси, прискорюється поділ клітин.

Встановлено, що під впливом гумінових речовин в рослин активізується коренеутворення. За рахунок селективності протоплазматичних мембран посилюється надходження води і елементів живлення. Дослідженнями виявлено, що гумінові речовини позитивно впливають на всі фази мітотичного циклу клітин і сприяють збільшенню мітотичного індексу в 1,5 рази. Показано їх вплив на посилення поглинання кисню, активізацію ферментативних систем (каталази, пероксидази, амілази, інвертази та ін.) і вуглецевого обміну, посилення утворення хлорофілу, збільшення вмісту цукрів і білків. 

Наявні у гумінових кислотах карбоксильні (COOH) і фенольні (OH) групи, наприклад, здатні утворювати хелатні комплекси з мікроелементами і в такому  вигляді транспортувати їх в рослину, забезпечуючи високу обмінну ємність згаданих вище кислот. Хенони, що також входять до складу гуматів, містять нелокалізовані електрони, які здатні вловлювати  і  накопичувати, а потім віддавати рослинній клітині сонячну енергію, збільшуючи таким чином її енергетику та інтенсифікацію обмінних процесів. Дана група в складі молекули гумінової кислоти має чотири пов’язані Пі – зв’язки, електрони яких здатні до захоплення кванта сонячної енергії з переходом на більш високий енергетичний рівень  з подальшою передачею клітині нагромадженої енергії в потрібний момент.

Відомо, що в таких каустоболітах, як торф, сапропель і вугілля, на частку гумінових речовин може припадати більша частина органічної речовини, що дозволяє розглядати дану сировину, як джерело для біологічно активних препаратів та добрив. Природні гумінові кислоти не розчинні у воді і не можуть легко засвоюватися рослиною, вони переходять в фізіологічно активний стан лише після активації. Найпоширенішим методом одержання гумінових препаратів є вилуговування, а виробництво відбувається у двох напрямках одержання баластних та безбаластних гуматів. Уже довгий час найкращою сировиною для отримання гумінових та фульво кислот є леонардит. Леонардит - це органічна речовина, яка не досягла стану вугілля і характеризується високим ступенем окислення, високим вмістом гумінових кислот і вищих карбоксильних груп, оскільки є кінцевим продуктом процесу гуміфікації, що триває близько 70 млн років. Ще однією перевагою даного природного сланцю є його надзвичайна біологічна активність завдяки молекулярній структурі. Ця біологічна активність уп’ятеро сильніша, ніж у інших гумусових речовинах з природних джерел. Так, 1 кг гуматних добрив з леонардиту еквівалентний 7-8 тонам органічних добрив або близько 15 тонам перегною. Процес утворення леонардиту нескладний, але дуже тривалий: рослини в процесі життєдіяльності поглинали з атмосфери вуглекислий газ і використовували сонячну енергію для формування біомаси. Леонардит має низьку теплоутворювальну здатність, тому малоцінний як паливо. Гумати, видобуті із зазначеного каустоболіту, містять переважно солі гумінових кислот та характеризуються нижчим вмістом солей фульвових кислот. Низький вміст солей фульвових кислот у таких гуматах пояснюється тим, що фульвові кислоти, на відміну від гумінових, розчинні у воді. В процесі утворення леонардиту фульвові кислоти вимиваються і використовуються природним кругообігом для власних потреб.

Проаналізувавши ряд публікацій та досліджень спеціалісти компанії прийшли до висновку, що актуальним залишається вивчення впливу гумінових препаратів на процеси проростання насіння, особливо в теперішніх не стабільних кліматичних умовах.

У сучасному сільському господарстві високоякісний насіннєвий матеріал має першочергове значення як засіб виробництва. Високоякісне насіння є однією з основних умов одержання високих урожаїв сільськогосподарських культур. Насіння формується у процесі життєдіяльності материнської рослини у певних умовах довкілля. Внаслідок впливу різних ендогенних та екзогенних чинників у різні періоди життя материнських рослин насіння набуває змін. Однак навіть сформоване здорове насіння не завжди має високі посівні властивості – насіння багате на поживні речовини і є добрим субстратом для розвитку й збереження фітопатогенних мікроорганізмів. На насінні може зберігатися багато хвороб, що знижують урожай і погіршують його якість. Крім паразитичних мікроорганізмів, на насінинах зберігаються й розвиваються сапротрофні (цвілеві) мікроорганізми, що можуть спричинювати пліснявіння й загибель насіння та проростків. Одним із способів знешкодження збудників хвороб, захисту насіння від пліснявіння, зниження ураження кореневими гнилями є протруювання насіння та обробка його регуляторами росту  і мікроелементами. Сьогодні все більшого поширення набуває протруєння насіння препаратами не лише фунгіцидної дії, а й інсектицидної дії.  Втрати врожаю зернових культур внаслідок негативної дії численних патогенів (збудників твердої та летючої сажки, гельмінтоспоріозної і фузаріозної кореневих гнилей, пліснявіння насіння) можуть сягати 15-30%, а за умови розвитку епіфітотій – до 50%.  Численними дослідженнями встановлено, що внаслідок фузаріозного ураження зерна знижується схожість насіння, маса 1000 зерен і кількість зерен у колосі. Не менш важливу роль в інтенсифікації виробництва зерна відіграє захист рослин від шкідників, які у різні періоди вегетації пошкоджують висіяне насіння, сходи, надземну масу,  кореневу систему і дозріваюче насіння. Через пошкодження зерна шкідниками на рівні 15-20% переважна його кількість втрачає схожість повністю або ж хоч і формуються проростки, але все-таки гинуть до виходу на поверхню ґрунту.  За даними Інституту захисту рослин, у разі шестивідсоткового пошкодження зернівки схожість насіння знижується на 2,5−3,1%, енергія проростання – на 1,7−2,4%, а за пошкодження зародка – на 22,1−25,9% та 18,3−21,6% відповідно.

Слід також зазначити, що значна кількість сучасних препаратів, які використовуються для протруювання насіння мають ряд негативних побічних ефектів. Одним із основних вважається пригнічення мітотичних процесів та затримка росту і розвитку проростків в середньому на 3-7 днів залежно від діючої речовини препаратів та умов навколишнього середовища. Тому поряд із протруюванням насіння практикуючі агрономи для уникнення такої ситуації застосовують препарати, які у своєму складі містять природні біогенні елементи та аміноксислоти. Завдяки своїй молекулярній структурі вони безперешкодно проникають в насіння, де повністю метамобілізуються. Активно впливаючи на обмін речовин, регулюють фізіологічні та морфогенетичні програми росту і розвитку рослинного організму, в тому числі і гормональний баланс, що є досить важливим під час проростання насіння. Поряд з водним та температурним режимами, процес проростання насіння регулюється фітогормонами, але для їхнього синтезу має пройти ряд процесів. Коли зерно достатньо забезпечене вологою, гіберелінова та ауксинова кислоти стимулюють процеси проростання. Стан спокою порушується внаслідок фізико-хімічних явищ пов’язаних із включенням у структуру кислот додаткових молекул води. Саме на цьому етапі глутамінова кислота в комплексі з аспаргіновою, треоніном, метіоніном, фенілаланіном, лізином та гістидіном активують синтез білків, продукуючи цитокініни. Окрім того, формується, скажімо так, імунітет рослини, стійкість до стресогенів (температурного, водного, сольового та пестицидного). І так як аспаргінова кислота є вихідним матеріалом для лейцину та ізолейцину α-амінокислот, які визначають основні аспекти стресостійкості рослин, їхня присутність є вкрай необхідною.

Ріст первинних корінців відзначається з моменту поділу їхніх клітин і фіксується з появою над оболонкою насіння первинного корінця. Основа роль  у формуванні кореневої системи належить аргініну, одній з 20-ти протеїногенних амінокислот. Окрім ауксину і гібереліну, до процесу ділення клітин долучається і цитокінін – фітогормон, що сприяє, морфогенезу пагона і кореня, дозрівання хлоропластів, лінійному рості клітин та утворенню додаткових бруньок, інгібуючи етилен, який фактично до цього часу виконав всю свою  роботу. Момент переходу проростка на автотрофне живлення належить до першого критичного періоду в житті рослини.

Саме тому  від якості передпосівної обробки насіння залежить й створення рівня придатних умов для росту і розвитку проростків, де далеко не останню роль відіграє комбінована суміш препаратів, яка матиме економічно виправдану ціну та комплекс активних діючих компонентів, оскільки в більшості випадків озимі зернові за їхньої участі встигають закласти вторинну кореневу систему. Сформоване здорове коріння – запорука не лише гарної перезимівлі, а й активного поглинання азоту з добрив, внесених по мерзлоталому ґрунту, швидкого ранньовесняного старту та більш раціонального використання і збереження вологи.

Ще однією проблемою стабільного виробництва сільськогосподарської продукції останнім часом стала нестача вологи. Ця ситуація типова і для України, де опади розподіляються дуже нерівномірно й дефіцит вологи може бути особливо небезпечним під час сівби та раннього розвитку рослин. Ірландськими вченими було встановлено, що застосування гумінових речовин може знизити негативну дію нестачі вологи на 20 %.  

За результатами лабораторних досліджень по перевірці енергії проростання та схожості насіння встановлено, що передпосівна обробка насіння препаратам на основі гумінових речовин сприяє підвищенню досліджуваних показників в середньому на 1-12 % порівняно з контрольним варіантом. Найкращі показники були відмічені на варіанті, де насіння оброблялося препаратом Terrenova в нормі 0,8 л/т: енергія проростання підвищилася на 12%, а  лабораторна схожість  на 5 %. 

Мал.1 Енергія проростання озимої пшениці залежно від передпосівної обробки насіння препаратами на основі гумінових речовин

Перевага даного варіанту, на нашу думку, полягає в його хімічному складі –  де переважають гумінові та фульво речовини у поєднанні із допоміжними складовими яких є  амінокислоти (серин, глютамінова кислота, пролін, лейцин, аргінін та ін.)  та фосфор. На початкових фазах росту й розвитку вони відіграють особливо важливу роль та приймають участь у формуванні кореневої системи, активують процеси коренеутворення, нагромаджують більшу кількість запасних речовин, особливо цукрів.  Цукри, в свою чергу, підвищують концентрацію клітинного соку і позитивно впливають на формування морозостійкості, сприяють підвищенню імунітету рослин, зміцненню клітинної стінки  та накопиченню азоту, регулюють водний обмін рослин.

Аналогічну залежність було відмічено і на варіанті з передпосівною обробкою насіння препаратом Naturvital WSP в нормі 0,2 кг/т енергія проростання становила 85 %, що на 11 % більше ніж  на контрольному варіанті, а лабораторна схожість відповідно складала 94 %, що на 4 % більше порівняно із контролем.

Мал. 2 Вплив препаратів на основі гумінових речовин на показники лабораторної схожості насіння озимої пшениці

За рахунок підвищеного вмісту гумінових (500 г/кг) та фульвових (200 г/кг) кислот в препараті Naturvital WSP молоді проростки активно формують кореневу систему, активізується поділ клітин кореня та стебла, формується  велика кількість кореневих волосків та міцний заглиблений вузол кущіння стійкий до впливу стресових факторів та ураження патогенами і шкідниками.

На варіанті досліду, де проводили обробку насіння препаратом Naturvital Plus у нормі 0,6 л/т, показники енергії проростання становили 83 %, що на 9 % перевищувало показники контрольного варіанту. Лабораторна схожість насіння пшениці озимої на контрольному варіанті становила 90 %, на варіанті з обробкою препаратом Naturvital Plus у нормі 0,6 л/т даний показник становив 92 % відповідно.

Початковий період розвитку пшениці озимої є вирішальним у формуванні високопродуктивних посівів. Від стану посіву, сформованого восени, великою мірою залежить подальший ріст, розвиток рослин і кінцевий результат.

Регулятори росту рослин як синтетичного, так і біологічного походження впливають на ростові показники шляхом збільшення розміру клітин або ж шляхом збільшення швидкості їх поділу. Підтвердженням даного судження може слугувати збільшення довжини проростків та коренів пшениці на  6,0   - 22,0 % за дії препаратів на основі гумінових речовин (табл. 1) відносно рослин які вивчалися на контрольному варіанті. В результаті проведених лабораторних спостережень також було відмічено покращення біометричних показників  росту та розвитку проростків досліджуваних препаратів на основі гумінових речовин. Так  на варіанті досліду із передпосівною препаратом Naturvital WSP в нормі 0,2кг/т,  висота проростків становила 10,47 см., що на 6 % переважає контрольний варіант, маса надземної часини становила 0,73 г,  що на 46 % більше, ніж на контролі, довжина кореневої системи переважала контрольний варіант на 22 %, а маса на 81 % відповідно. 

Вплив гумінових препаратів на показники росту проростків озимої пшениці, Таблиця 1

 На варіанті з обробкою насіння препаратом  Naturvital Plus 0,6 л/т  висота проростків переважала контрольний варіант на 6 %, їх маса на 38 %, а довжина – на 64 % порівняно із контролем. Також відмічено покращення біометричних показників кореневої системи на 14-18 % на варіантах, де проводилась обробка насіння препаратами Aminohumic у нормі  0,6 л/т  та Terrenova у нормі 0,8 л/т.

Ко­рені ози­мих рос­лин так са­мо важ­ливі для фор­му­ван­ня май­бут­нь­о­го вро­жаю, як і стеб­­ло. За­без­пе­чу­ю­чи по­гли­нан­ня, транс­­пор­ту­ван­ня во­ди та роз­чи­не­них у ній міне­раль­них еле­ментів, ко­ре­не­ва си­с­те­ма по­ста­чає всі ре­чо­ви­ни, потрібні для фо­­то­син­те­тич­но­го апа­ра­ту. З нього, в свою чер­гу, до ко­ренів над­хо­дять ор­ганічні ре­чо­ви­ни. Та­ким чи­ном, рос­лин­ний ор­ганізм — це склад­на си­с­те­ма, ча­с­ти­ни якої ок­ре­мо функціону­ва­ти не мо­жуть. Ко­ре­не­ва си­с­те­ма в озимої пше­ниці мич­ку­ва­то­го ти­пу до­б­ре роз­га­лу­же­на, ос­­­нов­на ма­са якої за­ля­гає в ор­но­му шарі. В ок­­ремі ро­ки за до­стат­нь­о­го вмісту во­ло­ги в ґрунті де­які корінці пше­ниці здатні про­ни­ка­ти на знач­ну гли­би­ну — до 1,5–2,0 м, а іноді й більше. Про­те більша ча­с­ти­на ко­ре­не­вої си­с­те­ми роз­міще­на на гли­бині до 30 см, і са­ме в цій зоні відбу­вається найінтен­сивніше по­­гли­нан­ня ґрун­то­вої во­ло­ги та міне­раль­них еле­ментів.

Ко­ре­не­ва си­с­те­ма пше­ниці ози­мої скла­дається з пер­вин­них (за­род­ко­вих) ко­ренів, що ут­во­рю­ють­ся в ембріональ­но­му гіпо­ко­тилі насіння, яке пе­ре­бу­ває в стадії про­ро­с­тан­ня, та стеб­ло­вих (вто­рин­них, вуз­ло­вих), що роз­ви­ва­ють­ся із вузлів кущіння. Кількість пер­вин­них ко­­ре­нів у пше­ниці ко­ли­вається в ме­жах трьох-ше­с­ти (в се­ред­нь­о­му — п’ять). Що­до всієї ко­ре­не­вої си­с­те­ми на пер­винні ко­рені при­па­дає 1–14%. На по­чат­ко­вих ета­пах ве­ге­тації рос­ли­ни пше­ниці жив­лять­ся ли­ше за їхньою до­­по­мо­гою. Під час кущіння від кож­но­го но­во­го стеб­ла, за­зви­чай, відро­с­тає по два вто­рин­них корінці. Ці корінці за­без­пе­чу­ють жив­лен­ня бічних па­гонів рос­лин. По суті, інтен­сивність ут­во­рен­ня вто­рин­­них ко­ренів та кущіння рос­лин тісно пов’язані між со­бою. Роль пер­вин­них ко­ренів у цей період де­що зни­жується, про­те во­ни не відми­ра­ють, а функціону­ють до кінця ве­ге­тації й за­­без­пе­чу­ють жив­лен­ня го­ло­вно­го па­­го­на. У разі, як­­­що рос­ли­на не ут­во­ри­ла вто­рин­них ко­ренів (че­рез по­­су­­ху), во­ни бе­руть на се­бе ос­нов­ну функ­цію жив­лен­ня. Про­те ос­нов­на ма­са во­ди та мі­­не­раль­них ре­чо­вин за нор­маль­них умов ве­ге­тації по­гли­нається са­ме вто­рин­ни­ми ко­ре­ня­ми, то­му май­бут­ня про­дук­тивність посіву найбільше за­ле­жить са­­­ме від них. 

В результаті лабораторних та вегетаційних досліджень було відмічено, що обробка насіння препаратами на основі гумінових речовин збільшує кількість первинних так званих зародкових коренів  на 2-11 %, залежно від препарату в  порівнянні  із контрольним варіантом.

Підводячи підсумки вище викладеної інформації, можна зробити висновки що:

• гумати підвищують коефіцієнт засвоєння макро і мікроелементів з ґрунту на 15-20 % шляхом активізації всмоктувальної здатності кореневих волосків й активного переводу недоступних елементів живлення в засвоювані форми. Вони також виступають природними хелаторами і виконують буферну функцію у ґрунті, тому не лише збільшують, а й балансують поглинання елементів живлення рослиною;
• активізують роботу мітохондрій, що покращує процеси проростання насіння в середньому на 10 % і пришвидшує появу сходів на 1-3 дні залежно від умов вирощування;
• активують корисну мікрофлору довкола насіння, кількість бактерій зростає у 3-5 разів. Це стосується  нітрифікаторів, азотофіксаторів і фосформобілізаторів, завдяки діяльності яких у ґрунті підвищується кількість основних елементів живлення у доступній для рослин формі. Також рослини отримують від організмів – симбіонтів антибіотики, гормони, ензими, регулятори росту й мінерали, за рахунок чого рослина краще розвивається та має підвищений імунітет до хвороб;
• формують потужну кореневу систему, що підвищує морозостійкість рослин.

Якщо Вам потрібна кваліфікована допомога у виборі препаратів, інформації щодо кожного з них, детальний розбір та поради щодо корегування технологій задля підвищення продуктивності вирощуваних культур, звертайтесь, будь ласка, до представників компанії Спектр-Агро. Ми завжди оперативно надамо Вам інформацію щодо ефективності застосування продуктів та докладні рекомендації стосовно їх використання у технологіях вирощування сільськогосподарських культур. Завжди раді співпраці!