Гуминовые удобрения теория и практика их применения
Добавил пользователь Евгений Кузнецов Обновлено: 18.09.2024
1. Понятие гуминовых веществ, их природное происхождение и биосферные функции.
2. Химическая структура гуминовых веществ.
Список использованной литературы.
Тема настоящего реферата находится в предметной области сразу нескольких наук. Изучением гуминовых веществ занимается органическая химия, химия почв, биогеохимия, почвоведение, агрономия, экология и охрана биосферы, теория минерального питания растений др.
История открытия гуминовых веществ (ГВ) берет свое начало в 18 веке. Первые результаты исследований в данной области связаны с работой Ф.Ахарда, который действием раствора щелочи на почву и на торф получил темно-бурый раствор. Десятью годами позже Л.Вокелен выделил аналогичное вещество из ствола старого вяза. Т.Томсон в 1807 г. назвал это вещество ульмином (от ulmus – вяз). Много внимания гуминовым веществам уделил великий шведский химик Я. Берцелиус[1] .
В последние полвека значительный вклад в изучение гуминовых веществ внесли русские и советские ученые, преимущественно почвоведы: И.В. Тюрин, М.М. Кононова, С.С. Драгунов, Л.Н. Александрова, многие исследователи зарубежных стран, в их числе В. Фляйг (ФРГ), Ф. Дюшофур (Франция), Т. Хаяси (Япония), М. Шнитцер (Канада), Ф. Стевенсон (США), М.Х.Б. Хейес (Англия) и др. В 1981 году было принято решение о создании Международного общества по изучению гуминовых веществ (International Humic Substances Society - IHSS).
К настоящему времени разработаны методы выделения ГВ из различных природных объектов, определены их химический состав, все важнейшие свойства, изучено влияние на почвы, растения, микроорганизмы, рыб, животных. Выявлены возможности использования ГВ в промышленном производстве и сельском хозяйстве. Первые работы по гуминовым удобрениям принадлежат Л.А. Христевой (Днепропетровск), С.С. Драгунову, другим ученым.
Среди ученых, предметно занимавшихся и занимающихся исследованием гуминовых веществ в последние 10-15 лет следует назвать имя Дмитрия Сергеевича Орлова, заведующего кафедрой химии почв факультета почвоведения Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова, доктора биологических наук, заслуженного профессора МГУ, заслуженного деятеля науки РФ, дважды лауреата Ломоносовской премии, премии им. академика В.Р. Вильямса, удостоенного золотой медали им. академика К.К. Гедройца, премии правительства РФ в области науки и техники за 1995 год, автора более 500 научных работ.
Содержательная часть настоящего реферата и построена главным образом на анализе научных результатов, полученных данным ученым, его коллегами и учениками.
Целевая установка реферата состоит в раскрытии природного происхождения, биологических функций и химического состава гуминовых веществ.
1. Понятие гуминовых веществ, их природное происхождение и биосферные функции.
Как известно, биосфера включает в себя 3 основных компонента: живое вещество ; биогенное вещество (органо-минеральные и органические продукты, созданные живым веществом); биокосное вещество (минеральные вещества, образующиеся в результате взаимодействия живых организмов с неживой природой)[2] .
Важнейшим компонентом биосферы является почвенный покров . Набор входящих в состав почв органических веществ очень велик (рис. 1). Все органические вещества по своему происхождению, характеру и функциям четко делятся на 2 большие группы: органические остатки и гумус . Первую из них составляют отмершие части живых организмов, еще не утратившие своего анатомического строения. Эти компоненты подвергаются в почве первичному процессу гумификации , сущность которого заключается в формировании особых гуминовых веществ .
Гумус (перегной) – совокупность всех органических соединений, находящихся в почве, но не входящих в состав живых организмов.
Гуминовые вещества находятся в составе гумуса. Это – более или менее темноокрашенные, азотосодержащие высокомолекулярные соедине-ния, образующиеся в почвах, торфах, углях, других природных телах. Они накапливают элементы питания и энергию, участвуют в миграции катионов, снижают негативное действие токсичных веществ, влияют на развитие организмов и тепловой баланс планеты. Они устойчивы, высокомолекулярны, полидисперсны, содержат различные функциональные группы, аминокислоты, полисахариды, бензоидные фрагменты.
Гуминовые вещества представлены гумусовыми кислотами, прогуминовыми веществами и гумином.
Гумусовые кислоты представляют собой азотосодержащие высокомолекулярные оксикарбоновые кислоты с интенсивной темно-бурой окраской[3] .
Гумусовые кислоты по растворимости разделяют на гуминовые кислоты, гиматомелановые кислоты и фульвокислоты.
Рис. 1. Номенклатурная схема разделения органических веществ почвы
Гуминовые кислоты – сложная смесь природных органических соединений, образующихся при разложении отмерших растений и их гумификации (биохимического превращения продуктов разложения органических остатков в гумус при участии микроорганизмов, влаги и кислорода атмосферы). В сухом состоянии – неплавкий аморфный темно-бурый порошкообразный продукт[4] .
На планете Земля общее количество органического углерода в биосфере оценивается величиной 2-3 . 10 12 т. Большая часть органического углерода приходится на сушу, и в первую очередь на почвенный гумус. В результате фотосинтеза ежегодно связывается около 50 . 10 9 т углерода из атмосферы, а при отмирании организмов в виде опада на поверхность почвы поступает около 40 . 10 9 т. Часть опада минерализуется до СО2 и Н2 О, но его значительная доля превращается в гуминовые вещества (ГВ) - по разным источникам, от 0,6 до 2,5 . 10 9 т углерода в год. Образование гуминовых веществ не просто утилизация органических остатков, которая необходима в биосфере. Важнее то, что при этом возникает новый класс природных соединений, не существующих в живых организмах, но необходимых для существования и обеспечения непрерывности современных жизненных форм.
Гуминовые вещества выполняют в биосфере множество функций , из которых важнейшие следующие.
1. Аккумулятивная функция. Она заключается в накоплении химических элементов и энергии, необходимых живым организмам. В составе гуминовых веществ найдено от 40 до 60% С, 3-5% N, 30-40% О, а также водород, сера, фосфор, многие металлические катионы, в том числе так называемые микроэлементы. Не случайно темно-серые и черные по цвету почвы в народе всегда считали плодородными и называли, хотя и не всегда правильно, черноземами. Окраску таким почвам придают ГВ.
Гуминовые вещества отдают живым организмам необходимые им элементы питания постепенно, по мере их потребления, сохраняя тем самым необходимый запас этих элементов для последующих поколений. Этим они существенно отличаются от многих минеральных соединений, которые могут снабжать растения элементами питания, но представлены, как правило, легкорастворимыми веществами, которые быстро расходуются или вымываются из почвы. В то же время часть минеральных элементов входит в кристаллическую решетку алюмосиликатов, они недоступны живым организмам и только после разрушения минералов потребляются растениями.
Азот – важнейший элемент питания растений. Соединения азота играют большую роль в процессах фотосинтеза, обмена веществ, образования новых клеток. Основные запасы азота на Земле находятся в атмосфере. В почве его всего 3-5%. Но главным источником азота в почве является гумус[5] .
2. Транспортная функция. Она заключается в формировании геохимических потоков минеральных и органических веществ, преимущественно в водных средах, за счет образования устойчивых, но сравнительно легкорастворимых комплексных соединений гумусовых кислот с катионами металлов или гидроксидами. Транспортная функция до некоторой степени противоречит аккумулятивной функции, поскольку их результаты прямо противоположны, но противоречивость действия обеспечивает многообразие влияния гуминовых веществ на минеральные компоненты почв и горных пород.
3. Регуляторная функция . Эта функция объединяет множество различных явлений и процессов и относится к почвам, водам и другим природным телам. В регуляторной функции гуминовых веществ можно выделить несколько главных составляющих: формирование почвенной структуры и водно-физических свойств почв; регулирование реакций ионного обмена между твердыми и жидкими фазами; влияние на кислотно-основные и окислительно-восстановительные режимы; регулирование условий питания живых организмов путем изменения растворимости минеральных компонентов; регулирование теплового режима почв и атмосферы, включая проявления парникового эффекта.
4. Протекторная функция , которая заключается в способности гуминовых веществ связывать в малоподвижные или труднодиссоциирующие соединения токсичные и радиоактивные элементы, а также соединения, негативно влияющие на экологическую ситуацию в природе, в том числе они могут инкорпорировать некоторые пестициды, углеводороды, фенолы. Защитная функция гуминовых веществ настолько велика, что богатые ими почвы могут полностью предотвратить поступление в грунтовые воды ионов свинца и других токсичных веществ.
5. Физиологическая функция . Многими исследователями было установлено, что различные гуминовые вещества, особенно гуминовые кислоты и их соли, могут стимулировать прорастание семян, активизировать дыхание растений, повышать продуктивность крупного рогатого скота, птицы. Более того, было показано, что некоторые препараты гуминовых веществ сдерживают развитие злокачественных опухолей, повышают устойчивость организмов к различного рода воспалительным процессам.
Наверное, здесь перечислены далеко не все функции, которые выполняют гуминовые вещества в природных средах, но приведенных примеров достаточно, чтобы подчеркнуть не только исключительно важную, но и поистине незаменимую роль гуминовых веществ в биосфере.
2. Химическая структура гуминовых веществ.
По химической структуре гуминовые вещества – высокомолекулярные (молекулярная масса 1300-1500) конденсированные ароматические соединения, в которых установлено наличие фенольных гидроксилов, карбоксильных, карбонильных и ацетогрупп, простых эфирных связей и др[6] .
О способе выделения гуминовой кислоты из торфа в свое время писал Ф. Ахард. И этот способ применяют практически до сих пор для выделения ГВ из любых природных тел. Реакции извлечения ГВ сводятся к следующим простым уравнениям:
ГК-COONa + ГМК-СООNa + ФК-СООNa,
где: П - почва или иное природное образование, содержащее гуминовые вещества; ГК - радикал гуминовой кислоты; ФК - фульвокислоты, ГМК - гиматомелановой кислоты.
Если к полученному щелочному экстракту добавить какой-либо кислоты до рН 1-2, то выпадет осадок гуминовой и гиматомелановой кислот, а фульвокислоты останутся в растворе:
ГК-СООNa + ГМК-СООNa + ФК-СООNa + + 3НCl ГК-СООН+ + ГМК-СООН+ + + ФК-СООН + 3NaCl.
Осадки гуминовой и гиматомелановой кислот легкоотделимы, их высушивают и получают темно-бурые или почти черные порошки. Чтобы в чистом виде получить фульвокислоты, кислый раствор пропускают через активированный уголь, промывают водой и ацетоном, затем снова растворяют адсорбированные кислоты раствором щелочи. После анализа или пропускания через Н-катионит и высушивания получают красивые темно-красные игольчатые (но не кристаллические) фульвокислоты. Схема в целом проста, хотя во многих случаях ее усложняют, чтобы получить не только суммарные количества ГВ, но и их фракции, различающиеся по характеру связей с Са2 +, Fe3 +, алюмосиликатами.
Из любого природного тела полностью извлечь все ГВ не удается никакими приемами. Остающуюся нерастворимой часть ГВ называют гумином; свойства последнего очень похожи на свойства гуминовых кислот.
Хорошо изучено содержание различных химических элементов в этих веществах. Содержание углерода в массовых долях колеблется от 40 до 60 % в зависимости от происхождения и источника ГВ. Азот есть всегда, это доказал еще русский ученый Р. Германн в середине прошлого века, но его мало - 3-5 %. Водорода обычно содержится 3-6 %, а кислорода - 33-37%. Обязательно входят сера - до 0,7-1,2 % и фосфор - до 0,5 %. Всегда есть разные металлы, хотя пока трудно сказать, обязательны ли они для ГВ или просто являются примесью, поскольку очистить ГВ нелегко.
Состав природных ГВ весьма нестабилен. Важнейшая особенность ГВ - их разнообразие в природе, о чем можно судить не только по элементному составу, но и по набору функциональных групп и другим свойствам.
Любые ГВ содержат большой набор функциональных групп, они полифункциональны. Их молекулы содержат карбоксильные группы -СООН, фенольные -ОН, хинонные =С=О, аминогруппы -NH2 и др. Их количество, во-первых, велико, во-вторых, они распределены неравномерно по молекулам различного размера, и даже молекулы одного размера могут различаться по содержанию функциональных групп. Более того, молекулы ГВ различаются по количеству входящих в их состав остатков аминокислот (всего их 17-20), по количеству углеводных остатков и характеру их расположения.
Содержание функциональных групп, выраженное в ММ колеблется в гуминовых кислотах в следующих пределах: -СООН - 1500-5700, кислые -ОН - 2100-5700, слабокислые и спиртовые -ОН - 200-4900, хиноидные -С=О - 100-5600, кетонные -С=О - около 1700, -ОСН3 - 300-800. Кроме того, большую роль играют группы -NН2 . Разнообразие кислых функциональных групп очень велико
Чтобы составить ясное представление о построении молекул ГВ , необходимо определить, из каких фрагментов они построены и что лежит в их основе. Для этого прибегают к дроблению больших молекул на составные части, что возможно двумя способами:[7]
1) относительно мягкий - гидролиз растворами кислот или щелочей;
2) жесткий - окисление ГВ растворами марганцевокислого калия или окисью меди.
При гидролизе в раствор переходят, отделившись от молекулы ГВ, низкомолекулярные фрагменты, аминосахара и моносахариды. Аминокислот бывает от 17 до 22, все они альфа-аминокислоты, те же, что есть в растениях, бактериальной плазме, причем примерно в тех же соотношениях.
В составе аминокислот (в порядке убывания) чаще всего встречаются аспарагиновая кислота НООС-СН2-СНNН2-СООН, глютаминовая НООС-СН2-СН2-CHNH2-СООН, глицин НООС-СН2NH2 , аланин Н3C-CHNH2-СООН, валин (Н3С)2-СН-СНNН2-СООН, изолейцин Н3ССН2-СН(Н3С)-CHNH2-COOH, лейцин (Н3С)2-СН-СН2-СНNН2-СООН, фенилаланин С6Н5-СН2-CHNH2-COOH, пролин (СН2)2-СН2--NН-СН-СООН, серин НО-СН2-CHNH2--СООН, треонин Н3С-СН(ОН)-CHNH2-СООН, метионин СН3-S-(СН2)2-СНNН2-СООН, тирозин НО-С6Н4-СН2-CHNH2 -СООН, цистин S2-(СН2)2-(CHNH2СООН)2 , лизин Н2N-(СН2)4--СНNН2-СООН, гистидин NH-(CH)2=NC--CH2-CHNH2-COOH, аргинин H2N(HN)C-NH--(CH2)3-CHNH2-COOH. Массовая доля аминокислот в ГВ составляет 6-10%.
В числе моносахаридов в составе гидролизатов ГВ идентифицированы глюкоза, галактоза, манноза, ксилоза, арабиноза, рибоза, рамноза, фукоза, фруктоза и др. Всего они могут составлять до 25% массы ГВ, а в составе моносахаридов на долю глюкозы приходится до 20%.
Все ГВ можно считать высокомолекулярными соединениями, хотя дискуссии о размерах молекулярных масс (ММ) продолжаются до последнего времени. Исторически в этом отношении выявляются несколько этапов. На ранних этапах гуминовым кислотам приписывали низкие и постоянные величины ММ. 80-90 лет назад их считали равными 1400 атомных единиц массы (а.е.м.), затем возобладало мнение, что ГВ полидисперсны, поэтому к ним неприменимы понятия ММ. После развития химии высокомолекулярных соединений и появления новой аналитической техники стали считать, что ММ фульвокислот близки к 10-15 тыс. а.е.м., а гуминовых кислот - от 20-30 тыс. до 100-150 тыс. а.е.м.
Точных молекулярных формул для любых ГВ не существует, все предложенные варианты имеют характер схем, они гипотетичны, поскольку учитывают только состав соединений и некоторые их свойства, тогда как расположение атомов и атомных групп остается при этом неизвестным. Несмотря на это, попыток составления молекулярных формул ГВ в истории науки было немало: сейчас насчитывается не один десяток таких формул, часть которых имеет только характер блок-схем, а часть отражает более или менее реально состав и свойства гуминовых кислот. Негативные результаты при попытках составления структурных формул ГВ объясняются тем, что последние не образуют кристаллов, имеют переменный состав и полидисперсны даже в наиболее однородных препаратах. Получить мономолекулярные фракции ГВ пока не удалось. Поэтому к ним оказались неприменимыми те методы и приемы, которые обычно используют для создания формул природных и высокомолекулярных биоорганических молекул[8] .
Гумификация - процесс превращения органических остатков в ГВ - величайшее изобретений природы. Если бы не было такого механизма, то можно было бы ожидать одного из двух прямо противоположных процессов: 1) полной минерализации органических остатков до оксидов - тогда не было бы основы для существования непрерывной жизни на Земле; 2) полной сохранности таких остатков, тогда Земля бы ими полностью покрылась.
Практическое значение ГВ чрезвычайно велико. В первую очередь – в сельском хозяйстве. Эффективное плодородие почв коррелятивно связано с содержанием в них гумуса. Почвенный гумус – это природная кладовая запасов азота и фосфора[9] . Это – запасы удобрений, от которых зависит продуктивность современного сельского хозяйства. Их удельный вес в в системе мер повышения урожаев достигает от 41% (по оценке специалистов США) до 70% (по оценке специалистов Франции)[10] .
Знание ГВ необходимо не только специалистам или агрономам, но буквально каждому человеку, поскольку с гуминовыми веществами тесно связана экологическая ситуация в любых регионах, от них зависит устойчивость наземных и водных ландшафтов, почв и биоценозов.
Список использованной литературы.
1. Горовая А.И., Орлов Д.С., Щербенко О.В. Гуминовые вещества. -Киев: Наук. думка, 1995. - 304 с.
2. Гуминовые вещества в биосфере / Под ред. Д.С. Орлова.- М.: Наука, 1993. - 238 с.
3. Гуминовые удобрения. Теория и практика их применения / Отв. ред. В.П. Попов. – Киев: Гос.изд. с/х лит., 1962. – 649с.
4. Лозановская И.Н. и др. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении. – М.: Высшая школа, 1998. – 287с.
5. Орлов Д.С., Безуглова О.С. Биогеохимия. Учебник. – Р-н-Д.: ФЕНИКС, 2000. – 317с.
6. Орлов Д.С., Гришина Л.А. Практикум по химии гумуса. - М.: Изд-во МГУ, 1981. - 272 с.
8. Орлов Д.С. Гумусовые кислоты почв и общая теория гумификации. - М.: Изд-во МГУ, 1990. - 325 с.
9. Орлов Д.С. Химия почв. – М.: МГУ, 1992. – 400с.
10. Садовникова Л.К. и др. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении. – М.: Высшая школа, 2002. – 334с.
11. Тейт Р. Органическое вещество почвы. - М.: Мир, 1991. - 400 с.
[1] Орлов Д.С. Химия почв. – М.: МГУ, 1992. – С.7.
[2] Орлов Д.С., Безуглова О.С. Биогеохимия. Учебник. – Р-н-Д.: ФЕНИКС, 2000. – С.42.
[3] Орлов Д.С. Химия почв. – М.: МГУ, 1992. – С.190.
[5] Садовникова Л.К. и др. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении. – М.: Высшая школа, 2002. – С.60.
[9] Гуминовые удобрения. Теория и практика их применения / Отв. ред. В.П. Попов. – Киев: Гос.изд. с/х лит., 1962. – С.33.
[10] Лозановская И.Н. и др. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении. – М.: Высшая школа, 1998. – С.32.
© При использовании материалов сайта (цитат, таблиц, изображений) указание источника обязательно.
Формации
Гумин в воде нерастворим – все растворимое из него вымыто в процессе разложения исходной растительной массы. Но гуминовые удобрения выпускаются, в зависимости от происхождения сырья, в различных формациях:
Внешний вид гуминовых удобрений
Сапропель для применения на удобрение
Действие
Исследование гуминовых веществ продолжается уже более двух столетий (с 1786 г., Франц Ашар, Германия), но только в конце 80-х – начале 90-х прошлого века была надежно установлена их способность препятствовать поступлению с растения тяжелых металлов и радионуклидов. Что побудило начать массовое производство гуминовых удобрений и гуматов отдельно.
Роли гуминовых и фульвовых кислот в почве полярно противоположны. Те и другие охотно образуют хелатные соединения, но их судьба далее определяется растворимостью исходных кислот.
Видео: гуминовые удобрения для садовой земляники
Примечание: лучшая вода для разбавления гуминовых удобрений – поливная из биосептиков с активным илом и принудительной аэрацией. Несколько хуже, но все равно очень хороша отстоянная дождевая. Водопроводная не хлорированная вода вполне пригодна при жесткости не более 12 немецких градусов (содержание солей жесткости не более 12 мг*экв/л). 1 мг*экв/л = 20,04 мг/л Ca 2+ или 12,16 мг/л Mg 2+ .
Какое выбрать?
Виды гуминовых удобрений
Жидкие гуминовые удобрения вне зависимости от вида сырья из солей почвенных кислот содержат преим. гуматы; содержание фульватов мало и не нормируется. Для таких препаратов указывается полный химический состав (поз. 1 на рис.), или преобладающий элемент питания и соотношение NPK (Гуми, поз. 2), или ключевой для целевых культур микроэлемент; по этим данным и подбирается удобрение для конкретной целевой культуры в определенных условиях ее возделывания. На упаковке жидких гуминовых удобрений для ЛПХ часто просто указывают целевые культуры в расчете на обычную огородную землю, поз. 4.
Как применять
Примечание: точнее дозировки, регламенты применения и нормы расхода указываются в инструкциях у конкретным удобрениям.
Применение по культурам
В Средней России и полосе, расширяющейся от Ростовской обл. к Волгограду и Дербенту, наибольший эффект гуминовые удобрения дают на продовольственных пасленовых (картофель на песках и супесях, томаты, овощной (сладкий) перец, баклажаны) и огородных (не бахчевых) тыквенных (огурцы, кабачки, патиссоны). Сначала применяется 0,2% раствор для замачивания семян. Корни рассады замачивают перед высадкой в 0,1% растворе. Спустя 1-2 недели проводят удобрительный полив под корень; следующие с интервалом 2-3 недели. На фазе бутонизации поливы прекращают и переходят к опрыскиваниям по листьям 0,1% раствором с тем же интервалом. Обработки прекращают с началом окрашивания плодов; огурцов – по достижении пригодности на корнишоны; общее их количество за сезон до 4-5. Дозы азотных и фосфорных удобрений в данном сезоне сокращают в 2 раза. Калия для томатов добавляют до NPK 1:1:2. В раствор для опрыскивания огурцов добавляют фунгициды во избежание заболевания мучнистой росой. О гуминовых подкормках плодоовощных см. также видео:
Видео: подкормка гуминовыми кислотами в огороде
Хорошие результаты по стрессоустойчивости растений показывает также предпосевное замачивачивание семян кукурузы, подсолнечника и зернобобовых в тех же условиях культивирования. Применяют 0,2% раствор; время обработки см. выше. Возможна обработка заодно с протравлитванием.
В черноземной полосе, наряду с указанными регионами, гуминовые удобрения применимы и в садоводстве. Препараты используют на основе торфа или смешанные (торф/лигногумат). Применяют 0,1% раствор путем опрыскиваний кроны. Первая обработка – в начале фазы разворачивания бутонов (розовый конус); последующие с интервалом 2-3 недели. Расход раствора – 2-5 л на 1 кв. м поверхности кроны с зависимости от возраста, размеров и способа формирования кроны дерева. Обработки прекращают с началом налива плодов. В рабочий раствор можно добавлять фунгициды. Дополнительно о применении гуминовых удобрений в садоводстве см. видео:
— Гуминовые вещества впервые были открыты в 1786 году и уже более 200 лет изучаются и внедряются учеными разных стран, — рассказывает академик, доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки и техники, лауреат Государственной премии, главный научный сотрудник Института природопользования НАН Беларуси Иван Лиштван. — Гуминовые вещества и соли гуминовых кислот не синтезируются в живых растениях, но зато в значительных количествах образуются в процессе гумификации продуктов животного, растительного и микробного происхождения. Правда, уходит на это очень много времени. К примеру, чтобы в залежи торфа образовался 1 мм органического вещества, должно пройти не менее 1 — 2 лет.
— Они есть почти повсюду в природе. В морских водах их 0,1 — 3 мг/л, речных — 20 мг/л, в болотах — до 200 мг/л. В почвах содержится всего 1 — 12% гуминовых веществ, и больше всего их в черноземах. Обычно гуминовые удобрения и препараты получают из природного сырья: торфа, бурого угля, сапропеля. Торф — золотой сырьевой запас Беларуси. Когда–то нашу страну называли торфяным Донбассом: 14% территории покрыто торфяными месторождениями. И сейчас стоит вопрос его глубокой переработки. А это не только сжигание в печах, но и внесение в качестве удобрения на поля и использование в целом ряде других отраслей экономики.
Во–первых, своей аккумулятивной функцией. Гуматы — это особое органическое вещество, в котором в сбалансированном виде содержатся азот, фосфор, калий, кальций, сера и др. Также есть углерод, кислород, микроэлементы. Не случайно темно–серые и черные по цвету почвы в народе всегда считали плодородными и называли (хотя и не всегда правильно) черноземами. Окраску им придают именно гуматы.
Гуминовые вещества вначале накапливают питательные вещества и энергию, а затем постепенно, по мере их потребления, отдают растениям, сохраняя тем самым необходимый запас питания в почве. Этим гумины существенно отличаются от многих минеральных и, как правило, легкорастворимых удобрений, которые быстро расходуются или вымываются из почвы, а то и вовсе остаются недоступными для культур. Больше всего растения нуждаются в азоте, необходимом для фотосинтеза, обмена веществ и образования новых клеток. Основные его запасы на Земле находятся в атмосфере, а в почве всего лишь 3 — 5%. И главный источник азота — именно гумус.
— Иван Иванович, сейчас культура земледелия шагнула далеко вперед. Но уровень плодородия, увы, становится все ниже и ниже. Можно ли его как–то восстановить?
— Чем богаче урожай, который мы с радостью собрали с наших грядок, тем беднее стала земля, на которой он вырос. Это закон равновесия. Внесением только лишь минеральных удобрений эту проблему не решить. Как показывает практика, систематическое применение исключительно минеральных удобрений не повышает, а снижает уровень плодородия почвы, ухудшает ее структуру, при этом урожаи, естественно, становятся хуже и хуже.
— Чаще всего в растениеводстве как стимуляторы роста и микроудобрения. В отличие от аналогичных синтетических регуляторов роста гуминовые препараты не только влияют на обмен веществ растений, но при систематическом использовании улучшают структуру почвы и активизируют деятельность почвенных микроорганизмов. Также гуминовые препараты повышают способность культур противостоять засухе, заморозкам, переувлажнению, переносить повышенные дозы солей азота в почве, угнетение пестицидами и т.д. Преимущества их еще и в том, что они улучшают усваивание питательных веществ, а значит, сокращают количество минеральных удобрений, необходимых для получения намеченного урожая. Повышая сопротивляемость растений, гуминовые препараты служат и эффективной защитой от многих болезней.
Как показали наблюдения, активнее всего растения реагируют на гуматы в начале своего развития. Плюс ко всему гуминовые препараты усиливают действие средств защиты, что позволяет снизить дозу, например, протравителей до 30%. Гуминовые кислоты, входящие в состав гуминовых препаратов, повышают всхожесть и энергию прорастания семян, мобилизуют иммунную систему растений, стимулируют развитие мощной корневой системы, ускоряют обменные процессы в растительной клетке, снижая содержание нитратов и увеличивая при этом количество пигментов, витаминов, сахаров и других ценных веществ. В итоге повышаются урожайность и качество продукции.
Поэтому создание и использование удобрений на основе гуминовых препаратов — более безопасная альтернатива химии.
Гуминовые вещества активно применяются для очистки и рекультивации загрязненных территорий. Связывая тяжелые металлы, нефтепродукты, радионуклиды и органические токсиканты, они тем самым препятствуют их попаданию в корневую систему растений.
— Это не удобрение, а высококонцентрированные, комплексные (NPK + аминокислоты + микроэлементы), натуральные и экологически чистые мелиоранты–почво-
Внесенный препарат действует очень долго, аккумулируя влагу и постепенно выделяя в почву гуминовые вещества, восстанавливающие природное плодородие естественным путем на молекулярном уровне. В жидких гуматах обрабатывают семена и клубни перед севом, замачивают черенки и деревья перед посадкой. Ими опрыскивают сеянцы, поливают рассаду.
— Одно из перспективных направлений — создание на их основе экологически чистых натуральных кормовых добавок и ветеринарных препаратов для птиц, сельскохозяйственных животных, рыб, домашних питомцев. Активно используются торф и гуминовые вещества в медицине. Я сам регулярно принимаю ванны с гуматной вытяжкой торфа. И считаю, что этот концентрат лучше хвойного. Торфяные ванны принимали еще в древности. Вместе с учеными Одесского НИИ глазных болезней и тканевой терапии имени В.П.Филатова сотрудники нашего института получили гуминовый препарат особого свойства для глазной терапии. Применяются гумины и в лечении раковых образований. Совместно с белорусскими онкологами сотрудники института провели испытания ряда препаратов и получили очень хорошие результаты. Гуминовые вещества сдерживают развитие злокачественных опухолей, повышают устойчивость организма к различного рода воспалительным процессам.
Применяют их в бальнеологии в терапии кожных заболеваний в виде общих ванн и аппликаций препарата. Гуминовые кислоты обладают обезболивающим, обеззараживающим и противовоспалительным эффектом. Их активно используют при лечении гематом, воспалении вен и повреждении опорно–двигательного аппарата. На основе гуминовых веществ также выпускают шампуни, тушь для ресниц, губную помаду и целый ряд других продуктов глубокой переработки такого ценного природного ресурса Беларуси, как торф.
Что представляют собой гуминовые удобрения и есть ли от них польза?
Гуминовые удобрения – это препараты, состоящие из веществ органической природы естественного происхождения и получаемые из природного сырья: торфа, бурого угля, сапропеля. Происхождение и свойства сырья различны, но их объединяет наличие в составе гуминовых веществ. Однако гуминовые вещества, содержащиеся в этих полезных ископаемых, переходят в активное состояние и эффективно воздействуют на почву и растения только после активации.
Перевод гуминовых веществ в доступное для растений состояние происходит при производстве гуминовых удобрений. Активаторами могут быть повышенные температуры, навоз, птичий помет, минеральные соединения, щелочи.
В зависимости от способа производства гуминовые удобрения можно разделить на:
Гуминовые препараты чаще всего представляют собой очищенные от примесей гуминовые кислоты или соли гуминовых кислот, например гумат натрия. Их используют в малых концентрациях в качестве стимуляторов роста для опрыскивания семян, посевов, замачивания клубней, черенков и саженцев.
Гуминовые удобрения также являются солями гуминовых кислот, но при их получении не производят отделения от субстрата (торфа, сапропеля) и очистки от примесей гуминовых соединений.
Это так называемые балластные удобрения. Их используют как основное удобрение под перекопку, реже для подкормки. Применяют гуминовые удобрения в довольно больших дозах, как и традиционные органические удобрения. А так как они не богаты основными элементами питания, то при производстве их часто обогащают азотом, фосфором, калием и микроэлементами. Такие удобрения называют органо-минеральными.
Если гуминовые препараты и необогащенные удобрения сами не обогащают почву элементами питания, в чем же тогда их польза?
Гуминовые вещества прежде всего улучшают физические свойства почв, повышают влагоемкость легких почв и водопроницаемость тяжелых, улучшают их структуру, уменьшают плотность почвы. Это, в свою очередь, способствует накоплению гумуса и изменению биологических характеристик почвы. Попадая в почву, гуминовые вещества усиливают жизнедеятельность почвенных микроорганизмов. Причем усиление микробиологической активности наблюдается как в первый год внесения удобрений, так и в последующие.
Одновременно с увеличением численности микроорганизмов увеличивается подвижность питательных элементов почвы, в особенности азота и фосфора. Они переходят в доступную для растений форму и лучше усваиваются. Также гуминовые удобрения при совместном использовании их вместе с минеральными и органичеcкими удобрениями усиливают их эффективность. При этом дозу традиционных удобрений можно уменьшить на треть. Гуминовые удобрения можно смешивать со всеми азотными, калийными и органическими удобрениями. А вот фосфорные удобрения с гуминовыми веществами образуют плохорастворимые соединения, поэтому их лучше применять раздельно. Усвояемость фосфора, предварительно внесенного в почву, значительно увеличивается после внесения гуматов.
Гуминовые кислоты и их соли способны усиливать рост и развитие растений.Замачивание семян в растворе гуминовых препаратов значительно повышает их всхожесть, энергию и скорость прорастания. И замечено, что в следующем поколении у семян будут более высокие показатели. Замачивание черенков в гуминовых препаратах способствует их укоренению. Также улучшается приживаемость и укоренение саженцев и рассады при использовании гуматов, у растений образуются мощные корни. Взрослые растения после внесения гуминовых удобрений быстрее растут, раньше зацветают, повышается их урожайность. При этом увеличивается размер и улучшается качество плодов, сокращаются сроки созревания. Например, в плодах увеличивается количество витамина С, в овощах уменьшается содержание нитратов.
Но на разных почвах эффективность гуминовых удобрений отличается. Лучше всего гуминовые удобрения проявляют себя на дерново-подзолистых почвах, ослабевает их действие на черноземах. При дальнейшем движении на юг усиливается их эффективность. Максимальное действие гуминовых удобрений можно заметить на низкоплодородных почвах с небольшим содержанием гумуса, а также на истощенных и бесструктурных почвах.
Разные культуры по-разному отзываются на применение гуматов. Так, томат, картофель и столовая свекла сильно реагируют на их внесение, чуть хуже – кукуруза, слабо – горох и фасоль, почти не реагируют подсолнечник и тыква. Однако отзывчивость различных культур на гуминовые удобрения сильно зависит и от условий произрастания. В экстремальных условиях эффективность гуминовых удобрений возрастает, и даже слабо реагирующие культуры дают хорошую прибавку урожая при их использовании. Подмечено также, что растения наиболее отзывчивы на внесение гуматов в начале своего роста и в момент образования органов размножения. Тем не менее применять это удобрение можно в любой фазе развития растений.
Ассортимент гуминовых удобрений достаточно широк. Их выпускают как отечественные, так и зарубежные предприятия, из разного сырья и по различным технологиям. Отсюда и любые формы препарата (твердые, жидкие или пастообразные), способы применения и нормы внесения, а также их стоимость. Какому удобрению отдать предпочтение? Решать вам, исходя из своих целей и финансовых возможностей. Но многолетние исследования специалистов и опыт садоводов-любителей показывают, что все они улучшают структуру и повышают плодородие почвы, дают хорошие прибавки урожайности, способствуют улучшению качества продукции, а также собираемых семян.
Важно и то, что эти удобрения экологически чистые. Но, чтобы от выбранного препарата была польза, он должен быть качественным. При покупке обратите внимание на наличие номера государственной регистрации на этикетке, который свидетельствует о том, что удобрение прошло экспертизу специалистов и рекомендовано для использования. И обязательно следуйте инструкции по применению удобрения. Ведь даже один и тот же препарат, но произведенный разными предприятиями, будет иметь различный состав и, соответственно, нормы применения.
Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов
Читайте также: