Гуматы – это соли гуминовых кислот, составляющих основу гумусных веществ почв. Сырьем для получения гуматов служат чернозем, торф, сапропель, угли (окисленные каменные, землистые блестящие, бурые). В 2000 году появились сообщения о получении гуматов из компостов твердых бытовых отходов (Х-гуматы). Процесс получение гуматов заключается в последовательной обработке выбранного субстрата (сырья) слабыми растворами щелочей. Полученную вытяжку очищают, затем либо упаривают до необходимой концентрации действующего вещества (5-10% гуматов), либо высушивают досуха.
Готовые препараты в десятки и сотни раз более физиологически активны, чем исходное сырье. Концентрации действия гуматов находятся в пределах 0,01-0,001%. Одно из приемлемых объяснений заключается в том, что при выделении препаратов из различного сырья гумусовые вещества претерпевают довольно сложные превращения: они окисляются, в них нарастает количество свободных радикалов, молекулы распадаются на менее крупные фрагменты, гумусовые кислоты переходят в гуматы. Молекулы гидратируются и развертываются. В результате, полученные гуматы становятся более активными по отношению к растениям, чем исходное сырье.
Интерес к органическому земледелию, одним из элементов которого является использование гуматов как органоминерального удобрения, был обусловлен следующими причинами.
В результате экономического кризиса 1991 года произошло резкое снижение применения минеральных удобрений. Стало ясно, что всеобщая химизация сельского хозяйства состоится нескоро. Устоявшиеся и апробированные системы земледелия и составляющие их элементы оказались нарушенными. Очевидным стало и то, что в условиях ограниченного финансового обеспечения необходимо более требовательно определять приоритеты при решении проблемы управления плодородием почв и урожаем сельскохозяйственных культур. Представляется, что таким приоритетом должно стать внедрение технологий органического земледелия.
Другая причина заключается в том, что сырье для производства органоминеральных удобрений восполнимо и рассредоточено по всей территории области и имеются технологии, позволяющие получать органо-минеральные удобрения по экономически приемлемым ценам. Исследования стимулирующего действия гуматов, полученных из окисленных углей Иркутского бассейна на рост и развитие сельскохозяйственных культур были начаты в Иркутском университете в 60-х годах прошлого века. Несмотря на впечатляющие результаты, интерес к этой проблеме постепенно угас. И лишь в последние годы в связи с изменившимся экономическим положением интерес к ним возродился.
Химический состав некоторых гуминовых препаратов, выпускаемых в ООО «АгроТех Гумат», г. Иркутск, представлен в таблице 1*:
Компоненты |
Гумат К,Na «экстра» |
Гумат К,Na «1 сорт» |
Гумат+7 |
Соли гуминовых кислот |
75-82 |
64-79 |
75-80 |
Соли фульвокислот |
7-8 |
6-7 |
5-7 |
Кремний общий |
8-9 |
8-9 |
8-9 |
Кремний водорастворимый |
3-4 |
3-4 |
3-4 |
Алюминий |
0,8 |
0,8 |
0,8 |
Магний |
0,3 |
0,3 |
0,3 |
Кальций |
3-4 |
3-4 |
3-4 |
Натрий |
3-4 |
3-4 |
3-4 |
Калий |
4-5 |
4-5 |
5-6 |
Железо |
2 |
2 |
2 |
Марганец |
0,003 |
0,003 |
0,44 |
Молибден |
0,001 |
0,001 |
0,04 |
Кобальт |
0,00015 |
0,00015 |
0,04 |
Цинк |
0,0001 |
0,0001 |
0,044 |
Бор |
0,004 |
0,004 |
0,65 |
Медь |
0,001 |
0,001 |
0,04 |
Свинец |
0,003 |
0,003 |
0,003 |
Ртуть |
Нет |
Нет |
Нет |
Кадмий |
Нет |
Нет |
Нет |
Углерод |
66 |
66 |
66 |
Водород |
4,8 |
4,7 |
4,5 |
Кислород |
26,7 |
26,0 |
25,7 |
Сера |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
Фосфор |
0,4 |
0,4 |
0,4 |
* приведены данные по препаратам, выпускавшимся до 2006 года. (с 2006 года характеристики гуматов существенно улучшились, так, количество водорастворимых гуминовых кислот в продуктах повысилось до 87%)
Обращают на себя внимание два момента:
- Высокое содержание гуминовых кислот, превосходящее таковое во всех известных нам аналогичных препаратах.
- Необычайно высокое содержание водорастворимого кремния. Из практики растениеводства известно, что кремниевая кислота выполняет роль своеобразного катализатора процессов правильного формирования растения. Еще следует отметить очень низкое содержание наиболее распространенных и токсичных тяжелых металлов – свинца, ртути и кадмия, что позволяет рекомендовать его к использованию как в практике растениеводства, так и животноводства.
Центр агрохимической службы «Иркутский», начиная с 1996 года, систематически проводит полевые исследования по всестороннему изучению действия гуматов на овощные культуры, ограничившись некоторыми из них – редька черная. картофель и морковь, а также на ягодную культуру – садовую клубнику. При этом сравнивалась эффективность примения гуматов с биогумусом и минеральными удобрениями.
Результаты этих опытов и выводы представлены ниже.
Сравнительная эффективность внесения в почву гумата натрия (калия), биогумуса, минеральных удобрений и минеральных удобрений совместно с гуматами на картофеле — сорт «Идеал», на опытном поле Центра
Таблица 2. Изучение действия доз биопрепаратов в сравнении с органическими и минеральными удобрениями на урожайность и качество картофеля
Варианты* |
Урожайность по повторностям, ц/га |
Средняя урожайность, ц/га |
Прибавка, ц/га |
|||
I |
II |
III |
IV |
|||
Контроль |
119 |
136 |
101 |
118 |
119 |
- |
Биогумус, 6 т/га |
119 |
158 |
138 |
128 |
136 |
+17 |
Перегной, 60 т/га |
142 |
181 |
125 |
121 |
142 |
+23 |
Гумат калия, 60 кг/га |
134 |
156 |
137 |
147 |
144 |
+25 |
Гумат калия, 60 кг/га + N80P60K90 |
158 |
146 |
156 |
172 |
158 |
+39 |
N80P60K90 |
182 |
127 |
120 |
143 |
143 |
+24 |
N80 Мочевина гуматизированная |
136 |
180 |
146 |
124 |
147 |
+28 |
N80 Мочевина |
137 |
124 |
150 |
136 |
137 |
+18 |
По опыту с картофелем (табл. 2) наибольшую урожайность получили в варианте применения гумата калия на фоне (совместно) с минеральными удобрениями – 158 ц/га, прибавка составила 39 ц/га или +32,8 % к контролю, что на 15 ц/га или 10,5% больше, чем при внесении одних минеральных удобрений. Один гумат калия дал прибавку 25 ц/га, что на 8 ц/га больше прибавки по биогумусу и на 2 ц/га – перегноя. Гуматизированная мочевина дала прибавку 28 ц/га, что на 10 ц/га больше прибавки по мочевине. Содержание крахмала наблюдалось почти на одном уровне, с небольшими отклонениями. Самое меньшее содержание нитратов наблюдалось при одном внесении гуматов.
Сравнительная эффективность внесения в почву гумата натрия (калия), биогумуса, минеральных удобрений и минеральных удобрений совместно с гуматами на опытах с овсом на зелёную массу, сорт «Крупнозернистый» в ОПХ «Иркутское».
Таблица 3. Изучение действия доз биопрепаратов в сравнении с органическими и минеральными удобрениями на урожайность и кормовую ценность зелёной массы ОВСА
Варианты |
Урожайность по повторностям, ц/га |
Средняя урожайность, ц/га |
Прибавка, ц/га |
|||
I |
II |
III |
IV |
|||
Контроль |
131 |
140 |
147 |
133 |
138 |
- |
Биогумус, 6 т/га |
156 |
160 |
150 |
153 |
155 |
+17 |
Перегной, 60 т/га |
202 |
177 |
185 |
134 |
174 |
+36 |
Гумат калия, 60 кг/га |
211 |
214 |
234 |
227 |
222 |
+84 |
Гумат калия, 60 кг/га + N80P60K90 |
297 |
254 |
295 |
282 |
282 |
+144 |
N80P60K90 |
236 |
226 |
207 |
198 |
216 |
+78 |
N80 Мочевина гуматизированная |
192 |
203 |
207 |
227 |
207 |
+79 |
N80 Мочевина |
211 |
214 |
180 |
212 |
204 |
+66 |
При анализе урожайности зеленой массы овса (таблица 3) наибольшую прибавку урожая получили в варианте внесения гумата калия совместно с NPK, прибавка составила 144 ц/га или +104,3% к контролю, а к внесению минеральных удобрений - на 56 ц/га или на 30,6%. Внесение одного гумата при дозе 60 кг/га дало прибавку 84 ц/га или + 60,9% к контролю, что является больше, чем полное внесение удобрений, в 4,9 раза больше прибавки при использовании биогумуса и в 2,3 раза чем при использовании перегноя. При внесении гуматизированной мочевины в сравнении с простой мочевиной, прибавка получена прибавка 13 ц/га. При внесении гуматов везде наблюдается повышение содержания клетчатки и сырого протеина.
Сравнительная эффективность внесения в почву гумата натрия (калия), биогумуса, минеральных удобрений и минеральных удобрений совместно с гуматами на опытах с редькой черной.
Таблица 4. Урожай редьки черной в зависимости от разных способов внесения гуматов калия и натрия на фоне NPK и биогумуса.
Схема опыта |
Урожай по повторностям |
Средняя урожайность ц/га |
Прибавка урожая ц/га |
|||
I |
II |
III |
IY |
|||
Контроль |
102 |
96 |
117 |
105 |
105 |
- |
Обработка семян биогумусом (0,5 г на 100 мл.) |
131 |
126 |
127 |
11 |
124 |
+9 |
Обработка семян Гуматом (0,5 г на 100 мл) |
115 |
114 |
100 |
114 |
111 |
+6 |
N80P60K90 |
117 |
108 |
130 |
115 |
118 |
+13 |
Биогумус в почву 4 т/га. |
130 |
129 |
133 |
110 |
126 |
+21 |
Гумат в почву 10 кг/га. |
114 |
130 |
125 |
130 |
125 |
+20 |
Гумат (внекорневая подкормка – 0,01% раствор) |
123 |
124 |
138 |
144 |
132 |
+27 |
N80P60K90 + обработка семян гуматом (0,5 г на 100 мл). |
133 |
125 |
115 |
125 |
125 |
+20 |
N80P60K90 + гумат 10 кг/га (внесение в почву). |
112 |
115 |
114 |
124 |
116 |
+11
|
N80P60K90 + внекорневая подкормка гуматом (0,01% раствор) |
116 |
133 |
115 |
125 |
122 |
+17 |
N80P60K90 + биогумус 4 т/га + обработка семян гуматом (0,01% раствор) |
130 |
118 |
125 |
110 |
121 |
+16 |
N80P60K90 + биогумус 4 т/га + внесение в почву гумата (10 кг/га). |
121 |
142 |
133 |
116 |
128 |
+23 |
N80P60K90 + биогумус 4 т/га + внекорневая подкормка 0,01% раствором гумата |
163 |
143 |
146 |
151 |
151 |
+46 |
Опыты проводились согласно ГОСТа в трёхкратной повторности. Почва на опытных участках — серая лесная, малогумусная, содержание гумуса 3,0%, кислая (pH — 4,1), с низким содержанием подвижного фосфора и обменного калия (P2O5 — 81 мг/кг, K2O — 87 мг/кг), с содержанием микроэлементов: бор — среднее (0,5 мг/кг), медь — 6,8 мг/кг, цинк — высокое (6,3 мг/кг), марганец — низкое. Естественное загрязнение тяжёлыми металлами — слабое: цинк — 18,6 мг/кг, свинец — 3,3 мг/кг, кадмий — 0,3 мг/кг, медь — 0,56 мг/кг.
Из вышеперечисленного можно сделать вывод, что гуматы являются более эффективными не только для органических удобрений, но и комплекса минеральных удобрений, так как действуют на мобилизацию питательных элементов из почвы.
М.В. Бутырин, С.А. Бирюков, В.И. Пузанов