циклі

Ларрі Купер, спільно з доктором Рітою Абі-Ганем

Гумінові речовини відіграють важливу роль у родючості ґрунтів та врожайності сільськогосподарських культур. У цій статті подано основний огляд того, що таке гумінові речовини, як вони створюються та як вони працюють. Обговорюється те, як додати гуміновий вміст до ґрунтових культур, включаючи використання комерційних продуктів, таких як лінія Huma Gro ® з високовуглецевими органічними кислотами. .

Кожен, хто працює в сільському господарстві, знає про основний життєвий цикл сільськогосподарських культур: рослини висівають, вирощують і вирощують, збирають, а те, що не споживається у вищих життєвих формах, повертається в грунт, де вони розкладаються внаслідок мінералізації та мікроорганізмів для використання для підживлення наступного циклу врожаю. Цей відносно простий сценарій створюється завдяки дивно складному взаємообміну хімічних, фізичних та біологічних дій, який вчені досі намагаються повністю зрозуміти після 10 000 років сільськогосподарської практики.

Як і на всьому іншому на цій планеті, історія гумінових речовин починається і закінчується вуглецем. Все життя на цій планеті базується на вуглеці: люди, тварини, рослини, комахи, мікроорганізми. . . Вуглець необхідний для побудови всього біологічного та для збереження його горіння та роботи. Рослини витягують вуглець із повітря (діоксид вуглецю) і за допомогою низки реакцій зливають вуглець з енергією сонячного світла (фотосинтез) і воднем з води, зрештою створюючи багаті вуглецем органічні сполуки, необхідні рослинам у процесі обміну речовин. Дуже важливою характеристикою вуглецю як елемента є те, що він має унікальну здатність модифікувати та, за рахунок розширення функціональних груп, поєднуватися з багатьма іншими елементами, утворюючи коротші та довші вуглецеві ланцюги, кільця та складні органічні сполуки, такі як це потрібно в процесів. 1

Що таке гумінові речовини?

Коли рослини закінчують свій життєвий цикл, їх компоненти руйнуються за допомогою мінералізації та мікроорганізмів і повертаються в ґрунт як органічна речовина. Близько 70% органічної речовини в ґрунті становить гумус. Гумус - це мінлива комплексна сполука, що містить чорнувато-коричневий вуглець, який повільно розкладається в природних умовах і може залишатися в ґрунті сотні років. Гумінові речовини, які, у свою чергу, утворюють гумус, є комплексами відносно великих органічних вуглецевих ланцюгів, що містять вуглець, кисень, водень, азот та сірку. Ці гумінові речовини, які сприяють коричневому або чорному кольору поверхневих ґрунтів, можна розділити на три основні категорії: гумін, гумінові кислоти (ГК) та фульвокислоти (ФА). 2 (див. Рис. 1.) Це функціональні категорії, засновані головним чином на молекулярному розмірі та його розчинності у воді, пристосованій до різних умов рН. 3

хуміни Це дуже великі молекули (молекулярна маса від 100 000 до 10 000 000 Da), які не розчиняються у воді при будь-якому рівні рН і тому розкладаються довго. У ґрунті гуміна покращує структуру, водоутримуючу здатність та стабільність. Гумін також виконує функцію катіонообмінної системи, яка допомагає ґрунту зберігати рослинні поживні речовини.

гумінові кислоти вони мають менший молекулярний розмір, ніж гуміни (молекулярна маса від 50 000 до 100 000 Да, з 1000 вуглецевими кільцями) і розчиняються у воді в лужних умовах. Оскільки інші елементи легко зв’язуються з молекулами гумінової кислоти таким чином, що вони можуть легко засвоюватися рослинами та мікроорганізмами, гумінові кислоти функціонують як важливі хелатні та іонообмінні системи.

фульвокислоти вони мають менші молекули, ніж гумінові кислоти (молекулярна маса від 5000 до 10000 Да, з сотнями вуглецевих кілець), розчиняються у воді при всіх рівнях рН і мають більший вміст кисню, ніж гумінові кислоти. Завдяки порівняно невеликому молекулярному розміру фульвокислоти можуть легко потрапляти в коріння рослин, стебла та листя, транспортуючи мікроелементи безпосередньо до метаболічних місць у клітинах рослин.

Рисунок 1. Хімічні властивості гумінових речовин

Як ми вже згадували, ці три категорії гумінових речовин мають багато в чому функціональний характер: вчені мали труднощі з їх класифікацією на основі ідентифікованої фізичної структури (хімічних формул), оскільки структури завжди змінюються залежно від вихідного органічного джерела, умов розкладання та стадія розкладання. Наприклад, різні зразки речовин, які ідентифікуються як гумінові кислоти, можуть дуже по-різному функціонувати в ґрунті.

Переваги гумінових речовин

Асоціація торгівлі гуміновими продуктами 5 провела огляд наукової літератури та затвердила три основних твердження на етикетці для сільськогосподарського застосування гумінових речовин:

  • Покращена маса і ріст коренів
  • Підвищена доступність і поглинання поживних речовин
  • Вища врожайність та якість врожаю

Як досягаються ці переваги? Тут ми поговоримо про деякі з цих механізмів:

Внесення гумінових речовин у ґрунт

Максимізуйте сільськогосподарські практики

За оцінками, більшість ґрунтів, перетворених із природних систем на сільськогосподарські системи на Середньому Заході США, втратили від 30% до 50% від свого початкового органічного вуглецю. 7 Сільськогосподарська практика може суттєво сприяти збереженню або збільшенню кількості органічних речовин у ґрунті. Тип обробітку ґрунту, що використовується на полі, може сильно вплинути на кількість вуглецю, втраченого з ґрунту. Чим глибше і агресивніше обробіток ґрунту, тим більше вуглецю втрачається у вигляді вуглекислого газу. Наприклад, підраховано, що смуга обробітку ґрунту втрачає лише 18% вуглецю, втраченого в плузі дерева. 6

Сівозміни, що включають покривні культури, багаторічні трави та бобові культури, позитивно впливають на вміст вуглецю в ґрунті та біорізноманіття ґрунту, особливо при заорюванні або включенні в ґрунт як зелене добриво.

Додайте комерційні продукти

Існує кілька комерційних версій гумінової та фульвокислот, доступних для сільськогосподарського використання; Вони продаються у вигляді сухих, рідких або порошкоподібних гранульованих продуктів. Зазвичай їх отримують з гуматів, окислених лігнітів або леонардитової руди. Однак дослідження показали, що ефективність різних продуктів може різнитися залежно від природи використовуваних вихідних матеріалів та способу їх виготовлення та обробки. Леонардит, як правило, вважається одним з найкращих джерел для отримання гумусових речовин. Подальші дослідження повинні зосередитись на вдосконаленні методів точної та надійної кількісної оцінки гумінових та фульвокислот у мінералах та сировинних продуктах.

Історія починається і закінчується вуглецем

Незважаючи на те, що це не завжди згадується в публікаціях з живлення сільськогосподарських культур, найважливішим поживним елементом після води є вуглець. Нещодавнє відео USDA-NRCS 9 цитує доктора Кріса Ніколса з Інституту Родале, що "Вуглець - це валюта енергії грунту". Якщо в сільськогосподарських землях бракує вуглецю, його врожайність постраждає, навіть якщо застосовуватимуть більшу кількість добрив та гербіцидів. Здоров’я ґрунту можна значно покращити в довгостроковій перспективі за рахунок належного обробітку ґрунту, догляду за землею, управління посівами та додавання органічних матеріалів для природного виробництва гумінових речовин. Як короткострокове рішення, застосування гумінової та фульвокислот сприятиме збільшенню стану здоров’я та виробництва ґрунту та мікробіомів. Для негайного підвищення врожаю, який уже є в полі, позакореневе вживання вуглецевого рідкого живлення на конкретних стадіях росту забезпечить виробника точного контролю врожайності та якості врожаю.

Для отримання додаткової інформації або безкоштовної консультації відвідайте веб-сайт Huma Gro ®, https://humagro.com/contact/ або зателефонуйте за номером 1-800-961-1220.

Щоб переглянути повний каталог товарів Huma Gro ® в Інтернеті, відвідайте веб-сайт http://bit.ly/HGCatalogo-Es2017.

Ця стаття спочатку була опублікована в номері журналу AgroPages за січень 2017 року. Повний пост читайте тут.