Улучшение условий питания растений (часть 4)
Еще в опытах агрохимлаборатории ВНИС, проведенных в 1936—1940 гг., мы показали (Власюк, 1945), что только органические местные удобрения (жижа, птичий помет, моча), не дающие избытка ионных форм, устраняют отрицательное действие избытка азота на растения. Как известно, факт более быстрого усвоения азота из ряда органических соединений установлен и другими исследователями для различных растений. Изучая использование азота, Готчинсон и Миллер еще в 1912 г. показали, что проростки гороха быстрее усваивали азот из ряда органических соединений, чем нитратный. Д.А. Сабинин справедливо указывал на то, что в последнее время эти данные получили полное подтверждение в исследованиях Клейна с сотрудниками, Танака и др.
Многочисленные источники азотной пищи, как видим, сводятся в общем к нитратам, аммонийным солям и к органическим соединениям, способным в процессе сложных превращений отщеплять аммиак. Для сахарной свеклы из указанных форм наиболее благоприятное действие оказывают органические соединения местных удобрений, так как постепенное высвобождение не приводит к избыточному накоплению аммиака в клетках растений.
Что же касается значения отдельных форм азотной пищи в виде нитратов, нитритов, ряда органических соединений азота и аммонийных селен, то доказано, что все эти источники азота или непосредственно снабжают растения аммиаком, служащим основным материалом для построения аминокислот и белков, или дают аммиак в результате биохимических превращений в растительных организмах.
В наших исследованиях, проведенных совместно с Е.С. Косматым и З.М. Климовицкой (1954), обращалось внимание на изучение в процессе биосинтеза органических соединений серы. С этой целью в корень сахарной свеклы (в фазе образования 4 листочков) инъецировали по 2 мл водного раствора метионина и витамина B1, меченных радиоактивной серой. Через два дня после инъекции брали пробы разновозрастных листьев и в них определяли скорость включения серы из метионина и витамина B1 в содержащие ее соединения листьев. Результаты исследований показали, что сера метионина, инъецированного в корень, интенсивно передвигалась к листьям. Во вторую пару листьев она включалась значительно интенсивнее, чем в листья четвертой пары. Аналогичная зависимость наблюдалась также в скорости поступления серы из витамина B1. Сравнивая величины включения серы в соединения тканей, необходимо отметить, что из метионина она использовалась примерно в три раза интенсивнее, чем из витамина B1. Таким образом, свободные аминокислоты типа метионина при введении их в растение достаточно полно могут использоваться растениями в процессе обмена веществ.
Для выяснения возможного использования растениями органических соединений, содержащих меченый углерод, в наших исследованиях 1955 г. мы применяли аминокислоту тирозин. Через два дня после инъекции в корень определяли степень включения тирозина в ткани листьев сахарной свеклы. Результаты определений показали довольно быстрое передвижение углерода тирозина и почти равномерное его распределение в молодых и старых листьях, а также нахождение большого количества его в конституционных белках, что свидетельствует о важном значении аминокислот в питании растений.
Исследования, проведенные нами совместно с А.В. Манориком и В.Ф. Васильченко в 1960 г., показали, что путем компостирования торфа с навозом можно получать высокоэффективные компосты не только с повышенным содержанием подвижных форм азота и фосфора, но и различным содержанием в них физиологически активных органических веществ — витаминов, антибиотиков, аминокислот и т. п. Изменяя состав компонентов для приготовления компостов, их соотношения, а также регулируя сроки компостирования, можно получать органические удобрения, обогащенные физиологически активными веществами.
Если количество витамина B12 в день приготовления торфо-навозного с суперфосфатом компоста составляло 1,8 мкг на 1 г сухого вещества, то после 30-дневного компостирования оно возросло до 13,57 мкг. Тиамина было обнаружено соответственно 8 и 34,6 мкг. За это же время содержание витамина B12 в торфе и навозе колебалось в пределах 0,41—0,46—8,0 мкг на 1 г сухого вещества. Наибольшее количество витаминов группы В, ауксинов и антибиотиков накоплялось в торфо-навозных с суперфосфатом компостах с добавлением отходов бурых углей. После четырех месяцев компостирования навозно-суперфосфатный компост с добавлением отходов бурых углей содержал: витамина B12 — 9,5 мкг; витамина B1 — 38,93; биотина — 2,19; гетероауксина — 0,33 мкг на 1 г сухого вещества компоста.
Установлено, что при компостировании образуется большое количество антибиотических веществ. Например, после трех месяцев компостирования в торфо-навозном с суперфосфатом компосте обнаружено до 50 ед. антигрибных антибиотиков на 1 г сухого вещества компоста. Внесение в гнезда при посадке кукурузы компостов, содержащих большое количество актиномицетов (антагонистов к возбудителям грибных заболеваний кукурузы) повышало ее устойчивость к этим заболеваниям. Полевая всхожесть растений кукурузы повышалась на 10—15%. Сок растении, выросших на почве, удобренной компостами, обогащенными антагонистами микробов, обладал более выраженными антимикробными свойствами. Если зоны угнетения тест-микробов соком контрольных растений, удобренных необогащенными компостами, составляли 0—5 мм, то зоны угнетения соком из растений, выращенных при внесении обогащенных компостов, — 10—15 мм. Таким образом, благоприятное влияние компостов на кукурузу в этих опытах обусловливалось не только минеральными питательными веществами, но и наличием в них витаминов, ауксинов и антибиотических органических веществ.
Как уже нами упоминалось, в последнее время большинство исследователей, изучавших природу действия органических удобрений, считает, что основным началом в них наряду с биоэлементами являются физиологически активные вещества — витамины, ауксины, антибиотики и некоторые аминокислоты. Витамины, ауксины, антибиотики, образующиеся при разложении органических веществ, могут непосредственно использоваться корневой системой растений. Существенную роль в снабжении растений физиологически активными веществами играют органические удобрения. Боннер обнаружил в навозе до 130 мкг/кг тиамина, а Рулье — около 12 биотина и 110 мкг/кг тиамина. Зауэрланд (Sauerland, 1948) определил в навозе значительное количество ростовых веществ типа биоса.
