Гуминовые вещества — вызов химикам XXI века

Ирина Васильевна Перминова, доктор химических наук «Химия и жизнь» №1, 2008

Есть огромный класс природных органических веществ, о котором химики надолго и совершенно незаслуженно забыли. Между тем с точки зрения химии будущего их возможности безграничны, а область их возможного применения очень велика. Речь о гуминовых веществах.

Что такое гуминовые вещества?

Это основная органическая составляющая почвы, воды, а также твердых горючих ископаемых. Гуминовые вещества образуются при разложении растительных и животных остатков под действием микроорганизмов и абиотических факторов среды. В. И. Вернадский в свое время называл гумус продуктом коэволюции живого и неживого планетарного вещества. Более развернутое определение уже в 90-х годах XX века дал профессор кафедры химии почв МГУ Д. С. Орлов: «Гуминовые вещества — это более или менее темноокрашенные азотсодержащие высокомолекулярные соединения, преимущественно кислотной природы». Из этого следует только один вывод: вплоть до сегодняшнего дня определение гуминовых веществ имело скорее философский, чем химический смысл. Причины кроются в специфике образования и строения этих соединений. Откуда же они берутся и что они собой представляют?

Образование гуминовых веществ, или гумификация, — это второй по масштабности процесс превращения органического вещества после фотосинтеза. В результате фотосинтеза ежегодно связывается около 50·109 т атмосферного углерода, а при отмирании живых организмов на земной поверхности оказывается около 40·109 т углерода. Часть отмерших остатков минерализуется до СO2 и Н2O, остальное превращается в гуминовые вещества. По разным источникам, ежегодно в процесс гумификации вовлекается 0,6–2,5·109 т углерода.

В отличие от синтеза в живом организме, образование гуминовых веществ не направляется генетическим кодом, а идет по принципу естественного отбора — остаются самые устойчивые к биоразложению структуры. В результате получается стохастическая, вероятностная смесь молекул, в которой ни одно из соединений не тождественно другому. Таким образом, гуминовые вещества — это очень сложная смесь природных соединений, не существующая в живых организмах.

История изучения гуминовых веществ насчитывает уже более двухсот лет. Впервые их выделил из торфа и описал немецкий химик Ф. Ахард в 1786 году. Немецкие исследователи разработали первые схемы выделения и классификации, а также ввели и сам термин — «гуминовые вещества» (производное от латинского humus — «земля» или «почва»). В исследование химических свойств этих соединений в середине XIX века большой вклад внес шведский химик Я. Берцелиус и его ученики, а потом, в XX веке, и наши ученые-почвоведы и углехимики: М. А. Кононова, Л. А. Христева, Л. Н. Александрова, Д. С. Орлов, Т. А. Кухаренко и другие.

Рис. 1. Гипотетический структурный фрагмент гумусовых кислот почв (Кляйнхемпель, 1970). Изображение: «Химия и жизнь»

Надо сказать, что к началу XX века интерес химиков к гуминовым веществам резко упал. Понятно почему — было достоверно установлено, что это не индивидуальное соединение, а сложная смесь макромолекул переменного состава и нерегулярного строения (рис. 1), к которой неприменимы законы классической термодинамики и теории строения вещества.

Фундаментальные свойства гуминовых веществ — это нестехиометричность состава, нерегулярность строения, гетерогенность структурных элементов и полидисперсность. Когда мы имеем дело с гуминовыми веществами, то исчезает понятие молекулы — мы можем говорить только о молекулярном ансамбле, каждый параметр которого описывается распределением. Соответственно, к гуминовым веществам невозможно применить традиционный способ численного описания строения органических соединений — определить количество атомов в молекуле, число и типы связей между ними. В какие-то моменты ученым, наверное, казалось, что работать с этими веществами совсем невозможно — они как «черный ящик», в котором все происходит непредсказуемо и каждый раз по-иному.

Чтобы хоть как-то упростить систему, исследователи предложили способ классификации гуминовых веществ, основанный на их растворимости в кислотах и щелочах. Согласно этой классификации, гуминовые вещества подразделяют на три составляющие: гумин — неизвлекаемый остаток, не растворимый ни в щелочах, ни в кислотах; гуминовые кислоты — фракция, растворимая в щелочах и нерастворимая в кислотах (при рН < 2); фульвокислоты — фракция, растворимая и в щелочах, и в кислотах. Гуминовые и фульвокислоты, взятые вместе, называют «гумусовыми кислотами». Это наиболее подвижная и реакционноспособная компонента гуминовых веществ, активно участвующая в природных химических процессах.

По мере погружения в «молекулярный хаос» гуминовых веществ химикам открылось то, что уже давно было известно почвоведам, — хаос только кажущийся. Так, например, диапазон вариаций атомных отношений основных составляющих элементов (C, H, O и N) не столь уж широк. При этом он отчетливо зависит от источника происхождения гуминовых веществ. Максимальное содержание кислорода и кислородсодержащих функциональных групп наблюдается в веществах, полученных из воды, и дальше их содержание снижается в ряду: «вода—почва—торф—уголь». В обратной последовательности увеличивается содержание ароматического углерода.

Выяснилась еще одна закономерность. У всех гуминовых веществ (не важно, какого происхождения) единый принцип строения. У них есть каркасная часть — ароматический углеродный скелет, замещенный функциональными группами. Среди заместителей преобладают карбоксильные, гидроксильные, метоксильные и алкильные группы. Помимо каркасной части, у гуминовых веществ есть и периферическая, обогащенная полисахаридными и полипептидными фрагментами. Гуминовые вещества, повторим еще раз, — одни из самых сложных по строению природных органических соединений, в этом они превосходят даже нефти, лигнины и угли.

Чтобы можно было количественно описать структуру и свойства гуминовых веществ, на Химическом факультете МГУ мы предложили использовать молекулярные дескрипторы (структура записывается набором численных параметров, связанных с определенными свойствами) различных уровней структурной организации: элементного, структурно-группового и молекулярного. С помощью такого подхода строение гуминовых веществ можно описать набором параметров, которые отражают атомные отношения составляющих элементов, их распределение между основными структурными фрагментами и характеристики молекулярно-массового состава.

Рис. 2. Химические свойства гумусовых кислот. Изображение: «Химия и жизнь»

Важная характеристика вещества — его химические свойства, то есть способность вступать в реакции с другими соединениями. А как же быть при таком сложном строении? Спектр реакций, в которые могут вступать гуминовые вещества, очень широк, особенно это касается их наиболее реакционноспособной части — гумусовых кислот. Благодаря карбоксильным, гидроксильным, карбонильным группам и ароматическим фрагментам (рис. 2) гумусовые кислоты вступают в ионные, донорно-акцепторные и гидрофобные взаимодействия. В переводе на язык химии окружающей среды гуминовые вещества способны связывать различные классы экотоксикантов, образуя комплексы с металлами и соединения с различными классами органических веществ. Тем самым они выполняют функцию своеобразных посредников, смягчающих действие загрязнений на живые организмы.

Где встречаются гуминовые вещества?

Гуминовые вещества есть почти повсюду в природе. Их содержание в морских водах 0,1–3 мг/л, в речных — 20 мг/л, а в болотах — до 200 мг/л. В почвах гуминовых веществ 1–12%, при этом больше всего их в черноземах. Лидеры по содержанию этих соединений — органогенные породы, к которым относятся уголь, торф, сапропель, горючие сланцы. Обычно гуматы получают из окисленного бурого угля (его еще называют леонардитом), потому что в нем гуминовых веществ до 85%. Еще этот уголь удобен тем, что у него низкая теплотворная способность, поэтому его обычно сгребают в отвалы. Получается, что основной источник гуминовых веществ — отходы добычи бурого угля, а это полностью соответствует основным принципам «зеленой химии». Запасы бурого угля в мире превышают 1 трлн т.

Второй источник гуминовых веществ — торф (его мировые запасы больше 500 млрд тонн). Из-за того что при торфяных разработках нарушаются естественные болотные ландшафты, то есть экосистемы, необходимые для поддержания экологического равновесия, добычу торфа в мире признали нецелесообразной. Однако в России торф активно добывают, причем в некоторых экономически отсталых регионах это единственный способ добычи средств к существованию для населения. В основном торф идет на топливо и местные удобрения, поэтому, если бы из него же извлекать гуминовые вещества, этот уникальный природный ресурс можно было бы использовать более рационально. Конечно, с точки зрения «зеленой химии» торф не идеальный источник гуминовых веществ, но в краткосрочной перспективе это вполне приемлемо.

Наконец, третий крупномасштабный источник гуминовых веществ — сапропель (донные отложения пресноводных водоемов, образующиеся из остатков растений и животных). Только в России его запасы составляют 225 млрд м3. Однако в сапропеле гораздо больше минеральных примесей, чем в торфе и угле, и он существенно разнообразнее по химическому составу, поэтому нужны более сложные технологии его переработки. С другой стороны, для производства сырья на месте и этот вариант может оказаться полезным. Тем более что в сапропеле нередко уже содержатся различные микроэлементы, которые нужны в качестве удобрений и кормовых добавок. Параллельно при добыче сапропеля удается очистить заиливающиеся озера.

Основной метод, которым выделяют гуминовые вещества, — щелочная экстракция растворами аммиака или гидроксидами калия или натрия. Такая обработка переводит их в водорастворимые соли — гуматы калия или натрия, обладающие высокой биологической активностью. Метод практически безотходный, поэтому его широко используют и в России, и за рубежом. Альтернативный способ предполагает механическое измельчение бурого угля с твердой щелочью, в результате чего получается твердый, растворимый в воде гумат калия и натрия.

Где их использовать

Сначала надо рассказать о той важной роли, которую гуминовые вещества выполняют в биосфере. Они участвуют в структурообразовании почвы, накоплении питательных элементов и микроэлементов в доступной для растений форме, регулировании геохимических потоков металлов в водных и почвенных экосистемах.

К концу XX века, одной из основных проблем которого стало химическое загрязнение окружающей среды, гуминовые вещества, как уже говорилось, начали выполнять роль естественных детоксикантов. Гумусовые кислоты связывают в прочные комплексы ионы металлов и органические экотоксиканты в воде и почве (рис. 3). Известно, что наиболее активен свободный токсикант, связанное вещество не так опасно, поскольку теряет биодоступность.

Рис. 3. Связывание экотоксикантов гуминовыми веществами. Изображение: «Химия и жизнь»

Во всех моделях биогеохимических циклов загрязняющих веществ, которые создают для того, чтобы оценить опасность, скорость накопления и время жизни ядов в окружающей среде, обязательно надо учитывать их взаимодействие с гумусовыми кислотами. Оно коренным образом меняет и химическое, и токсикологическое поведение вредных веществ. В свое время это дало новый импульс исследованиям — надо же было получить количественные характеристики взаимодействия гумусовых кислот с экотоксикантами.

Химики, вооруженные сложнейшими инструментальными методами, с энтузиазмом принялись за гумусовые вещества. Сегодня в «Chemical Abstracts» каждый год можно найти рецензии на более чем 2000 статей, посвященных этому вопросу. В результате накоплен колоссальный экспериментальный материал. Особо надо отметить тот факт, что наряду с теоретическими изысканиями растет количество прикладных исследований.

В каких областях сегодня применяют гуминовые вещества? Чаще всего — в растениеводстве как стимуляторы роста или микроудобрения. В отличие от аналогичных синтетических регуляторов роста, гуминовые препараты не только влияют на обмен веществ растений.

При систематическом их использовании улучшается структура почвы, ее буферные и ионообменные свойства, становятся активнее почвенные микроорганизмы. Особого внимания заслуживают адаптогенные свойства — гуминовые препараты повышают способность растений противостоять болезням, засухе, переувлажнению, переносить повышенные дозы солей азота в почве. Преимущества гуминовых препаратов заключаются также в том, что они повышают усваивание питательных веществ, а значит, нужно меньше минеральных удобрений без ущерба для урожая.

В последнее время перспективными считают органо-минеральные микроудобрения, содержащие гуматы калия и/или натрия с добавкой Fe, Cu, Zn, Mn, Mo, Co и B в хелатной форме. Особенно они хороши на карбонатных почвах, где, несмотря на высокие концентрации микроэлементов, содержание их в доступной для растений форме невелико. Надо сказать, что обычно для этих же целей применяют микроудобрения на основе синтетических лигандов (ЭДТА, ДТПА, ЭДДГА). Они эффективны, но в их промышленном производстве используют и монохлоруксусную кислоту, и этилендиамин, получаемые из хлорированных углеводородов. Конечно, такое производство небезопасно для человека и окружающей среды. Кроме того, если регулярно вносить удобрения с синтетическими лигандами, то они накапливаются в почве, а это ухудшает ее свойства. Поэтому создание и использование удобрений на основе гуминовых препаратов — куда более безопасная альтернатива.

Другое интересное применение гуминовых веществ — рекультивация загрязненных почв и вод. Их пытаются также применять для очистки и рекультивации территорий, загрязненных органическими веществами и нефтепродуктами, а также тяжелыми металлами. Уже разработаны и используются твердые сорбенты на основе гуминовых веществ.

Наряду со связывающими свойствами гуминовые вещества имеют ярко выраженные поверхностно-активные свойства. Поэтому их добавляют для лучшей растворимости гидрофобных органических веществ (например, нефтепродуктов). Гуминовые вещества входят в состав буровых растворов, а также служат основой растворов, предназначенных для промывания водоносных горизонтов, загрязненных ароматическими веществами. Также для этих целей используют синтетические ПАВ, но, в отличие о них, гуминовые вещества совершенно безопасны для природы.

Другие способы их применения пока остаются экзотикой. Основная причина — та самая гетерогенность структуры, которая, с одной стороны, дает чрезвычайно широкий спектр свойств, а с другой — неспецифичность действия.

Как уйти от этой неспецифичности, создать гуминовые вещества более направленного действия? Например, для рекультивации сред, загрязненных гидрофобными органическими соединениями, нужны гуминовые препараты, обладающие повышенным сродством по отношению к загрязняющим веществам, то есть тоже гидрофобные. А вот при создании микроудобрений на гуминовой основе они, наоборот, должны быть гидрофильными и прекрасно растворяться в воде. Поэтому, чтобы повысить эффективность применения гуминовых препаратов в конкретной области и расширить спектр их применения, надо научиться направленно менять их свойства. Причем получающийся продукт должен быть стабильным, а его свойства воспроизводимыми.

Дизайн гуминовых материалов

Итак, цель — получение гуминовых производных с заданными свойствами (рис. 4, 5). То есть надо найти такой способ их модификации, после которого усиливаются уже имеющиеся положительные свойства и появляются новые. Желательно вдобавок, чтобы такой способ можно было использовать в промышленном масштабе. При решении этой сложной химической проблемы надо, с одной стороны, максимально сохранить гуминовый каркас после серии реакций — в этом залог нетоксичности и устойчивости к биоразложению, а с другой стороны, максимально модифицировать в нужном направлении активные группы. Скажем несколько слов о предлагаемых методах и подходах. Чтобы увеличить растворимость комплексов с металлами в воде, на Химическом факультете МГУ мы провели сульфирование гуминовых веществ. Дело в том, что, когда речь идет о микроудобрениях с гуминовыми кислотами, растворимость комплексов гуминовых веществ с металлами ниже, чем у синтетических аналогов. Чтобы решить эту задачу, мы ввели дополнительные сульфогруппы, после чего, как показали эксперименты, растворимость гуматов железа действительно увеличилась.

Рис. 4. Дизайн гуминовых материалов. Изображение: «Химия и жизнь»

Для решения другой задачи — увеличения гидрофобности гуминовых веществ — мы провели кислотный гидролиз гуминовых веществ. Напомним, что гуминовые молекулы состоят из двух строительных блоков, различающихся по химической природе: ароматического каркаса и углеводно-пептидной периферии. При этом известно, что в зависимости от того, какой фрагмент преобладает — гидрофобный ароматический или гидрофильная периферия, — будут сильно изменяться поверхностная активность и способность гуминовых веществ к гидрофобным взаимодействиям. Наши эксперименты подтвердили, что если разложить гуминовые вещества на составляющие, то, например, каркасные фрагменты на 20% лучше связывают пирен, чем исходные препараты.

Рис. 5. Способы химической модификации гуминовых веществ. Изображение: «Химия и жизнь»

Совершенно другой тип модификации мы использовали для того, чтобы сделать гуминовые вещества более активными восстановителями. Дело в том, что именно восстановительные свойства определяют способность гуминовых препаратов нейтрализовать окисленные актиниды (например, плутоний). Мы взяли гуминовые вещества, полученные из окисленного угля — как мы уже говорили, основного сырья для промышленного производства гуминовых препаратов. У этих гуминовых веществ самое высокое содержание ароматического углерода (свыше 60%) и нет углеводных фрагментов. К ним мы присоединили различные хиноидные фрагменты с помощью фенолформальдегидной конденсации и получили высокоактивные гуминовые редоксполимеры (рис. 6). Они действительно лучше восстанавливали радионуклиды. Более того, чтобы сделать реакцию «зеленой» при производстве в промышленном масштабе, мы отработали такую реакцию, для проведения которой не нужен токсичный формальдегид. Оказалось, что такой способ позволяет ввести хиноидный фрагмент в гуминовые вещества «по выбору» — достаточно одного незамещенного положения в фенольном фрагменте гуминового каркаса. В результате получается целый набор хиноидно обогащенных гуминовых производных с различными электрохимическими свойствами.

Рис. 6. Фенолформальдегидная конденсация гидрохинона и гуминовых веществ. Изображение: «Химия и жизнь»

Следующий наш шаг — получение гуминовых производных с повышенной сорбционной способностью на минеральных матрицах (рис. 7). Зачем это нужно? Основное, что останавливает применение гуминовых веществ в природоохранных технологиях: после того как детоксикант вносят в почву и он адсорбирует металл, непонятно, как предотвратить его дальнейшее передвижение. Идеальным решением проблемы было бы заставить гуминовые вещества необратимо прилипать к минеральным поверхностям (например, к песку или глинам). Учитывая, что основная составляющая природных минералов — это кремнезем, то самый удобный способ — создать связь Si—О—Si между гуминовым веществом и минеральной матрицей. Тогда можно получить порошок с поверхностно-активными группами, которые после растворения в водоеме будут прилипать к минеральной поверхности. Вопрос только в том, как это сделать? Казалось бы, все просто: нужно ввести силанольный фрагмент в гуминовый каркас — и дело с концом. Но такие гуминовые вещества в воде будут полимеризоваться, и ничего хорошего из этого не выйдет.

Рис. 7. Получение кремнийсодержащих гуминовых производных и их присоединение к минеральной матрице. Изображение: «Химия и жизнь»

Мы обратились за помощью к коллегам в лабораторию элементоорганических соединений Института синтетических полимерных материалов (ИСПМ) РАН. И решение было найдено: нужно вводить не силанольную группу, а алкоксисилильную. Такое вещество в воде будет гидролизоваться и высвобождать гуминовые вещества с силанольными группами. Сказано — сделано: были получены гуминовые производные (рис. 7), которые с успехом сели на силикагель (модель минеральной поверхности) из водного раствора. Оказалось, что, изменяя степень модификации гуминовых веществ, можно управлять и свойствами, которыми будет обладать гуминовая пленка. По экспериментальным данным, новый препарат сорбирует плутоний почти на 95%.

Конечно, невозможно охватить в одной статье и даже в книге все накопленные данные по существующим способам и перспективам использования гуминовых веществ. Публикации последних лет содержат большое количество оригинальных предложений по новым областям применения гуминовых препаратов. Наряду с растениеводством их все больше используют в медицине, животноводстве и других областях.

Очередная конференция Международного гуминового общества называется «От молекулярного понимания — к инновационным применениям гуминовых веществ». Она пройдет в России (14–19 сентября 2008 года) под эгидой IUPAC, а ее организатор — Химфак МГУ. Это вполне закономерно подтверждает лидерство наших ученых в этой области химии. Кстати, они совершенно уверены, что это сырье будущего. Почему? Потому что гуминовые вещества проявляют уникальные биологические свойства, не нанося никакого вреда природе.

Разновидности Гуми и инструкция по их применению

Удобрения Гуми выпускаются производителями в нескольких вариантах. Они предназначены для различных культур, в составе могут быть разные компоненты.

Гуми Кузнецова

Удобрение называют природным эликсиром плодородия. Концентрат, растворимый в воде, содержит не меньше 60% гумата натрия, 0,5-2% азота и фосфора, 0,1-1% калия, органические микроэлементы.

Инструкция по применению на огороде удобрения Гуми Кузнецова:

• внесение на 1 кв. м почвы при перекапывании гряд раствора (2 ч. л. на 10 л);
• обрабатывание семян (1 капля на 100 мл);
• замачивание черенков и различной рассады на 0,5-1 сутки (2 ч. л. на 5 л);
• полив и опрыскивание цветов, растущих в помещении (2 раза в месяц), жидкость готовят из 2 капель на 0,2 л воды;
• полив (на 2 кв. м) или опрыскивание (на 100 кв. м) растений в огороде и в саду, раствором из 2 ч. л. на 10 л;
• обработка картофеля (8 ч. л. на 1 л).

Одна чайная ложка содержит 3,5-5 мл.

Гуми супер-универсал быстрорастворимый

Удобрение выпускается в виде 30% водной пасты, для применения 100 г средства растворить в 200 мл воды.

Полученного раствор Гуми супер-универсала используют следующим образом:

• внесение в грунт или компост при перекапывании гряд на 1 кв. м (1 ст. л. разводят в 10 л воды);
• замачивание семян (на 100 г) – 2 капли на 0,1 л;
• для рассады, черенков – 20 капель на 1 л;
• для растений, находящихся в помещении – 4 капли на 0,2 л;
• для поливания и опрыскивания овощей и фруктов (с перерывом в 2 недели) – 1 ст. л. на 10 л;
• для клубней перед высаживанием – 4 ст. л. на 1 л.

В 1 столовой ложке вмещается 15 мл препарата.

Гуми 20 м богатый: овощи, ягоды, зелень

Это комплексное удобрение, в котором собраны макро- и микроудобрения, гуминовые соединения и Фитоспорин-М. Не содержит хлора. Убыстряет рост растений, усиливает защитные и антистрессовые свойства. В формуле удобрения Гуми 20 есть N, Р по 2%, 3% К. Содержатся микроэлементы, находящиеся в хелатной форме – В, Со, Мо, S, Cu, Zn, Mn, Ni, Cr. Приготовление раствора – 5 капель на 0,1 л для обработки семян, луковичек и клубней, при поливе – расход флакона объемом 0,5 л на 40 кв. м, при опрыскивании (6 раз за сезон) – на 3-6 соток.

Гуми 20 Корнесил

Удобрение включает свыше 80 минеральных элементов, полезную микрофлору. Раствор делают из 2 ч. л. на 1 л. Применение:

• замачивание черенков деревьев и кустов на 1 сутки, погружая их на 2/3 в раствор, зеленых черенков – на 1/3, время выдержки 8-12 ч;
• обмакивание корешков рассады, полив посадочных лунок (по 0,5 л);
• обработка корней саженцев деревьев (5 л), кустов (2 л);
• замачивание луковичек, картофеля и семян на 10-12 ч.

В 2 ч. л. вмещается 10 мл средства.

Гуми-к олимпийский

В удобрении Гуми-к Олимпийский не меньше 60% гумата натрия, N, P и К в соотношении 1:1:3, свыше 80 микроэлементов, многие из которых находятся в хелатной форме. Для приготовления раствора разводить 300 г удобрения (вместимость пакета) в 0,6 л.

Применение:

• внесение в грунт при перекапывании на 1 кв. м – 1 ст. л. на 10 л;
• обработка семян (на 100 г) – 2 капли на 0,1 л;
• для замачивания на 0,5-1 сут. черенков и рассады – 20 капель на 1 л;
• для цветов, растущих в комнате – 4 капли на 0,2 л;
• для орошений и опрыскиваний – 1 ст. л. на 10 л;
• для картошки – 4 ст. л. на 1 л. (для 1 ведра)

1 столовая ложка вмещает 15 мл этого препарата.

Гуми-Оми

Это целая серия удобрений, предназначенная для применения на различных культурах. Есть удобрения для овощей, цветов, ягодных растений, рассады и для добавления в компост.

Универсальное овощи, ягоды, цветы

Удобрение в виде порошка и гранул, изготовлено на основе помета кур. Содержит не менее 20% органических соединений, 0,4-0,6% гумата натрия, минеральные элементы. Можно применять сухим или делать раствор (настаивать 2 ч) под овощные, ягодные и цветочные культуры. Весной либо осенью во время перекапывания – по 0,7 кг на 10 кв. м. В таком же объеме можно вносить и в день посадки в междурядье, заделывая Гуми на 5-10 см в глубину, или в лунки с последующей присыпкой 2-3 см слоем земли.

Для полива приготовить раствор из 70 г на 10 л, ведро раствора расходуется на 10 кв. м. Первую подкормку Гуми-Оми универсальное проводят по прошествии 10 дней после того как пересадят рассаду или после формирования всходов, каждую последующую – с перерывом в 2-3 недели.

Универсальное весенний

Цель применения Гуми-Оми весеннего – снабжение почвы азотом, который необходим растениям в начале сезона. Удобрение выпускается в порошково-гранулированном виде.

Норма расхода для овощей, цветов и ягод:

• россыпью в почву, в междурядья и в лунки в день посадки по 1 кг на 10 кв. м;
• полив раствором из 7 ст. л. на 10 л (на 10 кв. м) с интервалом в 2 недели.

Для деревьев и кустов:

• по 1-2 кг на дерево (0,5 кг на куст) в посадочную яму, присыпать 2-3 см грунта;
• по 0,5-1 кг на дерево (0,3 кг на куст) весной в приствольный круг с заделкой на 5-10 см.

Универсальный весенний можно добавлять в грунт или растворять в воде и настаивать 2 ч для полива.

Лук, чеснок

В составе не менее 20% органического вещества, 0,4-0,6% гумата натрия, макро- и микроэлементы. Вносить Гуми-Оми для лука и чеснока можно при подготовке почвы по 0,7 кг на 10 кв. м и в почву между рядами во время высадки, оставляя удобрение на глубине 5-10 см.

Для внесения под кореньиспользуют раствор в концентрации 6 ст. л. на 10 л, удобрение настаивают 2 ч. Полив проводят с перерывом в 2 недели до начала образования луковиц, расход – 10 л на 10 кв. м. На бедных почвах нормы Гуми-Оми лук, чеснок следует поднять в 2 или 3 раза.

Огород: картофель, морковь, редис

Подходит для картошки, моркови, свеклы, репы, редиски и редьки. В составе в пересчете на сухое вещество 20% органики, 0,4-0,6% гуматов натрия, азот, фосфор, калий, бор и медь. Вносить удобрение Гуми-Оми для картофеля можно при подготовке гряд по 0,7 кг на 10 кв. м и в междурядья при посадке, заглубляя удобрение на 5-10 см, или в лунку по 1 ст. л.

Полив проводят с перерывом в 2 недели, расход – ведро на 10 кв. м. Раствор готовят из 6 ст. л. на 10 л, настаивают 2 ч. Для применения на бедных почвах нормы нужно повысить в 2 или 3 раза.

Огород томат, баклажан, перец

Универсальное удобрение с содержанием органики не меньше 20%, азота, калия, фосфора, меди и бора. Правила применения Гуми-Оми для томатов, баклажан и перца такие же, как и для Гуми для картофеля.

Компостин

Удобрение с содержанием 20% гумата натрия, 50% органического вещества, азота, калия и фосфора. Применяется при приготовлении компоста.

По инструкции к применению использовать Гуми-Оми Компостин нужно следующим образом:

• при приготовлении компоста увлажнять его слои раствором (50 мл на 10 л), пересыпая каждый землей, расход – ведро на 50 кг сырья;
• увлажнение компостной кучи – 20 мл на 10 л;
• при изготовлении жидкого удобрения (одна треть трава, две трети вода) – 120 мл разводят в 100 л воды;
• при приготовлении жидкого удобрения (одна треть любая органика, две трети вода) – 60 мл на 100 л.

В один колпачок входит 30 мл.

Калий

Состав гуминового калийного удобрения – компост из куриного помета, сульфат калия, удобрение Гуми. Содержание органики не меньше 20%, гуматов – 0,4-0,6%, есть фосфор, калий (30%), азот, бор, медь.

Применение:

• весной или осенью для подготовки грунта вносят по 60-80 г на 1 кв. м;
• при посеве в рядки или междурядья заделывают по 8-12 г на погонный метр;
• в лунки во время посадки рассады – по 2-4 г;
• весной под деревья и после их цветения в приствольный круг заделывают по 80-100 г на 1 кв. м;
• для приготовления жидкой подкормки под все культуры берут 50-60 г и растворяют в 10 л воды, расход полученного раствора на 10 кв. м.

Применять Гуми-Оми с калием можно на грунтах всех типов и под все огородные культуры.

Для рассады: овощи, ягоды, цветы

Содержание органики не меньше 15%, гуматов – 0,4-0,6%, есть фосфор, калий, азот, 2 важных микроэлемента — бор, медь. Можно рассыпать в сухом виде либо растворить в воде, настоять 2 ч и поливать. Применение Гуми-Оми для удобрения рассады овощей, цветов, а также садовой земляники:

• 1 ст. л. перемешать с 10 л почвосмеси для высадки в нее семян;
• Раствор 1 ч. л. на 1 л – для полива рассады с перерывом в 2-3 недели (первая подкормка – не ранее 10 суток после пикировки).

Удобрение питает растения, усиливает рост и ускоряет приживаемость.

Ягодный

В составе удобрения Гуми-Оми ягодный те же компоненты, что и в остальных вариантах смеси, но находятся они в другом процентном соотношении. Это удобрение применяют для клубники, земляники, смородины и малины.

Клубнику удобряют при посадке, внося в лунки по 1 ст. л., или рассыпая в междурядьях по 0,7 кг на 10 кв. м. Для орошения готовят жидкость из 6 ст. л. на 10 л (расход на 5 кв. м), полив проводят 2 раза в месяц.

Под куст смородины и малины при высаживании вносят по 3 ст. л. Гуми Ягодного либо рассыпают 2 ст. л. около растения и затем рыхлят почву. Удобрение пригодно и для полива (с промежутком в 2 недели). На растение требуется 5 л жидкости (6 ст. л. на 10 л).

Гуминовые удобрения теория и практика их применения

Гумус – это основной элемент плодородия почвы. Получается он при полноценной работе микроорганизмов, которые перерабатывают растительные остатки, то есть гуминовые кислоты являются продуктами распада органики. Чтобы грунт не истощался необходимо наличие двух факторов – бактерий и органических удобрений.

Еще влияют способы обработки грунта – постоянное перекапывание негативно сказывается на жизнедеятельности бактерий, так как многие из них боятся солнечных лучей и погибают, если оказываются на поверхности грунта. Перекапывание – это вынужденная мера садоводов для улучшения аэрации, но есть и другие, которые не убивают микроорганизмы и позволяют им делать свою работу.

Эффективность гуматов, их местонахождение в природе

Гуминовые кислоты содержатся в торфе, каменном угле, речных отложениях. Одним словом, там, где в доисторические времена росли деревья, которые затем перегнили и сложились в твердую массу.

Так, например, появился антрацит – черный каменный уголь. Торф – это остатки речных растений, ил – это относительно молодое вещество.

В состав гуминовых удобрений входит несколько полезных компонентов:

• витамины, минеральные вещества;

К веществам, которые оказывают положительное воздействие на рост культур, относятся как гуматы, так и фульвовые кислоты. Они выполняют крайне противоположные функции.

Если фульвовая кислота ускоряет миграцию микроэлементов, позволяя им быстрее попасть в ткани растительного или животного организма, то гуматы – это области биогеохимического барьера – они практически неподвижны. Как например, торфяные, сапропелевые, каменноугольные залежи – они находятся обособленно, то есть не мигрируют.

Гуминовые удобрения для растений применяются давно. Источник – все те же природные отложения. Их использовали не только для грунта, но и для подкормки крупного рогатого скота. Минеральные вещества и витамины, которые содержатся в веществах, усиливают иммунитет и благотворно влияют на обмен веществ. Это позволяет получить больше молока и мясной продукции.

В огороде не все растения одинаково реагируют на подкормки гуминовыми удобрениями. Замечено, что картофель и помидоры дают хорошие прибавки урожая, а подсолнечник и тыквенные культуры вообще не реагируют на гуматы. Слабо в них нуждаются бобовые растения.

Дело в том, что гуминовые удобрения – это питание для азотфиксирующих бактерий. Картофель и томаты любят азотные подкормки, поэтому лишнее идет им на пользу. У бобовых – гороха и фасоли – данный вид микроорганизмов обитает на корнях, образуя колонии, поэтому в дополнительном азотном питании они не нуждаются.

Фульвовая кислота – основа жизни растений и человека

Стоит подробнее остановиться на удивительно полезном веществе – фульвовой кислоте. По мнению ученых, без нее под сомнением было бы само зарождение класса растений, следовательно, человека на земле тоже не было бы.

: Полезные свойства гуматов

Фульвовая кислота – составляющая гуминовых удобрений. Что такое гуминовые удобрения – понятно: это перегнившие растительные остатки, которые содержат ионы щелочных металлов – натрия и калия. Другими словами – металлы в органической оболочке.

Но фульвовая кислота гораздо более насыщенное вещество, которое быстро проникает через мембрану клеток и доставляет питательные компоненты в ткани. Иммунитет растения полностью зависит от наличия фульвовой кислоты в удобрениях органического происхождения.

Если гуминовое удобрение всегда присутствует в грунте, можно рассчитывать, что плоды принесут огромную пользу организму человека, так как иммунитет растений передается через пищеварительный тракт.

Для человека употребление продукции с гуматами полезно тем, что организм легче выводит тяжелые металлы и токсины, уничтожает раковые клетки, омолаживается и поддерживает энергетический баланс.

Состав фульватов

В состав фульвовой кислоты входит:

• 18 белковых соединений – аминокислот;

Все вещества находятся в легкодоступной ионной форме. Важно то, что на рост влияет именно сочетание фульвокислоты и гуматов. В чистом виде фульвовая фракция не стимулирует, а наоборот, задерживает развитие культур.

Гуминовые кислоты – это нерастворимые соединения. В почве они связаны с ионами магния, кальция, алюминия.

Чтобы растительные организмы смогли получить гумус, он должен пройти стадию взаимодействия с щелочными почвенными металлами – калием и натрием.

Из всех видов солей гуминовых кислот только эти два вида могут растворяться в воде и быть полезными растениям. Ну и еще гумат аммония.

Гуминовые кислоты и соли на их основе способны структурировать воду, после чего она становится похожей на талую, которую любят как растения, так и животные. Для человека талая вода также полезна – она лучше усваивается и предотвращает обезвоживание.

Разновидности – очищенные и не очищенные удобрения

Гуминовые удобрения в чистом виде – это продукт, выделенный из растительных отложений, очень концентрированный. Достаточно небольшого количества, чтобы развести с водой и полить весь участок. Их еще называют препаратами.

Неочищенными считаются природные отложения – торф, ил, бурый уголь. В их составе большое количество балластных веществ.

Балласт – это дополнительная растительная масса, в которой удерживается гуминовое удобрение.

При попадании в грунт почвенные микроорганизмы начинают постепенно перерабатывать органику и минерализуют ионы полезных питательных веществ, после чего они поступают в ткани растений.

Этот процесс занимает время, поэтому неочищенными гуминовыми удобрениями пользуются осенью. Их заделывают в почву и ждут весны. За зиму бактерии частично справляются с объемом органики, поэтому весной почва становится более плодородной.

Получить полезную вытяжку можно из целлюлозы и опавших листьев, подвергнув их соответствующей обработке.

Влияние на рост культур

Гуминовые удобрения влияют на растения, повышая их иммунитет. Появляется это в устойчивости к внешним природным воздействиям – засухе, заморозках, резким перепадам температур весной. Известны антибактериальные и антигрибковые свойства гуминовых удобрений. Они снижают активность патогенной флоры, и она постепенно отмирает, не имея возможности питаться и размножаться.

Гуминовое калийное удобрение влияет на образование и накопление сахара в плодах, усиливает вкусовые качества и улучшает питательные характеристики.

Овощная продукция, выросшая на плодородных почвах, насыщена витаминами и минеральными веществами. Урожайность гораздо выше, если регулярно пользоваться гуматами – водорастворимыми солями гуминовых кислот.

Названия марок, производящих гуминовые удобрения

Промышленность выпускает богатый ассортимент гуми удобрений:

• для ускорения компостирования растительных остатков;

• антистрессовые препараты для растений;

Можно выбрать форму подкормки – жидкую, пастообразную или порошковую.

На сегодняшний день известны следующие торговые марки, производящие гуминовые удобрения: ГумиОми, Флора-С, Гумимакс, Эдогум-СМ, Эко-Мастер, Гумат-Органик. В магазинах можно не найти все марки сразу, потому что такой вид удобрений достаточно дорогой.

Вдобавок, не все садоводы еще оценили разницу между обычными солевыми туками и органическими подкормками. К слову – усваиваются гуматы на 98%, а комплексные смеси всего лишь на 30%. Если сравнить по цене, сколько уходит денег на обычные туки, то можно смело отдавать предпочтение гуминовым удобрениям.

Как пользоваться гуми-удобрениями

Передозировку гуматов невозможно спровоцировать, но в целях экономии рекомендуется придерживаться указаний в инструкции. При покупке пасты или порошка их разводят в воде и поливают растения на участке. Достаточно 3 подкормок, чтобы культуры набрались сил.

Можно чередовать с внекорневыми опрыскиваниями, так как гуматы хорошо усваиваются листовой пластиной. К примеру, за сезон провести 3 корневых и 2 внекорневых подкормки гуматами.

Хороший эффект дает замачивание семян или клубней перед посадкой. Семенной материал получает необходимые стимуляторы и растет быстрее. Основное воздействие идет на корневую систему, которая лучше развивается и впитывает микроэлементы из почвы.

Гуми удобрения можно применять вместе с комплексными туками, которые эффективнее работают на фоне гуминовых кислот. Их количество желательно уменьшить в три раза, чтобы не спровоцировать передозировку. Фосфаты лучше вносить раньше, так как при взаимодействии с гуматами образуются плохо растворимые соединения, которые растения не могут усвоить.