AGRIS - 

2023

Броварова, Ольга Владиславовна | Броварова, Дарья Алексеевна

Гуминовые вещества (ГВ) представляют собой специфическую группу высокомолекулярных биополимеров, которые образуются в процессе разложения растительной и животной ткани. Установлено, что гуминовые вещества обладают большим спектром биологических свойств, кроме этого, гуминовые вещества довольно быстро включаются в процессы метаболизма растений, что ускоряет развитие корневой системы, повышает устойчивость к неблагоприятным факторам окружающей среды. Но на сегодняшний день природа данного явления изучена недостаточно. Для углубления наших представлений о биологической и ростостимулирующей активности гуминовых веществ рассмотрено влияние приготовленных растворов с различными концентрациями гуминовых веществ на прорастание семян. Показано, что растворы гуминовых веществ оказывают благоприятное воздействие на семена даже в небольших концентрациях. Данная исследовательская работа посвящена изучению основных функциональных групп гуминовых веществ, такие как карбоксильные, фенольные, хиноидные. В работе были применены различные физико-химическими методами по определению функционального и элементного состава ГВ торфа. Установлено, что ГВ торфа обладают стимулирующим эффектом и высокой физиологической активностью на рост и биометрических показателей растений, что в дальнейшем может определять повышение урожайности и качество сельскохозяйственных растений. | Humic substances (HS) are a specific group of high-molecular biopolymers that are formed during the decomposition of plant and animal tissue. It has been established that humic substances have a wide range of biological properties, in addition, humic substances are quickly included in the processes of plant metabolism, which accelerates the development of the root system, increases resistance to adverse environmental factors. But to date, the nature of this phenomenon has not been studied enough. To deepen our understanding of the biological and growth-stimulating activity of humic substances, the influence of prepared solutions with different concentrations of humic substances on seed germination is considered. It has been shown that solutions of humic substances have a beneficial effect on seeds even in small concentrations. This research work is devoted to the study of the main functional groups of humic substances, such as carboxylic, phenolic, quinoid. Various physico-chemical methods were used in the work to determine the functional and elemental composition of peat HS. It has been established that peat HS have a stimulating effect and high physiological activity on the growth and biometric indicators of plants, which in the future can determine the increase in yield and quality of agricultural plants.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2020

Селянина, Светлана Борисовна | Пономарева, Тамара Игоревна | Ярыгина, Ольга Николаевна | Труфанова, Марина Витальевна | Зубов, Иван Николаевич

Глубокая переработка торфа – одно из важных направлений развития Северных территорий России. Наиболее перспективными из биологически активных компонентов торфа считаются гуминовые вещества. При этом не учитывается присутствие в препаратах гуминовых веществ, полученных из исходного торфа, сопутствующих компонентов, обладающих биологической активностью. Данное исследование направлено на изучение биологической активности растворимых фракций органического вещества верхового торфа. Биоактивность характеризовали методом лабораторного фитотестирования на семенах салата, предварительно обработанных растворами испытуемых препаратов.На примере препаратов, выделенных из характерного для европейской части АЗРФ верхового торфа Иласского болотного массива, установлено, что наряду с гуминовыми веществами фитоактивность проявляют торфяные битумы в целом и их групповые фракции. В составе гуминовой части фульвокислоты стимулируют прорастание семян, но интенсифицируют поражение их гнилями, тогда как гуминовые кислоты обеспечивают меньший, но более стабильный прирост всхожести за счет большей сохранности проростков. Обработка семян битумными препаратами подавляет развитие гнилей. Наибольший фунгицидный эффект проявляет фракция смол, тогда как торфяной воск в несколько меньшей степени ингибирует поражение семян, но обеспечивает наиболее высокое и стабильное стимулирующее действие в отношении их прорастания. Таким образом, воски битумов торфа могут служить хорошим защитно-стимулирующим средством и использоваться, например, для капсулирования семян, как предпосевная обработка для увеличения урожайности.Показано, что освобождение от битумов улучшает показатели фитоактивности торфяных гуминовых препаратов. Для понимания механизма выявленного эффекта требуются дополнительные исследования. | The deep processing of peat is one of the important resources for the development of the Northern Russia territories. The humic products are the most perspective from peat bio-active derivatives. At the same time, the presence of accompanying components with biological activity in them does not take into account. This research is focused on the elimination of this inaccuracy by studying the biological activity of fractions extracted from high-moor peat by the method of sequential disassembly. Bioactivity was characterized by the method of laboratory phytotesting on lettuce seeds, pretreated with solutions of preparations with stabilized pH and the content of nutrient salts.The performed studies confirmed the authors' hypothesis about the influence of the method of obtaining peat humic preparations on the biological activity. Antagonism of the effect on the phytoactivity of humic compounds, resins and waxes was revealed.  The additional studies are required for an explanation of this mechanism. The fulvic acids stimulate seed germination, as part of the humic part, but intensify their damage by rot, while humic acids provide a smaller, but more stable, increase in germination due to the greater preservation of seedlings.Seed treatment with bituminous preparations inhibits the development of rot. The greatest fungicidal effect is shown by the fraction of resins, whereas peat wax, to a lesser extent, inhibits seed damage, but provides the highest and most stable stimulating effect in relation to their germination.Thus, peat bitumen waxes can serve as a good protective and stimulating agent and can be used, for example, to encapsulate seeds, as a presowing treatment to increase yields.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2020

Селянина, Светлана Борисовна | Пономарева, Тамара Игоревна | Ярыгина, Ольга Николаевна | Труфанова, Марина Витальевна | Зубов, Иван Николаевич

The deep processing of peat is one of the important resources for the development of the Northern Russia territories. The humic products are the most perspective from peat bio-active derivatives. At the same time, the presence of accompanying components with biological activity in them does not take into account. This research is focused on the elimination of this inaccuracy by studying the biological activity of fractions extracted from high-moor peat by the method of sequential disassembly. Bioactivity was characterized by the method of laboratory phytotesting on lettuce seeds, pretreated with solutions of preparations with stabilized pH and the content of nutrient salts. The performed studies confirmed the authors' hypothesis about the influence of the method of obtaining peat humic preparations on the biological activity. Antagonism of the effect on the phytoactivity of humic compounds, resins and waxes was revealed.  The additional studies are required for an explanation of this mechanism.  The fulvic acids stimulate seed germination, as part of the humic part, but intensify their damage by rot, while humic acids provide a smaller, but more stable, increase in germination due to the greater preservation of seedlings. Seed treatment with bituminous preparations inhibits the development of rot. The greatest fungicidal effect is shown by the fraction of resins, whereas peat wax, to a lesser extent, inhibits seed damage, but provides the highest and most stable stimulating effect in relation to their germination. Thus, peat bitumen waxes can serve as a good protective and stimulating agent and can be used, for example, to encapsulate seeds, as a presowing treatment to increase yields. | Глубокая переработка торфа – одно из важных направлений развития Северных территорий России. Наиболее перспективными из биологически активных компонентов торфа считаются гуминовые вещества. При этом не учитывается присутствие в препаратах гуминовых веществ, полученных из исходного торфа, сопутствующих компонентов, обладающих биологической активностью. Данное исследование направлено на изучение биологической активности растворимых фракций органического вещества верхового торфа. Биоактивность характеризовали методом лабораторного фитотестирования на семенах салата, предварительно обработанных растворами испытуемых препаратов. На примере препаратов, выделенных из характерного для европейской части АЗРФ верхового торфа Иласского болотного массива, установлено, что наряду с гуминовыми веществами фитоактивность проявляют торфяные битумы в целом и их групповые фракции. В составе гуминовой части фульвокислоты стимулируют прорастание семян, но интенсифицируют поражение их гнилями, тогда как гуминовые кислоты обеспечивают меньший, но более стабильный прирост всхожести за счет большей сохранности проростков. Обработка семян битумными препаратами подавляет развитие гнилей. Наибольший фунгицидный эффект проявляет фракция смол, тогда как торфяной воск в несколько меньшей степени ингибирует поражение семян, но обеспечивает наиболее высокое и стабильное стимулирующее действие в отношении их прорастания. Таким образом, воски битумов торфа могут служить хорошим защитно-стимулирующим средством и использоваться, например, для капсулирования семян, как предпосевная обработка для увеличения урожайности. Показано, что освобождение от битумов улучшает показатели фитоактивности торфяных гуминовых препаратов. Для понимания механизма выявленного эффекта требуются дополнительные исследования.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2017

Дмитриева

Humic substances were isolated from different origin peats of the Tula region: reed fen peat (RFP), sphagnum high-moor peat (SHP), black alder fen peat (BFP), sphagnum transition peat (STP) by water-alkaline extraction. The yield of humic substances from reed fen peat is maximal and comes in at 11,1±0,2%; The minimum yield is from sphagnum transition peat 7,4±0,2%, which is explained by the degree of transformation of the initial biomaterial and the conditions of occurrence of peats. Analyzed peats are in a row according to the content of humic substances: RFP>SHP>BFP>STP. The yields of hymatomelanic acids come in at 23,3–25,3%. Polydispersity of humic substances and monodispersity of hymatomelanic acids have been proved by gel-penetrating chromatography. Four fractions differing in their molecular masses and relative content were obtained from humic substances of peats regardless of their origin. Values of the molecular masses of the fractions of HS of BFP are dominant and 25% higher than of the fractions of HS of RFP. Sphagnum peats have a similar qualitative composition and, as a consequence, have similar molecular masses of isolated humic substances correlating with the degree of peat decomposition and with the yields of humic substances. Hymatomelanic acids are one fraction: the molecular weight of GMAs of BFP is 42 kDa, which is 44% higher than of GMAs STP. The correlation between the degree of humification and peat's genesis was revealed. It was shown that the amount of hymatomelanic acids in humic substances of peats can be marker of phases of humification of peats. | Из торфов различного происхождения Тульской области: тростникового низинного торфа (ТНТ), черноольхового низинного торфа (ЧНТ), сфагнового верхового торфа (СВТ) и сфагнового переходного торфа (СПТ) методом водно-щелочной экстракции выделены гуминовые вещества. Выход гуминовых веществ тростникового низинного торфа максимален и составляет 11,1±0,2%; минимальный выход – из сфагнового переходного торфа 7,4±0,2%, что объясняется степенью трансформации исходного биоматериала и условиями залегания торфов. По содержанию гуминовых веществ анализируемые торфа располагаются в ряд: ТНТ>СВТ>ЧНТ>СПТ. Выходы гиматомелановых кислот торфов 23,3–25,3%. Методом гель-эксклюзионной хроматографии доказана полидисперсность гуминовых веществ и монодисперсность гиматомелановых кислот. Из гуминовых веществ торфов независимо от их происхождения получены четыре фракции, отличающиеся по своим молекулярным массам и относительному содержанию. Значения молекулярных масс фракций ГВ ЧНТ являются доминирующими и на 25% выше фракций ГВ ТНТ. Сфагновые торфы имеют сходный качественный состав и, как следствие, имеют близкие значения молекулярных масс выделенных гуминовых веществ, коррелирующие со степенью разложения торфа и с выходами гуминовых веществ. Гиматомелановые кислоты представляют собой одну фракцию: молекулярная масса ГМК ЧНТ – 42 кДа, что на 44% выше ГМК СПТ.  Выявлена взаимосвязь между степенью гумификации и генезисом торфов.  Показано, что количество гиматомелановых кислот в гуминовых веществах торфов может служить маркером стадий гумификации торфов.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2017

Дмитриева

Humic substances were isolated from different origin peats of the Tula region: reed fen peat (RFP), sphagnum high-moor peat (SHP), black alder fen peat (BFP), sphagnum transition peat (STP) by water-alkaline extraction. The yield of humic substances from reed fen peat is maximal and comes in at 11,1±0,2%; The minimum yield is from sphagnum transition peat 7,4±0,2%, which is explained by the degree of transformation of the initial biomaterial and the conditions of occurrence of peats. Analyzed peats are in a row according to the content of humic substances: RFP>SHP>BFP>STP. The yields of hymatomelanic acids come in at 23,3–25,3%. Polydispersity of humic substances and monodispersity of hymatomelanic acids have been proved by gel-penetrating chromatography. Four fractions differing in their molecular masses and relative content were obtained from humic substances of peats regardless of their origin. Values of the molecular masses of the fractions of HS of BFP are dominant and 25% higher than of the fractions of HS of RFP. Sphagnum peats have a similar qualitative composition and, as a consequence, have similar molecular masses of isolated humic substances correlating with the degree of peat decomposition and with the yields of humic substances. Hymatomelanic acids are one fraction: the molecular weight of GMAs of BFP is 42 kDa, which is 44% higher than of GMAs STP. The correlation between the degree of humification and peat's genesis was revealed. It was shown that the amount of hymatomelanic acids in humic substances of peats can be marker of phases of humification of peats. | Из торфов различного происхождения Тульской области: тростникового низинного торфа (ТНТ), черноольхового низинного торфа (ЧНТ), сфагнового верхового торфа (СВТ) и сфагнового переходного торфа (СПТ) методом водно-щелочной экстракции выделены гуминовые вещества. Выход гуминовых веществ тростникового низинного торфа максимален и составляет 11,1±0,2%; минимальный выход – из сфагнового переходного торфа 7,4±0,2%, что объясняется степенью трансформации исходного биоматериала и условиями залегания торфов. По содержанию гуминовых веществ анализируемые торфа располагаются в ряд: ТНТ>СВТ>ЧНТ>СПТ. Выходы гиматомелановых кислот торфов 23,3–25,3%. Методом гель-эксклюзионной хроматографии доказана полидисперсность гуминовых веществ и монодисперсность гиматомелановых кислот. Из гуминовых веществ торфов независимо от их происхождения получены четыре фракции, отличающиеся по своим молекулярным массам и относительному содержанию. Значения молекулярных масс фракций ГВ ЧНТ являются доминирующими и на 25% выше фракций ГВ ТНТ. Сфагновые торфы имеют сходный качественный состав и, как следствие, имеют близкие значения молекулярных масс выделенных гуминовых веществ, коррелирующие со степенью разложения торфа и с выходами гуминовых веществ. Гиматомелановые кислоты представляют собой одну фракцию: молекулярная масса ГМК ЧНТ – 42 кДа, что на 44% выше ГМК СПТ.  Выявлена взаимосвязь между степенью гумификации и генезисом торфов.  Показано, что количество гиматомелановых кислот в гуминовых веществах торфов может служить маркером стадий гумификации торфов.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2017

Дудкин

Objective: create a cost-effective and environmentally safe technology of obtaining of humic substances allows to use as organic raw materials all kinds of peat.Objectives of the study: reducing overall energy cost, temperature, pressure, duration of process and the number of stages of production of humic substances; increase the practical output while minimizing waste; reduced labor costs; the creation of a "flexible" system changes in production volumes of finished products.The paper presents low-waste technology of obtaining solutions of humic substances from peat with low decomposition degree (less than 15 %) and ash content (less than 10%). The technology used for the first time mechanochemical method of processing of peat, based on the cavitation of mechanical activation of chemical processes. The technology differs from similar technologies the ability to use any types of raw peat botanical composition, including the types of sphagnum peat with low degree of decomposition for the production of solutions of humic substances intended for use as a liquid humic fertilizer. The developed technology is characterized by high economic performance, due to the higher degree of conversion of raw materials and lower energy costs by reducing the duration of the process. The ability to reuse the resulting production of organic wastes increases the environmental effectiveness of technological solutions due to a significant increase in practical yield and reducing waste. Presents the technological scheme allows to flexibly change the volume of production without substantial costs for the reorganization proceedings. Lower values of temperature and pressure of the technological process make the production process more secure. | Цель работы – создание экономически целесообразной и экологически безопасной технологии получения гуминовых веществ, позволяющей использовать в качестве органического сырья любые виды торфа.Задачи исследования – снижение общих энергетических затрат, температуры, давления, продолжительности процесса и количества стадий производства гуминовых веществ; повышение практического выхода при одновременной минимизации образующихся отходов; снижение трудозатрат; «гибкая» система изменения объемов производства готовой продукции.В работе представлена малоотходная технология получения растворов гуминовых веществ из торфа, характеризующегося низкой степенью разложения (менее 15%) и зольностью (менее 10%). В основе технологии впервые применен механохимический способ переработки торфа, основанный на кавитационной механоактивации протекающих химических процессов. Представленную технологию отличает от аналогичных технологических решений возможность использования любых видов торфяного сырья по ботаническому составу, включая сфагновые виды торфа с низкой степенью разложения, для производства растворов гуминовых веществ, предназначенных для применения в качестве жидких гуминовых удобрений. Созданная технология характеризуется значительными экономическими показателями за счет более высокой степени превращения сырья и меньших энергетических затрат вследствие уменьшения продолжительности процесса. Возможность вторичного использования образующихся в результате производства органических отходов повышает экологическую эффективность технологического решения вследствие значительного увеличения практического выхода готовой продукции и снижения доли отходов. Представленная технологическая схема позволяет «гибко» изменять объемы производимой продукции без существенных затрат на реорганизацию производства. Более низкие значения температуры и давления технологических процессов делают производственный процесс более безопасным.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2016

Акатова

Detoxifying capacity of humic substances from different origin peats of the Tula region (blackAlder fen peat and Sphagnum transition peat) in relation to heavy metals was determined by biotesting method using the yeast that had not been used previously as the test-objects in experiments with humic substances. The effect of the concentration of humic substances on the growth of Debaryomyces hansenii strain Y-1585 was revealed: the minimum concentration of humic substances does not have any stimulating effect on the growth of selected microorganisms, and the maximum concentration of humic substances shows the inhibitory action on the growth of the test object.Detoxifying effect of humic substances depends on their concentration in solution and manifests in the binding of heavy metal ions in a non-toxic complex in solution at low concentrations of humic substances or with humic substances adsorbed on the surface of microorganism’s cells. Detoxifying coefficients (0,218 – 0,911) and detoxifying constants (there are 0,008 – 0,12 for lead ions) of humic substances can be used as the predicted signs in establishing quantitative relationships between the structure of humic substances, their binding and detoxifying properties and efficacy evaluation of the use of analyzed humic substances as natural sorbents for absorption of heavy metal ions. | Методом биотестирования с использованием дрожжей, раннее не применяемых в качестве тест-объектов в экспериментах с гуминовыми веществами, определена детоксицирующая способность гуминовых веществ торфов различного происхождения Тульской области (черноольховый низинный и сфагновый переходный) по отношению к тяжелым металлам. Выявлено влияние концентрации гуминовых веществ на рост штаммов DebaryomyceshanseniiY-1585: минимальная концентрация гуминовых веществ не оказывает стимулирующего эффекта на рост выбранных микроорганизмов, а максимальная проявляет угнетающее действие на рост тест-объекта. Детоксицирующий эффект гуминовых веществ зависит от их концентрации в растворе и проявляется в связывании ионов тяжелых металлов в нетоксичный комплекс в растворе при низких концентрациях гуминовых веществ или с адсорбированными молекулами гуминовых на поверхности клеток микроорганизмов. Коэффициенты детоксикации (0,218–0,911) и константы детоксикации (для ионов свинца 0,008–0,12) гуминовых веществ можно использовать в качестве прогнозируемых признаков при установлении количественных зависимостей между строением гуминовых веществ и их связывающими и детоксицирующими свойствами и оценки эффективности использования  анализируемых гуминовых веществ в качестве природных сорбентов для поглощения ионов тяжелых металлов.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2016

Дмитриева

Рассмотрено влияние природных полимеров – гуминовых веществ сапропеля реки Упы Тульской области на рост и развитие томатов F1 сорта Джина агрофирмы «АЭЛИТА». В составе гуминовых веществ установлено содержание основных функциональных групп (карбоксильные, фенольные и хиноидные), которые определяют их биологическое действие. Доказана обогащенность хиноидными группами, которые обладают окислительно-восстановительными свойствами, являются «ловушками» для активного радикала и влияют на функционирование антиоксидантной системы защиты в клетках растений. Выявлен стимулирующий эффект анализируемых гуминовых препаратов на рост экспериментальных растений: увеличение общей биомассы, биометрических показателей (длина и ширина листа, высота растений), повышение количества фотосинтетических пигментов, белка и аскорбиновой кислоты. Растения, получавшие в качестве подкормки гуминовые вещества сапропеля, отличались большим содержанием фотосинтетических пигментов, таких как хлорофилл а хлорофилл b и каротиноиды (на 58–69%), аскорбиновой кислоты (на 104%) и белка (на 60%), по сравнению с контрольной группой. Гуминовые вещества содержат весь набор органических и неорганических веществ, необходимых для выращивания растений томатов. | The influence of natural polymers – humic substances (HS) from sapropel of the river Upa of the Tula region on the growth and development of the grade of F1 tomato Gina of agricultural company "Aelita", was considered in this paper. The content of the main functional groups (carboxyl, phenolic and quinoid), that define the biological effect of HS were quantitative determined in the composition of HS. Saturation of quinoid groups that possess redox properties and are "trapped" active radical and affect on the operation of antioxidant defense system in plants cells was proved. Stimulating effect of the analyzed humic preparations on the growth of the experimental plants was detected:increase of the total biomass and biometric data (length and width of the sheet, the height of the plants), elevation of amounts of the photosynthetic pigments, proteins and ascorbic acid. Plants that have been treated as fertilizing by humic substances from sapropel were distinguished by high content of photosynthetic pigments such as chlorophyll a, chlorophyll b, and carotenoids (58–69%), ascorbic acid (104%) and protein (60%) compared with control group. Humic substances contain the entire set of organic and inorganic substances required for the cultivation of tomato plants.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2016

Акатова

Методом биотестирования с использованием дрожжей, раннее не применяемых в качестве тест-объектов в экспериментах с гуминовыми веществами, определена детоксицирующая способность гуминовых веществ торфов различного происхождения Тульской области (черноольховый низинный и сфагновый переходный) по отношению к тяжелым металлам. Выявлено влияние концентрации гуминовых веществ на рост штаммов DebaryomyceshanseniiY-1585: минимальная концентрация гуминовых веществ не оказывает стимулирующего эффекта на рост выбранных микроорганизмов, а максимальная проявляет угнетающее действие на рост тест-объекта. Детоксицирующий эффект гуминовых веществ зависит от их концентрации в растворе и проявляется в связывании ионов тяжелых металлов в нетоксичный комплекс в растворе при низких концентрациях гуминовых веществ или с адсорбированными молекулами гуминовых на поверхности клеток микроорганизмов. Коэффициенты детоксикации (0,218–0,911) и константы детоксикации (для ионов свинца 0,008–0,12) гуминовых веществ можно использовать в качестве прогнозируемых признаков при установлении количественных зависимостей между строением гуминовых веществ и их связывающими и детоксицирующими свойствами и оценки эффективности использования  анализируемых гуминовых веществ в качестве природных сорбентов для поглощения ионов тяжелых металлов. | Detoxifying capacity of humic substances from different origin peats of the Tula region (blackAlder fen peat and Sphagnum transition peat) in relation to heavy metals was determined by biotesting method using the yeast that had not been used previously as the test-objects in experiments with humic substances. The effect of the concentration of humic substances on the growth of Debaryomyces hansenii strain Y-1585 was revealed: the minimum concentration of humic substances does not have any stimulating effect on the growth of selected microorganisms, and the maximum concentration of humic substances shows the inhibitory action on the growth of the test object.Detoxifying effect of humic substances depends on their concentration in solution and manifests in the binding of heavy metal ions in a non-toxic complex in solution at low concentrations of humic substances or with humic substances adsorbed on the surface of microorganism’s cells. Detoxifying coefficients (0,218 – 0,911) and detoxifying constants (there are 0,008 – 0,12 for lead ions) of humic substances can be used as the predicted signs in establishing quantitative relationships between the structure of humic substances, their binding and detoxifying properties and efficacy evaluation of the use of analyzed humic substances as natural sorbents for absorption of heavy metal ions.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation