La concentration optimale et critique de la solution d'humate

Le fondement théorique et la confirmation pratique de la concentration optimale de la solution d'humate de potassium ont été données. L’analyse des gammes possibles de concentration de l'humate de potassium lors de l’utilisation de diverses méthodes de son application est effectuée.

Parmi les facteurs qui déterminent le niveau d'efficacité des humates, il convient également de citer la composition et les caractéristiques qualitatives des substances biologiquement actives, la concentration des solutions de travail et la dose, l'état du sol, la température, l’humidité, etc. Cependant, toutes choses étant égales par ailleurs, l'efficacité des humates est déterminée par deux facteurs: la concentration dans la solution et la dose. La concentration d'humate dans la solution est mesurée en mg/l ou en %, et la dose - en kg/ha, g/m2 de surface ou en kg/m3 de volume de la couche active du sol. Ces deux facteurs dépendent directement de la méthode d'application: le trempage des semences d'avant-semailles, la fertilisation foliaire des plantes en utilisant les solutions aqueuses ou l’application d'humate directement dans le sol. Chacune de ces méthodes nécessite différentes concentrations et doses optimales.

L'intervalle de la zone optimale de changement des facteurs, dans laquelle l'effet positif des humates se manifeste le plus fortement, peut ne pas être très grand. En conséquence, il doit parfois être installé expérimentalement, en effectuant une série d'expériences de contrôle avec un pas suffisamment petit. Pour reproduire sûrement l'optimum trouvé, il est nécessaire d'utiliser des préparations humiques ayant la stabilité plus élevée des propriétés que celles qui existaient auparavant.

Les employés de la société "AGROBIO" en sont expérimentalement venus à la conclusion que la solution aqueuse avec la concentration d'humate de 0.005 à 0.009% d'après la quantité de substances actives manifeste l’activité biologique la plus élevée lors de la fertilisation foliaire. Les solutions avec cette concentration ont été utilisées dans les études ultérieures menées par de nombreux scientifiques et agronomes.

L’optimum de l’effet stimulant de l’humate dans la gamme de concentrations allant de 0.004 à 0.01% a été obtenu par la méthode d'essai biologique des coléoptiles de maïs lors de l’utilisation de l’eau distillée.

Ces données coïncident complètement avec les conclusions de S.N. Choukov, qui a établi la concentration maximale qui est comprise entre 0.005 et 0.012%.

La valeur de la concentration optimale, qui est de 0.001% pour les monocotylédones et de 0.01% pour les dicotylédones (le concombre, le tournesol), est présentée dans l'ouvrage de E.I.Eirmakov.

Les données de l'expérience sur le terrain concernant la culture des carottes, où on peut aussi observer le maximum clairement exprimé dans la gamme de concentrations de l’humate allant de 0.004 à 0.01%, sont présentées. Il convient de noter que ces données ont été obtenues à Irkoutsk en utilisant l’eau très douce d’Angara. En eau dure, la partie des molécules des composés humiques se lie immédiatement aux cations de calcium, de magnésium et de fer qui y sont présents, et une autre concentration plus élevée sera nécessaire.

Fig. 8. La dépendance de l'accroissement de la récolte de la carotte à la concentration de la solution d'humate.

Les différents chercheurs expliquent une certaine variation du maximum par les erreurs méthodiques, la présence des impuretés chimiquement actives dans l’eau ordinaire, qui est utilisée pour préparer des solutions d'humate fortement diluées, ou par d'autres facteurs, mais le type de dépendance est le même.

La seule chose qui unit toutes ces dépendances est une explosion d'activité de l'humate et la présence de l'intervalle de concentration dans les limites de l'optimum, au sein duquel l'influence de l'humate se manifeste le plus fortement. L'emplacement exact du maximum dépend des conditions et de la complexité de l'expérience et, en particulier, de la dureté de l'eau, mais dans tous les cas, il est nécessaire d’utiliser les solutions très diluées pour le traitement foliaire.

La comparaison des données expérimentales avec le modèle physique de la pénétration des solutions dans la feuille de la plante pendant le traitement de surface a montré que l'optimum de la concentration de la solution de travail de 0.005 à 0.01% est en quelque sorte lié à la capacité de pénétration de la solution d'humate dans les feuilles et en partie à la concentration optimale de l'humate dans le plasma intercellulaire et à l'intérieur des cellules, qui est égale à 0.0002 ou à 0.005% (voir ci-dessous dans la section 1.5).

Considérons le schéma de traitement foliaire de la plante, lors duquel le film de la solution d'humate de potassium est appliqué sur la feuille de la plante par voie de seringage. La solution, d'une part, est absorbée par la feuille, et d'autre part, l'eau s'évapore de celle-ci. Puisque, le plus souvent, l'évaporation de l'eau du film se produit plus rapidement que l'absorption, et à la concentration initiale élevée d'humate, il peut arriver un moment où, grâce à l'évaporation, elle pourra atteindre une telle valeur que l'agrégation des molécules commencera et celles-ci perdront leur capacité de pénétrer dans la feuille. Ainsi, la concentration optimale de la solution d'humate de potassium est liée au degré de pénétration de la solution dans la feuille de la plante et à la vitesse d'évaporation de l'eau du film de la solution et à la concentration optimale d'humate dans le volume de la plante. Toutefois, la la question de la concentration locale de la solution d'humate à la surface de la plante reste ouverte. L'application de la solution de pulvérisation peut conduire à sa localisation dans le rayon des gouttes qui sont tombées sur les feuilles et la partie aérienne. On suppose que les molécules d'humate pénètrent ensuite à l'intérieur des feuilles et des tiges des micro-zones des gouttes et sont uniformément réparties sur toute la masse verte et le système racinaire. Ce mécanisme, tout comme les technologies d'amélioration des paramètres de seringage, doit également être étudié plus en profondeur. Le mécanisme de pénétration de la molécule d'humate de la surface de la feuille dans sa profondeur, doit aussi être précisé.

Les sources littéraires et les rapports des conférences et des séminaires contiennent d'autres recommandations concernant les concentrations optimales expérimentalement établies des solutions d'humate de sodium pour le traitement foliaire, égales à 0.001, 0.01, 0.02, 0.03, 0.05, 0.1% et parfois même supérieures. Malheureusement, nous ne pouvons pas déterminer les raisons du changement de la concentration de la solution jusqu'aux limites inférieures et supérieures indiquées, bien que nous n'excluions pas la possibilité qu'elles puissent être justifiées par d'autres facteurs, y compris la présence de plusieurs optimums.

La limite pratique inférieure de concentration (0.005%) est déterminée tant par considérations économiques, qui sont liées à la consommation d'eau excessive pour assurer la dose optimale, que la limite physique admissible, qui dépend de la dureté de l'eau. Si la solution d'humate, comme indiqué ci-dessus, a une concentration assez élevée, alors la dureté de l'eau n'affecte pas sa stabilité agrégative, puisque les molécules d'humate de calcium, de magnésium et d'autres métaux sont entourées de molécules d'humate qui les protègent contre la précipitation. En chimie colloïdale, cе phénomène très répandu est appelé "la protection colloïdale". Lors de la dilution de la solution en utilisant d'eau dure, nous, d'une part, augmentons la teneur en ions calcium et d'autres métaux, et, d'autre part, réduisons la concentration en ions protecteurs. En conséquence, on observe la précipitation d’humates de métaux alcalino-terreux à une certaine concentration de la solution d'humate, ce qui correspond à une certaine dureté de l'eau. Par conséquent, la limite inférieure de la concentration de la solution de travail de l'humate ne doit pas être inférieure au niveau qui est déterminé par la dureté de l'eau. L'étude des solutions d'énergie dans l'eau dure (ville de Serguiev Possad de la région de Moscou) a montré que l'humate de calcium et de magnésium se précipite presque instantanément à une concentration de la solution de 0.005%, pendant quelques minutes à une concentration de la solution de 0.01%, et dans une demi-heure à une concentration de la solution de 0.05%, mais la concentration de 0.08% permet d'obtenir la solution stable.

Pour ce qui est de la limite supérieure de la solution de travail pour le traitement foliaire, sa valeur est déterminée comme la solubilité de l'humate en tenant compte de la dureté de l'eau et la capacité pénétration de l'humate à travers la surface des feuilles, qui diminue avec la croissance de la concentration et de la dose qui a pénétrée dans le volume de la feuille, qui détermine l'efficacité biologique. Comme cela a été dit, on peut obtenir la suppression du développement de la plante au lieu de la stimulation lorsque la dose est excessive. Cette limite dépend en grande partie des conditions de traitement des plantes et sa valeur est comprise entre 0.01 et 0.08%.

Nos employés ont également établi de manière expérimentale la concentration et la consommation optimale de la solution d'humate non seulement pour le traitement foliaire, mais aussi pour le trempage des semences.

Par exemple, pour tremper les semences de maïs, il est recommandé d’utiliser la concentration élevée de la solution de 0.1% afin de compenser la faible durée (48 heures) du contact des semences avec l'humate. L'agronome américain, le spécialiste bien connu dans le domaine de l'utilisation de préparations humiques, Robert Faust recommande également d'utiliser la solution de 0.1%, mais seulement pour les grandes semences: maïs, concombres, haricots. Pour les plus petites semences, telles que les tomates, il recommande la solution de 0.5% avec un temps de trempage de 72 heures ou la solution de 2% avec un temps de trempage de 30 minutes. Le fondement théorique de ce que la concentration optimale de la solution d'humate pour le trempage des semences doit être d'un ordre de grandeur supérieur à la concentration de la solution pour le traitement foliaire des plantes, réside peut-être dans la nécessité d'intensifier le processus de courte durée de la pénétration de l'humate de sodium à travers la couche superficielle des semences. Pour établir le mécanisme détaillé de l'activation des semences, les recherches supplémentaires sont nécessaires. Dans ce cas, le facteur tel que la dose est pris en compte indirectement en veillant à l’humectation complète des semences par la solution d'une certaine concentration pendant une période de temps déterminée.

Dans certains cas, la technologie de pulvérisation des semences et des tubercules est meilleure que la technologie de trempage. Ce faisant, la concentration optimale de la solution sera plus élevée, et les doses seront plus faibles. Cela s'explique par un mécanisme différent de pénétration des humates au plus profond du matériel de plantation. Lors du trempage, le processus est plus intense, mais il s'arrête presque immédiatement après avoir retiré le matériau de plantation de la solution. La technologie de pulvérisation est conçue pour que l'humate continue à pénétrer dans le matériau de plantation à partir de l’enveloppe humique sous l'effet de l’humidité du sol et après la plantation dans le sol.

On sait que les molécules d'acide humique sont liées par les forces de l'interaction intermoléculaire aux agrégats dont le poids moléculaire moyenne est jusqu'à 100 000 D et la taille de "l’écheveau" est d'environ de 150 Angström. On peut supposer que, à mesure que la concentration de la solution diminue, les agrégats se décomposent progressivement en plus petites formations jusqu'à des molécules individuelles, et puis la nouvelle structure, qui facilite considérablement leur pénétration dans les feuilles, les tiges et les racines de la plante, se forme à la suite de l'hydratation lorsque la concentration est de 0.005 à 0.009%. Il est possible que, lorsque les concentrations de la solutions sont optimales, les plantes consomment également des molécules hydratées de substances humiques, qui sont contenues dans le sol dans des conditions naturelles.