フルボ酸の植物成長促進効果と農業生産への応用

Ⅰ フルボ酸の植物成長への影響

1. フルボ酸は植物の根の成長を促進する

フルボ酸は細胞分裂、根の成長、養分吸収を促進し、植物の逆境耐性を高め、それによって植物の根の発達を促進し、作物の収量を増加させることができます。研究によると、フルボ酸をビート、小麦、大麦などに施用した後、植物の主根の風乾重量が大幅に増加しました。植物の根系をスキャンした結果、低濃度域では、フルボ酸濃度の上昇に伴い、植物の根系が成長し、表面積が増加し、根の体積が増加し、根の先端と根の分岐が増加しました。さらに、フルボ酸は側根の成長を促進することもできます。フルボ酸の低分子量成分はオーキシン様活性を有し、植物成長調整剤のような効果があり、植物の根の成長と発達を刺激することができます。同時に、フルボ酸は細胞膜のATPaseを誘導し、より広い電気化学的勾配をもたらし、根系の養分吸収速度を加速することができます。

2. フルボ酸の植物光合成への影響

研究によると、ビートの苗の段階で葉にフルボ酸を散布すると、クロロフィル含有量が増加し、苗の葉の光合成効率が促進され、それによって植物の高さ、葉面積、およびその他の成長パラメータが改善されることがわかっています。さらに、異なる濃度のフルボ酸をトマトの苗に散布すると、葉の光合成速度の減衰率が低下し、トマトの葉の光合成機能期間が延長されます。さらなる研究により、葉にフルボ酸を散布した後、トマトの葉は一日中高い光合成速度を維持できることが示されており、これはフルボ酸を散布した後の植物の葉の光合成速度が対照よりも高くなる主な理由でもあります。現在、フルボ酸はレタス、小麦、リンゴ、イチゴなどの作物の葉のクロロフィル含有量と光合成速度を高めることが証明されています。

3. フルボ酸は植物のストレス耐性を向上させる

干ばつ、高塩分、高酸化ストレスなどの悪環境下でフルボ酸を施用すると、植物の根と茎の乾燥重量が大幅に増加し、細胞内の窒素、リン、クロロフィルの含有量が増加し、植物のストレス耐性が向上します。干ばつストレス下では、フルボ酸は植物の葉の気孔開閉度を低下させ、水分の蒸発を抑え、根の発達を促進し、作物の吸水能力を向上させることで、干ばつ耐性の役割を果たします。フルボ酸は植物の耐寒性を向上させることができます。低温環境下では植物の保護酵素の活性を高め、葉のプロリンやK+などの浸透圧調節物質の含有量を増加させ、正常な細胞代謝機能を維持し、霜や低温などの極限環境に対する植物の耐性を向上させます。さらに、フルボ酸は植物の硝酸塩含有量を増加させ、土壌の導電性を低下させることで、塩ストレスに対する植物の耐性を大幅に向上させます。

Ⅱ 土壌改良におけるフルボ酸の役割

1. フルボ酸は土壌肥料の効率を高める

フルボ酸は、土壌を活性化し、栄養素をキレートし、植物の成長を促進するために、遅い放出肥料として使用できます。フルボ酸と従来の化学肥料を混合することも、制御された放出機能を果たすことができるため、肥料の窒素、リン、カリウム、その他の元素がゆっくりと放出され、栄養廃棄物が軽減され、肥料の使用が節約され、肥料の効率が向上します。窒素肥料と組み合わせたフルボ酸は、植物による窒素肥料の利用率を大幅に改善できます。その理由は、フルボ酸が植物の根の活力を改善し、根バイオマスを増加させ、それによって植物による窒素肥料の利用効率を改善するためです。研究により、フルボ酸と窒素肥料の組み合わせにより、トウモロコシの収量が大幅に増加する可能性があることが示されています。フルボ酸を塗布した後、コーンは対照群（窒素肥料のみ）と比較して収量を12.6％増加させることができます。フルボ酸の適用は、小麦による尿素の吸収を大幅に改善します。実験グループの有効な窒素は113％増加し、特に成長の中期および後期段階で小麦の成長のすべての段階で土壌の窒素供給強度を増加させ、小麦の窒素需要を満たしました。フルボ酸は、リン酸肥料の利用率を改善することもできます。リン酸肥料と組み合わせたフルボ酸の適用は、トマトや小麦などの植物の成長を促進し、作物の収量と品質の形成を促進し、リン酸肥料の適用を減らし、その効率を高める目的を達成することができます。リン酸肥料と組み合わせたフルボ酸の適用は、植物の各成長期間中の土壌の有効リン含有量を大幅に増加させ、植物リンの臨界期間中の土壌リン供給の強度とリン酸肥料の最大効率の期間を増加させ、植物の栄養ニーズを満たすことができます。さらに、フルボ酸とリン酸肥料の組み合わせは、弱いアルカリ性土壌の生産能力を回復し、リン酸肥料の利用効率を改善することができます。

2. フルボ酸は土壌の物理的および化学的特性を改善します

フルボ酸は土壌構造を効果的に改善します。フルボ酸に含まれるヒドロキシル基、フェノール基、カルボキシル基は、土壌中の他の物質と結合してフルボ酸塩を形成します。フルボ酸塩は、あらゆるpH条件下で水に溶け、土壌と結合して土壌団粒を形成し、緩衝作用を発揮し、土壌のpHを調整し、塩性アルカリ土壌を効果的に改善します。さらに、フルボ酸は土壌の質を高め、土壌を圧縮するため、土壌への水の浸透が速くなります。フルボ酸は微生物の炭素源およびエネルギー源としても機能し、土壌微生物バイオマスと微生物活性を大幅に増加させます。これにより、土壌中の有機物含有量が増加し、植物栄養素が形成され、植物の発育に良好な条件が提供されます。

3. フルボ酸は土壌の重金属汚染を修復する

フルボ酸の化学構造により、重金属イオンと複合的になり、それにより、大金の土壌の吸着を促進し、重金属イオンの可動性と抽出性を低下させ、したがって、土壌に対する重金属の影響を減らします。さらに、フルボ酸の適用は植物の発達に影響を与える可能性があり、それにより植物による重金属の吸収を減らし、植物への重金属イオンの毒性を減らします。フルボ酸には、豊富な種類の活性官能基が大量に含まれているため、大規模な陽イオン交換容量を持ち、吸着と錯体形成により、土壌中のHg2+、Cd2+、Pb2+などの重金属イオンのストレスを減らすことができます。このメカニズムは、主に、粘土粒子の表面に多価の陽イオンを伴う酸性官能基の反応と腐植粘土粘土錯体の形成によって達成されます。これらのイオンは、フルボ酸の強力な化学結合を介して化合物に結合することができ、それにより重金属イオンの溶解度と害が低下します。小麦種子の成長のさまざまな段階でのセレナイトの用量に対するフルボ酸の効果は、フルボ酸の適用が植物へのセレンの毒性を効果的に減らすことができることを証明しています。さらに、フルボ酸は土壌に非常に毒性のあるカドミウムを修正し、植物で食物連鎖に入り、人間の健康に影響を与えないようにします。一方、フルボ酸は重金属イオンにも緩衝と制御効果があるため、土壌と植物における重金属イオンの濃度関係を調整します。イオン濃度が高く、フルボ酸は植物による鉛の吸収を減らし、それにより植物への鉛の毒性を減少させることができます。

Ⅲ フルボ酸は土壌微生物を促進し、病原微生物を阻害する

1. フルボ酸は根圏微生物の栄養を改善する

フルボ酸に含まれる活性物質は、植物の成長に関与するだけでなく、土壌中の根圏微生物と相互作用し、微生物に炭素源とエネルギーを提供します。フルボ酸は微生物に栄養源と適切な生息環境を提供し、土壌中の細菌、真菌、放線菌の数を効果的に増加させ、微生物の個体群形成を助け、微生物関連の代謝活動を促進します。さらに、フルボ酸の活性基が微生物細胞表面に作用すると、細胞による栄養素や微量元素の吸収を促進し、関連する酵素活性や代謝活動を調節します。

2. フルボ酸の植物病原菌に対する阻害効果

フルボ酸に含まれるキノン類やフェノール類などの特定成分は、病原菌に直接毒性作用を及ぼし、抗菌・殺菌作用も有します。一連の研究により、フルボ酸の施用により、一部の真菌性疾患による植物への悪影響を大幅に軽減できることが示されています。トマトの葉にフルボ酸を単独またはカルシウムと組み合わせて施用すると、トマトの早期疫病の発生率を大幅に低減できます。同時に、フルボ酸はトマト腐敗病の病原菌（Fusarium oxysporumおよびRhizoctonia solani）の抑制にも効果があります。フルボ酸施用後、処理群のトマト植物の発生率は5％未満で、対照群（25％以上）の発生率よりも大幅に低くなりました。さらに、フルボ酸は大麦中のフザリウムの数を大幅に抑制することもできます。フルボ酸は植物の細菌性疾患に対しても顕著な耐性を示します。

3. フルボ酸は植物の病害抵抗性を促進します

フルボ酸は植物細胞内の複数の代謝プロセスの活性を高め、それによって植物の病害抵抗性を向上させ、様々な植物病害を予防することができます。フルボ酸は植物細胞内のポリフェノールオキシダーゼとペルオキシダーゼの活性を高め、植物の代謝プロセスを改善し、それによって植物の病害抵抗性を向上させることが証明されています。研究によると、フルボ酸は大豆ペルオキシダーゼ、ポリオキシゲナーゼ、フェニルアラニンリアーゼなどの抗酸化酵素系の活性を高めることで、病原細菌に対する植物の抵抗性を高めることが示されています。上記の効果は、フルボ酸の作用下で植物中のプロリン、可溶性糖、グルタチオンの合成を増加させ、それによって抗酸化酵素系の保護酵素の活性を刺激することによって達成される可能性があります。

Ⅳ フルボ酸の農業生産への応用

実際の圃場での生産の観点から見ると、フルボ酸は植物刺激剤として、植物果実の収量と品質を促進する効果がある。圃場での実験では、フルボ酸の施用により冬小麦の分げつ能力が向上し、畝当たりの穂数、穂当たりの籾数、千籾重が増加し、冬小麦の収量が向上することがわかった。また、フルボ酸は、オオバコ（Ophiopogon japonicus）の塊茎におけるカルシウム、鉄、銅の吸収を促進することがわかった。

結節根の質量は大幅に増加し、最大34.19％増加します。オフィオポゴンjaponicus植物の地上および地下材料の蓄積の増加を促進し、塊状の根収量の増加を達成し、最大増加は23.59％で、そのうち1クラスの薬材料の割合は14.16％増加しました。収量に加えて、フルボ酸の適用により、作物の品質が大幅に向上しました。 Aksuの主要なクルミ産生領域である新jiangのフルボ酸を塗布した後、緑色の肌のクルミの重量は対照群と比較して17.01％増加しました。コントロールグループと比較して乾燥クルミの体重は11.77％増加しました。それぞれ52.38％、30.00％、および51.00％。ナスの野外実験により、従来の施肥と比較して、フルボ酸の適用は、ナスの植物の高さと茎の厚さを増加させ、ナスの成長と発達を促進し、果物の品質を改善し、ナスのタンパク質、澱粉、脂肪の含有量を大幅に増加させることが示されました。薬物材料の品質に関しては、フルボ酸を塗布した後、薬物材料の抽出物は対照群の抽出物よりも高く、一方、多糖類、総フラボノイド、および総サポニン活性成分は大幅に減少しませんでした。対照群と比較して、一貫性と安定性はより良く、薬剤の品質は低下しませんでした。フルボ酸は、果物の味を大幅に改善することもできます。 Bao Ri et al。フルボ酸をベイベリーの木に塗布し、フルボ酸が温室ベイベリーの基部に塗布された後、単一の果物の重量、可溶性固体、総砂糖、ビタミンC含有量、総フラボノイド、アントシアニン含有量が増加し、総酸の含有量が減少し、砂糖酸比が増加し、ベイベリーフルーツの味が増加しました。