Хумус

Хумусне материје

Хумусне материје су главне органске компоненте земље које се састоје из хумина, хуминских и фулвинских киселина.

Хуминске киселине имају разноврсно деловање: активирање биоенергетских процеса, стимулација метаболизма, синтетичких процеса, побољшање продирања елемената исхране кроз плазмалему, јачање ензимских система, повећање адаптивних својстава живих организама.

Почеци — исконска земља

У праисторијским травнатим или тресетним мочварама, биљке су узимале угљен-диоксид из атмосфере и користиле сунчеву енергију за формирање биомасе. Заузврат, те биљке су служиле као храна за инсекте и кичмењаке. Угљеник садржан у организмима умрлих биљака и животиња враћао се у природно окружење и таложио се на дну мочваре. Током милиона година, органски материјали су се акумулирали и сабијали, формирајући слојеве наслага у земљиној кори.

Многе мочваре су угрожене или су у прошлом веку и раније потпуно исушене због потреба пољопривреде. У новије време схваћен је значај мочвара као човекове животне средине, и чести су успешни напори за ренатурирањем тих подручја.

Смеђи угаљ

Смеђи угаљ је запаљиви, минерални, фосилни угаљ друге фазе метаморфизма (прелазна веза између лигнита и угља), добијен из лигнита или директно из тресета. Постоје меке сорте, земљане сорте, мат сорте, густе сорте и лигнити. Већина смеђег угља су хуминити у погледу материјалног састава. Састоји се од угљеника, кисеоника, водоника, азота и многих других мањих компонената.

Еколошки корисна употреба лигнита може се наћи у његовој употреби у култивацији и дистрибуцији биолошких контролних микроба који сузбијају биљну болест која изазива микробе. Угљеник обогаћује органску материју у земљишту, док микроби за биолошку контролу пружају алтернативу хемијским пестицидима.

Леонардит

Леонардит је врста мрког угља лако растворљивог у води. Настао је дуготрајним геолошким процесом током милиона година од распадајућег органског материјала, биљног или животињског порекла. Има низак капацитет стварања топлоте, стога нема велику вредност као гориво, може се вадити на отворен начин. Има висок садржај хумусних материја и зато се користи у производњи хумата. Разлика између хуминских киселина из ове сировине и других органских извора је у томе што хуминске киселине из леонардита имају високо биоактивну молекуларну структуру.

Леорнадит нема униформни састав. Иако је увек 100% органског порекла, хемијски састав може значајно да му варира тј., може да има 90% хуминских киселина али исто тако може да има и само 10% истих.

Хумус — плодна земља

Хумус је површински слој земље, настао као последица микробиолошког распадања отпадног материјала биљног и животињског порекла, процесом хумификације.

Основна подела

Хумусне материје — главне органске компоненте земље које се састоје из хумина, хуминских и фулвинских киселина.
Хуминске киселине — фракција хумусне материје, комплексна смеса високомолекуларних природних органских стабилних многофункционалних једињења. Садрже јоне који омогућавају настанак хелатних једињења.
Фулвинске киселине — део хумусне материје ниске молакелуарне масе и са малим садржајем кисеоника. Водорастворљиве су, без обзира на pH воде. (Fulvic Acid — хем. формула: C₁₃₅H₁₈₂O₉₅N₅S₂)
Хумини — фракција хумусне материје, који се не раствара у води и црне је боје.
Хумати — природно настали органски материјали тј. соли хуминских киселина (хумати калијума, хумати натријума и хумати амонијака).
Хелати — растворљива кемијска једињења која омогућују хуминским киселинама да регулишу биодоступност микроелемената у зони раста биљке. Карактерише их способност да задржавају и отпуштају одређене металне јоне;
Хелатизација — процес у којем се јони и молекули вежу за металне јоне. У таквом облику се ти спојеви много лакше крећу унутар биљке и самим тим олакшавају и убрзавају раст биљке.

Деловање хуминских киселина

активирање биоенергетских процеса;
подстицање метаболизма;
синтетички процеси;
побољшање продирања хранљивих састојака кроз цитоплазманску мембрану;
јачање ензимских система;
повећање адаптабилних својстава биљака;
побољшавају плодност земљишта, стимулишу раст биљака и отпорност на болести.

У односу на хуминску киселину, фулвинска киселина омогућава лакши пренос хранљиве материје кроз мембране корена биљке, дуже остаје у засољеним земљиштима, и подноси шири распон pH земљишта. Зато се и сматра да фулвинске киселине утичу на корен а хуминске киселине на стабло и надземне делове биљака.(Eladia Peña • „Humic substances-compounds…”)

Употреба органских хуминских и фулвинских киселина ради врхунског рода

Небројене су користи употребе хуминских састојака код гајења биљака. Њихов главни допринос је што на природан начин регулишу унос хранљиве материје у биљку. Фулвинске киселине су природникелатизатори. Фулвинске киселине стварају везе с јонима неопходним за раст и развој биљке и на тај начин штите биљку од реакција с другим јонима који наносе штету биљци (блокирају доступ хранљиве материје у тело, цвет и плод на пример). Нутријенти везани келатизатором се транспортују преко корена у ткиво биљке да би их келтатизатор тамо отпустио. Келатизацијом се нерастворљиви елементи претварају у растворљиве и тиме се повећава њихова био-доступност.

Осим што повећавају доступност нутријената биљци, хумати доприносе и расту корена што доводи до додатно повећаног уноса храњивих састојака у биљку због значајно веће (коренске) површине кроз коју биљка уноси храњиве материје.

Фулвинске киселине не мењају ништа у самој биљци. Оне побољшавају и појачавају природне процесе у биљци. Употребом органских фулвинских киселина на потпуно природан начин повећава резистенцију биљке, повећава и побољшава квалитет засада и усева, и све то без употребе хемијских средстава!

функција хумусних материја у биосфери

1. Акумулативна функција (хуминска киселина)

Она се састоји у акумулацији хемијских елемената и енергије, неопходних живим организмима. Практично то значи да су хумусне материје одговорне за животно обезбеђење земљишне биоте и хидробиоте, и с обзиром на то да се захваљујући својој стабилности чувају дуго времена, тиме гарантују непрекидно снабдевање биљака и микроорганизама енергијом и грађевинским материјалом. Није случајно што су тамно-сиве и црне по боји земље у народу увек сматране плодним и називане, иако не увек исправно, хумусом. Боју таквим земљиштима дају хумусне материје.

2. Транспортна функција (фулвинска киселина)

Она се састоји у формирању геохемијских токова минералних и органских материја, претежно у воденим срединама, захваљујући стварању стабилних, али релативно лако растворљивих комплексних једињења хуминских киселина са катјонима метала и хидроксидима. Транспортна функција донекле противречи акумулативној функцији, јер су њихови резултати директно супротни, али контрадикторност деловања обезбеђује разноврсност утицаја хумусних материја на минералне компоненте земљишта и стенских маса.

3. Регулаторна функција

Ова функција обухвата многа различитих појава и процеса и односи се на земљиште, воде и друга природна тела. У регулаторној функцији хумусних материја може се издвојити неколико главних састојака:

Формирање структуре земљишта и водно-физичких својстава земљишта (захваљујући првој функцији);
Регулисање реакција јонске измене између чврстих и течних фаза (захваљујући другој функцији);
Утицај на кисело-базне и оксидационо-редукционе режиме;
Регулисање услова исхране живих организама променом растворљивости минералних компоненти (комбинација прве и друге функције);
Регулисање топлотног режима земљишта и атмосфере, укључујући појаве ефекта стаклене баште.

4. Заштитна функција

Састоји се у способности хумусних материја да вежу у слабо покретне или тешко раздвојиве спојеве токсичне и радиоактивне елементе, као и спојеве који негативно утичу на еколошку ситуацију у природи. Оне могу инкорпорирати неке пестициде, угљене хидрате, феноле. Заштитна функција хумусних материја је толико велика да земљишта богата њима могу потпуно спречити продор јона олова и других токсичних материја у подземне воде.

5. Физиолошка функција

Многи истраживачи су утврдили да разне хумусне материје, посебно хуминске киселине и њихове соли, могу стимулисати клијање семена, активирати дисање биљака, повећавати продуктивност говеда и живине. Штавише, показано је да неки препарати хумусних материја инхибирају развој малигних тумора и повећавају отпорност организама на различите врсте упалних процеса. Препарати на бази хуминских киселина налазе примену у ратарству, сточарству, медицини, грађевинарству, бушењу, екологији, рекултивацији и обнови земљишта.

Области примене хумата

Узгајање биљака — Употреба хумата у биљној производњи показује одличан ефекат на принос и квалитет производа.

Побољшање плодности земљишта — Употреба хуминске киселине на глиновитом земљишту омогућава боље физичке и хемијске карактеристике таквог земљишта.

Велика корист употребе хуминске киселине са песковитим земљиштима је повећање способности задржавања воде. Ово значајно смањује испаравање и повећава његову доступност за биљну производњу.

Ратарство

Захваљујући употреби хумата, биљке постају отпорније на мразеве и суше. Најефикасније се хумати користе на културама са слабо развијеним коренским системом: јаровој пшеници, јечму, овсу, пиринчу, хељди, кромпиру. Развој коренског система интензивира апсорпцију влаге и кисеоника, као и исхрану из земљишта. Као резултат примене препарата, у коренском систему се активира синтеза аминокиселина, шећера, витамина и органских киселина. Повећава се размена материја између корена и земљишта. Органске киселине које излучују корени (угљична, јабучна и др.) активно делују на земљиште, повећавајући доступност хранљивих материја и микроелемената.

Сточарство

Хумати убрзавају раст организма, смањују обољења и повећавају отпорност на неповољне услове средине. Широк спектар биолошке активности хумусних препарата огледа се у инхибицији раста и развоја патогених микроорганизама (бактерија, плесни), што на крају ослобађа животиње (птице) од токсичних производа њиховог метаболизма. Хумати поспешују квалитетније усвајање хране, побољшавају варење и апсорпцију микроелемената и хранљивих материја. Као резултат, примећује се значајно повећање прираста живе масе, јача имуни систем, што повећава отпорност на различите болести и неповољне услове околине, као и отпорност на негативно дејство токсина присутних у храни.

Обнова земљишта

Хумати се користе за побољшање квалитета проблематичних врста земљишта — глинених и песковитих. Употреба хуминске киселине на глиненом земљишту чини га мање густим и боље дренираним, што свакако повећава принос. Једна од великих предности коришћења хуминске киселине са песковитим земљиштима је њена способност да успори испаравање воде. Хуминска киселина повећава задржавање воде у песковитим земљиштима, што значајно смањује испаравање и повећава њену доступност за употребу од стране биљака.

Медицина и козметологија

Хуминске киселине се користе у саставу медицинских препарата који повећавају отпорност организма на деловање различитих неповољних фактора. Препарати од хуминских киселина имају високу антибактеријску активност. Утврђено је да полифенолне композиције на бази хумусних материја поседују антимутагено и антивирусно дејство.

У козметичке сврхе, соли хуминских киселина се користе у саставу спрејева, маски, лековитог блата, пилинга, крема и лосиона. Средства која садрже хумусне материје активно спречавају оксидацију, обнављају ниво колагена, доприносе повећању еластичности и чврстоће коже, побољшању структуре косе, њеном расту и обнови.

Литература

Eladia M Peña-Méndez • Universidad de La Laguna, Tenerife, Spain: „Humic substances-compounds of still unknown structure: applications in agriculture, industry, environment, and biomedicine”) • Рад из јануара 2004. г. на који се позивају много модерни стручњаци. Можете да преузмете оригинал на енглеском језику у PDF форматуHumic substances-compounds of still unknown structure…pdf
«Почвенный и ризосферный бактериобиом пшеницы при комбинировании гуматов и золы уноса» / © 2023 Наумова Наталья Борисовна — кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории агрохимии Института почвоведения и агрохимии СО РАН (г. Новосибирск, Россия) са сарадницима. /Почвенный и ризосферный пшеницы…pdf / Имејл: naumova@issa-siberia.ru