Humus

Humusne materije

Humusne materije su glavne organske komponente zemlje koje se sastoje iz humina, huminskih i fulvinskih kiselina.

Huminske kiseline imaju raznovrsno delovanje: aktiviranje bioenergetskih procesa, stimulacija metabolizma, sintetičkih procesa, poboljšanje prodiranja elemenata ishrane kroz plazmalemu, jačanje enzimskih sistema, povećanje adaptivnih svojstava živih organizama.

Počeci — iskonska zemlja

U praistorijskim travnatim ili tresetnim močvarama, biljke su uzimale ugljen-dioksid iz atmosfere i koristile sunčevu energiju za formiranje biomase. Zauzvrat, te biljke su služile kao hrana za insekte i kičmenjake. Ugljenik sadržan u organizmima umrlih biljaka i životinja vraćao se u prirodno okruženje i taložio se na dnu močvare. Tokom miliona godina, organski materijali su se akumulirali i sabijali, formirajući slojeve naslaga u zemljinoj kori.

Mnoge močvare su ugrožene ili su u prošlom veku i ranije potpuno isušene zbog potreba poljoprivrede. U novije vreme shvaćen je značaj močvara kao čovekove životne sredine, i česti su uspešni napori za renaturiranjem tih područja.

Smeđi ugalj

Smeđi ugalj je zapaljivi, mineralni, fosilni ugalj druge faze metamorfizma (prelazna veza između lignita i uglja), dobijen iz lignita ili direktno iz treseta. Postoje meke sorte, zemljane sorte, mat sorte, guste sorte i ligniti. Većina smeđeg uglja su huminiti u pogledu materijalnog sastava. Sastoji se od ugljenika, kiseonika, vodonika, azota i mnogih drugih manjih komponenata.

Ekološki korisna upotreba lignita može se naći u njegovoj upotrebi u kultivaciji i distribuciji bioloških kontrolnih mikroba koji suzbijaju biljnu bolest koja izaziva mikrobe. Ugljenik obogaćuje organsku materiju u zemljištu, dok mikrobi za biološku kontrolu pružaju alternativu hemijskim pesticidima.

Leonardit

Leonardit je vrsta mrkog uglja lako rastvorljivog u vodi. Nastao je dugotrajnim geološkim procesom tokom miliona godina od raspadajućeg organskog materijala, biljnog ili životinjskog porekla. Ima nizak kapacitet stvaranja toplote, stoga nema veliku vrednost kao gorivo, može se vaditi na otvoren način. Ima visok sadržaj humusnih materija i zato se koristi u proizvodnji humata. Razlika između huminskih kiselina iz ove sirovine i drugih organskih izvora je u tome što huminske kiseline iz leonardita imaju visoko bioaktivnu molekularnu strukturu.

Leornadit nema uniformni sastav. Iako je uvek 100% organskog porekla, hemijski sastav može značajno da mu varira tj., može da ima 90% huminskih kiselina ali isto tako može da ima i samo 10% istih.

Humus — plodna zemlja

Humus je površinski sloj zemlje, nastao kao posledica mikrobiološkog raspadanja otpadnog materijala biljnog i životinjskog porekla, procesom humifikacije.

Osnovna podela

Humusne materije — glavne organske komponente zemlje koje se sastoje iz humina, huminskih i fulvinskih kiselina.
Huminske kiseline — frakcija humusne materije, kompleksna smesa visokomolekularnih prirodnih organskih stabilnih mnogofunkcionalnih jedinjenja. Sadrže jone koji omogućavaju nastanak helatnih jedinjenja.
Fulvinske kiseline — deo humusne materije niske molakeluarne mase i sa malim sadržajem kiseonika. Vodorastvorljive su, bez obzira na pH vode. (Fulvic Acid — hem. formula: C₁₃₅H₁₈₂O₉₅N₅S₂)
Humini — frakcija humusne materije, koji se ne rastvara u vodi i crne je boje.
Humati — prirodno nastali organski materijali tj. soli huminskih kiselina (humati kalijuma, humati natrijuma i humati amonijaka).
Helati — rastvorljiva kemijska jedinjenja koja omogućuju huminskim kiselinama da regulišu biodostupnost mikroelemenata u zoni rasta biljke. Karakteriše ih sposobnost da zadržavaju i otpuštaju određene metalne jone;
Helatizacija — proces u kojem se joni i molekuli vežu za metalne jone. U takvom obliku se ti spojevi mnogo lakše kreću unutar biljke i samim tim olakšavaju i ubrzavaju rast biljke.

Delovanje huminskih kiselina

aktiviranje bioenergetskih procesa;
podsticanje metabolizma;
sintetički procesi;
poboljšanje prodiranja hranljivih sastojaka kroz citoplazmansku membranu;
jačanje enzimskih sistema;
povećanje adaptabilnih svojstava biljaka;
poboljšavaju plodnost zemljišta, stimulišu rast biljaka i otpornost na bolesti.

U odnosu na huminsku kiselinu, fulvinska kiselina omogućava lakši prenos hranljive materije kroz membrane korena biljke, duže ostaje u zasoljenim zemljištima, i podnosi širi raspon pH zemljišta. Zato se i smatra da fulvinske kiseline utiču na koren a huminske kiseline na stablo i nadzemne delove biljaka.(Eladia Peña • „Humic substances-compounds…”)

Upotreba organskih huminskih i fulvinskih kiselina radi vrhunskog roda

Nebrojene su koristi upotrebe huminskih sastojaka kod gajenja biljaka. NJihov glavni doprinos je što na prirodan način regulišu unos hranljive materije u biljku. Fulvinske kiseline su prirodnikelatizatori. Fulvinske kiseline stvaraju veze s jonima neophodnim za rast i razvoj biljke i na taj način štite biljku od reakcija s drugim jonima koji nanose štetu biljci (blokiraju dostup hranljive materije u telo, cvet i plod na primer). Nutrijenti vezani kelatizatorom se transportuju preko korena u tkivo biljke da bi ih keltatizator tamo otpustio. Kelatizacijom se nerastvorljivi elementi pretvaraju u rastvorljive i time se povećava njihova bio-dostupnost.

Osim što povećavaju dostupnost nutrijenata biljci, humati doprinose i rastu korena što dovodi do dodatno povećanog unosa hranjivih sastojaka u biljku zbog značajno veće (korenske) površine kroz koju biljka unosi hranjive materije.

Fulvinske kiseline ne menjaju ništa u samoj biljci. One poboljšavaju i pojačavaju prirodne procese u biljci. Upotrebom organskih fulvinskih kiselina na potpuno prirodan način povećava rezistenciju biljke, povećava i poboljšava kvalitet zasada i useva, i sve to bez upotrebe hemijskih sredstava!

funkcija humusnih materija u biosferi

1. Akumulativna funkcija (huminska kiselina)

Ona se sastoji u akumulaciji hemijskih elemenata i energije, neophodnih živim organizmima. Praktično to znači da su humusne materije odgovorne za životno obezbeđenje zemljišne biote i hidrobiote, i s obzirom na to da se zahvaljujući svojoj stabilnosti čuvaju dugo vremena, time garantuju neprekidno snabdevanje biljaka i mikroorganizama energijom i građevinskim materijalom. Nije slučajno što su tamno-sive i crne po boji zemlje u narodu uvek smatrane plodnim i nazivane, iako ne uvek ispravno, humusom. Boju takvim zemljištima daju humusne materije.

2. Transportna funkcija (fulvinska kiselina)

Ona se sastoji u formiranju geohemijskih tokova mineralnih i organskih materija, pretežno u vodenim sredinama, zahvaljujući stvaranju stabilnih, ali relativno lako rastvorljivih kompleksnih jedinjenja huminskih kiselina sa katjonima metala i hidroksidima. Transportna funkcija donekle protivreči akumulativnoj funkciji, jer su njihovi rezultati direktno suprotni, ali kontradiktornost delovanja obezbeđuje raznovrsnost uticaja humusnih materija na mineralne komponente zemljišta i stenskih masa.

3. Regulatorna funkcija

Ova funkcija obuhvata mnoga različitih pojava i procesa i odnosi se na zemljište, vode i druga prirodna tela. U regulatornoj funkciji humusnih materija može se izdvojiti nekoliko glavnih sastojaka:

Formiranje strukture zemljišta i vodno-fizičkih svojstava zemljišta (zahvaljujući prvoj funkciji);
Regulisanje reakcija jonske izmene između čvrstih i tečnih faza (zahvaljujući drugoj funkciji);
Uticaj na kiselo-bazne i oksidaciono-redukcione režime;
Regulisanje uslova ishrane živih organizama promenom rastvorljivosti mineralnih komponenti (kombinacija prve i druge funkcije);
Regulisanje toplotnog režima zemljišta i atmosfere, uključujući pojave efekta staklene bašte.

4. Zaštitna funkcija

Sastoji se u sposobnosti humusnih materija da vežu u slabo pokretne ili teško razdvojive spojeve toksične i radioaktivne elemente, kao i spojeve koji negativno utiču na ekološku situaciju u prirodi. One mogu inkorporirati neke pesticide, ugljene hidrate, fenole. Zaštitna funkcija humusnih materija je toliko velika da zemljišta bogata njima mogu potpuno sprečiti prodor jona olova i drugih toksičnih materija u podzemne vode.

5. Fiziološka funkcija

Mnogi istraživači su utvrdili da razne humusne materije, posebno huminske kiseline i njihove soli, mogu stimulisati klijanje semena, aktivirati disanje biljaka, povećavati produktivnost goveda i živine. Štaviše, pokazano je da neki preparati humusnih materija inhibiraju razvoj malignih tumora i povećavaju otpornost organizama na različite vrste upalnih procesa. Preparati na bazi huminskih kiselina nalaze primenu u ratarstvu, stočarstvu, medicini, građevinarstvu, bušenju, ekologiji, rekultivaciji i obnovi zemljišta.

Oblasti primene humata

Uzgajanje biljaka — Upotreba humata u biljnoj proizvodnji pokazuje odličan efekat na prinos i kvalitet proizvoda.

Poboljšanje plodnosti zemljišta — Upotreba huminske kiseline na glinovitom zemljištu omogućava bolje fizičke i hemijske karakteristike takvog zemljišta.

Velika korist upotrebe huminske kiseline sa peskovitim zemljištima je povećanje sposobnosti zadržavanja vode. Ovo značajno smanjuje isparavanje i povećava njegovu dostupnost za biljnu proizvodnju.

Ratarstvo

Zahvaljujući upotrebi humata, biljke postaju otpornije na mrazeve i suše. Najefikasnije se humati koriste na kulturama sa slabo razvijenim korenskim sistemom: jarovoj pšenici, ječmu, ovsu, pirinču, heljdi, krompiru. Razvoj korenskog sistema intenzivira apsorpciju vlage i kiseonika, kao i ishranu iz zemljišta. Kao rezultat primene preparata, u korenskom sistemu se aktivira sinteza aminokiselina, šećera, vitamina i organskih kiselina. Povećava se razmena materija između korena i zemljišta. Organske kiseline koje izlučuju koreni (ugljična, jabučna i dr.) aktivno deluju na zemljište, povećavajući dostupnost hranljivih materija i mikroelemenata.

Stočarstvo

Humati ubrzavaju rast organizma, smanjuju oboljenja i povećavaju otpornost na nepovoljne uslove sredine. Širok spektar biološke aktivnosti humusnih preparata ogleda se u inhibiciji rasta i razvoja patogenih mikroorganizama (bakterija, plesni), što na kraju oslobađa životinje (ptice) od toksičnih proizvoda njihovog metabolizma. Humati pospešuju kvalitetnije usvajanje hrane, poboljšavaju varenje i apsorpciju mikroelemenata i hranljivih materija. Kao rezultat, primećuje se značajno povećanje prirasta žive mase, jača imuni sistem, što povećava otpornost na različite bolesti i nepovoljne uslove okoline, kao i otpornost na negativno dejstvo toksina prisutnih u hrani.

Obnova zemljišta

Humati se koriste za poboljšanje kvaliteta problematičnih vrsta zemljišta — glinenih i peskovitih. Upotreba huminske kiseline na glinenom zemljištu čini ga manje gustim i bolje dreniranim, što svakako povećava prinos. Jedna od velikih prednosti korišćenja huminske kiseline sa peskovitim zemljištima je njena sposobnost da uspori isparavanje vode. Huminska kiselina povećava zadržavanje vode u peskovitim zemljištima, što značajno smanjuje isparavanje i povećava njenu dostupnost za upotrebu od strane biljaka.

Medicina i kozmetologija

Huminske kiseline se koriste u sastavu medicinskih preparata koji povećavaju otpornost organizma na delovanje različitih nepovoljnih faktora. Preparati od huminskih kiselina imaju visoku antibakterijsku aktivnost. Utvrđeno je da polifenolne kompozicije na bazi humusnih materija poseduju antimutageno i antivirusno dejstvo.

U kozmetičke svrhe, soli huminskih kiselina se koriste u sastavu sprejeva, maski, lekovitog blata, pilinga, krema i losiona. Sredstva koja sadrže humusne materije aktivno sprečavaju oksidaciju, obnavljaju nivo kolagena, doprinose povećanju elastičnosti i čvrstoće kože, poboljšanju strukture kose, njenom rastu i obnovi.

Literatura

Eladia M Peña-Méndez • Universidad de La Laguna, Tenerife, Spain: „Humic substances-compounds of still unknown structure: applications in agriculture, industry, environment, and biomedicine”) • Rad iz januara 2004. g. na koji se pozivaju mnogo moderni stručnjaci. Možete da preuzmete original na engleskom jeziku u PDF formatuHumic substances-compounds of still unknown structure…pdf
«Počvennый i rizosfernый bakteriobiom pšenicы pri kombinirovanii gumatov i zolы unosa» / © 2023 Naumova Natalья Borisovna — kandidat biologičeskih nauk, veduщiй naučnый sotrudnik laboratorii agrohimii Instituta počvovedeniя i agrohimii SO RAN (g. Novosibirsk, Rossiя) sa saradnicima. /Počvennый i rizosfernый pšenicы…pdf / Imejl: naumova@issa-siberia.ru