Произход, характеризиране и употреба на хуминови вещества в земеделието Intagri S
Инж. Франсиско Родригес Нийв
Професор-изследовател в UACh
Значение
Важността на изучаването и боравенето с хуминови вещества се крие в голямото влияние, което те оказват върху растежа и развитието на културите, както пряко, така и косвено. Индиректните ефекти се отнасят до ролята на хуминовите вещества за подобряване на плодородието на почвата и по-специално във физическите, химичните и биологичните му характеристики. Преките ефекти са свързани с усвояването на хуминови вещества от култивираните растения и промените, които те насърчават в техния метаболизъм, което най-накрая може да се отрази в по-голяма толерантност на растението към стрес от околната среда и по-добро производство и качество в културите.
Хуминовите вещества в почвата допринасят за подобряване на нейната микробна активност (бактерии, гъбички и актиномицети), което води до по-добри условия за установяване на корените и съответно на растението. Те също така увеличават капацитета за задържане на влага, увеличават капацитета на йонообмен, увеличават наличността на микроелементи чрез хелатиране, допринасят за формирането на гранулираната структура, подпомагат разграждането или инактивирането на токсични вещества, подобряват буферния капацитет., наред с други ефекти.
Хуминовите вещества могат да се абсорбират от растенията и семената и да се намесят в техния метаболизъм. Това благоприятства покълването на семената, радикалния растеж, усвояването на хранителните вещества.
Източник
Органичните, растителни и животински отпадъци, управлявани или депонирани в различни среди, като почва, компост, биоразградители, торфени блата, блата, въглища, са подложени на процес по същество на микробна трансформация. Този процес основно се състои от два начина, минерализация и хумификация, които са подробно описани на Фигура 1. Минерализацията се състои в преминаването на хранителни вещества от техните органични форми към неорганични форми, които могат да бъдат използвани от културите. Пример за горното е азотът, който може да бъде под формата на протеини, аминокиселини, нуклеинови киселини, хлорофил и др., В органични отпадъци, съединения, които се консумират от микроорганизмите като енергиен източник, освобождавайки амоняк като страничен продукт . Хумифицирането е съвкупността от реакции, които водят до образуването на хуминови вещества.
В процеса на хумификация най-приетото обяснение се обработва в така наречената ТЕОРИЯ НА ПОЛИФЕНОЛА. Тази теория е описана с по-голяма специфичност в Родригес (1991). Въз основа на тази теория стъпките в образуването на хумус са очертани на фигура 2.
Хиноните, получени от лигнини и/или синтезирани от микроорганизми, са основните строителни единици на хуминовите вещества. Като източник на хинони в природата има лигнин, микроорганизми, некомбинирани феноли в растенията, гликозиди, танини. Сред тях производните на лигнин и микроорганизмите са най-изследвани.
Във връзка с атаката на лигнин от микроорганизми, микроскопичните гъби от групата на Deuteromycetes играят огромна роля в разлагането на лигнин и образуването на хуминови вещества.
Микроорганизмите, които се отличават с производството на полифеноли, са актиномицети и гъби. Има следните примери: а) Stachybotrys atra и S. chartarum произвеждат 20 различни фенола в хранителна среда; б) Epicocccum nigrum синтезира 24 различни фенола в хранителна среда; в) Hendersonula toruloidea образува около 45 различни фенола, които, когато се обединят, образуват тъмно оцветени полимери; г) S. chartarum при консумация на 30 g глюкоза произвежда биомаса, от която 30% са фенолни съединения. Забелязано е, че при добавяне на глюкоза със С-14 към стерилизирана почва и по-късно инкубиране със S. chartarum се получават феноли със С-14.
В последния етап от кондензацията на хинони, посочен на Фигура 2, може да има участие на амино съединения. С появата на изследванията с азот, маркиран N-15, беше възможно да се изясни ролята на азота в процеса на образуване на хуминови вещества, което е обобщено по-долу: а) ускорява образуването на хуминови вещества; б) увеличава количеството образувани хуминови вещества; в) повишава устойчивостта на хуминови вещества към биоразграждане.
Този ефект на азота има огромни последици от практическа гледна точка, тъй като е възможно: а) да се ускори образуването на компост от нискокачествен материал (слама, целулоза), увеличавайки стойността му на торове в азота; б) благоприятства процеса на овлажняване на растителните остатъци в почвата, главно тези, които имат високо съотношение C/N, като слама; в) загубите на азот от торовете се намаляват, увеличавайки тяхната ефективност и остатъчен ефект.
Степента на въздействие на азота върху овлажняването ще зависи от използвания източник на азот. Органичните източници са по-ефективни за повишаване на съдържанието на азот в хуминовите вещества в сравнение с неорганичните източници. Неорганичните източници увеличават включването си в хуминови вещества, поради наличието на монтморилонитова глина. Амонякът от неорганичен източник се оказа по-ефективен за увеличаване образуването на хуминови вещества и за повишаване на съдържанието на азот в тях.
Азотът в процеса на хумификация става част от хуминовите вещества, в две форми: а) органични съединения, главно амино съединения и б) амоняк. Веднъж включен, азотът се намира в хетероцикличната верига и в страничните вериги (амино или амино захар). Първият е наличен в дългосрочен план, докато N на страничните вериги се счита за източник на азот по време на цикъла на посев.
Глините играят забележителна роля в процеса на хумификация. Това влияние може да се дължи на ефекта на глината върху активността и популацията на микроорганизми или чрез директен ефект при катализиране на процесите на полимеризация на хумусните прекурсори.