Humic substances

Was sind Huminstoffe?

WIE SIND SIE AUF UNSEREM PLANETEN ERSCHIENEN?

Huminstoffe sind komplexe organische Verbindungen, die natürlicherweise in Böden, Torf, Meeren und Süßwasser vorkommen. Sie entstehen über lange Zeiträume durch mikrobielle und chemische Prozesse bei der Zersetzung und Umwandlung von pflanzlichen und tierischen Rückständen.

Huminstoffe werden im Allgemeinen anhand ihrer Löslichkeit in drei Hauptfraktionen unterteilt: Huminsäuren, Fulvosäuren und Humin. Hier ist eine kurze Beschreibung der einzelnen Fraktionen:

Huminsäuren : Dies sind die größeren Moleküle, die bei saurem pH-Wert in Wasser unlöslich sind, bei höherem pH-Wert jedoch löslich werden. Huminsäuren sind dunkel gefärbt und tragen zur dunklen Farbe der organischen Bodensubstanz bei. Sie spielen eine wichtige Rolle bei der Bodenstruktur, der Nährstoffspeicherung und der mikrobiellen Aktivität.
Fulvosäuren : Fulvosäuren sind im Vergleich zu Huminsäuren kleinere Moleküle und sowohl in sauren als auch in alkalischen Bedingungen löslich. Sie haben normalerweise eine gelbe bis hellbraune Farbe und sind in Böden und aquatischen Umgebungen beweglicher. Fulvosäuren sind am Nährstofftransport und an der Metallchelatbildung beteiligt und können das Pflanzenwachstum fördern.
Humin : Humin ist der Anteil der Huminstoffe, der sowohl in sauren als auch in alkalischen Bedingungen unlöslich ist. Er besteht aus sehr großen und komplexen Molekülen, die mikrobieller Zersetzung widerstehen. Humin trägt zur Bodenstruktur und -stabilität bei.

Huminstoffe sind für ihre positiven Auswirkungen auf die Bodenfruchtbarkeit, das Pflanzenwachstum und die Umweltgesundheit bekannt. Sie können die Bodenstruktur verbessern, die Nährstoffverfügbarkeit für Pflanzen erhöhen, die mikrobielle Aktivität fördern und die Wasserspeicherkapazität im Boden verbessern. Darüber hinaus können Huminstoffe dazu beitragen, die Auswirkungen von Umweltbelastungen auf Pflanzen zu mildern und zur allgemeinen Bodengesundheit und Nachhaltigkeit beitragen.

Was sind Huminstoffe?

Huminstoffe, darunter Huminsäuren, Fulvosäuren und Humin, sind durch einen natürlichen Prozess auf unserem Planeten entstanden, der mit der Zersetzung und Umwandlung von organischer Materie über Millionen von Jahren verbunden ist.

Hier ist eine allgemeine Erklärung ihrer Entstehung:

Ansammlung organischer Stoffe : Im Laufe geologischer Zeiträume sammeln sich pflanzliche und tierische Rückstände (wie Blätter, Holz, Wurzeln und Tierreste) in der terrestrischen und aquatischen Umwelt an.
Mikrobielle Zersetzung : Mikroorganismen, darunter Bakterien und Pilze, spielen eine Schlüsselrolle beim Abbau dieser organischen Stoffe durch Prozesse wie Zersetzung und Verfall. Bei diesem Prozess werden kohlenstoffhaltige Verbindungen in die Umwelt freigesetzt.
Chemische Umwandlung : Bei der Zersetzung organischer Stoffe treten unter bestimmten Umweltbedingungen (wie Temperatur, pH-Wert und Sauerstoffverfügbarkeit) verschiedene chemische Reaktionen auf. Diese Reaktionen führen zur Bildung von Huminstoffen.
Humifizierungsprozess : Humifizierung ist der Prozess, bei dem komplexe organische Moleküle in Huminstoffe umgewandelt werden. Während der Humifizierung werden einfachere organische Moleküle polymerisiert und zu größeren, komplexeren Strukturen kondensiert, die für Huminstoffe charakteristisch sind.
Umweltfaktoren : Faktoren wie Klima, Bodenart, Vegetation und Wasserchemie beeinflussen die Art und Zusammensetzung der gebildeten Huminstoffe. So führen beispielsweise unterschiedliche Bedingungen in Torfmooren, Böden und Meeresablagerungen zu unterschiedlichen Eigenschaften der Huminstoffe.

Insgesamt sind Huminstoffe das Ergebnis eines langfristigen natürlichen Prozesses, der die Zersetzung, mikrobielle Aktivität und chemische Umwandlung organischer Stoffe in den Ökosystemen der Erde umfasst. Sie sind in Böden, Sedimenten und Gewässern weit verbreitet und tragen zu wesentlichen Funktionen im Nährstoffkreislauf, der Bodenfruchtbarkeit und der Umweltstabilität bei.

Wie sind sie auf unserem Planeten erschienen?

Diese Funktion beinhaltet die Ansammlung chemischer Elemente und Energie, die für lebende Organismen notwendig sind. In der Praxis bedeutet dies, dass Huminstoffe für die Lebenserhaltung von Boden und Wasserlebewesen verantwortlich sind. Da diese Stoffe lange Zeit stabil bleiben, garantieren sie die kontinuierliche Versorgung von Pflanzen und Mikroorganismen mit Energie und Baustoffen. Es ist kein Zufall, dass dunkelgraue und schwarze Böden traditionell als fruchtbar angesehen und (wenn auch nicht immer korrekt) Tschernozem (auf Russisch) oder Schwarzerde genannt werden. Dies sind Huminstoffe, die solchen Böden ihre Farbe verleihen.
Es ist verantwortlich für die Entstehung geochemischer Ströme mineralischer und organischer Substanzen, hauptsächlich in aquatischen Umgebungen, aufgrund der Bildung stabiler, aber relativ leicht löslicher Komplexverbindungen von Huminsäuren mit Metallkationen und Hydroxiden. Die Transportfunktion steht in gewissem Maße im Konflikt mit der Akkumulationsfunktion, da ihre Ergebnisse einander direkt entgegengesetzt sind. Diese Inkonsistenz in der Wirkung führt jedoch zu unterschiedlichen Auswirkungen von Huminstoffen auf mineralische Bestandteile von Böden und Gesteinen.
Diese Funktion vereint viele verschiedene Phänomene und Prozesse und betrifft Boden, Wasser und andere natürliche Körper. Die regulatorische Funktion von Huminstoffen kann in mehrere Hauptkomponenten unterteilt werden:
* Bildung der Struktur und der hydrophysikalischen Eigenschaften von Böden (aufgrund der 1. Funktion);
** Regulierung von Ionenaustauschreaktionen zwischen fester und flüssiger Phase (2. Funktion);
*** Einfluss auf den Säure-Basen- und Redox-Zustand;
**** Regulierung der Ernährungsbedingungen für lebende Organismen durch Veränderung der Löslichkeit mineralischer Bestandteile (Kombination der 1. und 2. Funktion);
***** Regulierung der thermischen Bedingungen des Bodens und der Atmosphäre, einschließlich Treibhauseffekt.
Diese Funktion beruht auf der Fähigkeit der Huminstoffe, giftige und radioaktive Elemente sowie Verbindungen, die sich negativ auf die natürliche Umwelt auswirken, in unbewegliche oder schwer trennbare Verbindungen zu binden. Insbesondere können Huminstoffe einige Pestizide, Kohlenhydrate und Phenole einschließen. Die Schutzfunktion der Huminstoffe ist so groß, dass Böden, die reich an diesen Stoffen sind, das Eindringen von Bleiionen und anderen giftigen Stoffen in das Grundwasser vollständig verhindern können.
Viele Forscher haben herausgefunden, dass verschiedene Huminstoffe, insbesondere Huminsäuren und ihre Salze, die Keimung von Samen stimulieren, die Atmung von Pflanzen verbessern und die Produktivität von Rindern und Geflügel steigern können. Darüber hinaus wurde gezeigt, dass einige Huminpräparate das Wachstum bösartiger Tumore hemmen und die Widerstandskraft von Organismen gegen verschiedene Entzündungsprozesse erhöhen.
Präparate auf der Basis von Huminsäuren werden im Pflanzenbau, im Gartenbau, in der Viehzucht, in der Medizin, im Bauwesen, bei der Bohrung, im Umweltschutz sowie bei der Landgewinnung und -sanierung verwendet.

Die wichtigsten Funktionen von Humaten:

Huminsäuren haben vielfältige Wirkungen: Sie aktivieren bioenergetische Prozesse, stimulieren den Stoffwechsel und synthetische Prozesse, verbessern die Aufnahme von Nährstoffen durch die Plasmamembran, stärken enzymatische Systeme und verbessern die Anpassungseigenschaften eines lebenden Organismus.
Aufgrund ihrer Komplexierungsfähigkeit und Sorptionsaktivität können Huminsäuren zur Umwandlung von Schwermetallen in unlösliche Verbindungen auf mit diesen Metallen kontaminierten Böden eingesetzt werden.

Leonardite sind organische Stoffe, die noch nicht das Stadium der Kohle erreicht haben. Sie unterscheiden sich von Braunkohle durch einen höheren Oxidationsgrad im Inkohlungsprozess (Moor > Torf > Kohle), einen höheren Huminsäuregehalt und eine höhere Anzahl an Carboxylgruppen.

Die kommerzielle Produktion von Leonardit hat seit der Entdeckung hoher Huminsäurewerte im Braunkohlelager dramatisch zugenommen. Leonardite sind das Ergebnis eines Humifizierungsprozesses, der bis zu 70 Millionen Jahre dauerte. Im Gegensatz zu anderen organischen Huminsäurequellen sind Leonardite aufgrund ihrer Molekülstruktur hoch bioaktiv – bis zu fünfmal mehr als übliche Humusbestandteile. Ein Kilogramm Leonardit entspricht somit etwa fünf Kilogramm anderer organischer Huminsäurequellen. Leonardit ist kein Düngemittel. Es wirkt als Bodenverbesserer, Biokatalysator und Biostimulans für Pflanzen. Im Vergleich zu anderen organischen Produkten fördert Leonardit insbesondere das Pflanzenwachstum (Biomasseproduktion) und die Bodenfruchtbarkeit.

Ein weiterer Vorteil von Leonardit ist seine Langzeitwirkung. Es wird langsamer abgebaut als beispielsweise Mist, Kompost oder Torf, weil es mehr organische Substanz enthält, die zudem widerstandsfähiger gegen Zersetzer ist.

Braunkohle ist ein fossiler Brennstoff, eine fossile Kohle der zweiten Phase der Metamorphose (ein Zwischenglied zwischen Braunkohle und Steinkohle), die aus Braunkohle oder direkt aus Torf gewonnen wird. Es gibt weiche, erdige, stumpfe, Braunkohle- und harte Sorten dieser Kohle. In Bezug auf die Materialzusammensetzung wird die überwiegende Mehrheit der Braunkohle als Huminstoffe klassifiziert. Es besteht aus Kohlenstoff, Sauerstoff, Wasserstoff, Stickstoff und vielen anderen Nebenbestandteilen.

In einem prähistorischen Gras- oder Torfmoor nahmen Pflanzen Kohlendioxid aus der Atmosphäre auf und nutzten Sonnenenergie zur Produktion von Biomasse. Diese Pflanzen wurden wiederum von Insekten und Wirbeltieren verzehrt. Der in toten Pflanzen und Tieren enthaltene Kohlenstoff wurde in die natürliche Umwelt zurückgeführt und lagerte sich am Boden der Moore ab. Im Laufe von Millionen von Jahren wurde organisches Material angesammelt und verdichtet, um geschichtete Ablagerungen in der Erdkruste zu bilden.

Anwendungen von Humaten:

PFLANZENANBAU

Huminstoffe machen Pflanzen widerstandsfähiger gegen Frost und Dürre. Huminstoffe sind am wirksamsten bei Pflanzen mit einem schlecht entwickelten Wurzelsystem, wie Sommerweizen, Gerste, Hafer, Reis, Buchweizen und Kartoffeln. Die Entwicklung des Wurzelsystems stimuliert die Aufnahme von Feuchtigkeit und Sauerstoff durch die Pflanzen sowie die Nährstoffversorgung des Bodens. Bei Anwendung im Wurzelsystem fördert das Präparat die Synthese von Aminosäuren, Zuckern, Vitaminen und organischen Säuren. Es erhöht den Stoffwechsel zwischen Wurzeln und Boden. Von den Wurzeln freigesetzte organische Säuren (Kohle, Apfelsäure usw.) wirken stark auf den Boden und erhöhen die Verfügbarkeit von Nährstoffen und Spurenelementen.

VIEHZUCHT

Die Verwendung von Huminstoffen beschleunigt das Wachstum, verringert die Morbidität und erhöht die Widerstandsfähigkeit des Tierkörpers gegen widrige Umweltbedingungen. Aufgrund ihrer vielfältigen biologischen Aktivitäten hemmen Huminstoffpräparate das Wachstum und die Entwicklung pathogener Mikroorganismen (Bakterien, Schimmel) und schützen so Tiere und Vögel vor toxischen Nebenprodukten, die bei ihren Aktivitäten entstehen. Huminstoffe verbessern die Verdaulichkeit des Futters. Daher tragen sie zur Verdauung und Verfügbarkeit von Spurenelementen und Nährstoffen bei. Infolgedessen erhöhen Huminstoffpräparate die Körpergewichtszunahme bei Tieren erheblich und stärken ihr Immunsystem, wodurch sie widerstandsfähiger gegen verschiedene Krankheiten und widrige Umweltbedingungen sowie gegen die negativen Auswirkungen toxischer Substanzen im Futter werden.

BODENSANIERUNG

Huminstoffe werden verwendet, um die Qualität problematischer Bodenarten wie Lehm- und Sandböden zu verbessern. Huminsäure macht Lehmböden weniger kompakt und besser entwässert, wodurch die Ernteerträge sicherlich steigen. Einer der großen Vorteile der Verwendung von Huminsäure bei Sandböden ist ihre Fähigkeit, die Verdunstung von Wasser zu verlangsamen. Huminsäure erhöht die Wasserspeicherung in Sandböden und reduziert daher die Verdunstung erheblich und verbessert die Verfügbarkeit des Wassers für Pflanzen.

MEDIZINISCHE WISSENSCHAFT UND KOSMETIK

Huminsäuren werden in einigen Arzneimitteln verwendet, um die Widerstandskraft des Körpers gegen verschiedene schädliche Faktoren zu erhöhen. Präparate mit Huminsäuren haben eine hohe antibakterielle Wirkung. Es wurde festgestellt, dass polyphenolische Zusammensetzungen auf der Basis von Huminstoffen antimutagene und antivirale Wirkungen haben.

Für kosmetische Zwecke werden Huminsäuresalze in Sprays, Gesichtsmasken, Peloiden, Peelings, Cremes und Lotionen verwendet. Produkte mit Huminsäure hemmen die Oxidation stark, stellen den Kollagenspiegel wieder her, verbessern die Elastizität und Festigkeit der Haut, stärken die Haarstruktur und stimulieren das Haarwachstum und die Haarerneuerung.