Huminske tvari

Što su huminske tvari?

KAKO SU SE POJAVILE NA NAŠEM PLANETU?

Huminske tvari su složeni organski spojevi koji su prirodno prisutni u tlu, tresetu, oceanima i slatkoj vodi. Nastaju razgradnjom i transformacijom biljnih i životinjskih ostataka tijekom dugih vremenskih razdoblja putem mikrobnih i kemijskih procesa.

Huminske tvari općenito se dijele u tri glavne frakcije na temelju njihove topivosti: huminske kiseline, fulvinske kiseline i humin. Evo kratkog opisa svakog od njih:

Huminske kiseline : To su veće molekule koje su netopljive u vodi pri kiselom pH, ali postaju topive pri višim pH razinama. Huminske kiseline su tamne boje i doprinose tamnoj boji organske tvari tla. Imaju važnu ulogu u strukturi tla, zadržavanju hranjivih tvari i mikrobnoj aktivnosti.
Fulvinske kiseline : Fulvinske kiseline su manje molekule u usporedbi s huminskim kiselinama i topljive su i u kiselim i u alkalnim uvjetima. Obično su žute do svijetlosmeđe boje i pokretljiviji su u tlu i vodenom okolišu. Fulvinske kiseline sudjeluju u transportu hranjivih tvari, keliranju metala i mogu pospješiti rast biljaka.
Humin : Humin je frakcija huminskih tvari koja je netopljiva u kiselim i alkalnim uvjetima. Sastoji se od vrlo velikih i složenih molekula koje su otporne na mikrobnu razgradnju. Humin doprinosi strukturi i stabilnosti tla.

Huminske tvari poznate su po svojim blagotvornim učincima na plodnost tla, rast biljaka i zdravlje okoliša. Oni mogu poboljšati strukturu tla, povećati dostupnost hranjivih tvari biljkama, potaknuti aktivnost mikroba i povećati sposobnost zadržavanja vode u tlu. Dodatno, huminske tvari mogu pomoći u ublažavanju učinaka stresa iz okoliša na biljke i pridonijeti cjelokupnom zdravlju i održivosti tla.

Što su huminske tvari?

Huminske tvari, uključujući huminske kiseline, fulvinske kiseline i humin, pojavile su se na našem planetu kroz prirodni proces koji uključuje razgradnju i transformaciju organske tvari tijekom milijuna godina.

Evo općeg objašnjenja kako su nastali:

Akumulacija organske tvari : Tijekom geoloških vremenskih skala, biljni i životinjski ostaci (kao što su lišće, drvo, korijenje i ostaci životinja) nakupljaju se u kopnenom i vodenom okolišu.
Mikrobna razgradnja : Mikroorganizmi, uključujući bakterije i gljivice, igraju ključnu ulogu u razgradnji ove organske tvari kroz procese poput razgradnje i raspadanja. Ovaj proces oslobađa spojeve koji sadrže ugljik u okoliš.
Kemijska transformacija : Kako se organska tvar razgrađuje, različite kemijske reakcije odvijaju se pod određenim uvjetima okoline (kao što su temperatura, pH i dostupnost kisika). Ove reakcije dovode do stvaranja humusnih tvari.
Proces humifikacije : Humifikacija je proces kojim se složene organske molekule transformiraju u huminske tvari. Tijekom humifikacije jednostavnije organske molekule polimeriziraju se i kondenziraju u veće, složenije strukture karakteristične za huminske tvari.
Čimbenici okoliša : čimbenici kao što su klima, tip tla, vegetacija i kemijski sastav vode utječu na vrstu i sastav stvorenih humusnih tvari. Na primjer, različiti uvjeti u tresetnim močvarama, tlima i morskim sedimentima dovode do varijacija u svojstvima humusnih tvari.

Sve u svemu, humusne tvari rezultat su dugotrajnog prirodnog procesa koji uključuje razgradnju, mikrobnu aktivnost i kemijsku transformaciju organske tvari u Zemljinim ekosustavima. Rasprostranjeni su u tlu, sedimentima i vodenim tijelima, pridonoseći bitnim funkcijama u kruženju hranjivih tvari, plodnosti tla i stabilnosti okoliša

Kako su se pojavile na našem planetu?

Ova funkcija uključuje akumulaciju kemijskih elemenata i energije potrebne živim organizmima. Praktično, to znači da su humusne tvari odgovorne za održavanje života tla i vodene biote. Budući da ove tvari ostaju stabilne dulje vrijeme, jamče kontinuiranu opskrbu biljaka i mikroorganizama energijom i građevinskim materijalima. Nije slučajno da su se tamno siva i crna tla tradicionalno smatrala plodnim i nazivala (iako ne uvijek ispravno) černozemom (na ruskom) ili crnicom. To su humusne tvari koje takvim tlima daju boju.
Odgovoran je za stvaranje geokemijskih tokova mineralnih i organskih tvari, uglavnom u vodenom okolišu, zbog stvaranja stabilnih, ali relativno lako topljivih kompleksnih spojeva huminskih kiselina s metalnim kationima i hidroksidima. Transportna funkcija je u određenoj mjeri u sukobu s akumulacijskom funkcijom, jer su njihovi rezultati izravno suprotni jedni drugima. Međutim, ova nedosljednost u djelovanju osigurava različite učinke humusnih tvari na mineralne komponente tla i stijena.
Ova funkcija kombinira mnoge različite pojave i procese i odnosi se na tlo, vodu i druga prirodna tijela. Regulacijska funkcija humusnih tvari može se podijeliti u nekoliko ključnih komponenti:
* formiranje strukture i hidrofizička svojstva tla (zbog 1. funkcije);
** regulacija reakcija ionske izmjene između krute i tekuće faze (2. funkcija);
*** učinak na acidobazne i redoks uvjete;
**** regulacija prehrambenih uvjeta živih organizama promjenom topljivosti mineralnih komponenti (kombinacija 1. i 2. funkcije);
***** regulacija toplinskih uvjeta tla i atmosfere, uključujući efekte staklenika.
Ova funkcija uključuje sposobnost humusnih tvari da vežu toksične i radioaktivne elemente, kao i spojeve koji štetno utječu na prirodni okoliš u spojeve koji su nepokretni ili teško disociraju. Konkretno, huminske tvari mogu sadržavati neke pesticide, ugljikohidrate i fenole. Zaštitna funkcija humusnih tvari je tolika da tla bogata tim tvarima mogu u potpunosti spriječiti ulazak iona olova i drugih otrovnih tvari u podzemne vode.
Mnogi istraživači su otkrili da različite huminske tvari, posebice huminske kiseline i njihove soli, mogu potaknuti klijanje sjemena, pospješiti disanje biljaka i povećati produktivnost stoke i peradi. Štoviše, pokazalo se da neki huminski pripravci inhibiraju rast malignih tumora i povećavaju otpornost organizma na različite upalne procese.
Pripravci na bazi huminskih kiselina koriste se u ratarstvu, hortikulturi, stočarstvu, medicini, građevinarstvu, bušenju, zaštiti okoliša, melioraciji i obnovi zemljišta.

Najvažnije funkcije humata:

Huminske kiseline imaju različito djelovanje: aktiviraju bioenergetske procese, potiču metabolizam i sintetske procese, poboljšavaju apsorpciju hranjivih tvari kroz plazmatsku membranu, jačaju enzimske sustave i poboljšavaju adaptivna svojstva živog organizma.
Zbog svoje sposobnosti kompleksiranja i sorpcijske aktivnosti, huminske kiseline mogu se koristiti za pretvaranje teških metala u netopljive spojeve na tlima onečišćenim tim metalima.

Leonarditi su organski materijali koji još nisu dosegli stadij ugljena. Od lignita se razlikuju po višem stupnju oksidacije u procesu ugljenizacije (močvara > treset > ugljen), većem sadržaju huminske kiseline i većem broju karboksilnih skupina.

Komercijalna proizvodnja leonardita dramatično je porasla od otkrića visokih razina huminske kiseline u sloju lignita. Leonarditi su rezultat procesa humifikacije koji je trajao do 70 milijuna godina. Za razliku od drugih organskih izvora huminske kiseline, leonarditi su visoko bioaktivni zbog svoje molekularne strukture – do pet puta više od uobičajenih humusnih komponenti. Dakle, jedan kilogram leonardita odgovara otprilike pet kilograma drugih organskih izvora huminske kiseline. Leonardit nije gnojivo. Djeluje kao kondicioner tla, biokatalizator i biostimulans za biljke. U usporedbi s drugim organskim proizvodima, Leonardit posebno potiče rast biljaka (proizvodnju biomase) i plodnost tla.

Još jedna prednost Leonardita je njegovo dugotrajno djelovanje. Razgrađuje se sporije od npr. stajnjaka, komposta ili treseta jer sadrži više organske tvari koja je i otpornija na razlagače.

Mrki ugljen je fosilno gorivo, fosilni ugljen druge faze metamorfizma (srednja karika između lignita i bituminoznog ugljena), proizveden iz lignita ili izravno iz treseta. Postoje meke, zemljane, mutne, lignitne i tvrde vrste ovog ugljena. U pogledu materijalnog sastava, velika većina smeđih ugljena klasificirana je kao huminiti. Sastoji se od ugljika, kisika, vodika, dušika i mnogih drugih manjih komponenti.

U prapovijesnoj travi ili tresetištu biljke su uzimale ugljični dioksid iz atmosfere i koristile sunčevu energiju za proizvodnju biomase. S druge strane, te su biljke konzumirali kukci i kralješnjaci. Ugljik sadržan u mrtvim biljkama i životinjama vraćao se u prirodni okoliš i taložio na dnu močvara. Tijekom milijuna godina, organska tvar se akumulirala i sabijala u slojevita naslaga u Zemljinoj kori.

Primjena humata:

RATARSTVO

Humati čine biljke otpornijima na mraz i sušu. Humati su najučinkovitiji za usjeve sa slabo razvijenim korijenovim sustavom, kao što su jara pšenica, ječam, zob, riža, heljda i krumpir. Razvoj korijenskog sustava potiče biljke na apsorpciju vlage i kisika, kao i ishranu tla. Primjenom u korijenskom sustavu pripravak pospješuje sintezu aminokiselina, šećera, vitamina i organskih kiselina. Povećava metabolizam između korijena i tla. Organske kiseline koje ispušta korijen (ugljena, jabučna i dr.) snažno utječu na tlo, povećavajući dostupnost hranjivih tvari i elemenata u tragovima.

UZGOJ STOKE

Korištenje humata ubrzava rast, smanjuje morbiditet i povećava otpornost organizma životinja na nepovoljne uvjete okoline. Zbog svog širokog spektra biološkog djelovanja, huminski pripravci inhibiraju rast i razvoj patogenih mikroorganizama (bakterija, plijesni), štiteći tako životinje i ptice od toksičnih nusproizvoda koji nastaju tijekom njihovog djelovanja. Humati poboljšavaju probavljivost hrane. Stoga pridonose probavi i dostupnosti elemenata u tragovima i hranjivih tvari. Kao rezultat, huminski pripravci značajno povećavaju prirast tjelesne težine životinja i jačaju njihov imunološki sustav, čineći ih otpornijima na razne bolesti i nepovoljne uvjete okoline, kao i na negativne učinke toksičnih tvari u hrani.

OBNOVA TLA

Humati se koriste za poboljšanje kvalitete problematičnih vrsta tla, kao što su glinena i pjeskovita tla. Huminska kiselina čini glinasta tla manje zbijenim i bolje dreniranim, čime se sigurno povećavaju prinosi usjeva. Jedna od velikih prednosti korištenja huminske kiseline s pjeskovitim tlima je njezina sposobnost usporavanja isparavanja vode. Huminska kiselina povećava zadržavanje vode u pjeskovitim tlima i stoga značajno smanjuje isparavanje i poboljšava njezinu dostupnost za biljke

MEDICINSKA ZNANOST I KOZMETOLOGIJA

Huminske kiseline se koriste u nekim lijekovima koji povećavaju otpornost organizma na različite štetne čimbenike. Pripravci s huminskim kiselinama imaju visoko antibakterijsko djelovanje. Utvrđeno je antimutageno i antivirusno djelovanje polifenolnih pripravaka na bazi huminskih tvari.

U kozmetičke svrhe soli huminskih kiselina koriste se u sprejevima, maskama za lice, peloidima, pilinzima, kremama i losionima. Proizvodi koji sadrže humusne tvari snažno inhibiraju oksidaciju, obnavljaju razinu kolagena, poboljšavaju elastičnost i čvrstoću kože, jačaju strukturu kose te potiču rast i obnovu kose.