Cosa sono le sostanze umiche?
COME SONO APPARITI SUL NOSTRO PIANETA?
Le sostanze umiche sono composti organici complessi naturalmente presenti nel suolo, nella torba, negli oceani e nell'acqua dolce. Si formano dalla decomposizione e trasformazione di residui vegetali e animali nel corso di lunghi periodi di tempo attraverso processi microbici e chimici.
Le sostanze umiche sono generalmente divise in tre frazioni principali in base alla loro solubilità: acidi umici, acidi fulvici e umina. Ecco una breve descrizione di ciascuno:
Acidi umici : queste sono le molecole più grandi che sono insolubili in acqua a pH acido ma diventano solubili a livelli di pH più elevati. Gli acidi umici sono di colore scuro e contribuiscono al colore scuro della materia organica del suolo. Svolgono un ruolo importante nella struttura del suolo, nella ritenzione dei nutrienti e nell'attività microbica.
Acidi fulvici : gli acidi fulvici sono molecole più piccole rispetto agli acidi umici e sono solubili sia in condizioni acide che alcaline. Sono tipicamente di colore dal giallo al marrone chiaro e sono più mobili nel suolo e negli ambienti acquatici. Gli acidi fulvici sono coinvolti nel trasporto dei nutrienti, nella chelazione dei metalli e possono migliorare la crescita delle piante.
Umina : l'umina è la frazione di sostanze umiche insolubile sia in condizioni acide che alcaline. È costituito da molecole molto grandi e complesse resistenti alla degradazione microbica. L'umino contribuisce alla struttura e alla stabilità del suolo.
Le sostanze umiche sono note per i loro effetti benefici sulla fertilità del suolo, sulla crescita delle piante e sulla salute dell’ambiente. Possono migliorare la struttura del suolo, aumentare la disponibilità di nutrienti per le piante, promuovere l’attività microbica e migliorare la capacità di ritenzione idrica nel suolo. Inoltre, le sostanze umiche possono aiutare a mitigare gli effetti degli stress ambientali sulle piante e contribuire alla salute e alla sostenibilità generale del suolo.
Cosa sono le sostanze umiche?
Le sostanze umiche, inclusi gli acidi umici, gli acidi fulvici e l'umina, sono apparse sul nostro pianeta attraverso un processo naturale che coinvolge la decomposizione e la trasformazione della materia organica nel corso di milioni di anni.
Ecco una spiegazione generale di come si sono formati:
Accumulo di materia organica : su scala temporale geologica, residui vegetali e animali (come foglie, legno, radici e resti di animali) si accumulano negli ambienti terrestri e acquatici.
Decomposizione microbica : i microrganismi, inclusi batteri e funghi, svolgono un ruolo chiave nella scomposizione di questa materia organica attraverso processi come la decomposizione e il decadimento. Questo processo rilascia composti contenenti carbonio nell’ambiente.
Trasformazione chimica : man mano che la materia organica si decompone, si verificano varie reazioni chimiche in condizioni ambientali specifiche (come temperatura, pH e disponibilità di ossigeno). Queste reazioni portano alla formazione di sostanze umiche.
Processo di umificazione : l'umificazione è il processo mediante il quale molecole organiche complesse vengono trasformate in sostanze umiche. Durante l'umificazione, le molecole organiche più semplici vengono polimerizzate e condensate in strutture più grandi e complesse caratteristiche delle sostanze umiche.
Fattori ambientali : fattori quali il clima, il tipo di suolo, la vegetazione e la chimica dell'acqua influenzano il tipo e la composizione delle sostanze umiche formate. Ad esempio, condizioni diverse nelle torbiere, nei suoli e nei sedimenti marini portano a variazioni nelle proprietà delle sostanze umiche.
Nel complesso, le sostanze umiche sono il risultato di un processo naturale a lungo termine che coinvolge la decomposizione, l'attività microbica e la trasformazione chimica della materia organica negli ecosistemi terrestri. Sono diffusi nel suolo, nei sedimenti e nei corpi idrici e contribuiscono a funzioni essenziali nel ciclo dei nutrienti, nella fertilità del suolo e nella stabilità ambientale.
Come sono comparsi sul nostro pianeta?
Questa funzione comporta l'accumulo di elementi chimici ed energia necessari agli organismi viventi. In pratica, ciò significa che le sostanze umiche sono responsabili del supporto vitale del suolo e del biota acquatico. Poiché queste sostanze rimangono stabili per lungo tempo, garantiscono la fornitura continua di energia e materiali da costruzione a piante e microrganismi. Non è un caso che i terreni grigio scuro e neri siano tradizionalmente considerati fertili e chiamati (anche se non sempre correttamente) chernozem (in russo) o terra nera. Queste sono sostanze umiche che conferiscono il colore a tali terreni.
È responsabile della generazione di flussi geochimici di sostanze minerali e organiche, principalmente in ambienti acquatici, dovuti alla formazione di composti complessi stabili ma relativamente facilmente solubili di acidi umici con cationi metallici e idrossidi. La funzione di trasporto è in una certa misura in conflitto con la funzione di accumulazione, poiché i loro risultati sono direttamente opposti tra loro. Tuttavia, questa incoerenza nell'azione fornisce diversi effetti delle sostanze umiche sui componenti minerali dei suoli e delle rocce.
Questa funzione combina molti fenomeni e processi diversi e si riferisce al suolo, all'acqua e ad altri corpi naturali. La funzione regolatrice delle sostanze umiche può essere suddivisa in diverse componenti chiave:
* formazione della struttura e delle proprietà idrofisiche dei suoli (dovuta alla 1a funzione);
** regolazione delle reazioni di scambio ionico tra fase solida e fase liquida (2a funzione);
*** effetto sulle condizioni acido-base e redox;
**** regolazione delle condizioni nutrizionali per gli organismi viventi modificando la solubilità dei componenti minerali (combinazione della 1a e 2a funzione);
***** regolazione delle condizioni termiche del suolo e dell'atmosfera, compresi gli effetti serra.Questa funzione implica la capacità delle sostanze umiche di legare elementi tossici e radioattivi, nonché composti che influenzano negativamente l'ambiente naturale in composti immobili o difficili da dissociare. In particolare, le sostanze umiche possono incorporare alcuni pesticidi, carboidrati e fenoli. La funzione protettiva delle sostanze umiche è così grande che i terreni ricchi di queste sostanze possono impedire completamente l'ingresso di ioni di piombo e di altre sostanze tossiche nelle acque sotterranee.
Molti ricercatori hanno scoperto che varie sostanze umiche, in particolare gli acidi umici e i loro sali, possono stimolare la germinazione dei semi, migliorare la respirazione delle piante e aumentare la produttività di bovini e pollame. Inoltre, è stato dimostrato che alcuni preparati umici inibiscono la crescita di tumori maligni e aumentano la resistenza degli organismi a vari processi infiammatori.
I preparati a base di acidi umici vengono utilizzati nella produzione agricola, nell'orticoltura, nell'allevamento del bestiame, nella medicina, nell'edilizia, nella perforazione, nella protezione dell'ambiente, nella bonifica e nel ripristino dei terreni.
Le funzioni più importanti degli umati:
Gli acidi umici hanno una varietà di azioni: attivano processi bioenergetici, stimolano il metabolismo e i processi sintetici, migliorano l'assorbimento dei nutrienti attraverso la membrana plasmatica, rafforzano i sistemi enzimatici e migliorano le proprietà adattative di un organismo vivente.
Grazie alla loro capacità di complessazione e attività di assorbimento, gli acidi umici possono essere utilizzati per convertire i metalli pesanti in composti insolubili su terreni contaminati da questi metalli.
Applicazioni degli umani:
Agricoltura
Gli umani rendono le piante più resistenti al gelo e alla siccità. Gli umani sono più efficaci per le colture con un apparato radicale poco sviluppato, come il grano primaverile, l'orzo, l'avena, il riso, il grano saraceno e le patate. Lo sviluppo del sistema radicale stimola l'assorbimento di umidità e ossigeno da parte delle piante, nonché la nutrizione del suolo. Se applicato nell'apparato radicale, il preparato favorisce la sintesi di aminoacidi, zuccheri, vitamine e acidi organici. Aumenta il metabolismo tra radici e terreno. Gli acidi organici rilasciati dalle radici (carbone, malico, ecc.) influenzano fortemente il terreno, aumentando la disponibilità di nutrienti e oligoelementi.
ALLEVAMENTO DI BESTIAME
L'uso degli umani accelera la crescita, riduce la morbilità e aumenta la resistenza del corpo animale alle condizioni ambientali avverse. Grazie alla loro vasta gamma di attività biologiche, i preparati umici inibiscono la crescita e lo sviluppo di microrganismi patogeni (batteri, muffe), proteggendo così animali e uccelli dai sottoprodotti tossici prodotti durante le loro attività. Gli umani migliorano la digeribilità del mangime. Pertanto, contribuiscono alla digestione e alla disponibilità di oligoelementi e sostanze nutritive. Di conseguenza, i preparati umici aumentano significativamente l’aumento di peso corporeo negli animali e rafforzano il loro sistema immunitario, rendendoli più resistenti a varie malattie e condizioni ambientali avverse, nonché agli effetti negativi delle sostanze tossiche presenti nei mangimi.
RIPRISTINO DEL SUOLO
Gli umati vengono utilizzati per migliorare la qualità di tipi di terreno problematici, come quelli argillosi e sabbiosi. L’acido umico rende i terreni argillosi meno compatti e meglio drenati, aumentando sicuramente la resa dei raccolti. Uno dei grandi vantaggi derivanti dall’utilizzo dell’acido umico con terreni sabbiosi è la sua capacità di rallentare l’evaporazione dell’acqua. L'acido umico aumenta la ritenzione idrica nei terreni sabbiosi e, quindi, riduce significativamente l'evaporazione e ne migliora la disponibilità per le piante
SCIENZA MEDICA E COSMETOLOGIA
Gli acidi umici sono utilizzati in alcuni medicinali che aumentano la resistenza del corpo a vari fattori avversi. I preparati con acidi umici hanno un'elevata attività antibatterica. È stato riscontrato che composizioni polifenoliche a base di sostanze umiche hanno effetti antimutageni e antivirali.
Per scopi cosmetici, i sali degli acidi umici vengono utilizzati in spray, maschere facciali, peloidi, scrub, creme e lozioni. I prodotti contenenti sostanze umiche inibiscono fortemente l'ossidazione, ripristinano i livelli di collagene, migliorano l'elasticità e la compattezza della pelle, rafforzano la struttura del capello e stimolano la crescita e il rinnovamento dei capelli.