Humikus anyagok eredete, jellemzése és felhasználása az Intagri S mezőgazdaságban
Ing. Francisco Rodríguez Neave
Egyetemi tanár-kutató
Fontosság
A humuszanyagok tanulmányozásának és kezelésének fontossága abban rejlik, hogy mind közvetlenül, mind közvetve nagy hatással vannak a növények növekedésére és fejlődésére. A közvetett hatások a humuszanyagok szerepére utalnak a talaj termékenységének javításában, különösen annak fizikai, kémiai és biológiai tulajdonságaiban. A közvetlen hatások a humuszanyagok termesztett növények általi felszívódásához és az anyagcseréjükben elősegített változásokhoz kapcsolódnak, amelyek végül a növény nagyobb környezeti stresszel szembeni toleranciájában, valamint a növények jobb termelésében és minőségében mutatkozhatnak meg.
A talajban lévő humuszanyagok hozzájárulnak a mikrobiális aktivitás javulásához (baktériumok, gombák és aktinomicéták), ami jobb feltételeket eredményez a gyökerek és következésképpen a növény megtelepedéséhez. Emellett növelik a nedvességmegtartó képességet, növelik az ioncserélő képességet, növelik a mikrotápanyagok elérhetőségét kelátképződés révén, hozzájárulnak a szemcsés szerkezet kialakulásához, elősegítik a mérgező anyagok lebontását vagy inaktiválását, javítják a pufferképességet., többek között.
A humuszanyagokat a növények és a magok képesek felszívni, és beavatkozhatnak anyagcseréjükbe. Ez kedvez a mag csírázásának, a radikális növekedésnek, a tápanyagok felszívódásának.
Forrás
A különböző környezetben kezelt vagy lerakott szerves, növényi és állati hulladékokat, mint például a talaj, a komposzt, a biomemészterek, a tőzeglápok, a mocsarak, a parazsak, lényegében mikrobiális átalakítási folyamatnak vetik alá. Ez a folyamat alapvetően kétféle módon áll, az mineralizációból és a humifikációból, amelyeket az 1. ábra részletez. Az mineralizáció a tápanyagok szerves formájukból a szervetlen formákba történő átjutásból áll, amelyeket a növények felhasználhatnak. A fentiekre példa a nitrogén, amely fehérjék, aminosavak, nukleinsavak, klorofill stb. Formájában lehet szerves hulladékban, olyan vegyületekben, amelyeket a mikroorganizmusok energiaforrásként fogyasztanak, és melléktermékként ammóniát szabadítanak fel. . A humifikáció azon reakciók összessége, amelyek humuszanyagok képződéséhez vezetnek.
A humifikációs folyamatban a leginkább elfogadott magyarázatot az úgynevezett POLIFENOL-ELMÉLET kezeli. Ezt az elméletet nagyobb részletességgel írja le Rodríguez (1991). Ezen elmélet alapján a humuszképződés lépéseit a 2. ábra vázolja fel.
A humuszanyagok fő alkotóelemei a ligninből származó és/vagy mikroorganizmusok által szintetizált kinonok. A kinonok forrásaként a természetben vannak lignin, mikroorganizmusok, növényekben nem kombinált fenolok, glikozidok, tanninok. Közülük a lignin és mikroorganizmusok származékait tanulmányozták a legjobban.
A lignin mikroorganizmusok általi támadásával kapcsolatban a Deuteromycetes csoport mikroszkopikus gombái óriási szerepet játszanak a lignin lebomlásában és a humuszanyagok képződésében.
A polifenolok termelésével megkülönböztethető mikroorganizmusok az aktinomicettek és gombák. A következő példák vannak: a) Stachybotrys atra és S. chartarum 20 különböző fenolt termelt táptalajban; b) az Epicocccum nigrum 24 különböző fenolt szintetizált táptalajban; c) a Hendersonula toruloidea 45 különböző fenol körül képződött, amelyek összekapcsolódva sötét színű polimereket képeznek; d) S. chartarum, amikor 30 g glükózt fogyasztott, olyan biomasszát eredményezett, amelynek 30% -a fenolos vegyület volt. Megfigyelték, hogy amikor sterilizált talajhoz adtak glükózt C-14-gyel és később S. chartarummal inkubálták, fenolokat képeztek C-14-gyel.
A 2. ábrán bemutatott kinonok kondenzálásának utolsó lépésében részt vehetnek amino-vegyületek. Az N-15 jelzésű nitrogénnel végzett kutatások megjelenésével sikerült tisztázni a nitrogén szerepét a humuszanyagok képződésének folyamatában, amelyet az alábbiakban foglalunk össze: a) felgyorsítja a humuszanyagok képződését; b) növeli a képződő humuszanyagok mennyiségét; c) növeli a humuszanyagok biodegradációval szembeni ellenálló képességét.
A nitrogénnek ez a hatása gyakorlati szempontból óriási következményekkel jár, mivel lehetséges: a) felgyorsítani a komposzt képződését egy alacsony minőségű anyagból (szalma, cellulóz), növelve annak műtrágya-értékét nitrogénben; b) kedvez a talajban lévő növényi maradványok humán folyamatának, elsősorban azoknak, amelyeknek magas a C/N aránya, például a szívószálaknak; c) csökken a műtrágyák nitrogénvesztesége, növelve azok hatékonyságát és maradványhatását.
A nitrogén humifikációra gyakorolt hatásának nagysága az alkalmazott nitrogénforrástól függ. A szerves források hatékonyabban növelik a humuszanyagok nitrogéntartalmát, mint a szervetlen források. A szervetlen források a montmorillonit agyag jelenléte miatt fokozzák humuszanyagba való beépülését. A szervetlen forrásból származó ammónia hatékonyabbnak bizonyult a humuszanyagok képződésének növelésében és a bennük lévő nitrogéntartalom emelésében.
A humifikációs folyamatban lévő nitrogén a humuszanyagok részévé válik, kétféle formában: a) szerves vegyületek, főleg amino-vegyületek és b) ammónia. A nitrogén beépülése után a heterociklusos láncban és az oldalláncokban (amino- vagy amino-cukor) helyezkedik el. Az előbbi hosszú távon rendelkezésre áll, míg az oldalláncok É-jét nitrogénforrásnak tekintik a növényi ciklus során.
Az agyagok jelentős szerepet játszanak a humifikációs folyamatban. Ez a hatás oka lehet az agyagnak a mikroorganizmusok aktivitására és populációjára gyakorolt hatása, vagy a humusz prekurzorok polimerizációs folyamatainak katalizálásakor közvetlen hatás.