Czym są kwasy humusowe?

Kwasy humusowe to ogólna nazwa wszystkich rozpuszczalnych kwasów organicznych naturalnie występujących w glebie. Nie jest to więc pojedyncza cząsteczka, ale duża rodzina związków o wspólnych właściwościach. Charakteryzują się one bardziej procesem ekstrakcji niż jakąkolwiek konkretną strukturą. Istnieją miliony cząsteczek znanych jako kwasy humusowe, z których wszystkie składają się zasadniczo z węgla, wodoru i azotu, z niewielkimi ilościami siarki i fosforu. Są one zbudowane wokół łańcuchów węglowych, na których osadzone są grupy dwuskładnikowe z miejscami o ładunku ujemnym. Mogą również mieć hydrofilowe i hydrofobowe zakończenia. To właśnie ta różnorodność miejsc aktywnych sprawia, że są one tak cenne.

Łatwo zrozumieć, dlaczego nie wszystkie źródła humusu są sobie równe. Wśród tych tysięcy różnych cząsteczek, niektóre są wyraźnie bardziej aktywne niż inne. Niektórzy badacze postrzegają je jako zbiór aglomerowanych cząsteczek, a nie jako całość. Jest to sposób patrzenia na rzeczy, który dobrze odzwierciedla sposób działania cząsteczek kwasu humusowego. Każda część cząsteczki oddziałuje w różny sposób ze środowiskiem, glebą i korzeniami roślin.

Ekstrakcja

Każdy rozłożony materiał organiczny może być użyty do ekstrakcji. Na przykład węgiel, będący pochodzenia roślinnego, zawiera kwasy humusowe, szczególnie węgiel brunatny, który jest węglem niskiej jakości. Jednak najczęstszym źródłem, z którego pochodzi zdecydowana większość produktów na rynku, jest leonardyt, który ma najwyższy poziom kwasu humusowego w porównaniu do wszystkich innych źródeł, takich jak torf, kompost lub gleba.

O leonardycie można myśleć jak o węglu, który nie został całkowicie przekształcony. Materia organiczna rozpoczęła swój rozkład w warunkach dość podobnych do torfu, a następnie została pogrzebana przez procesy geologiczne, ale nie została poddana ciśnieniu i ciepłu wymaganym do zakończenia transformacji. Z wyglądu przypomina węgiel, miękką, czarną lub brązową skałę występującą w połączeniu z węglem brunatnym.

Złoża znajdują się zazwyczaj na niewielkich głębokościach, w płytkich warstwach. Kopalnie leonardytu znajdują się w wielu krajach. W Europie jest ich wiele: Hiszpania, Niemcy, Węgry, Ukraina i kraje skandynawskie, by wymienić tylko kilka najważniejszych.

Producenci nie informują o szczegółach procesu ekstrakcji, ale zasada pozostaje taka sama. Z uwagi na to, że kwas humusowy jest rozpuszczalny w zasadach, ekstrakcję przeprowadza się przy użyciu silnej zasady, zazwyczaj wodorotlenku potasu (KOH). Pozostawia to znaczną ilość potasu w roztworze. Aby uzyskać kwas humusowy (uwaga na liczbę pojedynczą) w postaci stałej, wystarczy zakwasić roztwór. Kwas zostanie osadzony, tworząc sól humusową potasu.

Ten proces ekstrakcji jest bardziej złożony niż powyższy opis i obejmuje szereg etapów m.in. filtrację, oczyszczanie itp. Od kilku lat kwasy humusowe są również ekstrahowane z drewna iglastego i odpadów tartacznych np. z topoli. Istnieje niewiele operacji tego typu, ponieważ zgłoszono niewiele patentów na ten rodzaj ekstrakcji. Produkt końcowy nie może być tak naprawdę nazywany kwasami humusowymi, mimo że ma wszystkie właściwości kwasów humusowych. Istnieje np. lignohumat, mocno skoncentrowany preparat humusowy. Proces jego ekstrakcji jest zróżnicowany i wykorzystuje między innymi ciepło, ciśnienie i obróbkę mechaniczną, ale szczegóły procesu są chronione patentami.

Niezależnie od źródła lub zastosowanej techniki, z ekstrakcji wyłaniają się trzy frakcje: kwas humusowy, ulmowy i fulwowy o bardzo różnych masach cząsteczkowych. Skala wagowa jest ogromna, największe cząsteczki we frakcji humusowej są 10 razy większe niż te we frakcji fulwowej. Humaty, ulmaty i fulwaty odnoszą się do soli tych kwasów.

Kwas humusowy

Tym razem w liczbie pojedynczej, ponieważ odnosi się do najcięższej frakcji kwasów humusowych. Termin kwasy humusowe (liczba mnoga) jest używany do określenia wszystkich trzech składników, podczas gdy kwas humusowy (liczba pojedyncza) jest używany do określenia najcięższej frakcji. Ta tożsamość nazwy jest źródłem nieporozumień dla wielu osób. Składa się z długich łańcuchów cząsteczek o wysokiej masie cząsteczkowej (10 000 do 20 000 g/mol), w kolorze od ciemnobrązowego do czarnego. W postaci płynnej zawsze występuje w roztworze zasadowym, często o wysokim pH, który również ma czarny kolor. Jest to najcięższy z całej rodziny, co nadaje mu inne właściwości niż fulwom, które są znacznie lżejsze. Znacznie lepiej używać go w glebie lub bioponice (nawóz organiczny w hydroponice). Oprócz dobrego nawozu, dodanie kwasu humusowego jest najlepszą rzeczą, jaką można zrobić, aby wzmocnić glebę.

Kwas ulmowy/hymatomel

O średniej wadze, frakcja ta o dziwo nie wykazuje żadnego działania na rośliny i dlatego nie jest stosowana samodzielnie.

Kwas fulwowy

Jest to tak naprawdę drugi koniec rodziny, o masie cząsteczkowej od 2000 do 8000 g/mol. Są to łańcuchy znacznie mniejszych cząsteczek. W postaci płynnej ma barwę od jasnożółtej do bardzo jasnobrązowej. W postaci proszku jest bardziej pomarańczowo-żółty lub nawet jasnobrązowy. Jego niewielki rozmiar oznacza, że jest łatwo wchłaniany przez korzenie lub aparaty szparkowe. To właśnie tej frakcji najlepiej używać w hydroponice lub podłożu kokosowym. Warto go również użyć jako sprayu dolistnego. Mówiąc prościej, kwas humusowy działa bardziej na glebę, nawet jeśli zachodzą bezpośrednie interakcje z korzeniami, podczas gdy kwas fulwowy działa bardziej na roślinę, ale również wchodzi w interakcje z glebą.

Działanie kwasów humusowych

Działanie fizyczne

Gleba bogata w humus jest lekka, elastyczna, napowietrzona i wilgotna; jest niewyczerpanym źródłem cząsteczek użytecznych dla roślin i doskonałym środowiskiem dla korzeni wielu gatunków. Kwasy humusowe modyfikują i ulepszają glebę, przy czym kwas humusowy jest bardziej trwały niż kwas fulwowy. Zwiększają zdolność zatrzymywania wody i napowietrzanie. Na przykład, mogą rozbijać gliniastą glebę, tworząc kanały, przez które może przenikać woda. „Utrwalają glebę” i zmniejszają ryzyko erozji.

Działanie chemiczne

To dzięki kwasom humusowym nieorganiczne sole mineralne mogą pozostać w strefie korzeniowej, zamiast być wypłukiwane przy pierwszym podlewaniu. Zatrzymują pierwiastki i przekształcają inne, czyniąc je przyswajalnymi przez rośliny, uczestnicząc w ten sposób w rozkładzie materii organicznej. Dzięki tym działaniom modyfikują również glebę. Zwiększają przepuszczalność błon komórkowych, co poprawia wchłanianie jonów składników odżywczych. Mają wpływ na temperaturę gleby i spowalniają parowanie, co jest kolejnym sposobem na utrzymanie wilgotności gleby. Kwasy humusowe mają wysoką zdolność wymiany kationów, są to środki chelatujące, które poprawiają zdolność buforowania gleby. Chelat, słowo oznaczające z greki zacisk, to długa cząsteczka organiczna, która działa jak zacisk, sekwestrując jony metali. Zatrzymują lub uwalniają te jony w zależności od pH, zapewniając jego stabilność: jest to efekt buforowania. Jednocześnie zapewniając roślinom rezerwę pokarmową, chelatują również toksyczne metale z gleby, zapewniając, że nie zostaną one wchłonięte przez uprawy.

Działanie biologiczne

Kwasy humusowe mają wiele interakcji z roślinami, zaczynając od samego początku cyklu, ponieważ stymulują kiełkowanie. Dobrym jest moczenie nasion w roztworze kwasu fulwowego przez kilkanaście godzin, co znacznie zwiększa szybkość kiełkowania.

Osobiście jednak uważam, że głównym działaniem jest stymulacja wzrostu w strefie korzeniowej, co jest przecież tak ważne na początku życia rośliny. Nie tylko zwiększają masę korzeni, ale także poprawiają ich jakość, zachęcając do namnażania chłonnych włośników. Jednocześnie przyspieszają podział komórek, co przyspiesza wzrost. W dalszej części cyklu zwiększają zawartość witamin w roślinie i ogólnie poprawiają reakcję rośliny na stres abiotyczny. Jednocześnie stymulują aktywność drobnoustrojów i zachęcają do namnażania się pożytecznych mikroorganizmów.

Cenię molekuły, które uważam za najlepszych sprzymierzeńców growera, zarówno w glebie, jak i w uprawie hydroponicznej. Przez długi czas myślałem, że wystarczy użyć naprawdę dobrego nawozu, aby zobaczyć spektakularne rezultaty. Dopiero gdy zacząłem stosować humusy, zmieniłem zdanie. Obecnie korzystam z wielu naturalnych sprzymierzeńców, które oferuje nam natura, ale ze względu na różnorodne działanie i niewielką cenę, kwasy humusowe pozostają na szczycie listy.

Przeczytaj na Soft Secrets także o:

Grzyb Beauveria bassiana w uprawie konopi

Degeneracja klonalna

Erozja źródłem życia