Materia humică - biologie

Substanțe humice sunt substanțe moleculare ridicate ale solului humus, care au o structură macromoleculară neuniformă (amorfă). Ele pot fi descrise ca primul produs structural stabil, de culoare închisă, realizat din materia unei ființe vii moarte. [1]

Deși structura chimică a macromoleculelor nu poate fi determinată în cea mai mare parte, structura de bază poate fi recunoscută. Substanțele humice constau din nuclee, punți și grupuri laterale reactive. Benzenul, indolul, pirolul, naftalina, piridina, chinolina sau furanul se găsesc adesea ca nuclee. În principal oxigenul, azotul, carbonul, hidrocarburile simple sau carboxamidele secundare acționează ca punți. Grupurile laterale sunt în esență grupări carboxi, carbonil, metoxi, amino și hidroxil. [2] În ceea ce privește structura lor chimică, substanțele humice pot fi descrise doar statistic, deoarece formează un amestec de substanțe care se schimbă de la loc la loc și de la sezon la sezon. [3]

Clasificare

Humine: substanțe insolubile
Acizi fulvici: sunt ușor solubili în acid și bazic
Acizi humici: sunt solubili în alcaline și sunt utilizați, de exemplu, pentru a lega metalele grele

Împărtășește în soluri

Substanțele humice sunt prezente în diferite proporții, în funcție de sol:

Soluri arabile: 1-2%
Pământ negru: 2-7%
Pajiști: aproximativ 10%
soluri bogate: 10–20%

Proprietăți ecologice

Sursa de hrana

Datorită greutății lor moleculare ridicate, substanțele humice sunt greu de descompus. Degradarea are loc de obicei cometabolic (vezi și efectul de amorsare) și în condiții aerobe. Cometabolic înseamnă că substanțele humice nu sunt utilizate ca singură sursă de carbon, ci pot servi doar la furnizarea de substanțe nutritive (în principal azot, sulf, fosfor). Microorganismele care descompun substanțele humice sunt, de exemplu, Actinomycetes, Streptomycetes, Pseudomonas și ciuperci, cum ar fi ciupercile sau Penicillium (vezi Penicillin).

Efect asupra plantelor

În testele de laborator, se poate observa adesea o promovare a creșterii plantelor de către substanțe humice. Acest lucru este atribuit următoarelor cauze:

capacitate mare de schimb de cationi a substanțelor humice (disponibilitate bună a cationilor)
Livrarea de substanțe nutritive (azot, sulf, fosfor) prin mineralizare
Modificări fiziologice - substanțele humice au un efect asemănător hormonilor (deși nu este clar dacă substanțele humice în sine au un efect asemănător hormonilor sau dacă hormonii sunt adsorbiți pe suprafețele lor)
Sprijină absorbția micronutrienților precum fierul și cuprul
Detoxifierea metalelor, în special a aluminiului

Efect asupra enzimelor solului

Substanțele humice inhibă activitatea enzimelor solului prin inhibiție competitivă sau alosterică. Acest lucru întârzie conversia substraturilor.

Efect asupra animalelor acvatice

Investigații asupra viermilor rotunzi Caenorhabditis elegans au arătat că substanțele umice exercită stres chimic, care, totuși, poate avea efecte pozitive asupra organismului dacă nu este prea puternic. Animalele expuse unor substanțe humice dobândesc rezistențe multiple la stres, care pot avea chiar un efect de prelungire a vieții.

La embrioni și pești tineri, cum ar fi cei de la coada sabiei, adăugarea preparatului de substanță humică HS 1500 a îmbunătățit creșterea în greutate și creșterea în dimensiune. În plus, populațiile studiate au dezvoltat predominant tineri de sex feminin, astfel încât se poate presupune un potențial estrogenic al substanțelor humice. [3]