Фульвокислоти. Будова, склад і утворення фульвокислот

Фульвокислоти (ФК) - це суміш слабких органічних кислот аліфатичного і ароматичного ряду, які розчиняються у воді при всіх pH (кислі, нейтральні та лужні). Їх склад і форма вельми змінні. Молекулярна маса ФК (1 000 - 10 000) менше, ніж ГК, а вміст кисню удвічі вище. Через відносно невеликого розміру молекули ФК можуть легко проникати в корені рослини, стебла і листя, вносячи корисні мікроелементи. Добрива, використовувані у вигляді аерозолів і містять ФК у вигляді хелатів з мікроелементами, на певних стадіях росту рослини можуть бути ефективним засобом збільшення його продуктивності. При фоліарной обробці рослин ФК доставляють мікроелементи до метаболічних ділянках клітин. Вони сумісні з рослиною і, таким чином, не фітотоксичні, коли застосовуються при відносно низьких концентраціях.

Деякі дослідники вважають фульвокислоти найбільш важливою частиною органічної речовини грунту. Однак їх висока розчинність в воді ставить під сумнів можливість їх тривалого існування в природних об'єктах (виключаючи грунтові води). Більш того, встановлено, що ферменти, які здійснюють вуглеводний, азотний і фосфорний обмін, міцно пов'язані з гуміновими кислотами і виділяються з грунту разом з ними, зберігаючи при цьому активність. Саме з гуміновими кислотами пов'язана основна частина гидролитических ферментів. Так активність інвертази в присутності гумінових кислот в 5-6 разів, уреази в 3.5 рази, протеази в 1.5 рази вище, ніж у фульвокислот.

Не так давно Д. Орловим була опублікована робота, що змушує по-новому розглядати цю проблему. Він прийшов до висновку, що в природних об'єктах - грунті, вугіллі, торфі та інших джерелах гумінових речовин - фульвокислот взагалі не існує як самостійної фракції. Ті ФК, які ми визначаємо як частина гумусових речовин, які переходять в розчин при обробці об'єкта (лігніт, торф, грунт) лугами і залишаються в ньому після підкислення розчину до рН 2 для осадження гумінових кислот, утворюються в розчині в результаті аналітичних процедур, що викликають частковий гідроліз високомолекулярних гумінових кислот .

Практично всі експериментальні дані свідчать, що ФК з'являються тільки після лужного або кислотного гідролізу органічної речовини досліджуваних об'єктів в цілому, і гумінових кислот, зокрема. Отже, аналітично визначається зміст фульвокислот свідчить лише про ту чи іншій мірі гідролізуемих природних гумінових кислот незалежно від об'єкта їх отримання.

Подальші дослідження О.С.Якіменко і Ф.В.Уланкіной також призводять до висновку про те, що на освіту фульвокислот не можна виключити впливу гідролізу гумінових кислот в ході лужної екстракції.

Таким чином, роль ФК ми можемо розглядати тільки в тих випадках, коли використовуємо гумінові препарати, одержані шляхом оброблення лігніту або торфу лужними агентами, так як тільки після такої обробки в цих продуктах утворюється суміш гуматів і фульватов лужних металів.

Крім того, ми маємо в своєму розпорядженні поки не опублікованими даними двох незалежних досліджень, проведених Г.А.Калабіним і О.С. Якименко на фрагментах колеоптилей кукурудзи, які показали, що ростостимулюючі активність фульвокислот проявляється тільки в поєднанні з фракцією гумінових кислот . Застосування фульфвокіслотной фракції в чистому вигляді, за їхніми даними, призводить не до стимуляції, а до пригнічення росту.

Тому, обговорюючи механізм впливу гумусових речовин на рослини, надалі ми будемо оперувати поняттям гумінових кислот, припускаючи, що ФК є її невід'ємною частиною.

Крім грунту гумінові кислоти у великій кількості містяться в бурому вугіллі, торфі, сапропелю і деяких інших органічних речовинах.

В грунті гумінові кислоти пов'язані з іншими катіонами, головним чином Ca, Mg, Fe, Al. Тому вони практично нерозчинні в воді, що дозволяє їм накопичуватися, утворюючи певні запаси гумусу, і потім дуже повільно, в міру мінералізації та споживання мікроорганізмами, служити джерелом елементів живлення, стимуляторів росту, ферментів, вітамінів і багатьох інших біологічно активних речовин, необхідних для росту і розвитку рослин.

Для того, щоб гумусові речовини стали доступними рослинам, вони повинні перейти в водорастворимую форму. Цей процес відбувається в присутності лужних металів і деяких інших елементів і сполук з утворенням водорозчинних солей - гуматов.

Гумати – це солі природних гумінових кислот, у яких іон водню карбоксильних і (частково) гідроксильних груп заміщений атомом металу. Природні гумати утворюються в грунті в результаті взаємодії гумінових кислот з іонами металів ґрунтового розчину у вигляді нерозчинних солей. Саме вони визначають її генетичні, екологічні та агрономічні функції. У природних об'єктах, званих каустобиолитов - бурому вугіллі, торфі, сапропелю і деяких типах сланців - вони містяться в досить великих кількостях і служать сировиною для виробництва водорозчинних гуматів лужних металів - гуматов натрію або калію. З усіх гуматов водорозчинними є тільки гумати калію, натрію і амонію. Ці гумати проявляють все позитивні властивості ґрунтових гумусових речовин, але, завдяки високій розчинності в воді, їх біологічна активність зростає на кілька порядків, а природне походження визначає повну екологічну безпеку.

Надалі, використовуючи термін «гумати», ми будемо мати на увазі саме водорозчинні гумати калію, натрію або амонію.