Kwasy fulwowe. Budowa, skład i powstawanie kwasów fulwowych

Kwasy fulwowe (KF) jest mieszaniną słabych kwasów organicznych szeregu alifatycznego i aromatycznego, rozpuszczalnych w wodzie w każdym pH (kwaśnym, obojętnym i zasadowym). Ich skład i forma są bardzo zróżnicowane. Masa cząsteczkowa FA (1000 - 10 000) jest mniejsza niż HA, a zawartość tlenu jest dwukrotnie wyższa. Ze względu na stosunkowo mały rozmiar cząsteczki FA mogą łatwo przenikać do korzeni, łodyg i liści roślin, wprowadzając przydatne pierwiastki śladowe. Nawozy stosowane w postaci aerozoli zawierające FA w postaci chelatów z mikroelementami mogą być skutecznym środkiem zwiększania produktywności roślin w określonych fazach wzrostu roślin. Podczas dokarmiania roślin FA dostarcza mikroelementy do miejsc metabolicznych komórek. Są kompatybilne z rośliną, a zatem nie są fitotoksyczne, gdy są stosowane w stosunkowo niskich stężeniach.

Niektórzy badacze uważają kwasy fulwowe za najważniejszą część materii organicznej gleby. Jednak ich wysoka rozpuszczalność w wodzie stawia pod znakiem zapytania możliwość ich długotrwałego istnienia w obiektach przyrodniczych (z wyłączeniem wód podziemnych). Ponadto ustalono, że enzymy realizujące metabolizm węglowodanów, azotu i fosforu są silnie związane z kwasami huminowymi i wraz z nimi są uwalniane z gleby, przy zachowaniu ich aktywności. To właśnie z kwasami huminowymi związana jest główna część enzymów hydrolitycznych. Tak więc aktywność inwertazy w obecności kwasów huminowych jest 5-6 razy większa, ureazy 3,5 razy, proteazy 1,5 razy większa niż kwasów fulwowych.

Nie tak dawno D. Orłow opublikował pracę, która każe nam spojrzeć na ten problem w nowy sposób. Doszedł do wniosku, że w obiektach przyrodniczych - glebie, węglu, torfie i innych źródłach substancji humusowych - kwasy fulwowe w ogóle nie występują jako samodzielna frakcja. Te kwasy tłuszczowe, które definiujemy jako część substancji humusowych, które przechodzą do roztworu, gdy obiekt (węgiel brunatny, torf, gleba) jest traktowany alkaliami i pozostają w nim po zakwaszeniu roztworu do pH 2 w celu wytrącenia kwasów huminowych, powstają w rozwiązanie w wyniku procedur analitycznych powodujących częściową hydrolizę wysokocząsteczkowych kwasów huminowych .

Niemal wszystkie dane eksperymentalne wskazują, że FA pojawiają się dopiero po zasadowej lub kwaśnej hydrolizie materii organicznej badanych obiektów w ogóle, aw szczególności kwasów huminowych. Dlatego analitycznie określona zawartość kwasów fulwowych wskazuje tylko na taki lub inny stopień hydrolizy naturalnych kwasów humusowych, niezależnie od celu ich produkcji.

Dalsze badania O.S. Yakimenko i F.V. Ulankina również prowadzą do wniosku, że nie można wykluczyć powstawania kwasów fulwowych pod wpływem hydrolizy kwasów huminowych podczas ekstrakcji alkalicznej.

Tak więc rolę FA możemy rozważać tylko w przypadkach, gdy stosujemy preparaty humusowe otrzymane przez obróbkę węgla brunatnego lub torfu środkami alkalicznymi, gdyż dopiero po takiej obróbce pojawia się w tych produktach mieszanina humusów i fulwianów metali alkalicznych.

Ponadto dysponujemy danymi z dwóch niezależnych badań przeprowadzonych przez G.A. Kalabina i O.S. Yakimenko na fragmentach coleoptiles kukurydzy, które wykazały, że stymulujące wzrost działanie kwasów fulwowych przejawia się tylko w połączeniu z frakcją kwasów huminowych . Stosowanie frakcji kwasu fulwowego w czystej postaci, według ich danych, prowadzi nie do stymulacji, ale do zahamowania wzrostu.

Dlatego omawiając mechanizm działania substancji humusowych na rośliny, w przyszłości będziemy posługiwać się pojęciem kwasu humusowego, zakładając, że NN stanowią jego integralną część.

Oprócz gleby kwasy humusowe występują w dużych ilościach w węglu brunatnym, torfie, sapropelu i niektórych innych substancjach organicznych.

W glebie kwasy humusowe są związane z innymi kationami, głównie Ca, Mg, Fe, Al. Są więc praktycznie nierozpuszczalne w wodzie, co pozwala im kumulować się, tworząc pewne rezerwy próchnicy, a następnie bardzo powoli, w miarę mineralizacji i spożycia przez mikroorganizmy, służyć jako źródło składników odżywczych, stymulatorów wzrostu, enzymów, witamin i wielu innych biologicznie substancje czynne niezbędne do wzrostu i rozwoju roślin.

Aby substancje humusowe stały się dostępne dla roślin, muszą zostać przekształcone w formę rozpuszczalną w wodzie. Proces ten zachodzi w obecności metali alkalicznych oraz niektórych innych pierwiastków i związków z tworzeniem rozpuszczalnych w wodzie soli – humusów.

Humatysą solami naturalnych kwasów humusowych, w których jon wodorowy grupy karboksylowej i (częściowo) hydroksylowej jest zastąpiony atomem metalu. Naturalne humaty powstają w glebie w wyniku oddziaływania kwasów huminowych z jonami metali z roztworu glebowego w postaci nierozpuszczalnych soli. Decydują o jego funkcjach genetycznych, ekologicznych i agronomicznych. W obiektach naturalnych zwanych caustobiolitami - węglem brunatnym, torfem, sapropelem i niektórymi rodzajami łupków - występują one w dostatecznie dużych ilościach i służą jako surowiec do produkcji rozpuszczalnych w wodzie humianów metali alkalicznych - humianów sodu lub potasu. Spośród wszystkich humusów tylko humaty potasu, sodu i amonu są rozpuszczalne w wodzie. Humaty te wykazują wszystkie pozytywne właściwości glebowych substancji humusowych, ale ze względu na wysoką rozpuszczalność w wodzie

W przyszłości, używając terminu „humaty”, będziemy mieli na myśli właśnie rozpuszczalne w wodzie humaty potasu, sodu czy amonu.