Originea, caracterizarea și utilizarea substanțelor humice în agricultura Intagri S

originea

Ing. Francisco Rodríguez Neave

Profesor-cercetător la UACh

Importanţă

Importanța studierii și manipulării substanțelor humice constă în influența mare pe care o au asupra creșterii și dezvoltării culturilor, atât direct, cât și indirect. Efectele indirecte se referă la rolul substanțelor humice în îmbunătățirea fertilității solului și în special în atributele sale fizice, chimice și biologice. Efectele directe sunt legate de absorbția substanțelor humice de către plantele cultivate și de modificările pe care acestea le promovează în metabolismul lor, care se pot reflecta în cele din urmă într-o toleranță mai mare a plantei la stresul mediului și o producție și o calitate mai bună a culturilor.

Substanțele humice din sol contribuie la îmbunătățirea activității sale microbiene (bacterii, ciuperci și actinomicete), ceea ce duce la condiții mai bune pentru stabilirea rădăcinilor și, în consecință, a plantei. De asemenea, cresc capacitatea de retenție a umidității, măresc capacitatea de schimb ionic, cresc disponibilitatea micronutrienților prin chelare, contribuie la formarea structurii granulare, ajută la degradarea sau inactivarea substanțelor toxice, îmbunătățesc capacitatea de tamponare. PH-ul solului în săruri, printre alte efecte.

Substanțele humice pot fi absorbite de plante și semințe și pot interveni în metabolismul lor. Acest lucru favorizează germinarea semințelor, creșterea radicală, absorbția nutrienților.

Sursă

Deșeurile organice, vegetale și animale, gestionate sau depozitate în diferite medii, cum ar fi solul, compostul, biodigestorii, turbării, mlaștinile, cărbunii, sunt supuse unui proces esențial de transformare microbiană. Acest proces constă, în principiu, în două moduri, mineralizarea și humificarea, care sunt detaliate în Figura 1. Mineralizarea constă în trecerea nutrienților de la formele lor organice la formele anorganice care pot fi utilizate de culturi. Un exemplu din cele de mai sus este azotul, care poate fi sub formă de proteine, aminoacizi, acizi nucleici, clorofilă etc., în deșeurile organice, compuși care sunt consumați de microorganisme ca sursă de energie, eliberând amoniac ca subprodus. . Humificarea este ansamblul reacțiilor care duc la formarea substanțelor humice.

În procesul de umilire, cea mai acceptată explicație este tratată în așa-numita TEORIE A POLIFENOLULUI. Această teorie este descrisă cu o mai mare specificitate în Rodríguez (1991). Pe baza acestei teorii, etapele formării humusului sunt prezentate în Figura 2.

Chinonele derivate din lignine și/sau sintetizate de microorganisme sunt principalele unități de construcție ale substanțelor humice. Ca sursă de chinone în natură există lignină, microorganisme, fenoli necombinați în plante, glicozide, tanini. Dintre aceștia, derivații ligninei și microorganismelor au fost cei mai studiați.

În raport cu atacul ligninei de către microorganisme, ciupercile microscopice ale grupului Deuteromycetes joacă un rol enorm în descompunerea ligninei și formarea substanțelor humice.

Microorganismele care se disting prin producerea polifenolilor sunt actinomicetele și ciupercile. Există următoarele exemple: a) Stachybotrys atra și S. chartarum au produs 20 de fenoli diferiți într-un mediu de cultură; b) Epicocccum nigrum a sintetizat 24 de fenoli diferiți într-un mediu de cultură; c) Hendersonula toruloidea a format aproximativ 45 de fenoli diferiți care, atunci când sunt uniți, formează polimeri de culoare închisă; d) S. chartarum atunci când consuma 30 g de glucoză a produs o biomasă din care 30% erau compuși fenolici. S-a observat că la adăugarea de glucoză cu C-14 într-un sol sterilizat și ulterior incubat cu S. chartarum, s-au produs fenoli cu C-14.

În etapa finală a condensării chinonelor, indicată în Figura 2, poate exista participarea amino compușilor. Odată cu apariția cercetărilor cu azot etichetat N-15, a fost posibil să se elucideze rolul azotului în procesul de formare a substanțelor humice, care se rezumă mai jos: a) accelerează formarea substanțelor humice; b) crește cantitatea de substanțe humice formate; c) crește rezistența substanțelor humice la biodegradare.

Acest efect al azotului are consecințe enorme din punct de vedere practic, deoarece este posibil să: a) se accelereze formarea unui compost dintr-un material de calitate slabă (paie, celuloză), crescând valoarea îngrășământului în azot; b) favorizează procesul de humificare a reziduurilor de cultură din sol, în principal a celor cu un raport C/N ridicat, cum ar fi paiul; c) pierderile de azot din îngrășăminte sunt reduse, sporind eficiența și efectul rezidual al acestora.

Mărimea efectului azotului asupra humificării va depinde de sursa de azot utilizată. Sursele organice sunt mai eficiente la creșterea conținutului de azot din substanțele humice, comparativ cu sursele anorganice. Sursele anorganice își măresc încorporarea în substanțe humice, datorită prezenței argilei de montmorillonit. Amoniacul dintr-o sursă anorganică s-a dovedit a fi mai eficient în creșterea formării substanțelor humice și în creșterea conținutului de azot din acestea.

Azotul în procesul de humificare devine parte a substanțelor humice, sub două forme: a) compuși organici, în principal compuși amino și b) amoniac. Odată încorporat, azotul este localizat în lanțul heterociclic și în lanțurile laterale (amino sau amino zahăr). Primul este disponibil pe termen lung, în timp ce N-ul lanțurilor laterale este considerat sursa de azot în timpul unui ciclu de cultură.

Argilele joacă un rol notabil în procesul de umectare. Această influență se poate datora efectului argilei asupra activității și populației microorganismelor sau printr-un efect direct la catalizarea proceselor de polimerizare a precursorilor humusului.