Гумінова речовина - біологія

Гумінові речовини є високомолекулярними речовинами гумусового ґрунту, які мають неоднорідну (аморфну), високомолекулярну структуру. Їх можна охарактеризувати як перший досить стабільний темний кольоровий структурний виріб, виготовлений з речовини мертвої живої істоти. [1]

гумінова

Хоча хімічну структуру макромолекул здебільшого неможливо визначити, основну структуру можна визнати. Гумусові речовини складаються з ядер, містків та реакційноздатних бічних груп. Бензол, індол, пірол, нафталін, піридин, хінолін або фуран часто зустрічаються як ядра. В якості мостів в основному виступають кисень, азот, вуглець, прості вуглеводні або вторинні карбоксаміди. Побічними групами є, по суті, карбоксильні, карбонільні, метокси, аміно- та гідроксильні групи. [2] Що стосується їх хімічної структури, гумінові речовини можна описати лише статистично, оскільки вони утворюють суміш речовин, яка змінюється від місця до місця та від сезону до сезону. [3]

Класифікація

  • Гуміни: нерозчинні речовини
  • Фульвокислоти: легко розчиняються в кислих та основних
  • Гумінові кислоти: розчиняються у лугах і використовуються, наприклад, для зв’язування важких металів

Частка в ґрунтах

Гумінові речовини присутні в різних пропорціях залежно від ґрунту:

  • Орні ґрунти: 1–2%
  • Чорнозем: 2–7%
  • Луки: приблизно 10%
  • заболочені ґрунти: 10–20%

Екологічні властивості

Джерело їжі

Через високу молекулярну масу гумусові речовини важко розщеплюються. Деградація зазвичай відбувається кометаболічно (див. Також грунтовний ефект) та в аеробних умовах. Кометаболічний означає, що гумінові речовини не використовуються як єдине джерело вуглецю, а можуть служити лише для надходження поживних речовин (насамперед азоту, сірки, фосфору). Мікроорганізмами, що розщеплюють гумінові речовини, є, наприклад, актиноміцети, стрептоміцети, псевдомонади та гриби, такі як гриби або пеніцилій (див. Пеніцилін).

Вплив на рослини

У лабораторних тестах часто можна спостерігати стимулювання росту рослин гуміновими речовинами. Це пояснюється наступними причинами:

  • висока катіонообмінна здатність гумінових речовин (хороша доступність катіонів)
  • Доставка поживних речовин (азоту, сірки, фосфору) шляхом мінералізації
  • фізіологічні зміни - гумінові речовини мають гормоноподібну дію (хоча незрозуміло, чи самі гумінові речовини мають гормоноподібну дію, або гормони адсорбуються на їх поверхні)
  • Підтримує засвоєння мікроелементів, таких як залізо та мідь
  • Детоксикація металів, особливо алюмінію

Вплив на ферменти ґрунту

Гумінові речовини пригнічують активність ферментів ґрунту через конкурентне або алостеричне інгібування. Це затримує перетворення субстратів.

Вплив на водних тварин

Дослідження аскариди Caenorhabditis elegans показали, що гумінові речовини чинять хімічний стрес, який, однак, може мати позитивний вплив на організм, якщо він не надто сильний. Тварини, які піддаються впливу деяких гумінових речовин, набувають багаторазову стійкість до стресів, що може навіть мати продовжуючий ефект.

В ембріонах та молодих рибах, таких як риби мечоносець, додавання препарату гумінової речовини HS 1500 покращило збільшення ваги та збільшення розміру. Крім того, у досліджуваних популяціях розвивалися переважно молоді жінки, так що можна припустити естрогенний потенціал гумусових речовин. [3]