Kwasy humusowe „czarnym złotem”?

Deficyt próchnicy
Najważniejsze znaczenie praktyczne w przywróceniu żyzności gleby ma nawożenie organiczne i masa resztek pożniwnych, jeśli taka pozostaje na polu. W biochemicznych procesach mikrobiologicznego rozkładu związków organicznych tworzy się próchnica, czyli inaczej humus glebowy, nadający podłożu ciemne zabarwienie, które świadczy o żyzności i produktywności gleby. Próchnica glebowa jest złożoną substancją organiczną, składa się z wielu frakcji o różnej barwie, rozpuszczalności w wodzie i łatwości mineralizacji. Niestety stwierdza się jej wyraźny deficyt w polskich glebach. Zależnie od regionu Polski gleby ubogie w próchnicę i słabo próchniczne (< 2% próchnicy) stanowią 40-72% gruntów rolnych. W ostatnich 10 latach zawartość próchnicy w naszych glebach spadła średnio o ok. 40% i jest najniższa w krajach Unii Europejskiej. W rejonie grójeckim, wg K. Zachaja, gleby próchniczne (> 4% próchnicy) stanowią zaledwie 1,5% tych badanych, średnio próchniczne (2,01-4%) – 14,5%, słabo próchniczne (1,01-2% próchnicy) – aż 73,9%, a ubogie w próchnicę (0,1-1%) – 10,1%.
 
Zapas próchnicy w glebie można i należy regulować, np. przez racjonalny system uprawy roślin, ich prawidłowe zmianowanie oraz nawożenie organiczne. Stwierdzono, że uprawa roślin okopowych, przemysłowych i zbóż działa ujemnie na bilans glebowej materii organicznej, natomiast traw i roślin motylkowych wieloletnich – dodatnio. Płodozmiany o dużym udziale roślin okopowych pozostawiają małą masę resztek pożniwnych o niskim współczynniku humifikacji, a to może prowadzić do spadku ilości próchnicy, jeżeli nie będzie się używać nawozów organicznych. W sadach płodozmian ma jednak małe zastosowanie, a źródłem próchnicy są tam przede wszystkim materiały organiczne wprowadzane do gleby: nawozy naturalne (obornik, gnojowica), resztki pożniwne (słoma), nawozy zielone, komposty, odpady z gospodarki komunalnej oraz przemysłu (osady ściekowe, trociny). Materiały te różnią się szybkością humifikacji, czyli zdolnością do odtwarzania próchnicy.
 
Kwasy humusowe (KH)
Są naturalnym składnikiem próchnicy w glebie i tworzą tzw. swoiste substancje próchniczne, czyli kompleks bezpostaciowych substancji organicznych o barwie od żółtej poprzez brunatną do czarnej. Do kwasów humusowych (są różnorodne pod względem chemicznym) zalicza się kwasy huminowe i fulwowe oraz huminy. Obok naturalnych źródeł kwasów humusowych (KH), czynnikiem regulującym zapas próchnicy w glebie mogą być także preparaty humusowe, które są na rynku od kilku lat. Zainteresowanie nimi sadowników będzie prawdopodobnie rosło, gdyż w rejonach o intensywnej produkcji sadowniczej przybywa wyeksploatowanych kwater, a możliwość zakupu ziemi nieużytkowanej sadowniczo jest ograniczona. Utrudniona jest też dostępność nawozów naturalnych, np. obornika. Nie bez znaczenia jest również fakt, że substancja organiczna w oborniku czy kompoście w większości ulega mineralizacji, w mniejszej zaś części – humifikacji, prowadzącej do powstania próchnicy, w tym kwasów humusowych (jest szybko mineralizowana bez tworzenia żyznego humusu), a naturalny proces humifikacji materii organicznej w glebie jest powolny i długotrwały. W takiej sytuacji warto skorzystać z gotowych nawozów organiczno-mineralnych, tzw. polepszaczy glebowych, nazywanych też koncentratami próchnicy. Mogą być one nieodzowne, jeśli sadownik podejmuje decyzję o zakładaniu nowego sadu na glebie, do której wcześniej nie wprowadzono odpowiednio dużej ilości materii organicznej.
 
Źródła kwasów humusowych
Kwasy humusowe mogą pochodzić z różnych źródeł, jednak najlepszymi parametrami dotyczącymi gęstości, stosunku C : N i jednorodności charakteryzują się te uzyskane z leonardytów (kopaliny będące formą pośrednią między torfem a węglem brunatnym). Zawierają one ponad 50% kwasów humusowych. Ich bogatym źródłem jest również węgiel brunatny (do 30% tych związków). Technologia pozyskiwania kwasów humusowych z węgla polega na kompleksowej ekstrakcji kwasu huminowego w podziemnym procesowaniu węgla brunatnego, co pozwala na zamianę pod ziemią części miękkich węgla brunatnego (z pomocą kultur bakterii) na kwas huminowy. Kilogram koncentratu stałego zawiera tyle samo KH, co 30 ton obornika, przy czym KH działają szybciej i czas ich oddziaływania na glebę jest dwukrotnie dłuższy niż obornika.
 
Można wydzielić trzy frakcje organiczne kwasów humusowych, ze względu na ich różnorodność i zmienność strukturalną.
 ■ Kwasy huminowe to frakcja związków próchnicznych o barwie ciemnobrązowej do czarnej, które mogą być ekstrahowane z gleby tylko za pomocą rozpuszczalników alkalicznych (NaOH, KOH). Są nierozpuszczalne w wodzie w warunkach kwaśnych (pH < 2), a więc w dużo mniejszym stopniu wymywane z gleby, dlatego można je w sadach stosować jednorazowo na początku okresu wegetacji. Obok minerałów ilastych kwasy huminowe są jednymi z ważniejszych elementów kompleksu sorpcyjnego gleby.
 ■ Kwasy fulwowe to frakcja związków próchnicznych o barwie żółtej do żółtobrązowej. Ich cząsteczki są mniejsze, a budowa jest bardziej złożona od kwasów huminowych. Kwasy fulwowe cechują się wysoką zdolnością sorpcyjną – zwiększają zatrzymywanie jonów w kompleksie sorpcyjnym we wszystkich rodzajach gleb, co sprawia, że dostępność składników mineralnych dla roślin jest zwiększona. Frakcja ta ogranicza proces bielicowania gleb (wypłukiwania tlenków żelaza, krzemionki, fosforu i manganu w głąb gleby, co pogarsza jej właściwości fizyczne i sprzyja wymywaniu składników pokarmowych poza obręb korzeni). Kwasy fulwowe są rozpuszczalne w wodzie w całym zakresie pH i w warunkach naturalnych szybko przemieszczają się w głąb gleby. Wykorzystując je w praktyce sadowniczej trzeba uwzględnić konieczność ich uzupełniania w postaci kolejnych dawek preparatów. Kwasy fulwowe są szczególnie przydatne do podawania poprzez systemy fertygacji.
■ Huminy i ulminy to trzecia grupa, prawie nierozpuszczalna w żadnych odczynnikach chemicznych – frakcja związków próchnicznych o barwie czarnej nierozpuszczalnych w wodzie w całym zakresie pH. Huminy należą do najmniej zbadanych substancji próchnicznych.