ماده آلی خاک از دو بخش اصلی، شامل مواد غیر هیومیک و مواد هیومیک تشکیل شده است. مواد غیر هیومیک در برگیرنده ترکیبات آلی با منشاء قابل شناسایی هستند. چنین ترکیباتی عمدتا مربوط به یکی ازکلاس های بیوشیمیایی شناخته شده می باشد که در معرض حمله ریزجانداران نیز قرار دارد. در مقابل، مواد هیومیک دارای ساختاری پیچیده هستند که تعیین خصوصیات شیمیایی و فیزیکی مشخص را در آن ها دشوار می سازد. این ترکیبات دارای وزن مولکولی بالا بوده و عموما در برابر تجزیه زیستی مقاومت نشان می دهند. مقدار متوسط اجزای مختلف تشکیل دهنده ماده آلی در اکثر خاک های زراعی به شرح زیر است: لیپید ها 10%، کربوهیدرات ها 10%، ترکیبات حاوی نیتروژن 10% و مواد هیومیک 70%. لازم به ذکر است که انحراف از مقادیر مذکور با توجه به شرایط اقلیمی حاکم بر خاک های متفاوت محتمل می باشد.
استخراج و قسمت بندی مواد هیومیکی
دستورالعمل تایید شده و مورد قبول جامعه علمی، قسمت بندی اجزای مختلف مواد هیومیکی را بر اساس تفاوت حلالیت آنها در محلول های بازی، نمک های خنثی و اسیدی مورد تایید قرار می دهد. بر این اساس، اسید هیومیک (HA) به آن قسمتی از مواد هیومیکی گفته می شود که در محلول های رقیق بازی یا نمک های خنثی محلول بوده و حلالیت آن با افزایش اسیدیته محلول ها کاهش می یابد. اسید فولویک (FA) به جزئی از مواد هیومیک اطلاق می شود که در شرایط بازی، خنثی و اسیدی محلول است. هیومین نیز بخشی از مواد هیومیکی را شامل می شود که امکان استخراج آن از خاک با استفاده از محلول های رقیق بازی، نمک های خنثی و اسیدی امکان پذیر نیست.
نظریه های مبتنی بر چگونگی سنتز اسید هیومیک در خاک
نظریه های اولیه در رابطه با نحوه تولید اسید هیومیک در خاک، این فرایند را نتیجه یک واکنش شیمیایی محض می دانست که نقش ریزجانداران در آن کمرنگ بود. بر اساس این نظریه، اسید هیومیک از برهمکنش بین قند های احیا کننده و اسید های آمینه یا آمین ها ایجاد می شود. در این واکنش، ریزجانداران تنها در تولید واحد های قندی از کربوهیدرات ها و اسید های آمینه از پروتئین ها نقش ایفا می کنند.
شواهد جدید و بهبود روش های تحقیق، باعث روشن شدن نقش مهم فعالیت های زیستی در تولید اسید های هیومیک و شکل گیری دو نظریه اصلی درباره چگونگی سنتز آنها شده است. در نظریه اول، با معرفی لیگنین به عنوان ماده مادر، تجزیه زیستی آن به عنوان عامل اصلی تولید مواد هیومیکی در خاک شناخته شد. عدم توانایی در توضیح مقادیر بالای نیتروژن در مواد هیومیک، از جمله اصلی ترین مشکلات این نظریه بود. با این حال، از طریق پیشنهاد Waksman (1938) مبنی بر اتصال شیمیایی ترکیبات پروتئینی با منشاء میکروبی به لیگنین تغییر یافته در اثر فعالیت زیستی، نظریه لیگنین تقویت شد. در نظریه دیگر، بر پلی مریزاسیون اسید های هیومیک از واحد های مونومری فنولی ناشی از تجزیه اکسیداتیو لیگنین استدلال شده است. این پلی مریزاسیون توسط آنزیم ها و کاتالیزور های غیر زیستی کنترل می شود.
برای بزرگنمایی بر روی تصویر کلیک کنید!
بر گرفته از فصل هشت کتاب Future Prospects for Soil Chemistry