Гумус

Гумус немесе қара шірінді (латын тілінен аударғанда «жер» немесе «топырақ» деген мағынаны білдіреді) – бұл топырақтағы қара түсті органикалық зат, ол өсімдіктер мен жануарлар қалдықтарының ыдырауы нәтижесінде қалыптасады. Бұл органикалық зат топырақтың құнарлығын арттырып, ылғалды сақтайтын маңызды элемент болып табылады.  

Топырақ құрамындағы шіріп ыдыраған қара қоңыр түсті органикалық заттар; гумус қышқылдарынан (гумин қышқылы және фульвоқышқылдар), гуминнен, т.б. заттардан тұрады.   

Гуминдік заттар микробиологиялық жолмен де түзілетіні белгілі. Органикалық қалдықтар ыдырағанда, пайда болған көмірсулар мен амин қышқылдарының біраз мөлшері, микроорганизмдер клеткасындағы ферменттер көмегімен қара қоңыр түсті зат – гумус қышқылдарына айнала алады.  

Топырақтың 90%-ы Гумустың үлесіне тиеді. Жер бетіндегі Гумустың қоры (2,4 – 2,5)•1012 т-дай. Табиғат аймақтарында тіршілік ететін өсімдіктер мен жануарлар қалдықтарының химиялық құрамы әр түрлі болуына байланысты топырақтағы Гумустың құрамы да әр түрлі келеді.  

Топырақ түзілуде Гумустың алатын орны ерекше. Ол өсімдіктер үшін қоректік заттар көзі ғана емес, топырақ құрылымын жақсартып, оның құнарлылығын арттырады. Сондықтан егіншілікте қолданылатын барлық шаралар топырақтағы Гумус қорының артуына бағытталған .  

 Ерекшеліктері 
Гумусты дәл анықтау қиын, өйткені бұл өте күрделі зат және толық түсінікті емес. Гумус ыдырап жатқан топырақ органикалық заттарынан ерекшеленеді. Соңғысы өрескел көрінеді және бастапқы өсімдік немесе жануар заттарының көрінетін қалдықтары бар. Толығымен гумусталған гумус, керісінше, біркелкі қара, губка тәрізді және желе тәрізді болып көрінеді және аморфты; ол бірнеше жылдар бойы біртіндеп ыдырауы мүмкін немесе мыңжылдықтар бойы сақталуы мүмкін. Оның нақты пішіні, құрылымы немесе сапасы жоқ. Дегенмен, микроскоппен қарағанда, гумус механикалық, бірақ химиялық тұрғыдан ыдырамаған өсімдік, жануар немесе микробтық қалдықтарды көрсетуі мүмкін. Бұл гумус пен топырақ органикалық заттары арасындағы шекараның анық еместігін көрсетеді, сондықтан кейбір авторлар гумус терминін және гуминді заттар немесе гумификация сияқты туынды терминдерді қолдануға қарсы, Топырақтың үздіксіздік моделін (SCM) ұсынады. Дегенмен, гумустың функционалды топтарға байлығымен байланысты айқын қасиеттері бар деп есептеуге болады, бұл оны нақты термин ретінде сақтауды ақтайды.

Толық қалыптасқан гумус, негізінен, өсімдік материалының (жапырақтар, ағаш, қабық) лигнинінен және басқа полифенолдық молекулаларынан, бір бөлігі микробтар өндірген ұқсас молекулалардан түзілген өте үлкен және күрделі молекулалардың жиынтығы болып табылады. Ыдырау процестерінде бұл полифенолдар химиялық түрде өзгертіледі, сондықтан олар өте үлкен молекулалар түзу үшін бір-бірімен қосыла алады. Бұл молекулалардың кейбір бөліктері ақуыз молекулалары, аминқышқылдары және аминді қанттар полифенол "негізгі" молекуласына қосыла алатындай етіп модификацияланған. Ақуызда азот пен күкірт бар болғандықтан, бұл қосылыс гумусқа осы екі маңызды өсімдік қоректік заттардың қалыпты мөлшерін береді.

Радиокөміртек және басқа да даталау әдістері гумустың полифенолдық негізі (негізінен лигнин және қара көмір) өте ескі болуы мүмкін екенін көрсетті, бірақ ақуыз және көмірсу қоспалары әлдеқайда жас, ал қазіргі заманғы ұғымдар мен әдістерге сәйкес жағдай бұрын ойлағаннан әлдеқайда күрделі және күтпеген болып көрінеді. Микробтардың гумус молекулаларынан ақуызды алу оңайырақ, бірақ полифенолдық негізгі молекуланы бұзу қиын екендігі көрінеді. Ақуыз алынып тасталған кезде оның орнына жас ақуыз қабылдануы мүмкін немесе бұл жас ақуыз гумус молекуласының басқа бөлігіне қосылуы мүмкін.

Гумустың ең пайдалы функциялары топырақ құрылымын жақсартуда және өсімдіктерге қажет болғанға дейін қоректік элементтерді ұстап тұра алатын өте үлкен беткі аймақты қамтамасыз етуде. Бұл байланыс қоректік элементтердің жаңбыр суында ерітілуіне төтеп беруге жеткілікті күшті, бірақ өсімдік өміріне қажет болған кезде қоректік заттардың қолжетімді болуына жеткілікті әлсіз.

Орман гумусының құрамы туралы деректер аз, өйткені ол зерттеушілер үшін талдауға қиын күрделі қоспа болып табылады. 1940 және 1960 жылдардағы зерттеушілер орман топырағындағы өсімдік және гуминдік қосылыстарды талдау үшін химиялық бөлуді қолдануға тырысты, бірақ бұл мүмкін болмады. Соңғы жылдары қосымша зерттеулер жүргізілді, дегенмен бұл әлі де белсенді зерттеу саласы болып қала береді.

 Құрамы 
Гумификация процесі үшін негізгі материалдар – өсімдік детриттері, өлі жануарлар мен микробтар, топырақта өмір сүретін организмдердің экскреталары және өткен өрттерден қалған қара көмір. Гумустың құрамы бастапқы (өсімдік) материалдары мен екінші реттік микробтық және жануар өнімдеріне байланысты өзгереді. Әртүрлі қосылыстардың ыдырау жылдамдығы гумустың құрамына әсер етеді.  

Гумус қышқылдары сілтілі ортада жақсы ериді. Суда нашар ериді, ал басқа қышқылдарда мүлде ерімейді. Топырақтан бөлінген гумин қышқылдарын құрғатқанда, одан қара қоңыр немесе қою түсті препарат алынады. Оның құрамында көміртек (50 – 62%), сутек (2,8 – 6,6%), оттек (31 – 40%) және азот (2 – 6%) болады.  

Фульвоқышқылдар – гумин қышқылдарын тұндырып алғаннан кейін ерітіндіде қалатын гумус қышқылдарының бір тобы. Бұлар да гумус қышқылдары тәрізді жоғары молек. азоты бар органикалық қышқылдар. Гумин қышқылдарынан айырмашылығы – түсі ашық, көміртек мөлшері аздау (41 – 46%), қышқылда жақсы ериді. Гумус құрамында бұлардан басқа гидролизденбейтін қалдық гуминдер де болады. 

 Гумустың ауыл шаруашылығындағы маңызы 
Ауыл шаруашылығында "гумус" термині кейде орманда немесе басқа табиғи ортада қалыптасқан компостты сипаттау үшін қолданылады. Мұндай гумус топырақты жақсартушы ретінде пайдаланылады. Сонымен қатар, гумус органикалық заттары бар топырақтың үстіңгі қабатын да сипаттайды.

 Гумустың қоректік заттары 
Гумус топырақтың денсаулығын жақсартатын көптеген қоректік заттарға бай, олардың ішіндегі ең маңыздысы азот болып табылады. Гумустың көміртегі мен азоттың арақатынасы (C) әдетте 8:1 мен 15:1 аралығында болады, орташа мәні шамамен 12:1. Гумус топырақтың көлемдік тығыздығын да айтарлықтай жақсартады (төмендетеді).

 Гумустың қасиеттері 
Гумус аморфты және организмдерге тән жасушалық құрылымнан айырылған. Бұл топырақтың құрамында органикалық заттардың тұрақты және ұзақ уақыт бойы ыдырамайтын бөлігін құрайды, ол топырақтың құнарлығын ұзақ уақыт бойы сақтап тұрады.

 Гумустың түрлері және қолданылуы 
Сондай-ақ гумусқа ұқсас материалдар бар, олар да гумус деп аталады және компосттаудан кейін тыңайтқыш ретінде қолданылады, егер олар патогендермен, уытты ауыр металдармен және тұрақты органикалық ластаушылармен ластанбаған деп танылса. Мұндай гумус кәріз шламын өңдеу процесінің екінші кезеңінде пайда болады және қалдық су тазарту процесінде қолданылады.

 Дереккөздер 
Т. Мұсақұлов, ОРЫСША-ҚАЗАҚША ТҮСІНДІРМЕЛІ БИОЛОГИЯЛЫҚ СӨЗДІК І-том ҚАЗАҚМЕМЛЕКЕТБАСПАСЫ, Алматы — 1959, Редакциясын басқарған: Биология ғылымының докторы профессор Т. Дарқанбаев

Санат:Топырақтану