Xoύμος
Εισαγωγή
Ο χούμος του εδάφους είναι μέρος της οργανικής ουσίας του. Αποτελείται από μια σειρά συστατικά, τα οποία μένουν, ύστερα από μηχανικές, βιολογικές, χημικές και μικροβιακής φύσεως κατεργασίες, πάνω στα υπολείμματα φυτικής και ζωικής προέλευσης, ή ακόμη προέρχονται και από νέες ουσίες που παράγονται από τους μικροοργανισμούς του εδάφους. Τα συστατικά του χούμου έχουν χάσει την κυτταρική δομή τους σε τέτοιο βαθμό, ώστε να μην διακρίνεται εάν προέρχονται π.χ. από το ανώτερο φυτό ή κάποιους μικροοργανισμούς.[1]
Διαδικασία χουμοποίησης
Ο χούμος δεν είναι σταθερός όσον αφορά στις χημικές ενώσεις, που ανευρίσκονται σ' αυτόν και γενικά τα συστατικά του. Αντίθετα ο χούμος μεταβάλλεται συνεχώς ως αποτέλεσμα:
Της δυναμικής δράσης των μικροοργανισμών, σε σχέση με τη διαφορετική αντίσταση, που εμφανίζουν τα διαφορετικά οργανικά υπολείμματα, συστατικά της οργανικής ουσίας. Είναι χαρακτηριστικό ότι, όπως και σε άλλο σημείο αναφέρθηκε, πρώτα αποδομούνται τα υδατοδιαλυτά συστατικά, και στη συνέχεια ακολουθούν οι κυτταρίνες και ημικυτταρίνες, επομένως εμφανίζεται σχετική άυξηση λιγνίνης και πρωτεϊνών. Η αύξηση των τελευταίων οφείλεται και στη σύνθεση από οτυς μικροοργανισμούς νέων πρωτεϊνών. Η αρκετά ανθεκτική λιγνίνη διασπάται τελικά από πολλά είδη μυκήτων, που ανήκουν στους βασιδιομύκητες μέσω βιολογικών (παρουσία δηλαδή ενζύμων, και μάλιστα της πολυφαινολοξειδάσης) οξειδωτικών αντιδράσεων. Η διάσπαση δεσμών χημικών ενώσεων προϋποθέτει την υπερνίκηση της ενέργειας, που έχουν οι χημικοί δεσμοί. Η δράση των ενζύμων μειώνει αυτήν την ενέργεια καθιστώντας δυνατό, σε δεδομένες φυσικές συνθήκες, το σπάσιμο των δεσμών.
Της εκλεκτικότητας ή εξειδίκευσης που εμφανίζουν ορισμένοι μικροοργανισμοί στην αποδόμηση των διαφορετικών υπολειμμάτων. Σάκχαρα, άμυλο και πρωτεΐνες προσβάλλονται σχετικά γρήγορα από αρκετά είδη οργανισμών, τα οποία κατορθώνουν με αυτές τις διαδικασίες να συνθέτουν δικά τους κύτταρα. Επίσης μεγάλη ποικιλία οργανισμών αποσυνθέτουν κυτταρίνες και ημικυτταρίνες.
Τελικά προϊόντα των ενζυμικών διασπάσεων που προαναφέρθηκαν, π.χ. της λιγνίνης αλλά και άλλων διαδικασιών αποδόμησης των οργανικών συστατικών, όπως της υδρόλυσης και της οξείδωσης, είναι ο σχηματισμός διαφόρων πολυμερών (συνήθως παρουσία οξυγόνου), που είναι κυκλικές ενώσεις βαθύ σκοτεινού χρώματος και κολλοειδούς φύσεως. Οι ενώσεις αυτές αποτελούν τον χούμο.[1]
Χημική σύσταση
Οι χουμικές ουσίες αποτελούνται από πυρήνες απλών και συμπυκνωμένων ισο- και ετερο-κυκλικών ενώσεων με δακτυλίους 4, 5 και 6 ατόμων άνθρακα, όπως κυρίως η κινόνη και η πυριδίνη αλλά και το βενζόλιο, το φουράνιο, το πυρόλιο, η ναφθαλίνη, η κινολίνη. Οι πυρήνες συνδέονται μεταξύ τους κατά διαφόρους τρόπους, ενώ φέρουν ενεργές πλάγιες ομάδες. Ως πλάγιες ομάδες είναι οι καρβοξυλικές, υδροξυλικές, καρβονυλικές, αμινοομάδες και μεθοξυλικές. Οι δυνατοί συνδυασμοί πυρήνων, πλαγίων ομάδων και δεσμών οδηγεί σε πολλές χουμικές ενώσεις, που δεν προσδιορίζονται πάντα. Γενικό συμπέρασμα είναι ότι ο χούμος αποτελείται από μακρομόρια μεγάλου μοριακού βάρους, έως 1000, που περιέχουν πάντοτε φαινολικά υδροξύλια και καρβοξύλια, τα οποία του δίνουν χαρακτήρα ανιονικό-όξινο.
Ανάλογα με τη διαλυτότητα των συστατικών του, με το μοριακό βάρος του και με το χρώμα ο χούμος διακρίνεται σε φουλβικά και χουμικά οξέα και χουμίνες. Τα φουλβικά οξέα, που φθάνουν μερικές φορές το 20% του ολικού χούμου, έχουν ανοικτό χρώμα, μικρό μοριακό βάρος, ίσες ποσότητες υδατανθράκων και αζωτούχων ενώσεων και είναι διαλυτά σε οξέα και βάσεις. Τα χουμικά οξέα, αποτελούν το μεγαλύτερο ποσοστό του χούμου, έχουν ενδιάμεσο χρώμα, μέσο μοριακό βάρος. Είναι διαλυτά σε βάσεις, αδιάλυτα σε οξέα. Παρουσία ιόντων σχηματίζουν πήγματα (θρόμβωση) διευκολύνοντας το σχηματισμό ιστού του εδάφους. Οι χουμίνες, μπορεί να αποτελούν το 20% του ολικού χούμου, είναι ενώσεις υψηλού μοριακού βάρους, σκοτεινού χρώματος, αδιάλυτες σε οξέα και βάσεις.[1]
Είδη
Ο χούμος διακρίνεται ανάλογα με τη δράση και τη συμπεριφορά του στο έδαφος σε εφεδρικό, θρεπτικό και δομικό χούμο. Ο εφεδρικός χούμος περιλαμβάνει την οργανική ουσία που δεν έχει χουμοποιηθεί. Ο θρεπτικός χούμος περιλαμβάνει προϊόντα αρχικών σταδίων χουμοποίησης. Έχει χαρακτηριστικό ότι αποδομείται εύκολα και προσφέρει τροφή και ενέργεια στους μικροοργανισμούς και θρεπτικά στοιχεία στα φυτά. Στο δομικό χούμο ανήκουν συστατικά προχωρημένων σταδίων χουμοποίησης, τα οποία εμφανίζονται σχετικά σταθερά. Ο δομικός χούμος συγκρατεί θρεπτικά στοιχεία και νερό και συνεισφέρει στη δημιουργία καλής δομής του εδάφους.
Ανάλογα με τις συνθήκες σχηματισμού του έχουμε διαφορετικούς τύπους χούμου. Ο τύπου mull δημιουργείται σε πλούσια εδάφη με έντονη μικροβιακή δραστηριότητα. Θεωρείται άριστης ποιότητας και εμφανίζει ικανοποιητική ανάμειξη με τα ανόργανα εδαφικά συστατικά. Ο τύπου mor, τον βρίσκουμε σε φτωχά εδάφη με μικρή μικροβιακή δραστηριοτήτα. Τα δύσκολα αποδομούμενα συστατικά του παραμένουν στην επιφάνεια και δεν αναμειγνύονται με ανόργανα συστατικά. Γενικά δεν χαρακρηρίζεται από καλή ποιότητα. Ο τύπου moder, θεωρείται μέσης ποιότητας και εμφανίζεται σε ενδιάμεσες περιβαλλοντικές συνθήκες.[1]
Αργιλοχουμικό σύμπλοκο
Σε όσα αναφέρθηκαν σχετικά με τη δομή του εδάφους, περιγράφηκε η συνένωση των πρωτογενών κόκκων σε συσσωματώματα. Στη δημιουργία συσσωματωμάτων σημαντικότατο ρόλο έχει ο χούμος, ο οποίος μαζί με το κολλοειδές κλάσμα της εδαφικής αργίλου και ουσίες, όπως τα ανθρακικά άλατα, τα οξείδια του σιδήρου, του αργιλίου, του πυριτίου αποτελούν τις τρείς κυριότερες κατηγορίες υλικών που προκαλούν συσσωμάτωση. Παράλληλα όμως υπάρχει δέσμευση χούμου από το μηχανικό κλάσμα της αργίλου και σχηματισμός του αργιλοχουμικού συμπλόκου.
Ο Scharpenseel αναφέρει τρεις μηχανισμούς βάσει των οποίων εξηγείται η προσκόλληση οργανικών συστατικών στην άργιλο.
Με γέφυρες από πολυσθενή κατιόντα: Eνώνουν αρνητικά φορτισμένα ανόργανα (αργιλικά) και οργανικά κολλοειδή. Σ' αυτόν κυρίως το μηχανισμό οφείλεται η ένωση χούμου και μοντμοριλλονίτου.
Με απλούς δεσμούς: Eνώνουν τα αρνητικά φορτισμένα οργανικά συστατικά με τις δομικές μονάδες των αργιλικών ορυκτών. Ενεργές θέσεις των τελευταίων περιλαμβάνουν και θέσεις -O, -OH, -AI-OH, FeOH, Si-OH και θέσεις ανταλλάξιμων κατιόντων, ενώ στο χούμο έχουμε -NH3, -SH, -OH kai -COOH. Καολινιτικού τύπου ορυκτά λοιπόν ενώνονται κατ' αυτόν τον τρόπο με χούμο.
Με δυνάμεις van der Waals: Mε δυνάμεις εντροπίας ή με μετατοπίσεις διπολικών ηλεκτρικών φορτίων ενώνονται οργανικά μόρια, χωρίς ηλεκτρικό φορτίο και με μοριακό βάρος μεγαλύτερο από 150, στους κρυστάλλους της αργίλου. Αυτή η διαδικασία συνένωσης συνήθως συνυπάρχει με τους άλλους μηχανισμούς.
Ο χούμος, ανεξάρτητα του τρόπου σύνδεσης του με τα ανόργανα συστατικά, δεν εισέρχεται εντός των φυλλιδίων της αργίλου αλλα περιβάλλει υπό μορφή λεπτής μεμβράνης την άργιλο. Το αργιλοχουμικό σύμπλοκο ως ένωση αργίλου και χουμοποιημένης οργανικής ουσίας θα περιμένει κανείς ότι θα έχει τις ιδιότητες, που έχουν τα δύο αυτά συστατικά του. Στην πραγματικότητα δεν δημιουργείται απλά άθροισμα ιδιοτήτων, αλλά επιπλέον ισχύει ότι ο χούμος αναιρεί την οποιαδήποτε τυχούσα δυσμενή συμπεριφορά της αργίλου και αντίστροφα. Συγκεκριμένα ισχύουν:
Η χρήσιμη ιδιότητα της προσρόφησης και ανταλλαγής κατιόντων, που εμφανίζεται σε ανόργανα και οργανικά κολλοειδή εμφανίζεται και στο αργιλοχουμικό σύμπλοκο χωρίς να ισχύει ότι: ΙΑΚ αργιλοχουμικού συμπλόκου = ΙΑΚ αργίλου + ΙΑΚ χούμου (θεωρούμενα ως μεμονωμένα συστατικά)αλλά ότι η ΙΑΚ του συμπλόκου είναι μικρότερη.
Η συνύπαρξη χούμου με άργιλο επιβραδύνει τη διαδικασία αποσύνθεσής του με χρήσιμο επακόλουθο την σταδιακή αλλά συνεχή και για μεγαλύτερο χρόνο απελευθέρωσης αζώτου. Αυτό συμβαίνει γιατί η ένωση χουμικού μορίου με άργιλο δεσμεύει χημικές ομάδες της εξωτερικής επιφάνεις του μορίου εμποδίζοντας τα ένζυμα να δράσουν σ' αυτές. Επίσης ως πιθανή εξήγηση αναφέρεται στη βιβλιογαφία ότι η προσρόφηση μορίων οργανικών ενώσεων (π.χ. πρωτεϊνών), καθιστά αυτά ανθεκτικά στην αποσύνθεση, και ότι ένζυμα, που προσβάλλουν χουμικές ενώσεις, μπορούν να προσροφηθούν από την άργιλο επιβραδύνοντας επομένως την αποσύνθεση τους.
Η άργιλος προφυλλάσει τις χουμικές ενώσεις από πηκτοποίηση, που παθαίνουν μετά από αποξήρανση.
Ο χούμος είναι υδρόφιλος αυξάνει επομένως την συγκράτηση νερού (εξισορροπώντας υδρόφοβα εδαφικά συστατικά).
Σχετικές σελίδες
Βιβλιογραφία
- ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 "Εδαφολογία και κρασί - Αξιολόγηση εδαφών και τοποκλιματικές συνθήκες", του Διονυσίου Καλύβα, Καθηγητή Γεωπονικού Πανεπιστημίου Αθηνών
