Jak vypadá humus?

Organické látky se dostávají do půd s přízemními a kořenovými zbytky vyšších rostlin, kdy odumírají četné populace mikroorganismů a živočichů žijících v půdě. Část organické hmoty také pochází z intravitálních kořenových sekretů rostlin, exkrementů a různých metabolitů rostlin a zvířat.

Pod lesní vegetací se většina organických zbytků dostává na povrch půdy pod bylinnou vegetací, hlavně do půdy, když kořeny odumírají. Složení organických zbytků zahrnuje proteiny, vosky, pryskyřice, tuky, celulózu, hemicelulózy, rozpustné uhlovodíky a lignin. V jehličí stromů převládají vosky a pryskyřice, v kůře celulóza a lignin, bílkoviny téměř chybí. Značný obsah bílkovin je charakteristický pro vytrvalé nahosemenné trávy a zejména pro bakterie, v jejichž tělech převládají. Organické zbytky obsahují také prvky popela a mnoho stopových prvků.

Humifikace – soubor biochemických a fyzikálně chemických procesů, v jejichž důsledku dochází k přeměně organických látek individuální povahy na specifické huminové látky. Schéma humifikace (podle M. M. Kononové) vypadá takto:

1. Počáteční fáze humifikačního procesu probíhají za účasti mikroorganismů a jsou doprovázeny mineralizací některých jejich složek na CO₂H₂O, NH₃ et al.
2. Všechny složky rostlinných tkání jsou primárními zdroji fenolických sloučenin, aminokyselin a peptidů. Jsou to strukturní jednotky, ze kterých se tvoří huminové látky. Byl stanoven následující sled změn v hlavních skupinách mikroorganismů podílejících se na rozkladu reziduí: plísně a nesporonosné bakterie  výtrusné bakterie  celulózové myxobakterie  aktinomycety.
3. Ke kondenzaci těchto strukturních prvků dochází oxidací fenolů fenoloxidázami na chinony, které reagují s aminokyselinami a peptidy. Pomalá biochemická oxidace vysokomolekulárních produktů rozkladu doprovázená jejich kondenzací je hlavním článkem humifikačního procesu.
4. Posledním článkem vzniku huminových látek je polykondenzace (polymerace) – chemický proces.

Půdní humus je komplexní komplex organických sloučenin, které zahrnují dvě hlavní skupiny látek: 1) nespecifické organické látky individuální povahy, vyskytující se nejen v půdách, ale i v jiných objektech (rostlinná pletiva, živočichové) – 10-15%; 2) půdně specifické komplexy organických sloučenin složité struktury – samotné huminové látky – 85-90%.

Jednotlivé organické látky se do půdy dostávají při rozkladu organických zbytků (alifatické kyseliny, aminokyseliny, bílkoviny, sacharidy, fenoly, organické fosfáty) a jako produkty látkové výměny organismů (cukry, jednoduché organické kyseliny, rozpustné polyfenoly). Jednotlivé organické látky se podílejí na procesech vnitrozemního zvětrávání minerálů a na tvorbě některých organominerálních komplexů.

Samotné huminové látky jsou systémy vysokomolekulárních organických sloučenin obsahujících dusík cyklické struktury a kyselé povahy. Složení huminových látek zahrnuje dvě hlavní skupiny: tmavě zbarvené huminové kyseliny (ve skutečnosti humózní, ulmické a hymatomelanické) a žlutě zbarvené fulvokyseliny. Často se také rozlišuje třetí skupina – huminové. Jedná se o komplexy huminových a fulvových kyselin spojených s minerální hlinitokřemičitanovou částí půdy.

Hlavními strukturními jednotkami huminových kyselin jsou jádro, postranní řetězce a periferní funkční skupiny. Rozlišují se tyto funkční skupiny: karboxylová (COOH), fenolová a alkoholová (OH), metaxylová (OSH₃), karbonyl (C – O) a chinonový (C – O). Jádra zahrnují různé aromatické a heterocyklické kruhy; postranní řetězce zahrnují uhlohydrátové, aminokyselinové a další skupiny; můstky jsou reprezentovány jednotlivými atomy (O, C, N) nebo skupinami (H, CH, CH₂-C=O).

Fulvové kyseliny ve srovnání s huminovými kyselinami obsahují nižší procento uhlíku a dusíku a vyšší procento vodíku a kyslíku. Struktura fulvokyselin stejně jako huminové kyseliny obsahuje aromatické a alifatické skupiny, ale jejich jaderná část je méně výrazná a převažují postranní řetězce. Fulvové kyseliny mají více karboxylových a fenolových hydroxylových skupin, takže mají větší absorpční kapacitu kationtů. Fulvové kyseliny jsou vysoce rozpustné ve vodě, jejich vodné roztoky mají silně kyselou reakci (pH 2,6 – 2,8), jsou vysoce agresivní a jsou aktivními činidly při ničení primárních a sekundárních minerálů.