Hümik Asit

Hümik Asit
Hümik asitler veya humus, kısmen veya tamamı ile çürümüş bitki veya hayvan artıklarının oluşturduğu siyah veya koyu kahve renkli maddelerdir.
Liebig humusu şöyle tarif etmiştir: “alkali ortamda kolayca çözünebilen, fakat suda çözünmeyen, alkalilerin veya asitlerin aksiyonu ile bitkilerin bozulması boyunca üretilen kahve renkli bir madde”. Khristeva humusu “zamanla bozunmaya karşı maddenin ilk hayati durumundan daha dirençli kılan hayvansal ve bitkisel organizmalardan arta kalan transformasyon maddesidir” diye tanımlamıştır. Humus kelimesi bazı toprak bilimcileri tarafından “toprak organik maddesi” şeklinde de kullanılmıştır. Bu anlam topraktaki hümik asitleri içeren tüm organik maddeleri kapsamaktadır. Toprak organik madde kavramı genellikle bitki ve hayvan dokuları, toprak biyokütlesi, hümik maddeler ve canlı organizmalar tarafından sentezlenmiş tüm organik maddeleri içermektedir. Hümik asitler koloidal maddelerdir ve kil gibi hareket etmektedirler. Hümik molekülünün katyon değişim siteleri hidrojen iyonu ile doldurulduğu zaman oluşan madde “hümik asit” olarak düşünülmektedir. Fakat bunun pH üzerinde büyük etkisi yoktur. Zira, bu asit suda çözünmemektedir. Katyon değişim siteleri hidrojen haricinde herhangi bir katyon ile doldurulursa bu madde “humat” olarak tarif edilmektedir. Monovalent alkali metallerin humatları suda çözünmektedir. Khristeva hümik asitlerin alkaliler ile işlenmesi ile sodyum ve potasyum humatları elde etmiştir. Fakat multivalent metal humatları, metaline göre suda ya kısmen çözünmekte veya hiç çözünmemektedirler. Kimyasal olarak bulunduğu bölgeye göre çok farklı özellikler gösteren hümik asitlerin moleküler büyüklüğü 2000-300000 Dalton, karbon içeriği %45-65, oksijen içeriği %30-50, katyon değişim kapasitesi 500-1500 mq/100 g olarak tespit edilmiştir.
Fiziksel ve kimyasal özellikleri 
Son zamanlarda kromatografik, spekroskopik ve x-ray analizleri hümik asitlerde bulunan organik yapısal gruplar hakkında bilgilerimize çok şeyler katmaktadır. Ayrıca, katyon ve anyon değişim reaksiyonları geniş biçimde çalışılmıştır. Fakat kimya ve toprağın verimliliği arasındaki ilişkiyi kuran çalışmalar yeterli düzeyde değildir. Bu çalışmalara genellikle tampon lama, gerekli elementlerin şelatlanması ve aynı kaynaktan gelen organik maddenin hormon etkisi örnek verilebilir. Jenkinson ve Tinley farklı kaynaklardan elde edilen ligno-proteinlerin çok farklı kızıl ötesi tayfa sahip olduklarını göstermiştir. Makstmow ve Liwski hümik asitli gübrelerin hazırlanma metoduna göre bitki tepkilerinin farklı olduklarını bulmuşlardır. Ayrıca, ekstraksiyonun metodu ve kaynağının hümik asitlerin toprak verimlilğini etkilemede önemli olduğunu belirtmişlerdir. Leonardite (linyit kömürünün okside olmuş formu) kimyası üzerine yapılan son çalışmalar hümik asitin tuzlarının bileşimi olduğunu ortaya çıkarmıştır. Hümik asitler kayaların ve minerallerin bozulmasında aktif görev yapmaktadırlar. Olayın karakteri hümik asitlerin bulundukları yerdeki doğasına ve minerallerin mukavemetine bağlıdır.

İçeriği 
Hümik asitler doğal büyük bio-polielektrolitlerdir. Bünyelerinde önemli oranda polifenoller, polikarboksilik asitler, karboniller ve peroksitler gibi organik kimyanın önemli gruplarını barındırmaktadırlar. Hümik asitler gerekli besin maddelerinin bitkiye geçişini sağlamaktadırlar. P2O5 in hümik asitlerce elverişli hale getirilmesi hakkında birçok makale yazılmıştır. P2O5 içeriğinin fazlaca bulunduğu ortamlarda meydan gelen kloroz problemini hümik asitlerin demiri bitkinin alacağı forma getirmesi ile çözdüğünü Dekock 1955’de göstermiştir. İz elementlerin bitki tarafından ihtiyacının karşılanmasında hümik asitlerle şelat yapan bileşiklerin rolü büyüktür. Tüm gerekli metaller hümik asitlerle şelat yapabilmektedir. Toprakta bulunan potasyum, kalsiyum, magnezyum, demir ve çinko ile reaksiyona giren hümik asitler organa-mineral köprüler üretmektedirler. Bu köprüler mikroorganizmalar için hayati destek veren toprağın mekanik parçacıklarını bağlamaktadırlar. Tüm araştırmacılar hümik asitlerin varlığı ile toprak mikroorganizmalarının aktivasyonlarının arttığı konusunda ortak düşünceye gelmişlerdir. Bu sebepledir ki yoğun bir şekilde sömürülerek zayıf kalmış toprağı tamir etmek için hümik asitlerle iyileştirme yöntemi tek başına bir hayli etkili çözüm olmaktadır. Hümik asit-metal kompleksi bitki beslemede belirleyici bir durumdur. Kurşun, krom, kadmiyum ve benzer ağır metaller ile radyoaktif elementlerin önce bitkiye, sonra da hayvanlarla insanlara geçişi ciddi hastalıklara yol açtığı bilinmektedir. Ağır metaller ile çözünmez bileşikler yapan hümik asitler bunların hücreden içeri girmesini engelleyen setler oluşturmaktadır. İnorganik demir bileşikleri de toprakta çözünmezler, oldukça kararsızdırlar ve kalsiyumu yüksek (kireçli) topraklarda bitki tarafında alımı zordur. Humatlı bileşikler demiri şelatlı kompleksler içine dahil etmektedir. Toprak fosfatları demir ve alüminyum ile yaptıkları reaksiyonlarda bitki tarafından alınamaz duruma gelmektedirler. Fakat reaksiyon sonucu oluşan bileşik hümik asitler tarafından kompleksleşmektedir. Şelatlama maddeleri olan Hümik asitler fosfat ile demir-alüminyum arasındaki bağları kırabilmektedirler. Sonuçta fosfat iyonu serbest kalmaktadır. Humatların toprağa ilavesi bu işlemin hızını yükseltmekte ve fosfatın bitkilerce alınmasını kolaylaştırmaktadır. Küçük miktardaki hümik asitler bile bitkiyi hassas hale getirmede, plasmanın geçirgenliğini arttırmada ve bitkilerce besin elementlerinin alımının hızlanmasında aktif hareket etmektedirler. İlieske hümik asit ve türevlerinin bitki zarının geçirgenliğini arttırdığını, bunun da bitkinin besin elementlerini almasını kolaylaştırdığını tespit etmiştir. Büyük orandaki hümik asitler ise elverişli demir kaynağıdırlar.

Bitki gelişmesine etkisi
Hümik asitler ile “auxin” (hücrenin gerilip uzaması, bölünmesi gibi birçok değişik fonksiyonu düzenleyen çeşitli bitki hormonları) tipi reaksiyonların varlığı üzerine birçok makale yazılmıştır. Hümik asitlerin tohumun çimlenme kapasitesini arttırdığını ve bitkilerin vitamin içeriğini çoğalttığını bildirmişlerdir. Hümik asitlerin tohumun çimlenmesini etkilemesi bitkinin köklerini etkilemesine benzemektedir. Su ve besin maddelerini taşıyan hümik asitler tohumun gözeneği boyunca çekilmekte ve çimlenmenin başlaması için tohumu uyarmaktadır. Tohumdaki nakil için gerekli mekanizma, indolbütirik asitin mekanizmasına benzemektedir. Fakat yine de tam olarak bilinmektedir. Hümik asitler sadece tohumu uyarmakla kalmaz, aynı zaman da kök sistemini ve üst aksamı da uyarmaktadır. Özellikle bunların etkisi kökte öne çıkmaktadır. Kök gelişimindeki ilerleme bitkinin veriminin artmasındaki en önemli etkendir. Bir çok araştırmacı mikroorganizmaların değişik gruplarının gelişmesinde hümik asitlerin olumlu etkilerini gözlemlemişlerdir. Bu araştırmacılar bu etkiyi hümik asitlerin demirle yaptığı komplekse veya onların kolloidal doğasına veyahut da hümik asitlerin organik katalist gibi hareket etmesine yüklemişlerdir. Mikroflora popülasyonunun uyarılması hümik asitlerin karbon ve fosfat kaynağı olması ile alakalıdır. Hümik asitler bu populasyonun artması için gerekli siteleri sağlamaktadır. Bakteriler organik katalist olarak hareket eden enzimleri oluşturmaktadır. Kristeva vejetasyonun erken safhalarında bitkiye geçen hümik asitlerin polifenol kaynağı olduğunu ve bunun da solunum katalisti vazifesi yaptığını tespit etmiştir. Bu bitkinin yaşama aktivitesini arttırmasına neden olmaktadır. Örneğin; enzim sistemleri yoğunlaşmakta, hücre bölünmesi hızlanmakta, kök sistemleri büyük gelişim göstermekte ve kuru madde verimi çoğalmaktadır.
Humat-bitki sistemi bitkilerin büyüme ve gelişmeleri için çok önemli olan iki işlemle tanımlanmaktadır. İlk işlem hücre enerjisinin güçlendirilmesi ve bunun bir sonucu olarak da iyon değişim kapasitesinin arttırılmasıdır. Hümik asitler gerekli besin maddelerini bünyelerinde topladıktan sonra bunları bitki ihtiyaç duyduğu miktar kadar bırakmaktadır. İkinci işlem hücre gözenekleri geçirgenliğinin artmasıdır. İşlemlerin önemli bir çoğunluğu hümik asitler-toprak sisteminde gözlenmektedir: kilin gevşetilmesi, suyun toprağa nüfuz edişinin kolaylaştırılması, toprağın iyon değişim kapasitesinin arttırılması ve toprak canlılarının uyarılması bu sisteme verilebilecek en önemli örneklerdir. Özellikle killi toprakların sıkı bir yapı teşkil etmesi bitki besleme ve geliştirmede ciddi bir problemdir. Kil ve tuz yüzdesi fazla olan topraklarda bir kil parçacığının etrafındaki artı değerlikli yük, diğer parçacığın düz yüzeyindeki eksi değerlikli yükle birleşmektedir. Bu durum oldukça sıkı üç boyutlu bir yapı oluşturmaktadır. Hümik asitler her bir kil parçacığının etrafında film yaparak bunları birbirinden ayırmaktadır. Böylece havadaki oksijen köklere ulaşmakta, bitki besin çözeltisi için gerekli su miktarı bitkinin kökleri etrafında yeterli miktarda sağlanmakta ve bitkinin kökleri fıtri gelişimini tamamlamaktadır. Suyun toprağa nüfuz edişinin kolaylaşması iki şekilde gerçekleşmektedir. Birinci durumda hümik asitler tuzları çözmekte ve onları kil parçacığının yüzeyinden uzaklaştırmaktadır. Sonuçta oluşan eksi değerlikli yük kil parçacıklarının birbirlerini itmelerine neden olmakta ve böylece toprak gevşemektedir. İkinci durumda hümik asitlerin bünyelerindeki karboksilik (-COOH) gruplar artı yüklü parçacıklar ile bağlanmaktadırlar. Bu artı yük iyonların (tuzların) çözünmelerini ve kil parçacığı üzerinden uzaklaşmasını sağlamaktadır. Hümik asitler suyun topraktan buharlaşmasını yavaşlatmaktadır. Bu durum kilin hiç olmadığı veya kısmen az olduğu ve su tutma kapasitesi olmayan kumlu topraklar için önemlidir. Suyun dipolar molekül olması ve elektriksel olarak da nötr olmasından dolayı oksijen içeren molekülün sonu bir iyona gevşek olarak bağlanmaktadır. Su molekülünün eksi yüklü kısmı veya hidrojen bir miktar nötrleşmektedir. Sonuçta hidrojenin bulunduğu yerin artı çekim gücü artmaktadır. Diğer su molekülünün oksijen bulunan yeri (eksi yük) hidrojenle birleşmektedir. Bu durum su molekülünün çekim gücü bitene kadar sürmektedir. Ayrıca hümik asitler iklim şartlarına göre toprağın rengini daha koyu renklere dönüştürme özelliğine sahiptir. Böylece toprağın ısı şartları da değişmiş olmaktadır. hümik asitlerin kolloidal yapısı ve ana fonksiyonel grupların hidrofilleşmesinin yüksek seviyede oluşu onlara tutkal özelliğini vermektedir. Birçok araştırmacı, bundan dolayıdır ki, hümik asit uygulamalarından sonra toprağın su tutma özelliğinin geliştiğini ve kurak bölgelerde bunun etkili olduğu gözlemlemişlerdir.

Tarım ilaçlarının etkisi 
Pestisitler (tarım ilaçları) toprak hümik asitleri ile reaksiyona girmekte ve kompleks reaksiyonlar oluşturmaktadır. Bazı pestisitler hümik asitlerle hareketsiz hale gelmekte ve pratikte çevrede yok olmaktadır. Bu durumlarda hümik asitler organik maddece zayıf kumlu topraklarda fazla pestisitleri etkili bir biçimde bertaraf etmektedir. Hümik asitlerle pestisitler arasında bilinen kimyasal işlem adsorbsiyondur. Bu işlem pestisitin kimyasal yapısına bağlı bir hızda toprağa bırakılması ile izlenmektedir. Pestisitin yok olması kısmen toprağa bırakılma oranı ile belirlenecektir. Hümik asitler bu durumlarda topraktaki pestisit konsantrasyonu kontrol etmek için ve çevreye yapabileceği zehirleyici etkisinden sakınmak için kullanılabilmektedir. Başka bir konu ise hümik asitlerin pestisitleri taşıması olayıdır. Pestisitlerin bazıları hümik asitlerle kompleks oluşturmaktadır. Tarımsal kullanım için hümik asitli gübreler leonardite cevherinin madenden alınması ve ‘ekstraksiyon işlemi yapılması ile elde edilmektedir. Ortaya çıkan ürün ise bünyesinde cevherden gelen küçük miktarda mineral madde bulunduran önemli miktarda organik maddedir. Hümik asitli gübreler (humat konsantrasyonları) geleneksel organik madde kaynaklarının yerine kullanılması ile uzun periyotta bir çok avantajlar sağlamaktadır. Hümik asitli gübreler doku besin dengesi, besinin bitki organlarına transferi, üst aksam ve kök gelişimi, ürün verimi ve kalitesi için dikkate değer etkiler elde etmektedirler. Özellikle hümik asit içeren bu tür gübreler organik maddece fakir topraklarda daha etkilidir. Hümik asitlerin verildiği bitkilerin karakterleri özellikle kumlu topraklarda kök gelişimi açısından diğerleri ile kıyaslandığında çok büyük farklılıklar göstermektedir. Geleneksel tarım işletmeciliğinde toprak verimliliği organik atıkların (hayvan gübresi gibi) döngüsü üzerine temellen dirilmişti. Kısmen kompostlanmış organik maddenin toprağa verilmesi bitki gelişimini sağlamaktaydı. Fakat sonraları daha çok verim elde etmek için inorganik gübrelerin kullanımı ve popülaritesindeki hızlı artış üreticileri toprağa kimyasal gübre vermeğe yöneltmişti. Bitki beslemede inorganik gübrelerin öneminin anlaşılmasının üzerine tarımsal verimde de ilk zamanlarda hızlı gelişim gerçekleşmekte idi. Sonuçta toprak organik maddesinin önemi unutulmuş ve toprakta bitki beslemesi bakımından zamanla problemler artmıştı. Bu nedenle, dünyada özellikle gelişmiş ülkelerde organik madde toprağın zafiyeti nedeni ile tekrar düşünülmeye başlanmıştır. Özellikle hümik asitli gübrelerin toprağa verilmesi ile ileri bitki gelişimi ve toprak verimliliği sağlandığı anlaşılmıştır.
Gübrede kullanımı 
Hümik asitli gübrelerin hazırlanması ve uygulanmasındaki metotlar hakkında birçok araştırmaya ihtiyaç vardır. Hümik asitli gübreler beslemede ana gübre olarak düşünülemez. Sadece bu gübrelerin makro elementler olan azot, fosfor ve potasyum ile diğer ikincil ve iz elementlerin bitki tarafından alımında uyarıcı etkisi olduğu gözlenmiştir. Hümik asitli gübrelerin kullanımında büyüyen bir ilgi mevcuttur. Bu şu faktörlerle alakalandırılabilir: organik tarımın yaygınlaşması, inorganik gübrelerin toprağa ve içindeki canlılara zarar vermesi, inorganik gübrelerin yer altı kaynaklarını kirletmesi, sadece kimyasal gübre kullanımı ile mahsul veriminin düşmesi ve toprağın kimyasal, fiziksel ve biyolojik özelliklerinin sürekli bozulması. Ayrıca inorganik gübre imalatı için gerekli ilk yatırım maliyeti, hammaddesinin ithal edilmesi; buna bağlı olarak işletme maliyetlerinin yüksek olması ve gerekli enerji ihtiyacının yüksek olması da önemli olumsuzluklar olarak düşünülmektedir.
Diğer kullanımları 
Hümik asitler sadece tarım alanında kullanılmamaktadır. Günümüzde ucuz bir kaynak olarak bir çok sektörde hızla kullanılmaya başlanmıştır. Bu sektörlerin başında çevre teknolojileri, sondaj teknolojileri, tutkal, boya, baskı mürekkepleri, kazan besi suyu şartlandırıcıları gibi kimya teknolojileri gelmektedir. Ayrıca kanatlı ve büyük baş hayvanlarda hastalıklara karşı mukavemet sağlamada, yenilen yemlerin ete dönüşümünde, süt veriminin artmasında,yumurta kalitesinde ve buna benzer birçok faktörlerde ciddi faydalar tespit edilmiştir. En şaşırtıcı neticeler ise insan sağlığı üzerine yapılan çalışmalarda elde edilmiştir. AİDS başta olmak üzere astım, bronşit, grip, mide rahatsızlıkları, böbrek taşı ber tarafı, hemoroit, deri kanseri, kan kougulantı, kansızlık, aşırı uyku, iştahsızlık gibi tıpta oldukça yaygın karşılaşılan problemlerin çözümünde önemli bir yer tutmaya başlamıştır.
Hümik asitlerle ilgili çalışmalar tüm alanlarda hızla devam etmektedir. Doğadaki bu mükemmel maddenin bulundukları bölgelere göre farklılıklar arz etmesinden dolayı daha keşfedilmeyi bekleyen birçok bilinmeyi bulunmaktadır.

Humik asitler, bitkilerin gelişiminde doğrudan ve dolaylı olarak önemli rol oynarlar.

Dolaylı etkiler, suyun tutulması, drenaj, havalanmanın iyileştirilmesi ve metalik iyonlar ile kleytli bileşikler ya da metalik-hidroksitler oluşturarak suda çözünebilir formları meydana getirerek, bu elementlerin birçoğunun çözünürlüğünü de kontrol eder.
Bitkilere doğrudan etkisi, kök gelişimi ve bitkilerin absorbe ettiği besin elementleri metabolizmalarını etkilemesi ile meydana gelmektedir.

Humik asidin;
• Toprak tuzluluğunun düşürülmesinde
• Toprak renginin düzeltilmesinde
• Metaller ile kleyt bağı oluşturulmasında, bu sayede bitki için yararlı besin elementlerinin alımının kolaylaşmasında
• Ağır metallerin toksik etkisinin azaltılmasında
• Bitki kök hastalık ve zararlılarına karşı etkili olmada
• Suyun toprak içinde düzenli bir şekilde dağılması ve tutulmasında
• Meyve renk ve şekerine olumlu etki yapmasındaki önemli araştırmalar sonucu ortaya konulmuştur.