Гуминовые кислоты — органические вещества, извлекаемые из природных продуктов (торф, бурый уголь, каменный уголь) водными растворами щелочей. Сложная смесь соединений разного состава, свойств и строения, переходящая в воду из природных продуктов, таких как торф, бурый уголь, каменный уголь. Гуминовые кислоты влияют на органолептические свойства воды (запах, цвет), ускоряют коррозию металла, оказывают отрицательное влияние на развитие водных микроорганизмов, влияют на химический состав воды (снижают содержание кислорода, влияют на ионные и фазовые равновесия). При нейтрализации образующихся при этом растворов солей (гуматов) гуминовые кислоты выпадают в виде темноокрашенного объемистого осадка. Из осадка могут быть выделены фульвокислоты, которые переходят в водный раствор после его подкисления (15% в торфах и до 45% в окисленных углях).
По химической структуре гуминовые кислоты — высокомолекулярные конденсированные ароматические соединения (молекулярная масса = 1300-1500), в которых установлено наличие фенольных гидроксилов, карбоксильных, карбонильных и ацетогрупп, простых эфирных связей и др. Элементный состав: углерод — 50-70%, водород — 4-6%, кислород — 25-35%, азот — 3-5%. Обязательно входят сера — 0,7 — 1,2% и фосфор — 0,5%. Всегда есть разные металлы, хотя трудно сказать, обязательны ли они для гуминовых веществ или просто являются примесью, поскольку очистить гуминовые вещества нелегко.
Гуминовые субстанции, как органические компоненты индивидуальной природы, ускоряют превращение различных микроэлементов в формы непосредственно доступные растениям.
На сегодняшний день доступно множество исследований, в которых показана возможность реакций ауксинового типа в присутствии гуминовых субстанций. Кроме того, в нескольких работах четко установлено, что гуминовые субстанции увеличивают степень прорастания семян и увеличивают содержание витаминов в растениях.
Гуминовые кислоты и их производные увеличивают проницаемость клеточных мембран в растении, увеличивая тем самым способность вбирать питательные вещества. Многими учеными был обнаружен положительный эффект оказываемый гуминовыми кислотами на размножение различных групп микроорганизмов. Они приписывают это свойство железу, которое присутствует в гуминовых кислотах или их коллоидной природе, кроме того, не исключается возможность того, что гуминовые субстанции являются органическими катализаторами.

Гуминовые кислоты в небольших количествах действуют как специфические сенсибилизирующие агенты, увеличивающие проницаемость плазмы, что приводит к увеличенному забору питательных веществ растениями. В больших объемах гуминовые кислоты являются источником доступного железа .
В последнее время вышло много работ, в которых продемонстрирован положительный эффект оказываемый гуминовыми кислотами на растения. Это влияние хорошо заметно как во внешнем виде растений, так и во внутренних биохимических процессах. Необходимо провести дополнительные исследования, для того, чтобы установить, каким образом производить и применять гуминовые удобрения. Основные принципы, полученные из теоретических аргументов, следующие: наличие в удобрениях субстанций хиноидной природы оказывает стимулирующее влияние на растения; способность гуминовых субстанций к мелкодисперсной растворимости в воде приводит к повышенной способности их проникновения в растения. Небольшие количества гуминовых удобрений не могут использоваться в качестве основного удобрения, они оказывают стимулирующий эффект только в том случае, когда присутствует необходимое количество основных питательных элементов, азота, фосфора и калия .
Интерес к применению различных органических удобрений продолжает увеличиваться. Очевидно, это вызвано следующими причинами:
Интерес в уменьшении применения минеральных удобрений;
Общественная обеспокоенность тем фактом, что химическая промышленность очень сильно загрязняет окружающую среду;
Увеличивающаяся необходимость в консервировании энергии.
Механизм формирования угля через стадию торфа обычно объясняется следующим образом: сначала торф превращается в лигнит, затем в смолистый уголь и наконец в антрацит. Происходит все это при высоких температурах, которые приводят к фракционной дистилляции. Коричневый уголь или, как его еще называют, лигнит сильно варьирует как по своим физико-химическим свойствам, так и по наличию различных гуминовых кислот, в зависимости от места залегания. Изучение химических процессов вовлеченных в формирование угля привело к различным гипотезам рассматривающим «гуминовые кислоты», «ульминовые кислоты», «гумины», «ульмины» и «фульвокислоты». Сейчас принято считать, что микроорганизмы отыграли решающую роль при формировании угля.
Количество органического вещества необходимого для внесения в почву было установлено уже давно. Однако химия и основы органического вещества стали предметом науки в 18 столетии. До Либиха считали, что гумус используется растениями непосредственно, но, после того как он показал, что рост растений зависит от неорганических компонентов, многие почвоведы стали считать удобрение органикой полезным только в случае полного разложения последней в неорганические формы.
В то же время многие из почвоведов придерживались мнения о том, что основное влияние гумуса на растения проявляется благодаря его повышенной способности удерживать влагу в почве. Затем в нескольких научных работах было показано, что растения способны абсорбировать комплексные органические молекулы системных инсектицидов, после этого уже никто не сомневался в способности растений абсорбировать растворимые формы гумуса.
Из гумусной золи, гуминовая фракция вытягивается кислотой, которая оставляет желтый осадок на поверхности. Последний представляет из себя фульво-фракцию. Ульминовой кислотой называется фракция гумуса, которую можно извлечь алкалоидом .
Недавние исследования, проведенные при помощи хроматографических, спектрофотометрических и рентгеновских методов многое прояснили в строении органических веществ, присутствующих в гумусе. Интенсивно исследовались реакции катионного и анионного обменов. Однако очень мало внимания уделялось изучению связей между химией и атрибутами почвенного плодородия: буферизации, образованию питательных элементов и гормональным эффектам из того же источника.
Гуминовые кислоты являются коллоидами и ведут себя подобно глине, но принято считать, что они кислоты, и образуют настоящие соли. Когда в гуминовой молекуле преобладают ионы водорода, материал предполагается кислотой и называется соответственно. Однако особого влияния на уровень рН не оказывается, поскольку эти кислоты нерастворимы в воде. Когда в молекуле преобладают катионы, отличающиеся от водорода, материал называют гуматом. Гуматы моновалентных щелочных металлов растворимы в воде, мультивалентные нерастворимы. Различные катионы оказывают малозаметное влияние на гуминовые молекулы, в смысле их растворимости и способности абсорбироваться в глинах.
В последние годы ученые выявили общие биохимические и экологические функции гуминовых веществ и их влияние на развитие растений. Среди важнейших можно выделить следующие:
·Аккумулятивная — способность гуминовых веществ накапливать долгосрочные запасы всех элементов питания, углеводов, аминокислот в различных средах;
·Транспортная — образование комплексных органоминеральных соединений с металлами и микроэлементами, которые активно мигрируют в растения;
·Регуляторная — гуминовые вещества формируют окраску почвы и регулируют минеральное питание, катионный обмен, буферность и окислительно-восстановительные процессы в почве;
·Протекторная — путем сорбции токсичных веществ и радионуклидов гуминовые вещества предотвращают их поступление в растения.
Совмещение всех этих функций обеспечивает повышенные урожаи и необходимое качество с/х продукции. Особенно важно подчеркнуть положительный эффект от действия гуминовых веществ при неблагоприятных условиях воздействия среды: низкие и высокие температуры, недостаток влаги, засоление, скопление ядохимикатов и наличие радионуклидов. Неоспорима роль гуминовых веществ и как физиологически активных веществ. Они изменяют проницаемость клеточных мембран, повышают активность ферментов, стимулируют процессы дыхания, синтеза белков и углеводов. Они увеличивают содержание хлорофилла и продуктивность фотосинтеза, что в свою очередь создает предпосылки получения экологически чистой продукции. При сельскохозяйственном использовании земли необходимо постоянное пополнение гумуса в почве для поддержания необходимой концентрации гуминовых веществ.
До настоящего времени это пополнение осуществлялось в основном путем внесения компостов, навоза и торфа. Однако поскольку содержание собственно гуминовых веществ в них относительно невелико, то нормы их внесения очень велики. Это увеличивает транспортные и другие производственные издержки, которые многократно превышают стоимость самих удобрений. Кроме того, в них содержатся семена сорняков, а также болезнетворные бактерии (для навоза и компостов).
Для получения высоких и устойчивых урожаев недостаточно надеяться на биологические возможности сельскохозяйственных культур, которые, как известно, используются лишь на 10-20%. Конечно необходимо использовать высокоурожайные сорта, эффективные приемы агро — и фитотехники, удобрения, но уже нельзя обойтись и без регуляторов роста растений, которые к концу двадцатого века играют уже не менее важную роль, чем пестициды и удобрения .